比例流量阀课件
液压与气动技术(第二版)—按知识点课件-叠加阀、比例阀
叠加阀
叠加式液压控制阀简称叠加阀， 采用这种阀组成液压系统时，不需添 加其他的连接体，系统以阀体自身作 为连接体叠合而成。
叠加阀特点
➢ 结构紧凑，体积小、重量轻，安装简便，装配周期短。 ➢ 若液压系统有变化，改变工况需要增减元件时，易迅速组装新系
统。 ➢ 元件之间实现无管连接，减小泄漏、简化系统、降低成本。 ➢ 系统配置灵活、维护保养容易。 ➢ 叠加阀元件标准化、通用化和集成化程度高。
1.阀体； 2.比例电磁铁； 3.推杆； 4.钢球； 5.弹簧； 6.锥阀
一、电液比例压力阀
2. 先导型比例压力阀
1.阀座； 2先导锥阀； 3. 轭铁； 4.衔铁； 5.弹簧； 6.推杆； 7.线圈； 8.弹簧； 9.先导阀； 10.主阀
二、电液机械比例转换装置（比例电磁铁）和液压控制阀本体两 大部分构成。输出压力和流量可以不受负载变化的影响。
电液比例阀能够提高液压系统参数的控制水平，而且其结构简单、 成本低。
电液比例控制阀可分为电液比例压力阀、电液比例流量阀、电 液比例方向阀及电液比例复合阀。
一、电液比例压力阀
1. 直动式电液比例溢流阀
一、叠加式溢流阀
1.推杆； 2、5.弹簧； 3. 锥阀； 4. 阀座； 6. 主阀芯； a—阻尼孔； b—弹簧； c—通道。
二、叠加式流量阀
1.单向阀； 2、4.弹簧； 3. 节流阀； 5.定差减压阀
电液比例阀
电液比例控制阀是一种按输入的电气信号连续地、按比例地对 液压油的压力、流量或方向进行远距离控制的液压阀。
比例伺服阀培训课件
比例伺服阀培训课件比例伺服阀培训课件伺服阀是一种广泛应用于工业控制系统中的关键元件，其作用是根据输入信号来调节液压系统中的流量和压力。
其中，比例伺服阀是一种特殊类型的伺服阀，它通过调节电流或电压来控制液压系统的输出，具有高精度、高响应速度和稳定性等优点。
本课件将为大家介绍比例伺服阀的工作原理、结构组成以及调试方法等内容。
一、比例伺服阀的工作原理比例伺服阀的工作原理基于电磁力和液压力的相互作用。
当输入信号（电流或电压）改变时，电磁线圈中的电流也会相应改变，从而改变阀芯的位置。
阀芯的位置变化会导致液压系统中的流量和压力发生变化，从而实现对液压系统的精确控制。
二、比例伺服阀的结构组成比例伺服阀由电磁线圈、阀芯、阀座、阀体等组成。
其中，电磁线圈是控制阀芯位置的关键部件，它通过改变电流或电压来改变阀芯的位置。
阀芯与阀座之间的间隙决定了液压系统中的流量和压力。
阀体则起到支撑和密封的作用。
三、比例伺服阀的调试方法1. 调试前的准备工作在进行比例伺服阀的调试之前，需要先检查液压系统的工作状态，确保系统正常运行。
同时，还需要准备好相应的调试工具和设备，如电流表、电压表等。
2. 调试过程中的注意事项在调试比例伺服阀时，需要注意以下几点：- 确保电源正常，避免因电源问题导致的调试失败。
- 逐步调整输入信号，观察液压系统的响应情况，确保调试的稳定性和准确性。
- 注意阀芯的位置和间隙的调整，确保液压系统的流量和压力在设定范围内。
3. 调试后的检查和维护调试完成后，需要对比例伺服阀进行检查和维护，确保其正常工作。
检查包括对阀芯、阀座、阀体等部件的清洁和密封性的检查。
维护包括定期更换液压油、清洗阀芯等。
四、比例伺服阀的应用领域比例伺服阀广泛应用于工业控制系统中，特别是在需要精确控制流量和压力的场合。
例如，它可以用于机床、塑料机械、冶金设备等行业中的液压系统中。
此外，比例伺服阀还可以应用于航空航天、汽车工业等领域。
五、比例伺服阀的发展趋势随着工业自动化水平的提高，对比例伺服阀的要求也越来越高。
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
《电液比例多路阀》PPT课件
• §1.多路阀的分类 • §2.六通型多路阀的特性 • §3.四通型多路阀的特性 • §4.电液比例多路阀
2021/3ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ8
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§1.多路阀的分类
• 按阀体结构形式，可分为整体式和片分式。 1）整体式：将各联换向阀及一些辅助阀做成一体。
优点：结构紧凑、重量轻、压力损失较小； 缺点：通用性差、一个阀孔不合格即全部报废、铸造工艺较 复杂。 2）分片式：每联换向阀做成一片，再用螺栓连接。 优点：适用范围广、报废一片也不会影响其他阀片； 缺点：体积、重量、加工面较大、密封要求高、容易发生堵 塞或阀芯运动。 按各联换向阀之间的油路连接方式，可分为并联、串联、串 并联及复合油路等形式多路阀。（见下图）
此系统优点：零位 压差低；与执行器数目 无关；执行器起动恒 定；不同工作压力的阀 可以同时动作。
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§3.四通型多路阀的特性
2）多路阀的负载压力补偿与系统的负载适应控制 a.负载敏感（负载适应、负载匹配或功率匹配）；
负载敏感是个系统问题，而不单是个控制阀的问题。此控制 可以提高原动机利用效率，较小系统发热，达到机械设备结构 紧凑和节能的目的。
特点：稳态下有流量损失，响应 速度不及用比例减压阀作先导级的多 路阀。 3） 用PWM控制高速开关阀的液压系 统作先导阀（见右图c）。
当先导级采用电反馈时，先导阀 可用比例方向节流阀，其快速性要优 于用减压阀、溢流阀作先导级。
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§4.电液比例多路阀 比例多路阀典型结构的油路原理图
b.负载补偿； 串联于节流口的二通压力补偿器：可置于进口或出口、只能 起到伏在压力补偿作用； 并联于节流口的三通压力补偿器：可置于进口，可以补偿阀 口压力，达到负载适应。
插装比例类液压阀基本原理及应用PPT教案
减压阀 叠加式进口压力
补偿器 比例调速阀
比例阀
型号 4WRA 4WRE
规格 6,10 6,10
最大压力（MPa） 31.5 31.5
4WRZ/H 10,16,25,32
31.5
DBE/DBEM 10,20,30
31.5
DBETR
6
31.5
DRE/DREM 10,20,30
因为这种阀可以精确的调定压力，所以它被广泛地用于注 塑机，在这里压力的精确度是极重要的。它也可以作为插装 阀和溢流阀的先导阀。阀的最大流量受其工作压力影响，压 力高流量小，因为压力增加需要减少阀座的直径。
如果断电了，电磁铁力减小到零。阀的压力则取决于阀的 漏荷特性。
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当系统的压力超过比例电磁铁设定的压力时，先导锥阀 打开，形成一个从主油口到先导阀然后回到油箱的先导油流 。由于主阀上部阻尼孔的作用，使得主阀上腔的压力衰减。 与此同时主阀在压差的作用下打开P口（压力油口）的油通 过主阀流到T口（回油口）。锥形主阀质量轻而且打开时开 口量最小，这就是说锥形阀动作很快。阀套上均布三个径向 钻孔，当阀打开时，将产生分散油流特性，可减少阀的噪音 。
液压数据
通径
工作压力 MPa
A、B、P口 T口
流量（L/min）
过滤精度（μm）
滞环（%）
重复精度（%）
-3dB下的频率响应(Hz)
电器数据
通径
电压型式
名义电压（V）
6
10
31.5
31.5
16
16
43
95
≤20（为保证阀系统控制性好和寿命长推荐≤10）
流量比例阀原理
流量比例阀原理
流量比例阀原理是通过调节进出口流体的开口面积来控制流量比例的一种装置。
其工作原理基于流体力学原理，通过调节进出口开口面积的比例，使得进出口流体的流量比例保持恒定。
流量比例阀通常由两个或多个调节阀组成，每个调节阀都有一个可调节的开口面积。
这些调节阀互相连接，并且与进出口流体分别相连。
当进出口流体的流量比例需要调节时，通过调节各个调节阀的开口面积，可以实现所需的流量比例调节。
在工作过程中，流体从进口通过调节阀进入，其中的一部分流体流经一个调节阀，而其余的流体则继续通过其他调节阀。
通过调节各个阀门的开口面积，可以控制流经每个调节阀的流体量，从而实现所需的流量比例。
流量比例阀的优点是可以实现多种流量比例的控制，对于需要精确调节流量比例的应用非常适用。
然而，由于涉及到多个调节阀的操作，其结构相对复杂，调试和维护相对困难。
此外，在高流量和高压差条件下，流量比例阀的性能也可能受到一定的限制。
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。
电液比例控制阀
职能符号——带位置反馈
第二十二页，共52页。
直动式比例方向阀——结构
1、阀体 2、比例电磁铁 3、电感式位移传感器 4、控制阀芯 5、复位弹簧
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比较——带与不带位置反馈的比例阀
不带位置电反馈的比例阀 优点：廉价 缺点：功率参数、重复精度、 滞环等将受到限制 应用：在工程机械应用领域， 这种牢靠的装置获得特别好的 效果。
快进工况，阀的压降 △ pv=12-6=6MPa
q快进 =60～150L／min 工进工况，阀的压降 △pv=12-11=1MPa
q工进 ＝5～20L／min
第四十页，共页。
快进工况时：
△p=6MPa
流量 q=150L／ min，仅利用了 额定电流的 66 ％左右；
流量q=60L／min 时，仅利用额 定电流的48％ 左右
工进速度范围内所需流量 q2=5--20L/min
第三十七页，共52页。
流量特性
不同公称流量的阀的流量特性曲线
第三十八页，共52页。
流量特性
不同公称流量的阀的流量特性曲线
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流量特性
我们如果像选用普通开关阀那样来选用比例阀 ---实际上人们常犯这样的错误（以q＝150L ／min为公称流量）；
这意味着阀的行程分辨 率相对较差。
第三十五页，共52页。
利用特性曲线合理选择比例方向阀
流量q为25L／min，Δp=5MPa. 选择E15型滑阀
在98%阀的开口量时就能达到 25升/分的流量要求了，而仅 有2%的无用控制行程。
这种阀的行程分辨率相对较好. 在这种情况下，就必须选择
E15型滑阀。阀的分辨率越 好，就越容易实现控制调节 作用。
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电液控制工程课件 1 1、电液比例流量控制阀 1.1 分类与应用
图1.1 电液比例流量阀分类简图 1.2 节流与调速 2qApα
ρ=Δ
节流阀——pΔ≠常数，调节A后，q还受负载变化的影响； 调速阀——pΔ=常数，调节A后，q不受负载变化的影响；
1.3 节流阀的控制特性 在比例节流阀中，阀芯位移是输入电信号的单调函数，如图1.2。 电液控制工程课件
2 图1.2 稳态控制特性I-x 所示为阀口形状为三角形、矩形及双矩形的比例节流阀，在阀口工作压差为三种不同恒定值时，其输出流量与输入电信号的关系曲线簇。
图1.3 流量稳态控制特性 1.4 节流阀的功率域 所示为比例节流阀的功率域示意图。在使用比例节流阀时，要尽量避免超越阀的功率域。否则，比例节流闽的阀芯位移将会出现如图所示的饱和现象，从而使阀丧失比例控制特性。特别是不带位移传感器的单级比例节流闽，在较大压差作用下，这种直控阀的流量大到功率界限时，稳态液动力会自动将阀口关小，通过阀口的流量不会随着压差的增加而增加，存在着一种“自然”的功率域现象。 电液控制工程课件
3 图1.4 比例节流阀的功率域示意图 图1.5 超过功率域工况的稳态控制特性曲线 电液控制工程课件
4 1.5直动式比流节流阀 参见BOSCH教程P24-25 用比例电磁铁直接驱动阀芯，与弹簧力平衡定位，特点： 1、简单，工作可靠，可附加手动，一般能做到NG6，NG10；
2、阀口开度受液动力、摩擦力影响，精度不高；
3、最大流量NG6（35l/min），NG10（80l/min）； 4、由于比例电磁铁输出力有限，存在着功率域；
5、注意P24倍流量工况，此时更要注意功率域限制
1.5先导式比流节流阀 参见力士乐插装式比例节流阀样本 1、原理特点：大流量电液比例阀以比例阀或伺服阀作为先导级，以插装阀作为主级，具有流量大、响应快、耐高压和使用寿命长等优点。它能连续、成比例地调节受控腔的压力或流量等，主要应用在铸造机械、压铸机、注塑机、吹塑机、陶瓷机械、高速冲床、钢厂等。 2、应用要求，不同的应用场合对阀的性能要求也有所侧重，如： 快锻压机上使用的大流量电液比例阀不仅响应速度快，而且具有控制精度和重复精度高的特点； 模锻压机上用于控制主缸速度、快慢速切换的大流量比例阀，则对响应速度和控制精度要求不太高，只需成比例可连续调节即可，但要求价格低廉； 压铸机上所使用的大流量比例阀对精度要求不高，但要求阀具有极快的响应速度和低廉的价格。 单一的通用型产品已经难以满足不同用户对大流量电液比例阀所提出的不同要求。针对这一现状，浙大研发了三种不同的技术方案大流量电液比例阀：。
a、以伺服阀为先导级、主级位移-电反馈型的高档大流量电液比例阀 电液控制工程课件
5 该阀采用比例阀服阀作为先导级，采用大通径的二通插装阀作为主级，通过LVDT位移传感器检测主级插芯的开口位移，并将之反馈回放大器，通过设计及调整放大器中的控制算法和参数，构成主级阀芯位移的电反馈闭环控制。 先导级采用比例伺服阀，其阀体上为零开口四边滑阀结构，满足匹配与对称的特性，属于典型的伺服阀阀体；电机械转换器上采用高响应的比例电磁铁，另外配备一个阀芯位移传感器，先导阀部分便可构成阀芯的位置闭环，具有相当高的静态精度和动态特性。先导级和主级均带有阀芯位移传感器，放大器上采用双闭环反馈的原理，实现主级阀芯位移的精确控制。 此阀具有精度高、动态响应快的优点，但价格较高，一般用在如快锻压机或其它对油缸控制要求较高的场合。
b、以比例阀为先导级、主级位移-电反馈型的中档大流量电液比例阀
该阀采用普通的比例换向阀作为先导级，与a中所介绍的方案相比，该先导级本身不带阀芯的位移传感器，成本大为降低，先导级采用开环控制，实现上较为简单。主级同样采用大通径的二通插装阀，通过LVDT位移传感器检测主级插芯的开口位移，并将之反馈回放大器，构成主级阀芯位移的电反馈闭环控制。 由于先导级属于比例阀的结构，存在着一定的零位死区，而且先导级采用开环控制，因此其静态和动态特性都比方案a中的比例伺服阀差。主阀芯上带有位移传感器，构成位移-电反馈形式，因此通过控制方式上的优化，该阀将具备较为平衡的动静态特性。 该阀适用于则对响应速度和控制精度要求不太高，价格相对较低的场合。 电液控制工程课件 6 c、以比例阀为先导级、主级位移-力反馈型的低档大流量电液比例阀
本方案采用三级放大结构，先导级采用普通的比例换向阀，放大级采用伺服活塞，主级采用插装阀。先导级和放大级之间采用位移—力反馈控制，主级与放大级之间采用快速随动控制。 位移—力反馈型的伺服活塞位移经反馈弹簧提供反馈力，作用到先导阀芯上与比例电磁铁的电磁力相平衡，使先导阀芯稳定在某一平衡位置上，从而使输出的伺服活塞位移与输入的控制电信号成比例。在主阀芯的设计上，采用直接由伺服活塞杆推动的方案，巧妙地在主级上应用一个B型液压半桥来控制主阀芯，在先导液桥选取合适的参数后能达到较快的响应速度。 由于先导阀和主阀上都不需要安装位移传感器，因此该阀结构简单可靠，成本低廉，但其控制精度受放大器和比例电磁铁的非线性以及摩擦力、液动力等影响会差一些，可通过在比例控制放大器中加入适当频率和幅值的颤振信号，以达到相对满意的精度。该阀适用于要求阀具有快速响应性，较低的成本，而对控制精度高求不高的场合。 电液控制工程课件
7 1.5 二通调速阀 1.5.1 传统二通调速阀 参见力士乐直动式比例流量阀RE29188，及先导式比例流量阀RE29190样本 1、压力补偿的含义 2、控制特性与负载特性
3、传统二通调速阀存在的问题： a、负载特性差； b、很大的启动流量超调； c、为使补偿特性好，体积较大； d、动态响应上不去。
1.5.2 流量位移力反馈电液比例调速阀 （用于大流量电液比例调速，现在大量采用电液比例泵来进行大流量调节，或者是电液比例泵实现大流量粗调+小流量高响应的电液控制阀进行流量精调）
a) 基本构成与先导B型半桥 b) 流量位移力反馈原理 c) 级间动压反馈 d) 插装式结构 e) 多种输入方式 f) 变增益 g) 电反馈 h) 进油调速旁路调速 i) 大流量调速阀——3级
1.5.3 试验油路及ISO有关规定 电液控制工程课件
8 快速切断阀操作时间不超过所测响应时间的10%，且最大值不超过10mS;被试阀与负载之间的油液容积应尽可能小，以保证由于油的压缩性造成的压力梯
度用公式VEVdtdp⋅Λ=计算所得的，至少是所测梯度的10倍。
1.6 三通调速阀 1.6.1 传统三通调速阀
QXWP=⋅⋅αρ2Δ 式中△P为阀的压差,与节流阀的压差相一致 1.6.2 改进三通调速阀 1、负载适应控制与限压先导阀--负载敏感,负载适应,功率适应 2、Q+P控制 ♣当系统压力没有达到定差溢流阀先导阀调定的安全压力时，先导阀不打开，系统实现负载压力适应，溢流阀主阀起定差溢流阀作用（保持节流阀两端压差为常数），系统的多余流量以当时的系统压力（而不是先导阀限定的高压） 从打开的溢流阀阀口排回油箱； ♣只有当系统压力达到先导阀调定压力，先导阀与主阀心配合，起到一般溢流阀的作用，此时，不再起定差溢流阀作用。
三通调速阀 P2
P1电液控制工程课件
9 专用流量阀： A、单路稳流阀，P182原理图 B、优先阀（工程机械保证为转向控制优先提供动力油），P183原理图 C、PQ阀，P185，注意流量、压力控制时调节方法，对应PQ泵进行学习
工程应用： A、船用升降系统 B、5000T压机平行控制系统
习题： 1、下列几种电液比例调速系统的能量分析： A、定量泵+溢流阀+负载进油路二通电液比例调速阀 B、定量泵+溢流阀+负载回油路二通电液比例调速阀 C、定量泵+安全阀+三通电液比例调速阀 D、限压式变量泵+负载进油路二通电液比例调速阀 E、电液比例节流阀+流量-压力复合控制变量泵（BOSCH教程P136）
思考题： 1、BOSCH教程P136的液压系统中电液比例节流阀中A口与T口联通后，流量特性变化？ 2、电液比例流量压力复合控制阀（也称PQ阀，吴教程P185），电液比例流量压力复合控制泵（也称PQ泵，BOSCH教程P136），两种系统特点？ 3、PLASTICS 机控制系统：PQ阀、PQ泵、定量泵+变转速伺服电机
溢流 P1
P0
QLQPPP1QPQL
QP
QL
P1P0
减压口 节流口
有效溢流 损失
图8-28二通三通 能量特性981201
P0
QP
P1
QL
限压