力士乐伺服阀4WS2EM10-5X/60B11ET315K8DV

力士乐伺服阀4WS2EM10-5X/60B11ET315K8DV

电液伺服阀广泛地应用于电液位置,速度,加速度,力伺服系统,以及伺服振动发生器中.它具有体积小,结

伺服阀

构紧凑,功率放大系数高,控制精度高,直线性好,死区小,灵敏度高,动态性能好以及响应速度快等优点.

参考书目 刘长年著《液压伺服系统的分析与设计》，科学出版社，北京，1985。

4类型

[1] 防滞伺服活门

该伺服阀属于两级阀，*级为喷嘴档板式，由控制信号控制其出口压力，第二级为滑阀式，执行控制级至刹车缸的压力。当无信号作用时， 由於压力喷嘴出口油压力的作用，使伺服阀挡板靠在回油喷嘴上，此时压力口的油压作用在滑阀阀芯上，使刹车口同计量油口直接连通，刹车口压力同飞行员控制的计量油压相等，当机轮角速度检测到滑行速度同基准滑行速度有偏差时，力矩马达接收到偏差电信号，此时力矩马达驱动档板向压力喷嘴偏转，使作用在阀芯上端油压下降，在阀芯下端油压作用下，阀芯上移，关小计量压力油口，这将导致控制口压力降低，控制口压力降低到某一值时，就有对应的制动压力。[1]

5空难

1991年3月3日，联合航空585号班机为波音737-291型客机，从丹佛机场前往科罗拉多泉机场途中，飞机垂直尾翼的方向舵突然不受控制转向右面，继而翻滚，之后直坠地面，机上20名乘客和5名机组人员全部遇难。

1994年9月7日，全美航空427号班机为波音737-300型客机，从芝加哥奥黑尔机场前往匹兹堡机场途中，突然不受控制转向，继而翻滚，之后直坠地面，机上127名乘客和5名机组人员全部遇难。它的坠机方式与联合航空585号班机与东风航空517号很相似。其后发现原来波音737客机的方向舵液压器在温差很大时（30,000呎的-50度到地面的30度，同时加入高温液压液体时）会卡住，并且会导致飞行员给方向盘控制后由反向偏转的严重后果。这种故障不会有磨损过的痕迹，也是NTSB（National Transportation Safety Board）有史以来调查时间zui长的一系列空难事故之一。这是波音737自运行以来发现的zui大的致命设计错误（国家地理《空中浩劫》中S04E04中详述）。

1996年6月9日，东风航空517号班机于准备降落在里奇蒙机场时，飞机突然发生故障，所幸只有一名空中服务员受轻伤。飞机亦成功降落。

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伺服阀的故障、原因及排除

伺服阀的故障常常在电液伺服系统调试或工作不正常情况下发现的。所以这里有时是系统问题包括放大器、反馈机构、执行机构等故障，有时确是伺服阀问题。所以首先要搞清楚是系统问题、还是伺服阀问题。解决这疑问的常用办法是：

一、有条件的将阀卸下，上实验台复测一下即可。

二、大多数情况无此条件，这时一个简单的办法是将系统开环，备用独立直流电源、经万用表再给伺服阀供正负不同量值电流，从阀的输出情况来判断阀是否有毛病，是什么毛病。伐问题不大，再找系统问题，例如：执行机构的内漏过大，会引起系统动作变慢，滞环严重、甚至不能工作；反馈信号断路或失常等等，放大器问题有输出信号畸变或不工作，系统问题这里不祥谈，下面主要谈谈阀的故障。

（1）阀不工作

原因有：马达线圈断线，脱焊；还有进油或进出油口接反。再有可能是前置级堵塞，使得阀芯正好卡在中间死区位置，阀芯卡在中间位置当然这种几率较少。马达线圈串联或并联两线圈接反了，两线圈形成的磁作用力正好抵消。

（2）阀有一固定输出，但已失控

原因：前置级喷嘴堵死，阀芯被赃物卡着及阀体变形引起阀芯卡死等，或内部保护滤器被赃物堵死。要更换滤芯，返厂清洗、修复。

（3）阀反应迟钝、响应变慢等

原因：有系统供油压力降低，保护滤器局部堵塞，某些阀调零机构松动，及马达另部件松动，或动圈阀的动圈跟控制阀芯间松动。系统中执行动力元件内漏过大，又是一个原因。此外油液太脏，阀分辨率变差，滞环增宽也是原因之一。

（4）系统出现频率较高的振动及噪声

原因：油液中混入空气量过大，油液过脏；系统增益调的过高，来自放大器方面的电源噪音，伺服阀线圈与阀外壳及地线绝缘不好，是通非通，颤振信号过大或与系统频率关系引起的谐振现象，再则相对低的系统而选了过高频率的伺服阀。

（5）阀输出忽正忽负，不能连续控制，成“开关"控制。

原因：伺服阀内反馈机构失效，或系统反馈断开，不然是出现某种正反馈现象。

（6）漏油

原因：安装座表面加工质量不好、密封不住。阀口密封圈质量问题，阀上堵头等处密封圈损坏。马达盖与阀体之间漏油的话，可能是弹簧管破裂、内部油管破裂等。

伺服阀故障排除，有的可自己排除，但许多故障要将阀送到生产厂，放到实验台上返修调试，再强调一遍：不要自己拆阀，那是很容易损坏伺服阀零部件的。

用伺服阀较多的单位可以自己装一个简易实验台来判断是系统问题还是阀的问题，阀有什么问题，可否再使用。

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伺服阀中位没有死区，比例阀有中位死区；伺服阀的频响（响应频率）更高，可以高达200Hz左右，比例阀一般最高几十Hz；伺服阀对液压油液的要求更高，需要精过滤才行，否则容易堵塞，比例阀要求低一些；阀芯结构及加工精度不同，比例阀采用阀芯+阀体结构，阀体兼作阀套；

伺服阀和伺服比例阀采用阀芯+阀套的结构，中位机能种类不同，比例换向阀具有与普通换向阀相似的中位机能，而伺服阀中位机能只有O型；阀的额定压降不同，而比例伺服阀性能介于伺服阀和比例阀之间，比例换向阀属于比例阀的一种，用来控制流量和流向。

区别二：

电液比例阀与伺服控制系统中的伺服阀相比，性能在某些方面还有一些差距。但是电液比例阀抗污染能力强，减少了由于污染而造成的工作故障，可以提高液压系统的工作稳定性和可靠性，更适用于工业过程。

区别三：

驱动装置不同。比例阀的驱动装置是比例电磁铁；伺服阀的驱动装置是力马达或力矩马达；性能参数不同。滞环、中位死区、频宽、过滤精度等特性不同，因此应用场合不同，伺服阀和伺服比例阀主要应用在闭环控制系统，其它结构的比例阀主要应用在开环控系统及闭环速度控制系统。

液压比例阀与伺服阀的区别

区别一：

伺服阀中位没有死区，比例阀有中位死区；伺服阀的频响（响应频率）更高，可以高达200Hz左右，比例阀一般最高几十Hz；伺服阀对液压油液的要求更高，需要精过滤才行，否则容易堵塞，比例阀要求低一些；阀芯结构及加工精度不同，比例阀采用阀芯+阀体结构，阀体兼作阀套；

伺服阀和伺服比例阀采用阀芯+阀套的结构，中位机能种类不同，比例换向阀具有与普通换向阀相似的中位机能，而伺服阀中位机能只有O型；阀的额定压降不同，而比例伺服阀性能介于伺服阀和比例阀之间，比例换向阀属于比例阀的一种，用来控制流量和流向。

区别二：

电液比例阀与伺服控制系统中的伺服阀相比，性能在某些方面还有一些差距。但是电液比例阀抗污染能力强，减少了由于污染而造成的工作故障，可以提高液压系统的工作稳定性和可靠性，更适用于工业过程。

区别三：

驱动装置不同。比例阀的驱动装置是比例电磁铁；伺服阀的驱动装置是力马达或力矩马达；性能参数不同。滞环、中位死区、频宽、过滤精度等特性不同，因此应用场合不同，伺服阀和伺服比例阀主要应用在闭环控制系统，其它结构的比例阀主要应用在开环控系统及闭环速度控制系统。

液压比例阀与伺服阀的区别

液压比例阀

液压比例阀是一种新型的液压控制装置。在普通压力阀、流量阀和方向阀上，用比例电磁铁替代原有的控制部分，按输入的电气信号连续地、按比例地对油流的压力、流量或方向进行远距离控制。比例阀一般都具有压力补偿性能，输出压力和流量可以不受负载变化的影响。

伺服阀

液控伺服阀主要是指电液伺服阀，它在接受电气模拟信号后，相应输出调制的流量和压力。它既是电液转换元件，也是功率放大元件，它能够将小功率的微弱电气输入信号转换为大功率的液压能（流量和压力）输出。在电液伺服系统中，它将电气部分与液压部分连接起来，实现电液信号的转换与液压放大。电液伺服阀是电液伺服系统控制的核心。

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控制阀按控制信号的形式分类

1.开关或定值控制阀

  这是最常见的一类液压阀，又称为普通液压阀。此类阀采用手动、机动、电磁铁和控制压力油等控制

方式定值控制液流的压力和流量、启闭液流通路或控制液流方向。

2.伺服控制阀

 这是一种根据输人信号(电气、机械、气动等)及反馈量成比例地连续控制液压系统中液流的流量和

流动方向或压力的阀类，又称为随动阀。伺服控制阀具有很高的动态响应和静态性能，但价格昂贵、抗污

染能力差，主要用于控制精度和频响要求很高的场合。

3.比例控制阀

  比例控制阀又可分为普通比例阀和高性能比例阀。普通比例阀可以根据输人信号的大小连续、成比例、

远距离地控制液压系统中液流的压力、流量和流动方向。它要求保持调定值的稳定性，一般具有对应于

10% ~ 30%最大控制信号的零位死区，多数用于开环控制系统。高性能比例阀是一种以比例电磁铁为电一

机转换器的高性能比例方向节流阀，与伺服阀一样，没有零位死区，其频响介于普通比例阀和伺服阀之间，

可用于闭环控制系统。

4.数字控制阀

    数字控制阀的输人信号是脉冲信号，它根据输入的脉冲数或脉冲频率来控制液压系统的流量或压力，

数字控制阀具有抗污染能力强、重复性好、工作稳定可靠等优点。但由于数字控制阀按照载频原理工作，

故控制信号频宽较模拟器件低。数字控制阀的额定流量较小，只能用于小流量控制阀或作为先导级控

制阀。