任務(wù)六液壓伺服閥系統(tǒng)簡(jiǎn)介

液壓伺服系統(tǒng)（又叫跟隨系統(tǒng)或跟蹤系統(tǒng)）是自動(dòng)控制系統(tǒng)的一種重要類(lèi)型。它不僅具有液壓傳動(dòng)的各種優(yōu)點(diǎn)，而且反應(yīng)快、系統(tǒng)剛性大、伺服精度高等特點(diǎn)。一、液壓伺服系統(tǒng)概論1.液壓伺服系統(tǒng)的工作原理

圖示簡(jiǎn)單液壓傳動(dòng)系統(tǒng)中，用一個(gè)四通滑閥控制液壓缸去推動(dòng)負(fù)載運(yùn)動(dòng)。當(dāng)它向右給閥芯一個(gè)輸入位移量xi時(shí)，滑閥移動(dòng)某一開(kāi)口量xv，此時(shí)，壓力油進(jìn)入缸右腔，缸左腔回油，在壓力油的作用下缸體向右運(yùn)動(dòng)，輸出位移xp。1.液壓伺服系統(tǒng)的工作原理

若將滑閥和液壓缸組合成一個(gè)整體，就構(gòu)成一個(gè)簡(jiǎn)單的液壓伺服系統(tǒng)，液壓泵4輸出的液壓油，通過(guò)溢流閥3調(diào)定壓力后，供給系統(tǒng)，通過(guò)伺服閥1控制液壓缸2推動(dòng)負(fù)載運(yùn)動(dòng)。伺服閥1為控制元件，液壓缸2為執(zhí)行元件。閥1控制流入缸體2的流量、壓力和液流方向，該系統(tǒng)稱(chēng)為閥控式液壓伺服系統(tǒng)。由于閥體1與缸體2制成一個(gè)整體，從而構(gòu)成了反饋控制。任務(wù)六液壓伺服閥系統(tǒng)簡(jiǎn)介一、液壓伺服系統(tǒng)概論1.液壓伺服系統(tǒng)的工作原理

系統(tǒng)的反饋控制過(guò)程是：當(dāng)伺服閥處于中間位置（零位，即沒(méi)有信號(hào)輸入，xi＝0）時(shí)，閥芯凸肩恰好遮住通往液壓缸的兩個(gè)油口，閥沒(méi)有流量輸出，缸體不動(dòng)，系統(tǒng)的輸出量xp＝0，系統(tǒng)處于靜止平衡狀態(tài)（左圖）。若給伺服閥一個(gè)輸入位移，例如向右xi，閥芯將偏離其中間位置，則節(jié)流口a、b便有一個(gè)相應(yīng)的開(kāi)口量xv（xv＝xi），壓力油經(jīng)a口進(jìn)入液壓缸右腔，左腔油液經(jīng)b口回油，缸體右移xp（右圖）。任務(wù)六液壓伺服閥系統(tǒng)簡(jiǎn)介一、液壓伺服系統(tǒng)概論1.液壓伺服系統(tǒng)的工作原理

由于缸體與閥體是一體的，因此閥體也右移xp，受閥芯輸入端的限制，閥的開(kāi)口量逐漸減小，即

xv＝xi－xp

。當(dāng)缸體位移xp等于閥的輸入位移xi時(shí)，閥的開(kāi)口量xv=0，閥的輸出流量等于零，液壓缸停止運(yùn)動(dòng)，處在一個(gè)新的平衡位置，完成了液壓缸輸出位移對(duì)滑閥輸入位移的跟隨運(yùn)動(dòng)。如果伺服閥反向運(yùn)動(dòng)，液壓缸也反向跟隨運(yùn)動(dòng)。伺服閥作為轉(zhuǎn)換、放大元件，把輸入的機(jī)械信號(hào)（位移或速度等）轉(zhuǎn)換并放大成液壓信號(hào)（流量或壓力等）輸出至液壓缸。

任務(wù)六液壓伺服閥系統(tǒng)簡(jiǎn)介一、液壓伺服系統(tǒng)概論1.液壓伺服系統(tǒng)的工作原理如果伺服閥反向運(yùn)動(dòng)，液壓缸也反向跟隨運(yùn)動(dòng)。伺服閥作為轉(zhuǎn)換、放大元件，把輸入的機(jī)械信號(hào)（位移或速度等）轉(zhuǎn)換并放大成液壓信號(hào)（流量或壓力等）輸出至液壓缸。任務(wù)六液壓伺服閥系統(tǒng)簡(jiǎn)介一、液壓伺服系統(tǒng)概論2.液壓伺服系統(tǒng)的基本特點(diǎn)1）液壓伺服系統(tǒng)是一個(gè)自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)（或隨動(dòng)系統(tǒng)）：伺服閥的閥芯移動(dòng)某一位移，液壓缸也將隨之移動(dòng)相應(yīng)的位移；2）液壓伺服系統(tǒng)是一個(gè)誤差控制系統(tǒng)：控制過(guò)程中，缸體的輸出位移能夠連續(xù)不斷地回輸?shù)介y體上，與滑閥的輸入位移相比較，得出兩者之間的位置偏差（即滑閥的開(kāi)口量）。只要滑閥有開(kāi)口量，液壓泵的供油就要進(jìn)入液壓缸，驅(qū)使液壓缸移動(dòng)。過(guò)程一直進(jìn)行到輸出位移與輸入位移一致為止。即位置偏差（即滑閥的開(kāi)口量）為零，伺服系統(tǒng)就停止工作，可以看出這個(gè)系統(tǒng)是根據(jù)偏差信號(hào)進(jìn)行控制的。這個(gè)位置偏差（即滑閥的開(kāi)口量），稱(chēng)為伺服系統(tǒng)的誤差。任務(wù)六液壓伺服閥系統(tǒng)簡(jiǎn)介一、液壓伺服系統(tǒng)概論

2.液壓伺服系統(tǒng)的基本特點(diǎn)3）液壓伺服系統(tǒng)是一個(gè)負(fù)反饋閉環(huán)系統(tǒng)：液壓缸缸體與伺服閥閥體固連在一起，伺服閥閥芯移動(dòng)，使節(jié)流口a、b的開(kāi)口量xv增大，缸體運(yùn)動(dòng)的結(jié)果又使節(jié)流口a

、b的開(kāi)口量xv減小。缸體的輸出位移能夠連續(xù)不斷地回輸?shù)介y體上，與滑閥的輸入位移相比較，缸體的移動(dòng)總是力圖使偏差信號(hào)減小到零，從而形成一個(gè)負(fù)反饋閉環(huán)系統(tǒng)。4）液壓伺服系統(tǒng)是一個(gè)信號(hào)放大系統(tǒng)：在系統(tǒng)中，移動(dòng)伺服閥所需要的信號(hào)輸入功率很小，而液壓缸輸出的功率卻可以比輸入功率大得多，即具有功率放大作用。利用這種特點(diǎn)，用一個(gè)很小的力操縱伺服閥，液壓缸能在油壓的作用下以一個(gè)很大的力去操縱其他機(jī)構(gòu)（即負(fù)載），以起到助力作用。任務(wù)六液壓伺服閥系統(tǒng)簡(jiǎn)介一、液壓伺服系統(tǒng)概論

3．液壓伺服系統(tǒng)的組成液壓伺服系統(tǒng)一般有五個(gè)基本組成部分：

1）輸入元件：給出與被控制對(duì)象所希望的運(yùn)動(dòng)規(guī)律相對(duì)應(yīng)的指令信號(hào)（輸入信號(hào)），加在系統(tǒng)中的輸入端。指令元件可以是機(jī)械裝置如凸輪、連桿、模板等，給出位移信號(hào)；也可以是電氣元件如電位計(jì)、程序裝置等，給出電壓信號(hào)。

2）反饋測(cè)量元件：檢測(cè)系統(tǒng)輸出量，將其轉(zhuǎn)換成與輸入信號(hào)具有相同形式的反饋信號(hào)，并回輸給比較元件。反饋元件可以是機(jī)械裝置如齒輪副、連桿等，也可以是電氣元件如各種傳感器、測(cè)速電機(jī)等。

3）比較元件：用來(lái)比較輸入信號(hào)和反饋信號(hào)，并將它們的差值作為偏差信號(hào)輸送給后面的元件。實(shí)際系統(tǒng)中，比較元件有時(shí)不單獨(dú)存在，而是與輸入元件、反饋測(cè)量元件或放大元件一起組成同一元件來(lái)完成多種功能。

4）放大轉(zhuǎn)換元件（液壓功率放大器）：將偏差信號(hào)放大并轉(zhuǎn)換成液壓信號(hào)，并控制執(zhí)行元件的動(dòng)作，如伺服放大器、液壓控制閥、電液伺服閥等。

5）執(zhí)行元件:驅(qū)動(dòng)控制對(duì)象動(dòng)作的液壓元件，通常指液壓缸或液壓馬達(dá)。任務(wù)六液壓伺服閥系統(tǒng)簡(jiǎn)介一、液壓伺服系統(tǒng)概論伺服系統(tǒng)按控制方式和控制元件的形式分為：閥控系統(tǒng)（節(jié)流式）和泵控系統(tǒng)（容積式）兩類(lèi)。在閥控系統(tǒng)中，主要控制元件是伺服閥或電液伺服閥。在泵控系統(tǒng)中，主要控制元件是變量泵，目前變量馬達(dá)控制用的較少。變量泵控制液壓伺服系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是效率較高、系統(tǒng)剛性大，缺點(diǎn)是響應(yīng)速度慢、結(jié)構(gòu)復(fù)雜。另外，操縱變量泵變量機(jī)構(gòu)所需的力較大，需要一套專(zhuān)門(mén)的操縱機(jī)構(gòu)，從而使系統(tǒng)復(fù)雜化。變量泵控制液壓伺服系統(tǒng)特別適合大功率而響應(yīng)速度要求又不太高的場(chǎng)合。閥控制伺服系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是響應(yīng)速度快、控制精度高，缺點(diǎn)是效率低。由于它的性能優(yōu)越而得到廣泛應(yīng)用，特別是在中、小功率的快速、高精度液壓伺服系統(tǒng)中采用。閥控系統(tǒng)中的控制元件主要有三類(lèi)：滑閥式伺服閥、噴嘴擋板式伺服閥、射流管式伺服閥。滑閥式伺服閥具有很高的功率放大倍數(shù)，既可作為單級(jí)伺服閥使用，又可作為多級(jí)伺服閥的功率放大級(jí)；后兩種閥的功率放大倍數(shù)小，一般用于多級(jí)（二、三級(jí)）伺服閥的前置放大級(jí)。二、液壓伺服閥的基本形式任務(wù)六液壓伺服閥系統(tǒng)簡(jiǎn)介

1．滑閥式液壓伺服閥

滑閥式液壓伺服閥具有優(yōu)良的控制性能，在液壓伺服系統(tǒng)中應(yīng)用最廣。它的結(jié)構(gòu)與液壓換向滑閥很相似，換向閥實(shí)際上是液壓開(kāi)關(guān)，每個(gè)閥口只有兩個(gè)狀態(tài)，要么完全打開(kāi)，要么完全封死，結(jié)構(gòu)上很容易保證；而滑閥式液壓伺服閥則是一種比例控制的液壓放大器，每個(gè)閥口具有連續(xù)變化的開(kāi)啟度，以便連續(xù)調(diào)節(jié)通過(guò)液體的流量，其加工精度要求很高。

根據(jù)滑閥上控制邊數(shù)（起控制作用的閥口數(shù)）的不同，可以分為單邊控制、雙邊控制和四邊控制三種類(lèi)型。任務(wù)六液壓伺服閥系統(tǒng)簡(jiǎn)介二、液壓伺服閥的基本形式單邊雙邊四邊

1．滑閥式液壓伺服閥單邊控制滑閥式液壓伺服閥如圖所示。滑閥控制邊的開(kāi)口量δ

控制著液壓缸右腔的壓力和流量，從而控制液壓缸運(yùn)動(dòng)的速度和方向。 來(lái)自泵的壓力油進(jìn)入單桿液壓缸的有桿腔A，通過(guò)活塞上的小孔a后進(jìn)入無(wú)桿腔B，壓力由p1降為p2，然后再經(jīng)過(guò)開(kāi)口量為δ

的單邊滑閥的開(kāi)口流回油箱。在液壓缸不受外載荷作用的條件下，p1AA

=p2AB。當(dāng)閥芯根據(jù)輸入信號(hào)向左移動(dòng)時(shí)，開(kāi)口量δ增大，無(wú)桿腔壓力減小，于是p2AB＜p1AA，缸體向左移動(dòng)。因?yàn)楦左w和閥體連接成一個(gè)整體，所以閥體左移又使開(kāi)口量δ

減小（負(fù)反饋），直至平衡。 任務(wù)六液壓伺服閥系統(tǒng)簡(jiǎn)介二、液壓伺服閥的基本形式

1．滑閥式液壓伺服閥

四邊控制滑閥式液壓伺服閥在工程中使用最廣泛。由于它有四個(gè)油口，故也稱(chēng)為四通液壓伺服閥，其工作原理與雙邊滑閥式相似。如圖所示，它有三個(gè)凸肩和四個(gè)控制邊。在結(jié)構(gòu)上，三個(gè)凸肩的直徑相同，液壓力在閥芯上產(chǎn)生的軸向作用力基本自平衡，控制閥芯移動(dòng)的作用力可以很小。這類(lèi)液壓伺服閥與各種液壓執(zhí)行元件均可配合使用。任務(wù)六液壓伺服閥系統(tǒng)簡(jiǎn)介二、液壓伺服閥的基本形式任務(wù)二液壓伺服閥結(jié)構(gòu)分析及應(yīng)用其他控制閥和其他基本回路

1．滑閥式液壓伺服閥圖中，開(kāi)口δ1、δ2分別控制進(jìn)入液壓缸兩腔的壓力油，開(kāi)口δ3、δ4分別控制液壓缸兩腔的回油。液壓源提供的恒壓壓力油p接滑閥入口，控制口A、B

分別接液壓缸的兩腔，回油口T接油箱。當(dāng)四邊滑閥式液壓伺服閥處于常態(tài)（無(wú)推動(dòng)閥芯移動(dòng)的輸入控制信號(hào)）時(shí)，各節(jié)流工作邊將P、T油口恰好接通，缸體不運(yùn)動(dòng)；當(dāng)輸入信號(hào)使閥芯向左移動(dòng)一微小距離時(shí)，缸左腔的進(jìn)油口δ1減小，回油口δ3增大，使p1迅速減小；與此同時(shí)，缸右腔的進(jìn)油口δ2增大，回油口δ4減小，使p2迅速增大，這樣就使活塞迅速左移。

1．滑閥式液壓伺服閥當(dāng)輸入信號(hào)使閥芯向右移動(dòng)一微小距離時(shí)，缸右腔的進(jìn)油口δ2減小，回油口δ4增大，使p2迅速減小；與此同時(shí)，缸左腔的進(jìn)油口δ1增大，回油口減小δ3，使p1迅速增大。這樣就使活塞迅速右移。任務(wù)六液壓伺服閥系統(tǒng)簡(jiǎn)介二、液壓伺服閥的基本形式

1．滑閥式液壓伺服閥

缸體運(yùn)動(dòng)的速度與閥口開(kāi)啟度（或閥芯位移量）成正比。若把液壓缸缸體與滑閥閥體固連，便形成負(fù)反饋連接，液壓缸缸體將跟隨閥芯作隨動(dòng)運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)伺服控制，即：若閥芯在外力（輸入信號(hào)）作用下向左（右）移動(dòng)一微小距離，使閥口開(kāi)啟，液壓油進(jìn)入液壓缸推動(dòng)缸體也向左（右）移動(dòng)一相同距離，直至閥口關(guān)閉，液壓缸又停止運(yùn)動(dòng)。與雙邊控制滑閥式液壓伺服閥相比，四邊控制滑閥式液壓伺服閥同時(shí)控制液壓缸兩腔的壓力和流量，故調(diào)節(jié)靈敏度高，工作精度也高。觀察原理任務(wù)六液壓伺服閥系統(tǒng)簡(jiǎn)介二、液壓伺服閥的基本形式

1．滑閥式液壓伺服閥按照控制邊相對(duì)于閥套槽邊的位置不同，滑閥式液壓伺服閥可制成正開(kāi)口、零開(kāi)口和負(fù)開(kāi)口三種類(lèi)型，如圖所示，即：當(dāng)滑閥處于平衡位置（無(wú)輸入控制信號(hào)）時(shí)，閥芯凸肩控制邊與閥套槽邊的相對(duì)位置分別為負(fù)開(kāi)口（xs＜0）、零開(kāi)口（xs＝0）和正開(kāi)口（xs＞0）。具有零開(kāi)口的滑閥，其工作精度最高；負(fù)開(kāi)口有較大的不靈敏區(qū)，較少采用；具有正開(kāi)口的滑閥，工作精度較負(fù)開(kāi)口高，但功率損耗大，穩(wěn)定性也差。 任務(wù)六液壓伺服閥系統(tǒng)簡(jiǎn)介二、液壓伺服閥的基本形式

2．噴嘴擋板式液壓伺服閥噴嘴擋板式液壓伺服閥有單噴嘴和雙噴嘴兩種。如圖所示的單噴嘴擋板式液壓伺服閥由固定節(jié)流孔、中間油室、噴嘴1及擋板2等組成。噴嘴和擋板共同組成一個(gè)可變截面的節(jié)流裝置。中間油腔b與執(zhí)行元件的工作油腔相連通。當(dāng)從液壓泵來(lái)的壓力油壓力為p1，經(jīng)過(guò)固定節(jié)流孔a后，一部分油液經(jīng)噴嘴端面和擋板所形成的間隙δ排出而流回油箱。擋板的位置（即間隙δ的大小）由輸入信號(hào)來(lái)控制，可以直接用機(jī)械方法控制，也可以由電信號(hào)控制。當(dāng)δ

的大小改變時(shí)，就改變了噴嘴和擋板處的節(jié)流作用，因而使中間油室中的油壓力p2也隨之改變，這樣就使執(zhí)行元件產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)。 觀察原理任務(wù)六液壓伺服閥系統(tǒng)簡(jiǎn)介二、液壓伺服閥的基本形式

2．噴嘴擋板式液壓伺服閥圖示為雙噴嘴擋板式液壓伺服閥的結(jié)構(gòu)及工作原理示意圖。在結(jié)構(gòu)上，該閥左右完全對(duì)稱(chēng)，各有一直徑確定的固定節(jié)流口和噴嘴；兩噴嘴的正中間有一擋板，擋板支承在上部的轉(zhuǎn)軸上，可隨轉(zhuǎn)軸左右小幅度擺動(dòng)。在左、右控制腔處各設(shè)一控制口，分別與執(zhí)行元件（假設(shè)為液壓缸）的兩油腔A、B相連。當(dāng)伺服閥處于零位（無(wú)輸入信號(hào)，擋板未發(fā)生偏轉(zhuǎn)）時(shí)，兩噴嘴處的節(jié)流壓降相同，從而使兩控制腔的壓力相等，液壓缸左、右腔壓力也相等，活塞不動(dòng)；當(dāng)輸入信號(hào)使擋板繞轉(zhuǎn)軸順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)一微小角度而靠近左噴嘴時(shí)，左噴嘴處的節(jié)流壓降增大，右噴嘴處的節(jié)流壓降減小，導(dǎo)致左腔A的控制壓力大于右腔B的控制壓力，液壓缸左腔進(jìn)油，右腔排油，活塞向右運(yùn)動(dòng)；反之，活塞向左運(yùn)動(dòng)。很明顯，活塞移動(dòng)的速度以及產(chǎn)生推力的大小與輸入信號(hào)（或擋板的偏移量）的大小成正比，活塞運(yùn)動(dòng)的方向取決于輸入信號(hào)的極性（或擋板偏移的方向）。 觀察原理任務(wù)六液壓伺服閥系統(tǒng)簡(jiǎn)介二、液壓伺服閥的基本形式

2．噴嘴擋板式液壓伺服閥可見(jiàn)，用很小的機(jī)械功率操縱擋板，便可以在噴嘴擋板式液壓伺服閥的輸出端得到較大的液壓功率，實(shí)現(xiàn)信號(hào)轉(zhuǎn)換及功率放大的功能。但是，在噴嘴處自始至終有液壓油泄漏，能量損失較大，因而這種閥只能用在小功率場(chǎng)合。與滑閥式液壓伺服閥相比，噴嘴擋板式液壓伺服閥結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工精度要求不高，制造容易；運(yùn)動(dòng)部件（擋板）質(zhì)量輕，慣性小，位移量小，故靈敏度高，動(dòng)態(tài)響應(yīng)快；對(duì)油液的污染不太敏感；沒(méi)有徑向不平衡力，不會(huì)發(fā)生“卡緊”現(xiàn)象，因而工作可靠。其缺點(diǎn)是：功率損耗大，噴嘴擋板間距離很小時(shí)的抗污染能力差，因此適宜在多級(jí)放大伺服系統(tǒng)中用作第一級(jí)（前置級(jí)）伺服裝置。任務(wù)六液壓伺服閥系統(tǒng)簡(jiǎn)介二、液壓伺服閥的基本形式

3．射流管式液壓伺服閥射流管式液壓伺服閥的工作原理如圖所示。它由射流管3、接受板2和液壓缸1等組成。射流管可繞垂直于圖面的軸線O向左右擺動(dòng)一不大的角度。接受板上有兩個(gè)并列的接受孔道a和b，分別與液壓缸的兩腔相通。壓力油從通道輸入射流管內(nèi)，并從射流管端部的錐形噴嘴射出，油液在經(jīng)過(guò)錐形噴嘴時(shí)速度提高，當(dāng)油液進(jìn)入接受孔道后，由于通流面積擴(kuò)大，又使高速運(yùn)動(dòng)油液的動(dòng)能轉(zhuǎn)變成油液的壓力能，用以推動(dòng)液壓缸工作。如果射流管處于兩個(gè)接受孔道的中間對(duì)稱(chēng)位置，則兩個(gè)接受孔道內(nèi)油液的壓力相等，因此執(zhí)行元件不動(dòng)。如果給射流管3一個(gè)輸入信號(hào)，就是推動(dòng)射流管使它繞軸線擺動(dòng)一個(gè)很小的角度而偏離中間位置，則一個(gè)接受孔道內(nèi)的油壓升高，而另一個(gè)接受孔道內(nèi)的油壓降低，在壓力差的作用下，液壓缸就向射流管偏移的相同方向移動(dòng)，直到跟著液壓缸移動(dòng)的接受板到達(dá)射流孔又處于兩個(gè)接受孔道的中間對(duì)稱(chēng)位置時(shí)為止。任務(wù)六液壓伺服閥系統(tǒng)簡(jiǎn)介三、液壓伺服系統(tǒng)應(yīng)用實(shí)例

1．汽車(chē)轉(zhuǎn)向液壓助力器在汽車(chē)上，為了減輕駕駛員操作方向盤(pán)的體力勞動(dòng)，提高汽車(chē)的轉(zhuǎn)向靈活性，常采用轉(zhuǎn)向液壓助力器。這種液壓助力器也是一種機(jī)液伺服位置控制系統(tǒng)。圖示是轉(zhuǎn)向液壓助力器的工作原理圖。它主要由液壓缸和控制滑閥兩部分組成。液壓缸活塞1的右端通過(guò)鉸鏈固定在汽車(chē)車(chē)架上，液壓缸缸體2和控制滑閥閥體連在一起，形成負(fù)反饋，由方向盤(pán)5通過(guò)擺桿4控制滑閥閥芯3移動(dòng)。當(dāng)缸體前后移動(dòng)時(shí)，通過(guò)轉(zhuǎn)向梯形機(jī)構(gòu)6等控制車(chē)輪向左或向右偏轉(zhuǎn)，從而操縱汽車(chē)轉(zhuǎn)向。三、液壓伺服系統(tǒng)應(yīng)用實(shí)例觀察轉(zhuǎn)向結(jié)構(gòu)任務(wù)六液壓伺服閥系統(tǒng)簡(jiǎn)介

1．汽車(chē)轉(zhuǎn)向液壓助力器 當(dāng)閥芯3處于圖示位置時(shí)，因液壓缸左、右腔油液被封閉，因此缸體固定不動(dòng)，汽車(chē)保持直線行駛。滑閥閥芯的這一相應(yīng)位置通常稱(chēng)為平衡位置。由于控制滑閥為負(fù)開(kāi)口，可以防止引起不必要的擾動(dòng)。任務(wù)六液壓伺服閥系統(tǒng)簡(jiǎn)介三、液壓伺服系統(tǒng)應(yīng)用實(shí)例

1．汽車(chē)轉(zhuǎn)向液壓助力器

轉(zhuǎn)向時(shí)，若逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)方向盤(pán)，通過(guò)擺桿帶動(dòng)閥芯向右移動(dòng)，則液壓缸右腔進(jìn)油，左腔回油，使液壓缸缸體向右移動(dòng)，帶動(dòng)轉(zhuǎn)向梯形機(jī)構(gòu)向逆時(shí)針?lè)较驍[動(dòng)，使車(chē)輪向左偏轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)向左轉(zhuǎn)彎；任務(wù)六液壓伺服閥系統(tǒng)簡(jiǎn)介三、液壓伺服系統(tǒng)應(yīng)用實(shí)例

1．汽車(chē)轉(zhuǎn)向液壓助力器

順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)方向盤(pán)，通過(guò)擺桿帶動(dòng)閥芯向左移動(dòng)，則液壓缸左腔進(jìn)油，右腔回油，使液壓缸缸體向左移動(dòng)，帶動(dòng)轉(zhuǎn)向梯形機(jī)構(gòu)向順時(shí)針?lè)较驍[動(dòng)，使車(chē)輪向右偏轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)向右轉(zhuǎn)彎。任務(wù)六液壓伺服閥系統(tǒng)簡(jiǎn)介三、液壓伺服系統(tǒng)應(yīng)用實(shí)例

1．汽車(chē)轉(zhuǎn)向液壓助力器缸體左、右移動(dòng)時(shí)，控制滑閥閥體同時(shí)左、右移動(dòng)，即實(shí)現(xiàn)剛性負(fù)反饋，使閥體和閥芯重新恢復(fù)到平衡位置，因此保證了車(chē)輪偏轉(zhuǎn)角度由方向盤(pán)控制。為了使駕駛員操縱方向盤(pán)時(shí)能感覺(jué)到路面的好壞情況（即路感），在控制滑閥兩端增加兩個(gè)油腔A、B

，分別與液壓缸左、右腔相通，這時(shí)，移動(dòng)控制滑閥閥芯時(shí)所需的力和液壓缸兩腔的壓力差成正比，駕駛員操縱方向盤(pán)時(shí)就會(huì)感覺(jué)到轉(zhuǎn)向阻力的大小。任務(wù)六液壓伺服閥系統(tǒng)簡(jiǎn)介三、液壓伺服系統(tǒng)應(yīng)用實(shí)例

2.電液伺服閥

電液伺服閥具有體積小、結(jié)構(gòu)緊湊、功率放大系數(shù)高、控制精度高，直線性好、死區(qū)小、靈敏度高、動(dòng)態(tài)性能好以及響應(yīng)速度快等優(yōu)點(diǎn)，廣泛地應(yīng)用在電液位置、速度、加速度、力伺服系統(tǒng)，以及伺服振動(dòng)發(fā)生器中。電液伺服閥由電磁和液壓兩部分組成。1-永久磁鐵；2-銜鐵；3-扭軸；4-噴嘴；5-擋板；6-過(guò)濾器；7-滑閥；8-線圈；9-導(dǎo)磁體任務(wù)六液壓伺服閥系統(tǒng)簡(jiǎn)介三、液壓伺服系統(tǒng)應(yīng)用實(shí)例

2.電液伺服閥（1）電磁部分：電磁部分由永久磁鐵1、兩個(gè)導(dǎo)磁體9、線圈8和銜鐵2等組成。它的作用是把輸入的電信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)榱兀广曡F偏轉(zhuǎn)，以便控制液壓部分，一般稱(chēng)它為力矩馬達(dá)。永久磁鐵將兩個(gè)導(dǎo)磁體化為N極和S極。銜鐵由扭軸3支撐，處于兩個(gè)導(dǎo)磁體間形成的固定磁場(chǎng)中間。這時(shí)，通過(guò)導(dǎo)磁體和銜鐵間隙處的磁通都是Φ定

并且方向相同，因而銜鐵處于兩個(gè)導(dǎo)磁體的中間位置。任務(wù)六液壓伺服閥系統(tǒng)簡(jiǎn)介三、液壓伺服系統(tǒng)應(yīng)用實(shí)例

2.電液伺服閥（1）電磁部分：

當(dāng)有控制電流輸入線圈8時(shí)，銜鐵被磁化，若通入的電流方向使銜鐵上端為N極，下端為S極，則在銜鐵和導(dǎo)磁體中又產(chǎn)生磁通Φ控。由右可看出，在右邊的氣隙中，磁通Φ定和Φ控的方向相同，因此總磁通是兩者相加。在左邊的氣隙中，磁通Φ定和Φ控的方向相反，因此總磁通是兩者相減的差值。這樣，右邊氣隙中的磁通就大于左邊氣隙中的磁通，因而在銜鐵上產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，使銜鐵連同擋板5順時(shí)針偏轉(zhuǎn)。銜鐵的偏轉(zhuǎn)使得支承它的扭軸3產(chǎn)生扭矩變形，并產(chǎn)生一個(gè)抵抗銜鐵偏轉(zhuǎn)的彈性反轉(zhuǎn)矩，當(dāng)這一彈性反轉(zhuǎn)矩等于磁通在銜鐵上產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩時(shí)，銜鐵就處于相對(duì)平衡位置。由于使銜鐵偏轉(zhuǎn)的力矩與輸入的控制電流的大小成正比，同時(shí)扭軸的反轉(zhuǎn)矩與它的轉(zhuǎn)角也成正比，則銜鐵的轉(zhuǎn)角與輸入的控制電流的大小成正比。控制電流越大，銜鐵的偏轉(zhuǎn)角也越大。如果輸入控制電流的方向相反，則銜鐵偏離中間位置的方向也相反。任務(wù)六液壓伺服閥系統(tǒng)簡(jiǎn)介三、液壓伺服系統(tǒng)應(yīng)用實(shí)例

2.電液伺服閥（2）液壓部分：液壓元件是一個(gè)兩級(jí)液壓伺服閥，前置放大級(jí)是雙噴嘴擋板式液壓伺服閥，功率放大級(jí)是帶有四條控制邊的滑閥式液壓伺服閥。任務(wù)六液壓伺服閥系統(tǒng)簡(jiǎn)介三、液壓伺服系統(tǒng)應(yīng)用實(shí)例

2.電液伺服閥（2）液壓部分壓力p

為的油液從進(jìn)油口進(jìn)入，經(jīng)過(guò)濾器6后再分別流經(jīng)兩個(gè)節(jié)流孔g