常用电液比例阀(课堂PPT)

电源。
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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
3
限压阀组成。
1 2
与开关型溢流阀不同的是：先导阀没有调压 p1
弹簧，比例电磁铁的推来自百度文库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
●
●
R2
●
●
●
●
主阀芯4的下端，流经阻尼孔R1后作用在锥阀芯3
●
●
R1
上。当系统工作压力达到比例电磁铁的调整压力
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
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。
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4
电控放大器 电流I
油源 比例阀
压力p、 流量q
液压缸 液压马达
速度v、力F、 转速n、转矩T
负载
开环控制原理框图
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5
油源
电控放大器
－ 反馈信号
电流I
比例阀
压力p、 液压缸 流量q 液压马达
速度v、力F、
●
负载
转速n、转矩T
时，先导锥阀芯开启形成先导溢流。主阀芯4上端
5 4
●
●
的油压力降低，主阀芯开启而溢流。
p
限压阀5是一个开关型直动式微量溢流阀， 先导式比例溢流阀（DBE型）
主要起安全阀作用，保护系统不受峰值压力的损
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1-比例电磁铁 2-推杆 3-先导阀芯 4-主阀芯 5-限压阀15
坏。
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1
13
6
2
9
8
3
11
4
10
25
25
0.25~0.5 4~7 ±1
0.25~5 无 <0.1%
1~5
5
10~30
有
有
1
0.5
8
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
4
d2
C
d
C v
d x sin
2
式 中 FD— — 比 例 电 磁 铁 产 生 的 电 磁 力 ；
FD=K I K— — 比 例 系 数 ；
I— — 输 入 激 磁 线 圈 电 流 ；
F f— — 运 动 摩 擦 力 ； 当 电 磁 力 F D 由 小 到 大 时 ， F f 取 （ － ） 号 ， F D 由 大 到 小 时 ， 取 （ ＋ ） 号 。 一 般 情 况 下 F f＝ 0 .1 5 G （ G 为 铁 芯 重 量）
检测元件
闭环控制原理框图
.
6
.
7
性能对照表
项目／类别 电液伺服阀 电液比例阀
介质过滤精度μ 3~10
25
阀内压降MPa
7~21
0.5~2
滞环％
1~3
1~3
重复精度％
0.5
0.5
频宽 Hz -3db
线圈功率W
20~200 0.05~5
1~30 10~24
中位死区
无
有
价格因子
3
1
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早期电液阀 开关阀
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。
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3
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（ 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。
T
（a）
直动式比例溢流阀
（a）原理图
（b）职能符号
1—比例电磁铁；2—推杆；3—弹簧；4—阀芯
（b）
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（1）阀体（2）比例电磁铁（3）阀座（4）锥阀
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12
传 力 弹 簧 由 于 没 有 预 压 缩 量 ，因 此 无 弹 簧 力 作 用 在 锥 阀 上 ，故 作 用 在 先 导 阀 芯上的力平衡方程式为：
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
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9
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。
工程机械液压元件及系统
(Hydraulic Component & System of Engineering Machine)
第三章 工程机械用阀
第二节 常用电液比例阀
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1
电液比例压力阀 电液比例方向阀 电液比例流量阀
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2
普通液压阀属开关式定值控制阀。由它们组成的系统属传统的开关 阀液压系统，大多采用机械式手动可调节手柄和普通的通断电磁铁、压 力继电器、行程开关来实现对液体压力、流量和方向的控制。运动部件 的加速或减速过程一般是通过机械凸轮曲线来实现。
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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
d— — 锥 阀 座 直 径 ；
p— — 先 导 阀 开 启 压 力 ；
C d— — 锥 阀 流 量 系 数 ；
一 般 取 C d＝ 0 .7 7
C v— — 锥 阀 速 度 系 数 ；
x— — 锥 阀 开 启 高 度 ；
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θ——锥阀半锥角。
KI Ff
p
4
d
2
C
d
Cv
dx
sin
2
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