二〇〇八年度论文集 、 电液伺服阀 射流管.pdf

二〇〇八年度论文集









中船重工集团七〇四所电液伺服阀产业部
2008 年 12 月
中船重工七〇四研究所电液伺服阀产业部二〇〇八论文集
目录
1、电液伺服阀的发展过程、研究现状及趋势………………………………………..1
2、射流管式电液伺服阀与喷嘴挡板式电液伺服阀比较…………………………..9
3、射流管伺服阀在航空航天领域的应用…………………………………………..15
4、射流管伺服比例阀……………………………………………………………….18
5、伺服比例阀的发展……………………………………………………………….22
6、射流管电液伺服阀在压力控制中的应用……………………………………….27
7、电液伺服阀的使用……………………………………………………………….33
8、基于 Multisim 电路特性分析的伺服放大器设计……………………………….49
9、做百分之一百的好!…………………………………………………………….55
I
中船重工七〇四研究所电液伺服阀产业部二〇〇八
论文集
电液伺服阀的发展过程、研究现状及趋势
方群、黄增中国船舶重工集团公司第七 O 四研究所
摘要:本文对伺服阀产品的发展历史作了简单回顾,介绍了目前伺服阀产品的市场情况
及研究现状,并对将来伺服阀的发展趋势作了扼要探讨。
关键词:电液伺服阀、研究现状、发展趋势
一概述
电液伺服阀是电液伺服控制中的关键元件,它是一种接受模拟电信号后,相应输出
调制的流量和压力的液压控制阀。电液伺服阀具有动态响应快、控制精度高、使用寿命
长等优点,已广泛应用于航空、航天、舰船、冶金、化工等领域的电液伺服控制系统中。

液压控制技术的历史最早可追溯到公元前 240 年,当时一位古埃及人发明了人类历
史上第一个液压伺服系统——水钟。然而在随后漫长的历史阶段,液压控制技术一直裹
足不前,直到 18 世纪末 19 世纪初,才有一些重大进展。在二战前夕,随着工业发展的
需要,液压控制技术出现了突飞猛进地发展,许多早期的控制阀原理及专利均是这一时
代的产物。如:Askania 调节器公司及 Askania-Werke 发明及申请了射流管阀原理的专
利。同样,Foxboro 发明了喷嘴挡板阀原理的专利。而德国 Siemens 公司发明了一种具
有永磁马达及接收机械及电信号两种输入的双输入阀,并开创性地使用在航空领域。
在二战末期,伺服阀是用螺线管直接驱动阀芯运动的单级开环控制阀。然随着控制
理论的成熟及军事应用的需要,伺服阀的研制和发展取得了巨大成就。1946 年,英国
Tinsiey 获得了两级阀的专利;Raytheon 和 Bell 航空发明了带反馈的两级阀;MIT 用力
矩马达替代了螺线管使马达消耗的功率更小而线性度更好。1950 年, 第一个
发明了单喷嘴两级伺服阀。1953 年至 1955 年间, 发明了机械反馈式两级伺
服阀; 发明了双喷嘴两级伺服阀;Wolpin 发明了干式力矩马达,消除了原来
浸在油液内的力矩马达由油液污染带来的可靠性问题。1957 年 利用 Askania
射流管原理研制了两级射流管伺服阀。并于 1959 年研制了三级电反馈伺服阀。
1959 年 2 月国外某液压与气动杂志对当时的伺服阀情况作了 12 页的报道,显示了
当时伺服阀蓬勃发展的状况。那时生产各种类型的伺服阀的制造商有 20 多家。各生产
厂家为了争夺伺服阀生产的霸权地位展开了激烈地竞争。回顾历史,可以看到最终取胜
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中船重工七〇四研究所电液伺服阀产业部二〇〇八论文集
的几个厂家,大多数生产具有反馈及力矩马达的两级伺服阀。我们可以看到, 1960 年
的伺服阀已具有现代伺服阀的许多特点。如:第二级对第一级反馈形成闭环控制;采用
干式力矩马达;前置级对功率级的压力恢复通常可达到 50%;第一级的机械对称结构减
小了温度、压力变化对零位的影响。同时,由早期的直动型开环控制阀发展变化而来的
直动型两级闭环控制伺服阀也已出现。当时的伺服阀主要用于军事领域,随着太空时代
的到来,伺服阀又被广泛用于航天领域,并研制出高可靠性的多余度伺服阀等尖端产品。
与此同时,随着伺服阀工业运用场合的不断扩大,某些生产厂家研制出了专门使用
于工业场合的工业伺服阀。如 Moog 公司就在 1963 年推出了第一款专为工业场合使用
的 73 系列伺服阀产品。随后,越来越多的专为工业用途研制的伺服阀出现了。它们具
有如下的特征: