电液比例阀工作原理
电液比例控制技术
电液比例控制技术
电液比例控制技术是一种先进的控制技术，它将电子技术和液压技术相结合，实现了对液压系统的精确控制。
该技术广泛应用于工业自动化、机械制造、航空航天、军事装备等领域，为现代工业的发展做出了重要贡献。
电液比例控制技术的基本原理是通过电子控制器对液压系统中的比例阀进行控制，从而实现对液压系统的精确控制。
比例阀是一种特殊的液压阀门，它可以根据电信号的大小来调节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。
电液比例控制技术的优点在于可以实现高精度、高速度、高可靠性的控制，同时还可以实现远程控制和自动化控制。
电液比例控制技术的应用非常广泛，例如在机床加工中，可以通过电液比例控制技术实现对切削力、进给速度、加工精度等参数的精确控制，从而提高加工效率和加工质量。
在航空航天领域，电液比例控制技术可以实现对飞机的姿态、高度、速度等参数的精确控制，从而保证飞机的安全飞行。
在军事装备中，电液比例控制技术可以实现对坦克、飞机、导弹等武器装备的精确控制，从而提高作战效率和作战能力。
电液比例控制技术是一种非常重要的控制技术，它可以实现对液压系统的精确控制，广泛应用于工业自动化、机械制造、航空航天、
军事装备等领域，为现代工业的发展做出了重要贡献。
随着科技的不断进步，电液比例控制技术将会得到更广泛的应用和发展。
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
比例阀原理
比例阀结构及工作原理比例阀结构及工作原理1 引言电液比例阀是阀内比例电磁铁输入电压信号产生相应动作，使工作阀阀芯产生位移，阀口尺寸发生改变并以此完成与输入电压成比例压力、流量输出元件。
阀芯位移也可以以机械、液压或电形式进行反馈。
电液比例阀具有形式种类多样、容易组成使用电气及计算机控制各种电液系统、控制精度高、安装使用灵活以及抗污染能力强等多方面优点，应用领域日益拓宽。
近年研发生产插装式比例阀和比例多路阀充分考虑到工程机械使用特点，具有先导控制、负载传感和压力补偿等功能。
它出现对移动式液压机械整体技术水平提升具有重要意义。
特别是电控先导操作、无线遥控和有线遥控操作等方面展现了其良好应用前景。
2 工程机械电液比例阀种类和形式电液比例阀包括比例流量阀、比例压力阀、比例换向阀。
工程机械液压操作特点，以结构形式划分电液比例阀主要有两类：一类是螺旋插装式比例阀（scr ewin cartridge proportional valve），另一类是滑阀式比例阀（spool proporti onal valve）。
滑阀式比例阀又称分配阀，是移动式机械液压系统最基本元件之一，是能实现方向与流量调节复合阀。
电液滑阀式比例多路阀是比较理想电液转换控制元件，它保留了手动多路阀基本功能，还增加了位置电反馈比例伺服操作和负载传感等先进控制手段。
它是工程机械分配阀更新换代产品。
出于制造成本考虑和工程机械控制精度要求不高特点，一般比例多路阀内不配置位移感应传感器，具有电子检测和纠错功能。
，阀芯位移量容易受负载变化引起压力波动影响，操作过程中要靠视觉观察来保证作业完成。
电控、遥控操作时更应注意外界干涉影响。
近来，电子技术发展，人们越来越多采用内装差动变压器（ＬＤＶＴ）等位移传感器构成阀芯位置移动检测，实现阀芯位移闭环控制。
这种由电磁比例阀、位置反馈传感器、驱动放大器和其它电子电路组成高度集成比例阀，具有一定校正功能，可以有效克服一般比例阀缺点，使控制精度到较大提高。
典型电气比例阀伺服阀的工作原理
典型电气比例阀伺服阀的工作原理电气比例阀是将电气信号转化为液压信号的装置，通过调节电流或电压信号的大小来控制液压系统的流量。
电气比例阀一般由电磁比例阀和液控比例阀两部分组成。
1.电磁比例阀的工作原理：电磁比例阀基本上是由电磁操纵部分和主阀部分组成。
当电磁操纵部分受到电气信号的控制时，通过对电流的调节，产生力矩以移动阀芯，进而控制主阀的开度。
当主阀开度改变时，液体流量也会相应改变。
2.液控比例阀的工作原理：液控比例阀通过电磁阀内的液控比例环路，使电磁阀的流量与输入电流成正比。
液控比例阀内部有一个液体引导径向凹槽，引导凹槽上有一个弹簧推力盘，推力盘下面有一个直径较小的圆柱体，柱体的上表面和底表面之间有一个微小的液腔间隙。
当电流通过电磁阀线圈时，产生的液压力作用在柱体上，使其下移，改变推力盘上液控端的压力，从而得到输入电流与输出流量的比例关系。
伺服阀是一种根据控制信号在阀芯上施加力来控制流量或压力的装置，其工作过程通过反馈控制闭环实现。
伺服阀的工作原理可简单概括为以下几个步骤：1.控制信号输入：控制信号通过电气线路输入到伺服阀的控制电磁阀上。
2.控制电磁阀操作：控制电磁阀接收到控制信号后，将其转化为阀芯上的力。
这个力会使阀芯移动，改变主阀的开度。
3.主阀调节：通过改变主阀的开度，液压介质的流量或压力得以调节。
4.反馈控制：伺服阀的主阀位置会通过反馈器进行实时监测，并以信号的形式返回给控制电气系统。
这个反馈信号可以与控制信号进行比较，从而实现闭环控制。
伺服阀的反馈控制系统能够根据控制信号和反馈信息的差异，自动调整阀芯位置，使得输出流量或压力与设定值匹配。
总结：典型电气比例阀和伺服阀的工作原理分别是通过调节电流或电压信号的大小或通过控制信号在阀芯上施加力来改变液压系统的流量或压力。
其中，电气比例阀是根据电气信号来控制液压系统的流量，而伺服阀是通过反馈控制闭环来控制流量或压力。
这两种阀门装置在工业控制系统中起到了非常重要的作用。
比例阀控制器工作原理
比例阀控制器工作原理
比例阀控制器是一种用来控制流体流量的装置，它的工作原理是通过调节比例阀的开口度，改变流体通过比例阀的截面积，从而控制流体的流量。
具体来说，比例阀控制器由比例阀和控制电路组成。
控制电路根据设定的控制信号，生成相应的电压或电流信号，通过接口连接到比例阀上。
比例阀接收到控制信号后，根据信号的大小，调整阀门的开口度，从而改变流体通过的面积。
当控制信号增大时，比例阀的开口度也增大，流体流量增加；反之，控制信号减小时，比例阀的开口度减小，流体流量减小。
比例阀控制器通常采用电液控制方式，即通过电信号控制液体或气体的流量。
在电液控制系统中，比例阀控制器可以根据需要，实现精确的流量控制，满足不同的工业应用需求。
比例阀控制器广泛应用于工业自动化、液压系统、通风系统等领域，提高了系统的精度和控制性能。
常用电液比例阀
0.05~5
10~24 10~30
中位死区
无
有
有
有
价格因子
3
1
1
0.5
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。
4.比例换向阀的阀芯与阀体之间的配合间隙约3～5μm，而伺服阀的配合间隙约为0.5μm。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
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。
比例电磁铁1接收电信号以后，产生推力经推杆2和弹簧3作用在锥阀4上。它是依靠阀芯上的液压作用力与弹 簧力相平衡的原理而工作的，当阀芯上的液压作用力大于弹簧作用力时，锥阀开启而溢流。若按比例连续地改变 输入电流大小，就可按比例连续地调控阀的开启压力，获得所需的压力调定值。
12 3 4
d
F
p
p
T
T
（a）
电源。
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。
电液比例阀
电液比例阀现代工业的不断发展对液压阀在自动化、精度、响应速度方面提出了愈来愈高的要求，传统的开关型或定值控制型液压阀已不能满足要求，电液伺服阀因此而发展起来，其具有控制灵活、精度高、快速性好等优点。
而电液比例阀是在电液伺服技术的基础上，对伺服阀进行简化而发展起来的。
电液比例阀与伺服阀相比虽在性能方面还有一定差距, 但其抗污染能力强，结构简单，形式多样，制造和维护成本都比伺服阀低，因此在液压设备的液压控制系统应用越来越广泛。
今天，一个国家的电液比例技术发展程度将从一个侧面反映该国的液压工业技术水平，因此各发达国家都非常重视发展电液比例技术。
我国在电液比例技术方面，目前已有几十种品种、规格的产品，年生产规模不断扩大，但总的看，我国电液比例技术与国际水平比有较大差距，主要表现在：缺乏主导系列产品，现有产品型号规格杂乱，品种规格不全，并缺乏足够的工业性试验研究，性能水平较低，质量不稳定，可靠性较差，以及存在二次配套件的问题等，都有碍于该项技术进一步地扩大应用，急待尽快提高。
1电液比例阀概述电液比例阀是阀内比例电磁铁根据输入的电压信号产生相应动作，使工作阀阀芯产生位移，阀口尺寸发生改变并以此完成与输入电压成比例的压力、流量输出的元件。
阀芯位移也可以以机械、液压或电的形式进行反馈。
由于电液比例阀具有形式种类多样、容易组成使用电气及计算机控制的各种电液系统、控制精度高、安装使用灵活以及抗污染能力强等多方面优点，因此应用领域日益拓宽。
近年研发生产的插装式比例阀和比例多路阀充分考虑到工程机械的使用特点，具有先导控制、负载传感和压力补偿等功能。
它的出现对移动式液压机械整体技术水平的提升具有重要意义。
特别是在电控先导操作、无线遥控和有线遥控操作等方面展现了其良好的应用前景。
2电液比例阀的特点与分类比例阀把电的快速性、灵活性等优点与液压传动力量大的优点结合起来，能连续地、按比例地控制液压系统中执行元件运动的力、速度和方向，简化了系统，减少了元件的使用量，并能防止压力或速度变换时的冲击现象。
超高速电液比例阀学习报告解析
超高速电液比例阀学习报告一、电液比例阀概述（1）电液比例阀(简称比例阀)：以传统的工业用液压控制阀为基础，采用模拟式电气一机械转换装置，将电气信号转换为位移信号，按输入电信号令，连续成比例地控制液压系统油液的压力、流量或方向等参数。
（2）优点:抗污染能力强(过滤精度25um)，减少了由于污染而造成的工作故障，提高了液压系统的工作稳定性和可靠性，因此更适合于工业过程;另一方面，比例阀的成本比伺服阀低，而且不包含敏感和精密的部件，更容易操作和保养，己在许多液压控制场合获得广泛应用。
（3）缺点:传统的电液比例阀是以比例电磁铁作为驱动装置的电-液信号转换元件，虽然其结构坚固，抗污染能力较强，价格较为低廉。
但存在着运动部件体积惯量大(两端对置)，支撑部位多，摩擦力大、线性度差等固有弊病。
同时，由于比例电磁铁固有特性的限制，导致电液比例阀无论在响应时间还是在响应速度上都不是很快，响应速度稍快的但流量又太小，滞环大、死区大，而且给系统的控制算法带来困难。
二、电液伺服阀概述（1）电液伺服阀：作为电液伺服控制中的关键元件，通过接受模拟电信号，相应输出调制的流量和压力的液压控制阀。
电液伺服阀由于其独有的特点，广泛地在航空、航天、冶金以及化工等行业应用。
（2）优点：以力矩马达为驱动装置的电液伺服阀虽然控制品质较好，频响高，滞环小，死区亦小，且线性度好。
（3）缺点：电液伺服阀对工作油液的污染十分敏感，导致系统过滤成本高，且其加工难度大，价格昂贵，限制了电液伺服阀的应用。
三、超高速电液比例阀概述（1）超高速电液比例阀:超高速电液比例阀是采用动圈式电-机械转换器作为驱动装置的电一液信号转换元件，阀芯位置采用电反馈，控制性能很好，某些性能指标达到甚至超过了电液伺服阀，尤其是在频率响应方面更优越，可达300Hz以上。
另一方面，与传统伺服阀不同，其中不存在喷嘴一类的细小节流口，故抗污染能力强，无需高成本的过滤措施，工作可靠性高。
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电液比例阀是阀内比例电磁铁输入电压信号产生相应动作，使工作阀阀芯产生位
移，阀口尺寸发生改变并以此完成与输入电压成比例压力、流量输出元件。阀芯
位移也可以以机械、液压或电形式进行反馈。电液比例阀具有形式种类多样、容
易组成使用电气及计算机控制各种电液系统、控制精度高、安装使用灵活以及抗
污染能力强等多方面优点，应用领域日益拓宽。近年研发生产插装式比例阀和比
例多路阀充分考虑到工程机械使用特点，具有先导控制、负载传感和压力补偿等
功能。它出现对移动式液压机械整体技术水平提升具有重要意义。特别是电控先
导操作、无线遥控和有线遥控操作等方面展现了其良好应用前景。
2 工程机械电液比例阀种类和形式
电液比例阀包括比例流量阀、比例压力阀、比例换向阀。工程机械液压操作
特点，以结构形式划分电液比例阀主要有两类：一类是螺旋插装式比例阀
（screwin cartridge proportional valve），另一类是滑阀式比例阀（spool
proportional valve）。
螺旋插装式比例阀是螺纹将电磁比例插装件固定油路集成块上元件，螺旋插
装阀具有应用灵活、节省管路和成本低廉等特点，近年来工程机械上应用越来越
广泛。常用螺旋插装式比例阀有二通、三通、四通和多通等形式，二通式比例阀
主比例节流阀，它常它元件一起构成复合阀，对流量、压力进行控制；三通式比
例阀主比例减压阀，也是移动式机械液压系统中应用较多比例阀，它主对液动操
作多路阀先导油路进行操作。利用三通式比例减压阀可以代替传统手动减压式先
导阀，它比手动先导阀具有更多灵活性和更高控制精度。可以制成如图1所示比
例伺服控制手动多路阀，不同输入信号，减压阀使输出活塞具有不同压力或流量
进而实现对多路阀阀芯位移进行比例控制。四通或多通螺旋插装式比例阀可以对
工作装置实现单独控制。
滑阀式比例阀又称分配阀，是移动式机械液压系统最基本元件之一，是能实
现方向与流量调节复合阀。电液滑阀式比例多路阀是比较理想电液转换控制元件，
它保留了手动多路阀基本功能，还增加了位置电反馈比例伺服操作和负载传感等
先进控制手段。它是工程机械分配阀更新换代产品。
出于制造成本考虑和工程机械控制精度要求不高特点，一般比例多路阀内不
配置位移感应传感器，具有电子检测和纠错功能。，阀芯位移量容易受负载变化
引起压力波动影响，操作过程中要靠视觉观察来保证作业完成。电控、遥控操作
时更应注意外界干涉影响。近来，电子技术发展，人们越来越多采用内装差动变
压器（ＬＤＶＴ）等位移传感器构成阀芯位置移动检测，实现阀芯位移闭环控制。
这种由电磁比例阀、位置反馈传感器、驱动放大器和其它电子电路组成高度集成
比例阀，具有一定校正功能，可以有效克服一般比例阀缺点，使控制精度到较大
提高。
3 电液比例多路阀负载传感与压力补偿技术
节约能量、降低油温和提高控制精度，同时也使同步动作几个执行元件运动
时互不干扰，现较先进工程机械都采用了负载传感与压力补偿技术。负载传感与
压力补偿是一个很相似概念，都是利用负载变化引起压力变化去调节泵或阀压力
与流量以适应系统工作需求。负载传感对定量泵系统来讲是将负载压力负载感应
油路引至远程调压溢流阀上，当负载较小时，溢流阀调定压力也较小；负载较大，
调定压力也较大，但也始终存一定溢流损失。变量泵系统是将负载传感油路引入
到泵变量机构，使泵输出压力随负载压力升高而升高（始终为较小固定压差），
使泵输出流量与系统实际需要流量相等，无溢流损失，实现了节能。
压力补偿是提高阀控制性能而采取一种保证措施。将阀口后负载压力引入压
力补偿阀，压力补偿阀对阀口前压力进行调整使阀口前后压差为常值，这样节流
口流量调节特性流经阀口流量大小就只与该阀口开度有关，而不受负载压力影响。
4 工程机械电液比例阀先导控制与遥控
电液比例阀和其它专用器件技术进步使工程车辆挡位、转向、制动和工作装
置等各种系统电气控制成为现实。一般需要位移输出机构可采用类似于图1 比
例伺服控制手动多路阀驱动器完成。电气操作具有响应快、布线灵活、可实现集
成控制和与计算机接口容易等优点，现代工程机械液压阀已越来越多采用电控先
导控制电液比例阀（或电液开关阀）代替手动直接操作或液压先导控制多路阀。
采用电液比例阀（或电液开关阀）另一个显著优点是工程车辆上可以大大减少操
作手柄个数，这使驾驶室布置简洁，能够有效降低操作复杂性，对提高作业质量
和效率都具有重要实际意义。图2是TECNORD公司 JMF型控制摇杆（joystick），
利用一个摇杆就可以对如图2中多片电液比例阀和开关阀进行有效控制。该摇杆
X轴和Y轴方向都可以实现比例控制或开关控制，应用十分方便。
数字式无线通讯技术迅速发展，出现了性能稳定、工作可靠、适用于工程机
械无线遥控系统，布置移动机械上遥控接收装置可以将接收到无线电信号转换为
控制电液比例阀比例信号和控制电液开关阀开关信号，以及控制其它装置相应信
号，使原来手动操作各个元件都能接受遥控电信号指令并进行相应动作，此时工
程机械实际上已成为遥控型工程机械。
无线遥控发射与接收系统已成功应用于多种工程机械遥控改造。从安全角度
考虑，它发射每条数字数据指令都具有一组特别系统址码，这种址码厂家只使用
一次。每个接收机只对有相同址码发射信号有反应，其它无线信号是同频率信号
会对接收装置产生影响。加上其它安全措施采用使系统可靠性到了充分保障。装
载机、凿岩机、混凝土泵车、高空作业车和桥梁检修车等多种移动式机械遥控改
造中获成功。工业遥控装置与电液比例阀相益彰，电液比例阀为工程机械遥控化
提供了可行接口，遥控装置又使电液比例阀以发挥更大作用。
5 电液比例阀工程机械上应用实例
某型汽车起重机液压系统简图，图中仅画出了与电液比例阀有关部分。该机
采用了3片TECNORD TDV－4/3 LM－LS/PC型比例多路阀，负载传感油路中3个
梭阀将3个工作负载中最大压力选出来送至远程调压溢流阀远控口，调整溢流阀
溢流压力，使液压泵输出压力恰好符合系统负载需要即可，达到一定节能目。压
力补偿油路使每一片阀流量仅与该阀开度有关，而所承受负载无关，它阀片所承
受负载也没有关系，达到任一负载下均可随意控制负载速度目。
某推土机推土铲手动与电液比例先导控制实例。当二位三通电磁阀不通电时，
先导压力与手动减压式先导阀相通，梭阀选择来自手动先导阀压力对液动换向阀
进行控制；当二位三通电磁阀通电时，先导控制压力油通向三通比例减压式先导
阀，梭阀对液动换向阀进行控制。
6 小结
以上简要介绍了电液比例阀工作原理和结构形式、工作特点，对比例阀负载
感应和压力补偿原理进行了分析研究。对电液比例阀不同应用，特别是工程机械
先导控制和遥控方面应用进行了论述。电液比例阀对简化工程机械操作、提高效
率和作业精度以及实现智能化作业都有着极其重要意义，其性能进一步提高和应
用范围日益拓宽必将使工程机械产品技术水平到较大程度提高。