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
1.3先导式比例减压阀
3 2 1
R2 p3 R3
KI Ff
1.2 先导式比例溢流阀
结构上主要由比例电磁铁，先导阀，主阀和 限压阀组成。 与开关型溢流阀不同的是：先导阀没有调压 弹簧，比例电磁铁的推杆2直接作用在先导阀锥阀 阀芯3上，对阀芯施加电磁力。系统压力P作用在 主阀芯4的下端，流经阻尼孔R1后作用在锥阀芯3
● ●
1 3 2
p1
R2 R1
比例换向阀的类型，根据对输出流量的功能不同，可分为比例方向节流阀 和比例方向流量阀两种。前者类似于比例节流阀，比例电磁铁输入的电信号直 接控制阀口的开度，因此输出流量与阀口前后压差有关，输出流量随负载而变 。后者类似于比例调速阀，它由比例换向阀和具有压力补偿功能的定差减压阀 组成，输出流量不受负载变化的影响。
2.1 比例换向阀的特点
1.它和普通电磁换向阀一样，具有许多种中位滑阀机能，可以适应各种 液压回路的要求，同时阀芯内部充分采用了流量阻尼及引入各种内部反馈控 制，以及输入电信号大小可控等特点，因此换向平稳、完全避免了换向时的 液压冲击。 2. 比例换向阀从结构上看，阀芯与阀体窗口之间有较大的搭合量，为
一般0～±10V之间）转换成相应的电流信号，如1mV=1mA。这个电流信号 作为输入量被送入电磁铁，从而产生和输入信号成比例的输出量——力 或位移。 该力或位移又作为输入量加给比例阀，使比例阀产生一个与输入量
成正比例的流量或压力。
油 源 电流I 压力p、 流量q 速度v、力F、 液压缸 负载 液压马达 转速n、转矩T
应性能方面与高性能的伺服之间还存在差距。现代电液比例换向阀不仅能用
于开环控制系统，也能用于闭环控制系统。 4.比例换向阀的阀芯与阀体之间的配合间隙约3～5μ m，而伺服阀的配合 间隙约为0.5μ m。因此，比例换向阀抗污染能力强，制造成本相对较低，维 护也比较容易，这是比例换向阀的突出优点。
2.2 比例换向阀的类型
（b）p－q特性曲线
2.电液比例方向阀
比例方向阀
电液比例换向阀是在传统的电磁换向阀的基础上发展起来的，用比例电
磁铁取代了电磁换向阀的普通开关电磁铁。因此比例换向阀的开口不只是有
开和关两种状态，其开口大小与比例电磁铁的输入信号成正比，也就同时对 系统液流的方向和流量进行控制。所以比例换向阀实质上是一种兼有流量控 制和方向控制功能的复合阀。
1.1 直动式比例溢流阀
直动式比例压力阀与传统的开关型压力阀相比，只是用比例电磁铁取代
了手动调压手柄，由输入电信号调控阀的输出压力，而且输出压力与输入电 信号成正比。 直动式比例溢流阀使用方便，重复精度高，滞环小，响应速度快。但由 于受到电磁推力的限制，其输出流量不能太大。因此，直动式比例溢流阀主 要作先导控制级使用。与开关型压力控制阀的先导阀不同的是，弹簧在整个 工作过程中，不是用来调压而是用来传递推力的，故称为传力弹簧。传力弹 簧由于没有预压缩量，因此无弹簧力作用在锥阀上。
5
● ● ● ● ● ●
4
上。当系统工作压力达到比例电磁铁的调整压力
时，先导锥阀芯开启形成先导溢流。主阀芯4上端 的油压力降低，主阀芯开启而溢流。
●
●
p
先导式比例溢流阀（DBE型） 1-比例电磁铁 2-推杆 3-先导阀芯 主要起安全阀作用，保护系统不受峰值压力的损 4-主阀芯 5-限压阀
限压阀5是一个开关型直动式微量溢流阀，
正重叠阀，存在较大的零位死区，（一般为控制电流的10～20％），伺服阀
虽然已有正重叠、零重叠和负重叠三种，即使是正重叠阀，其搭合量也很小 ，而且大多数为零重叠阀。比例阀的阀口压降比伺服阀低，节流损失能耗较
小。
3.高性能比例换向阀，又称为比例伺服阀，采用了零重叠结构，所以在 滞环，线性度，重复精度等方面的性能已经接近伺服阀的水平，但在动态响
的加速或减速过程一般是通过机械凸轮曲线来实现。
电液比例阀能按输入的电信号连续地、按比例地控制液压系统的压 力、流量和方向。
比例阀控制系统实质上是一种模拟式开关控制系统，使用各种比例
阀和相配套的电子放大器，根据给定的模拟电信号，按比例地对液体的 压力、流量和方向进行有效的连续的控制。
根据一个输入电压值的大小，通过电子放大器，将输入电压信号（
式中 FD——比例电磁铁产生的电磁力； FD=KI K——比例系数； I——输入激磁线圈电流； Ff——运动摩擦力；当电磁力 FD 由小到大时，Ff 取（－）号，FD 由 大到小时，取（＋）号。一般情况下 Ff＝0.15G（G 为铁芯重 量） d——锥阀座直径； p——先导阀开启压力； Cd——锥阀流量系数； 一般取 Cd＝0.77 Cv——锥阀速度系数； x——锥阀开启高度； θ ——锥阀半锥角。
电控放大器
比例阀
开环控制原理框图
油源 电流I 压力p、 液压缸 流量q 液压马达 速度v、力F、
●
电控放大器 － 反馈信号
比例阀
转速n、转矩T
负载
检测元件
闭环控制原理框图
性能对照表
项目／类别 介质过滤精度μ 阀内压降MPa 电液伺服阀 电液比例阀 3~10 7~21 25 0.5~2 早期电液阀 开关阀 25 0.25~0.5 25 0.25~5
4 6
R1
p1
5
A A
p1
p2
T
p2 B
（a） （b） 先导式比例减压阀工作原理及职能符号（DRE 型） 1－比例电磁铁；2－推杆；3－先导锥阀芯；4－主阀芯；5－单向阀
由比例电磁铁输出的电磁力直接作用在先导阀的锥阀芯上，输出压力由
输入的电信号大小调定。 构成主阀减压口的是主阀芯上对称布置的若干小孔。一次压力油p1从A口
进入，经减压小孔减压后，降为二次压力油p2，并从油口B流出。减压后的出
口压力p2经阻尼小孔R1、R2下降为p3作用在锥阀芯上。同时经阻尼孔R3作用 在主阀芯上。当出口压力p2低于输入电信号的调定压力时，锥阀3关闭，阻尼 孔R1、R2、R3中没有油液流动，主阀芯上下两端的油压力相等，此时，主阀 芯在弹簧力作用下处于最下端位置，减压小孔完全打开，阀处于非工作状态 ，也就是阀不起减压作用。当出口压力p2上升到调定压力时，先导锥阀3被打 开，主阀上腔的油经阻尼孔R3，通过锥阀由泄油口流往油箱，产生压力降， p2> p3，主阀芯上移，减压小孔进入控制位置，小孔的通流面积减小，液阻
根据控制功率大小不同，可分为直动式比例换向阀和先导式比例换向阀两
种。前者由比例电磁铁推杆直接推动换向阀阀芯，因此控制的流量较小。后者 由先导级（小直径三通比例减压阀或其他压力阀）来控制功率放大级。可构成
功能：比例方向控制阀按输入信号的极性和幅值大小，同时对液压
系统液流方向和流量进行控制，从而实现对执行器运动方向和速度的控 制。在压差恒定条件下，通过电液比例方向阀的流量与输入电信号的幅 值成正比例，而流动方向取决于比例电磁铁是否受激励。具有方向控制 功能和流量控制功能的两参数控制复合阀。 外观：其外观与传统方向控制阀相同。 基本原理：
增大。油液从A通过小孔流向B时，产生压力将使出口处压力保持在调定值上
6
1
7
2
DRE型先导式比例减 压阀的先导阀部分与溢
8 9
流阀部分完全相同。A为 一次压力油入口，B为二 次压力油出口。y为外泄 油口，必须单独接往油
6
x
x
3
10
箱。
Bቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
A
Y
4 5
先导式比例减压阀结构（DRE 型） 1－先导阀体；2－比例电磁铁；3－主阀芯组件；4－主阀体；5－单向阀；6－通 道；7－先导阀芯；8－流量稳定器；9－限压安全阀；10－压力检测孔螺堵
为了对进、出口同时执行准确节流，比例方向阀滑阀阀芯台肩圆柱
面上开有轴向的节流(控制)槽。 节流槽几何形状为三角形、矩形、圆形或其组合状。节流槽在台肩
圆周上均匀分布、左右对称分布或成某一比例分布。节流槽轴向长
度大于阀芯行程，使控制口总有节流功能。 节流槽与阀套通过不同的配合可以得到O型、P型、Y型等不同的阀机 能。比例方向阀有直动型和先导控制型。