第六节、电液比例控制阀
简单介绍
电液比例控制是介于普通液压阀的开关式控制和电液伺服控制之间的控制方式。它能实现对液流压力和流量连续地﹑按比例地跟随控制信号而变化。因此，它的控制性能优于开关式控制，它与电液伺服控制相比，其控制精度和响应速度较低，但它的成本较低，抗污染能力强。近年来在国内外得到重视，发展较快，电液比例控制的核心是电液比例阀，简称比例阀。电液比例阀是一种性能介于普通液压控制阀和电液伺服阀之间的新阀种，它既可以根据输入的电信号大小连续地成比例地对液压系统的参数（压力﹑流量及方向）实现远距离控制﹑计算机控制。
早期出现的电液比例阀仅将普通液压控制阀的手调机构和电磁铁改变为比例电磁铁控制，阀体部分不变，控制形式为开环。后来逐渐发展为带内反馈的结构，在控制性能方面又有了很大的提高。
电液比例控制阀由常用的人工调节或开关控制的液压阀加上电—机械比例转换装置构成。常用的电—机械比例转换装置是有一 定性能要求的电磁铁，它能把电信号按比例地转换成力或位移，对液压阀进行控制。在使用的过程中，电液比例阀可以按输入的电气信号连续地﹑按比例地对油液的压力﹑流量和方向进行远距离控制，比例阀一般都具有压力补偿性能，所以它的输出压力和流量可以不受负载变化的影响，它被广泛地应用于对液压参数进行连续﹑远距离控制或程序控制﹑但对控制精度和动态特性要求不高的液压系统中。
根据用途和工作特点的不同，比例阀可以分为比例压力阀（如比例溢流阀﹑比例减压阀等）﹑比例流量阀（如比例调速阀）和比例方向阀（如比例换向阀）等三类。
1﹑电液比例压力阀
图1-6-1 电液比例压力先导阀
1—比例电磁铁 2—推杆 3—传力弹簧 4—阀芯
图1-6—1所示为比例压力先导阀，它与普通溢流阀﹑减压阀﹑顺序阀的主阀组合可以构成电液比例溢流阀﹑电液比例减压阀和电液比例顺序阀。与普通压力先导阀不同，与阀芯上的液压力进行比较的是比例电磁铁的电磁吸力，不是弹力（图中弹簧无压缩量，只起传递电磁吸力的作用，因此称之为传力弹簧。） 改变输入电磁铁的电 流大小，即可改变电磁吸力，从而改变先导阀的前腔压力，即主阀上腔压力，对主阀的进口或出口压力实现控制。
2﹑电液比例换向阀
（1）﹑电液比例二通节流阀图4—44所示为电液换向阀结构原理图。如图所示，电液比例换向阀由前置级（电液比例双向减压阀）和放大级（电液比例双向节流阀）两部分组成。 前置级由两端比例电磁铁4﹑8分别控制双向减压阀阀芯1的位移。如果左端比例电磁铁8输入电流I1，则产生一电磁吸力FE1使减压阀阀芯1右移，右边阀口开启，供油压力油p s经阀口后减压为pc（控制压力）。因pc经流道3反馈作用到阀芯右端面（阀芯左端通回油pd），形成一个与电磁吸力FE1方向相反的液压力F1，当F1= FE1时，阀芯停止右移稳定在一定的位置，减压阀右边阀口开度一定，压力pc保持一个稳定值。显然压力pc与供油压力p s无关，仅与比例电磁铁的电磁吸力即输入电流大小成比例。同理，当右端比例电磁铁输入电流I2时，减压阀阀芯将左移，经左阀口减压后得到稳定的控制压力。
放大级由阀体﹑主阀芯﹑左右端盖和阻尼螺钉6﹑7等零件构成。当前级输出的控制压力pc经阻尼孔缓冲后作用在主阀芯5右端时，液压克服左端弹簧力使阀芯左移（阀芯左端弹簧腔通回油pd）开启阀口，油口p s与B通，A与T通。随着弹簧压缩量增大，弹簧力增大，当弹簧力与液压力相等时，主阀芯停止左移稳定在某位置，阀口开度一定。因此，主阀开口大小取决于输入的电流大小。当前置级输出的控制压力为pc′时，主阀反向位移，开启阀口，沟通油口p s与B，A与T，油流换向并保持一定的开口，开口的大小与输入电流大小成比例。
综上所述，改变比例电磁铁的输入电流，不仅可以改变阀的工作液流方向，而且可以控制阀口大小实现流量调节，即具有换向﹑节流的复合功能。
第二章液压回路
第一节、基本回路概述
一、概述
1．液压基本回路
液压基本回路就是由“P-V-C”构成的最简单回路。它本来就是一个完整的液压系统，并能完成某种特定功能。液压基本回路本身或稍加改进后，就是一个很好的可实际运行系统。任何大的、复杂的液压系统都可以看成是由若干个基本回路组成的。
2．基本回路的分类
常见的基本回路可分为以下几类：
①压力控制回路；②流量控制回路；③方向控制回路，以及它们的综合回路和多缸回路，见表6-1。
表2-1 液压回路的分类
序号 类 型 说 明 控制元件
1 压力控制回路（调P） ① 调压回路、卸荷回路
② 增压、减压回路
③ 平衡和缓冲回路
④ 其它压力回路 压力阀
2 调速回路
（调Q） ① 节流调速回路
② 容积调速回路
③ “容-节”调速回路 节流阀、调速阀、
变量泵（马达）
3 快速及速度
换接回路 ① 快进（退）-工进，（缸的）差动回路
② 二次工进回路 方向阀
差动连接
4 换向回路 ① 一般换向回路
a) 时间制动换向回路
② 特殊换向回路 b)行程制动换向回路 方向阀等
专门设计阀组
5 多缸回路 ① 顺序动作回路
② 同步回路 a)速度同步回路
b)位置同步回路
③ 多缸互不干扰回路 方向阀
顺序阀、液控单向
阀、压力继电器等
6 其它回路 ① 锁紧回路
② 制动回路
③ 节能回路 压力阀等
第二节、压力控制回路
压力控制回路是控制系统中控制压力的回路，简称调压回路。它是利用压力控制阀来控制液压系统或某一支路的压力，以满足系统中执行元件对力或力矩的要求。调压回路主要有：①调压回路；②卸荷回路；③回路保压；④减压回路；⑤增压回路；⑥平衡回路；⑦泄压回路等。以下介绍一下本次设计的调压回路的工作原理。
调压回路
调压回路的本质是利用压力阀控制系统或系统中支路的压力，不超过某一控制值PK的回路。根据控制压力值PK数量的多少又可分为单级、二级、多级和无级调压回路等多种形式。它们都是用溢流阀、先导溢流阀、先导式比例溢流阀等来控制压力值PK的。
1．单级、双级调压回路
图2-2-1(a)所示是一个双级调压回路。在图2-2-1（a）中，2为先导溢流阀、4为直动溢流阀，3为2位2通电磁换向阀，5为节流阀，6为油缸。
当换向阀3失电，如图所示状态，这时溢流阀4不起作用。泵源压力PS由先导溢流阀开启压力或调定压力值PK2所决定，即PS=PK2，实现单级调压。
当换向阀得电，其上位处于工作状态时，这时溢流阀4通过遥控口K2、K1等接入回路。此时泵源的压力PS由溢流阀4的开启压力PK4调定，即有PS=PK4。
由上述可知，换向阀3处于不同位置时，可实现二级调压。在上述回路中，需保证调整压力PK2>PK4，否则只能实现单级调压。
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