电液比例控制阀
比例控制阀
单向移动式比例电磁铁的吸力特性
比例阀的特点
1、对压力、流量等参数进行连续或比例控制； 2、输出的压力、流量等参数不受负载影响； 3、结构简单，通用性强； 4、加工精度接近普通液压阀； 5、具有伺服阀远程、连续操纵优点； 6、对油液污染不像伺服阀敏感。
比例阀实物图
直动式比例溢流阀
输入一I，产生一电磁力作用于阀心上，得到一控制压力
先导式比例溢流阀
利用比例溢流阀的调压回路
利用比例减压阀的减压回路
将比例溢流阀的主阀换 为减压阀，则称为比例 减压阀。
利用比例减压阀的减压 回路，可以实现多级减 压甚至无级减压，大大 简化系统结构。
比例流量阀
比例电磁铁和节流阀组 合，即成为比例节流阀。
比例电磁铁和调速阀组 合即成为比例调速阀。 如右图所示。
比例调速阀的工作原理： 通过比例电磁铁控制节 流阀阀芯的开度，从而 控制调速阀的输出流量。
利用比例调速阀的调速回路
比例方向阀
换向阀阀心上开有三角槽，阀心运动时，其通流面积变化， 故液流方向变化时，流量也会变化 输入一电流，得到一个运动方向，并且还可改变输出流量的 大小；改变电流信号极性，即可改变运动方向。
比例复合阀原理
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比例电磁铁
结构：极靴1，线圈2，限位 环3，隔磁环4，壳体5，内盖 6，外盖7，调节螺栓8，弹簧 9，衔铁10，隔磁支承环11， 导向管12。
工作原理：线圈通电后产生 磁场，隔磁环使磁力线主要 通过衔铁、气隙和极靴，极 靴对衔铁产生吸力。电流一 定时，吸力大小一定。在电 磁铁左端加一弹簧，则衔铁 的位移与电流大小成正比。
5.5比例控制阀
1、电液比例阀简称比例阀，是一种按输入信号连续或 按比例地控制液压系统中的流量、压力和方向的控制 阀。
电液比例阀的工作原理
电液比例阀的工作原理
电液比例阀是一种应用广泛的液压控制元件，它通过电磁铁激励，控制液压系统中的流量和压力，从而实现对液压系统的精确控制。
电液比例阀的工作原理主要涉及到以下几个方面。
一、电磁铁的工作原理
电液比例阀中的电磁铁是控制流量和压力的关键部件，它的工作原理是基于电磁感应现象。
当电流通过电磁铁线圈时，会在铁芯内部产生磁场，这个磁场会将铁芯吸引，从而使得阀芯移动，改变液压系统中的流量和压力。
二、比例阀的结构原理
电液比例阀的结构非常复杂，一般由电磁铁、阀芯、阀座、弹簧等部件组成。
其中，电磁铁通过激励阀芯移动，从而控制液压系统中的流量和压力。
阀芯和阀座之间的间隙会决定液体通过的通道大小，从而实现对系统流量的控制；弹簧的作用则是使阀芯回到原位，避免液压系统出现过度压力。
三、电液比例阀的控制方式
电液比例阀的控制方式有两种，分别是电流控制和电压控制。
电流控制是通过改变电磁铁线圈中的电流大小来控制阀芯的移动，从而
改变液压系统中的流量和压力；电压控制则是通过改变电磁铁线圈的电压大小来控制阀芯的移动，从而达到类似的效果。
四、电液比例阀的优缺点
电液比例阀具有精度高、灵敏度好、响应速度快、可靠性强等优点，可以广泛应用于机械制造、航空航天、冶金、地质勘探等领域。
但是，电液比例阀的价格比较昂贵，维护和调试难度也较大。
电液比例阀的工作原理是基于电磁感应现象，通过改变电磁铁线圈中的电流或电压大小来控制阀芯的移动，从而实现对液压系统的精确控制。
电液比例阀具有优点明显，但也存在一些缺点，需要根据具体应用场景进行选择。
电液比例溢流阀的工作原理
电液比例溢流阀的工作原理电液比例溢流阀是一种常用的液压控制元件，通过调节流体的流量来控制液压系统的工作压力。
它的工作原理可以简单描述为：当输入信号改变时，通过调节溢流口的开启程度，控制流体的流量，从而实现对系统压力的调节。
电液比例溢流阀由比例电磁阀和溢流阀两部分组成。
比例电磁阀的作用是根据输入信号的大小，控制溢流阀的开启程度。
而溢流阀则根据比例电磁阀的控制，调节流体的流量。
当输入信号为最小值时，比例电磁阀关闭，溢流阀完全关闭，流体无法通过溢流口流回油箱，此时液压系统的压力最大。
当输入信号逐渐增大时，比例电磁阀逐渐开启，使得溢流阀的开启口径增大，流体流经溢流口的流量也随之增加。
这样，液压系统的压力逐渐减小。
需要注意的是，电液比例溢流阀的开启程度与输入信号的大小是成比例的，即输入信号越大，开启程度越大，流量也越大。
这样，通过调整输入信号的大小，可以精确地控制液压系统的工作压力。
电液比例溢流阀的工作原理基于流量调节的原理。
当溢流阀开启时，一部分流体会从溢流口流回油箱，从而减小液压系统的工作压力。
而当溢流阀关闭时，流体无法通过溢流口流回油箱，液压系统的工作压力达到最大值。
通过比例电磁阀的控制，可以调节溢流阀的开启程度，从而控制流体的流量，进而控制液压系统的工作压力。
在实际应用中，电液比例溢流阀具有很大的灵活性和精确性。
它可以根据不同的工况要求，通过调整输入信号的大小，实现对液压系统的精确控制。
同时，它还可以与其他液压元件组合使用，实现更复杂的液压控制功能。
总结来说，电液比例溢流阀的工作原理是通过比例电磁阀控制溢流阀的开启程度，从而调节流体的流量，进而控制液压系统的工作压力。
它的优点是灵活性和精确性高，可以根据实际需求进行精确控制，并与其他液压元件组合使用。
在液压系统中起到了重要的作用。
电液比例阀
3.2.1直动式比例溢流阀直动式比例溢流阀的工作原理及结构见图3-2,。
这是一种带位置电反馈的双弹簧结构的直动式溢流阀。
它于手调式直动溢流阀的功能完全一样。
其主要区别是用比例电磁铁取代了手动弹簧力调节组件。
如图3-2a所示，它主要包括阀体6，带位置传感器1、比例电磁铁2、阀座7、阀芯5及调压弹簧4等主要零件。
当电信号输入时，电磁铁产生相应的电磁力，通过弹簧座3加在调压弹簧4和阀芯上，并对弹簧预压缩。
此预压缩量决定了溢流压力。
而压缩量正比输入电信号，所以溢流压力也正比于输入电信号，实现对压力的比例控制。
弹簧座德实际位置由差动变压器式位移传感器1检测，实际值被反馈到输入端与输入值进行比较，当出现误差就由电控制器产生信号加以纠正。
由图3-2b所示的结构框图可见，利用这种原理，可排除电磁铁摩擦的影响，从而较少迟滞和提高重复精度等因素会影响调压精度。
显然这是一种属于间接检测的反馈方式。
ab图3-2 带位置电反馈的直动式溢流阀a)工作原理及结构b）结构框图1—位移传感器2—比例电磁铁3—弹簧座4—调压弹簧5—阀芯6—阀体7—阀座8—调零螺钉普通溢流阀可以靠不同刚度的调压弹簧来改变压力等级，而比例溢流阀却不能。
由于比例电磁铁的推力是一定的，所以不同的等级要靠改变阀座的孔径来获得。
这就使得不同压力等级时，其允许的最大溢流量也不相同。
根据压力等级不同，最大过流量为2～10L/min。
阀的最大设定压力就是阀的额定工作压力，而设定最低压力与溢流量有关。
这种直动式的溢流阀除在小流量场合下单独作用，作为调节元件外，更多的是作为先导式溢流阀或减压阀的先导阀用。
另外，位于阀底部德调节螺钉8，可在一定范围内，调节溢流阀的工作零位。
3.2.2先导式比例溢流阀1.结构及工作原理图3-3所示为一种先导式比例溢流阀的结构图。
它的上部位先导级6，是一个直动式比例溢流阀。
下部为主阀级11，中部带有一个手调限压阀10，用于防止系统过载。
当比例电磁铁9通有输入信号电流时，它施加一个直接作用在先导阀芯8上。
电液伺服阀和电液比例阀的概述
电液伺服阀和电液比例阀的概述摘要 介绍了电液伺服阀和电液比例阀的组成及功能特点，同时对两种阀进行了比较，得出两种阀的使用特点和使用场合。
关键词 电液伺服阀 电液比例阀 闭环控制 力矩马达 比例电磁铁 反馈装置1.前沿阀对流量的控制可以分为两种： 一种是开关控制：要么全开、要么全关，流量要么最大、要么最小，没有中间状态，如普通的电磁换向阀、电液换向阀。
另一种是连续控制：阀口可以根据需要打开任意一个开度，由此控制通过流量的大小，这类阀有手动控制的，如节流阀，也有电控的，如比例阀、伺服阀。
所以使用比例阀或伺服阀的目的就是：以电控方式实现对流量的节流、压力控制。
2.电液伺服阀电液伺服阀是一种自动控制阀，它既是电液转换组件，又是功率放大组件，其功用是将小功率的模拟量电信号输入转换为随电信号大小和极性变化、且快速响应的大功率液压能[能量（或）和压力]输出，从而实现对液压执行器位移（或转速）、速度（或角速度）、加速度（或角加速度）和力（或转矩）的控制。
电液伺服阀通常由电气-机械转换器、液压放大器（先导阀和功率级主阀）和检测机构组成。
电液伺服阀的基本组成有前置级液压放大器的伺服阀，无论是射流放大器还是喷嘴挡板放大器，其产生阀芯驱动力都要比比例电磁铁大得多(高一个数量级)。
就这个意义上讲，伺服阀阀芯卡滞的几率比比例阀小。
特别是射流管伺服阀的射流放大器因为没有压力负反馈，前置级流量增益与压力增益都较高，推动阀芯的力更大，所以伺服阀有更高的分辨率和较小的滞环。
简单地说，所谓伺服系统就是带有负反馈的控制系统，而伺服阀就是带有负反馈的控制阀。
伺服阀的主阀一般来说和换向阀一样是滑阀结构，只不过阀芯的换向不是靠电磁铁来推动，而是靠前置级阀输出的液压力来推动，这一点和电液换向阀比较相似，只不过电液换向阀的前置级阀是电磁换向阀，而伺服阀的前置级阀是动态特性比较好的喷嘴挡板阀或射流管阀。
伺服阀的主阀是靠前置级阀的输出压力来控制的，而前置级阀的压力则来自于伺服阀的入口p，假如p口的压力不足，前置级阀就不能输出足够的压力来推动主阀芯动作。
常用电液比例阀
滞环％
重复精度％ 频宽-3dbHz
1~3
0.5 20~200
1~3
0.5 1~30
4~7
±1 1~5
无
<0.1% 5 有 0.5
线圈功率W
中位死区 价格因子
0.05~5
无 3
10~24
有 1
10~30
有 1
1.电液比例压力阀
比例压力阀用来实现压力控制，压力的升降随时可以通过电信号加以改
变。
工作系统的压力可根据生产过程的需要，通过电信号的设定值来加以变 化，这种控制方式常称为负载适应控制。 根据在液压系统中的作用不同，可分为比例溢流阀，比例减压阀和比例 顺序阀。根据控制的功率大小不同，可分为直动式和先导式两种，根据是否 带位置检测反馈，可分为：带位置检测和不带位置检测比例压力阀两种。
FD F f
p d 2 C d Cv dx sin 2 4
从上式可以看出，当忽略运动摩擦力和稳态液动力时，锥阀的开启压力 p 与 输入电流 I 成正比，因此连续地按比例控制输入电流 I 的大小，便可连续地按比 例调控先导阀的开启压力 p。 由于比例电磁铁有磁滞和摩擦力 Ff 的存在，因此当电流增加和减小时，电流 I 与压力 p 的关系曲线不能重合，为了减少滞环，除在设计时应尽量减小磁滞和 摩擦力外，在使用时，常在电控器中叠加一个频率为 100HZ 的颤振信号到直流 电源。
坏。
12
1
13
6
2
9 8 3
11 10
4 5
X
7
A
B
先导式比例益流阀机构图（DBEM 型） 1－先导阀体；2－比例电磁铁；3－限压阀；4－主阀体；5－主阀芯；6－先导阀 芯； 8、9－阻尼；10－控制油通道；11－主阀弹簧；12－先导阀；13－泄油孔
电液比例控制阀概述
电液比例控制阀概述电液比例控制阀（Electric-Hydraulic Proportional Valve）是一种用电信号控制液压流量的装置。
它由一个电磁阀和一个液压阀组成，通过精确控制电流信号来调节液压流量，实现对液压系统的精确控制。
电液比例控制阀主要包括两个部分：电磁阀和液压阀。
电磁阀负责接收控制信号，并将电信号转换为机械运动，控制液压阀的打开和关闭。
液压阀负责调节液压系统的流量和压力，并将其转化为机械力或工作输出。
这两个部分通过连接杆、阀芯、弹簧等机械结构相互配合，形成一个控制系统。
电液比例控制阀的工作原理是基于电液转换技术。
当输入一个电信号时，电磁阀内的线圈产生磁场，使得铁芯被吸引或推动。
吸引或推动铁芯时，通过连接杆的作用，将液压阀的阀芯推动到不同的位置。
阀芯的不同位置决定了溢流口的大小，从而控制了液压系统中的流量。
当电信号的大小发生变化时，液压阀的阀芯位置也会改变，进而改变液压系统的流量和压力。
电液比例控制阀具有多种优点。
首先，由于采用了电信号控制，其控制精度高，可以实现非常精确的流量和压力控制。
其次，由于采用了电信号输入，可以实现远程和自动控制，减少了人工操作的繁琐和工艺参数的调整。
此外，电液比例控制阀响应速度快，动态性能好，适用于对速度和位置等变量要求较高的系统。
另外，电液比例控制阀在工程实践中有着广泛的应用。
它可以用于工业生产中的自动化设备、大型机械工程、航空航天、船舶、冶金、石油、矿山等领域。
例如，在塑料注射成型机上，电液比例控制阀可以控制液压缸的流量，实现对注射过程的精确控制，从而保证产品的质量和稳定性。
在液压机械中，电液比例控制阀可以实现对液压缸运动的精确控制，提高工作效率和产品质量。
在航空航天领域，电液比例控制阀可以用于飞机起落架的液压系统，实现对起落架的顺畅升降。
需要注意的是，电液比例控制阀的使用需要遵循一定的操作规范和维护保养要求。
首先，操作人员需要了解并熟悉控制系统的工作原理和操作规程，正确使用和调整电液比例控制阀。
电液比例控制阀结构及原理
电液比例控制阀结构及原理电液比例控制阀（Electro-hydraulic proportional control valve）是一种通过电信号控制液压工作机构运动的装置。
它将电信号转化为液压信号，通过控制液压系统的液压阀门来调节油液的流量和压力，从而达到对液压系统运动进行精确控制的目的。
首先是电磁比例阀部分，它是通过电磁线圈的磁性效应控制液压阀门的开启和关闭。
电磁比例阀由铁芯、阀芯、阀阀座和电磁线圈等组成。
电磁线圈环绕在铁芯上，在线圈中通电产生磁场时，铁芯会被磁化，吸引阀芯与阀座之间的间隙关闭。
电磁线圈通电后，油液进入阀芯的控制腔，从而控制阀芯的位置和开口大小，进而控制液压油的流量和压力。
当电磁线圈断电时，铁芯失去磁性，阀芯与阀座之间的间隙打开，油液再次流动。
其次是液压比例执行机构部分，它是通过液压油的力学性能将电信号转化为液压信号，并通过调节活塞的位移或液压系统的压力来控制液压工作机构。
液压比例执行机构由油缸、活塞和杆等组成。
当电磁线圈通电时，液压油从阀芯的控制腔进入液压比例执行机构的缸腔，使活塞移动，从而实现对液压工作机构的控制。
当电磁线圈断电时，液压油从液压比例执行机构的缸腔排出，活塞回到初始位置。
整个电液比例控制阀工作的原理是将电信号转化成了液压信号，通过控制液压系统的流量和压力，来精确控制液压工作机构的运动。
通常情况下，电液比例控制阀通过调节电磁比例阀的阀芯位置来控制油液的流量，通过调节液压比例执行机构的液压力来控制油液的压力。
通过不同的电信号输入可以实现对液压工作机构的精确控制，达到所需的运动参数。
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3.2.3 先导型比例减压阀
先导型比例减压阀与先导型比例溢流阀工作原理基本相同。它们 的先导阀完全一样，不同的只是主阀级。溢流阀采用常闭式锥阀，减 压阀采用常开式滑阀，如图3-8 所示。
图3-8 带位置反馈先导型比例减压阀 1.位移传感器；2.行程控制型比例电磁铁；3.阀体；4.弹簧；5.先导锥阀芯； 6.先导阀座；7.主阀芯；8.阀套；9.主阀弹簧；10.节流螺塞；11.减压节流口
3.1 概述置组合在一起，可以十分方便
的对各种输入、输出信号进行运算和处理，实现复杂的控制功能。同时
它又具有抗污染、低成本以及响应较快的优点，在液压控制工程中获得
越来越广泛的应用。
❖
比例控制元件的种类繁多，性能各异，有多种不同的分类方法。
❖
最常见的分类方法是按其控制功能来分类，可以分为比例压力控制
3.2.1 直动型比例溢流阀
直动型比例溢流阀结构及工作原理如图3-2所示。直动式压力阀的 结构与普通压力阀的先导阀相似，所不同的是阀的调压弹簧换为传力弹 簧3，手动调节螺钉部分换装为比例电磁铁。
图3-2 直动式比例溢流阀 1.插头；2.衔铁推杆；3.传力弹簧；4.锥阀芯；
5.防振弹簧；6.阀座；7.阀体
图3-3 带位置反馈的直动溢流阀 1. 位移传感器；2. 传感器插头；3.放气螺钉；4.比例电磁铁；5.线圈插头； 6. 弹簧座；7.调压弹簧；8.防振弹簧；9.锥阀芯；10.阀体；11.阀座；12.调节螺塞
带位置反馈的直动溢流阀包括力控制型比例电磁铁4以及由阀体10、 阀座11、锥阀芯9、弹簧7等组成的液压阀本体。电信号输入时，比例电 磁铁4产生相应电磁力，通过弹簧7作用于阀芯9上。电磁力对弹簧预压 缩，预压缩量决定溢流压力。预压缩量正比于输入电信号，溢流压力正 比于输入电信号，实现对压力的比例控制。
为防止二次压力过高，可在X口接一手动式直动型溢流阀起保护 作用。
图3-9 带限压阀的先导比例减压阀工作原理图 1.比例溢流阀先导级；2.限压阀；3.主阀；4.先导油流道
3.2.4 三通比例减压阀
3.2.4.1 直动式三通比例减压阀 直动式三通比例减压阀如图3-10所示。
图3-10 直动式三通比例减压阀 1.比例电磁铁；2.对中弹簧；3.阀芯；4.阀体
的组成部分。从图中可以看出比例阀在系统中所处的地位以及与电控器、
液压执行其之间的关系。
❖
从电液比例阀的原理框图中可以看出，它主要有以下几部分组成：
❖
1）电—机械转换元件；
❖
2）液压先导级；
❖
3）液压功率放大级；
❖
4）检测反馈元件。
3.2 比例压力控制阀
比例压力控制阀应用最多的有比例溢流阀和比例减压阀，有直动 型和先导两种。
1600L/min。
❖
按比例控制阀的内含的级间反馈参数或反馈物理量的形式可以分为
带反馈或不带反馈型。
❖
反馈型又可以分为流量反馈、位移反馈和力反馈。
❖
比例阀按其主阀芯的型式来分，又可以分为滑阀式和插装式。
图3-1 闭环的电液比例控制系统及比例阀框图
❖
上图所示框图为一个闭环比例系统框图，红色方框内为电液比例阀
阀、比例流量控制阀、比例方向阀和比例复合阀。前两者为单参数控制
阀，后两者为多参数控制阀。
❖
按压力放大级的级数来分，又可以分为直动式和先导式。直动式是
由电—机械转换元件直接推动液压功率级，由于转换元件的限制，它的
控制流量都在15L/min以下。先导控制式比例阀由一直动式比例阀与能
输出较大功率的主阀级构成，流量可达到500L/min，插装式更可以达到
比例电磁铁接受指令电信号后，输出相应电磁力，经弹簧4将先 导锥阀芯5压在阀座6上。由B进入主阀的一次压力油，经减压节流口 11后的二次压力油，经主阀芯7的径向孔经A口输出，二次压力油同 时经阀芯7上的节流螺塞10至主阀芯弹簧腔(右腔)、通路a、先导阀座 6作用于先导阀芯5上。若二次压力不能使导阀5开启，则主阀芯左、 右两腔压力相等。在弹簧9的作用下，减压节流口11为全开状态， B→A流向不受限制。当二次压力超过比例电磁铁设定值时，导阀芯5 开启，液流经c、Y口泄回油箱。由于节流螺塞10的作用，主阀芯弹 簧腔压力下降，主阀芯左、右两腔的压差使主阀芯克服弹簧9之作用， 使减压节流口11关小，使二次压力降至设定值。
带位置反馈先导型比例溢流阀结构如图3-6所示。
图3-6 带位置调节型比例电磁铁的先导型比例溢流阀 1.位移传感器；2.行程控制型比例电磁铁；3.阀体；4.弹簧；5.锥阀芯；
6.阀座；7.主阀芯；8.节流螺塞；9.主阀弹簧；10.主阀座（阀套）
图3-7 直接检测式比例溢流阀 1.推杆；2.先导阀阀芯；3.比例电磁铁；4.主阀阀芯
3.2.2 先导型比例溢流阀
图3-4 先导型比例溢流阀 1.阀座；2.先导锥阀；3.轭铁；4.衔铁；5.弹簧；
6.推秆；7.线圈；8.弹簧；9.先导阀
用比例电磁铁取代先导型溢流阀导阀的调压手柄，便成为先导型比例溢流阀。
图3-5 先导型比例溢流阀结构原理图
先导型比例溢流阀下部与普通溢流阀的主阀相同，上部则为比例 先导压力阀。该阀还附有一个手动调整的安全阀（先导阀）9，用以 限制比例溢流阀的最高压力。
无信号电流时，阀芯3在对中弹簧2作用下处于中位，P、T、A 各油口互不相通。比例电磁铁接收信号电流时，电磁力使阀芯3右移， P、A接通，油口A输出的二次压力油输入到执行元件。二次压力油 又经阀体通道a反馈到阀芯右端，作用于右端的油液压力与电磁力方 向相反。二次压力与电磁力平衡时，滑阀芯3返回中位，A口压力保 持不变，并与电磁力成正比例。若对阀芯的作用力大于电磁力，阀 芯移至左端，A口与T接通，压力下降，直至新的平衡。三通比例减 压阀可以控制二次压力油的压力和方向。成对使用时，用作比例方 向阀的先导阀，如图3-11所示：
❖
普通溢流阀采用不同刚度的调压弹簧改变压力等级。由于比例电磁
铁的推力是一定的，比例溢流阀是通过改变阀座11的孔径而获得不同的
压力等级。阀座孔颈小，控制压力高，流量小。
❖
调节螺塞12可在一定范围内调节溢流阀的工作零位。
❖
直动型比例溢流阀在小流量场合下单独做调压元件，更多的是做先
导型溢流阀或减压阀的先导阀。