比例閥:化工儀器-中文百科頻道

概述

閥對流量的控制可以分為兩種：

一種是開關控制：要麼全開、要麼全關，流量要麼最大、要麼最小，沒有中間狀态，如普通的電磁直通閥、電磁換向閥、電液換向閥。

另一種是連續控制：閥口可以根據需要打開任意一個開度，由此控制通過流量的大小，這類閥有手動控制的，如節流閥，也有電控的，如比例閥、伺服閥。

所以使用比例閥或伺服閥的目的就是：以電控方式實現對流量的節流控制（當然經過結構上的改動也可實現壓力控制等），既然是節流控制，就必然有能量損失，伺服閥和其它閥不同的是，它的能量損失更大一些，因為它需要一定的流量來維持前置級控制油路的工作。

滑閥結構

伺服閥的主閥一般來說和換向閥一樣是滑閥結構，隻不過閥芯的換向不是靠電磁鐵來推動，而是靠前置級閥輸出的液壓力來推動，這一點和電液換向閥比較相似，隻不過電液換向閥的前置級閥是電磁換向閥，而伺服閥的前置級閥是動态特性比較好的噴嘴擋闆閥或射流管閥。

也就是說，伺服閥的主閥是靠前置級閥的輸出壓力來控制的，而前置級閥的壓力則來自于伺服閥的入口p，假如p口的壓力不足，前置級閥就不能輸出足夠的壓力來推動主閥芯動作。

而我們知道，當負載為零的時候，如果四通滑閥完全打開，p口壓力=t口壓力+閥口壓力損失（忽略油路上的其它壓力損失），如果閥口壓力損失很小，t口壓力又為零，那麼p口的壓力就不足以供給前置級閥來推動主閥芯，整個伺服閥就失效了。所以伺服閥的閥口做得偏小，即使在閥口全開的情況下，也要有一定的壓力損失，來維持前置級閥的正常工作。

伺服閥其實缺點極多：能耗浪費大、容易出故障、抗污染能力差、價格昂貴等等等等，好處隻有一個：動态性能是所有液壓閥中最高的。就憑着這一個優點，在很多對動态特性要求高的場合不得不使用伺服閥，如飛機火箭的舵機控制、汽輪機調速等等。動态要求低一點的，基本上都是比例閥的天下了。

一般說來，伺服系統都是閉環控制，比例多用于開環控制；其次比例閥類型要多，有比例壓力、流量控制閥等，控制比伺服要靈活一些。從他們内部結構看，伺服閥多是零遮蓋，比例閥則有一定的死區，控制精度要低，響應要慢。但從發展趨勢看，特别在比例方向流量控制閥和伺服閥方面，兩者性能差别逐漸在縮小，另外比例閥的成本比伺服閥要低許多，抗污染能力也強。

伺服閥與比例閥的區别

伺服閥與比例閥之間的差别并沒有嚴格的規定，因為比例閥的性能越來越好，逐漸向伺服閥靠近，所以近些年出現了比例伺服閥。

比例閥和伺服閥的區别主要體現在以下幾點：

1.驅動裝置不同。比例閥的驅動裝置是比例電磁鐵；伺服閥的驅動裝置是力馬達或力矩馬達；

2.性能參數不同。滞環、中位死區、頻寬、過濾精度等特性不同，因此應用場合不同，伺服閥和伺服比例閥主要應用在閉環控制系統，其它結構的比例閥主要應用在開環控系統及閉環速度控制系統；

2.1 伺服閥中位沒有死區，比例閥有中位死區；

2.2 伺服閥的頻響（響應頻率）更高，可以高達200Hz左右，比例閥一般最高幾十Hz；

2.3 伺服閥對液壓油液的要求更高，需要精過濾才行，否則容易堵塞，比例閥要求低一些；

3.閥芯結構及加工精度不同。比例閥采用閥芯+閥體結構，閥體兼作閥套。伺服閥和伺服比例閥采用閥芯+閥套的結構。

4.中位機能種類不同。比例換向閥具有與普通換向閥相似的中位機能，而伺服閥中位機能隻有O型（Rexroth産品的E型）。

5.閥的額定壓降不同。

而比例伺服閥性能介于伺服閥和比例閥之間。

比例換向閥屬于比例閥的一種，用來控制流量和流向。

電氣比例閥

自動控制可分成斷續控制和連續控制。斷續控制即開關控制。氣動控制系統中使用動作頻率較低的開關式（ON-OFF）的換向閥來控制氣路的通斷。靠減壓閥來調節所需要的壓力，靠節流閥來調節所需要的流量。這種傳統的氣動控制系統要想要有多個輸出力和多個運動速度，就需要多個減壓閥、節流閥及換向閥。這樣，不僅元件需要多，成本高，構成系統複雜，且許多元件都需要預先進行人工調節。電氣比例閥控制屬于連續控制，其特點是輸出量随輸入量的變化而變化，輸出量與輸入量之間存在一定的比例關系。比例控制有開環控制和閉環控制之分。

結構原理

輸入信号增大，供氣用電磁閥先導閥1換向，而排氣用電磁先導閥7處于複位狀态，則供氣壓力從SUP口通過閥1進入先導室5，先導室壓力上升，氣壓力作用在膜片2的上方，則和膜片2相連的供氣閥芯4便開啟，排氣閥芯3關閉，産生輸出壓力。此輸出壓力通過壓力傳感器6反饋至控制回路8。在這裡，與目标值進行快速比較修正，知道輸出壓力與輸入信号成一定比例為止，從而得到輸出壓力與輸入信号的變化成比例的變化。由于沒有噴嘴擋闆機構，故閥對雜質不敏感，可靠性高。