在傳統(tǒng)型式的液壓控制閥中,只能對液壓進行定值控制,例如:壓力閥在某個設定壓力下作動,流量閥保持通過所設定的流量,方向閥對於液流方向通/斷的切換。因此這些控制閥組成的系統(tǒng)功能都受到一些限制,隨著技術的進步,許多液壓系統(tǒng)要求流量和壓力能連續(xù)或按比例地隨控制閥輸入信號的改變而變化。液壓伺服系統(tǒng)雖能滿足其要求,而且精度很高,但對於大部分的工業(yè)來說,他們并不要求系統(tǒng)有如此高的品質(zhì),而希望在保證一定控制性能的條件下,同時價格低廉,工作可靠,維護簡單,所以比例控制閥就是在這種背景下發(fā)展起來的。
比例控制閥可分為壓力控制閥,流量控制及方向控制閥三類。
壓力控制閥:用比例電磁閥取代引導式溢流閥的手調(diào)裝置便成為引導式比例溢流閥,其輸出的液壓壓力由輸入信號連續(xù)或按比例控制。
流量控制閥:用比例電磁閥取代節(jié)流閥或調(diào)速閥的手調(diào)裝置而以輸入信號控制節(jié)流閥或調(diào)速閥之節(jié)流口開度,可連續(xù)或按比例地控制其輸出流量。故節(jié)流口的開度便可由輸入信號的電壓大小決定。
方向控制閥:比例電磁閥取代方向閥的一般電磁閥構成直動式比例方向閥,其滑軸不但可以換位,而且換位的行程可以連續(xù)或按比例地變化,因而連通油口間的通油面積也可以連續(xù)或按比例地變化,所以比例方向控制閥不但能控制執(zhí)行元件的運動方向外,還能控制其速度。
輸出量與輸入量成一定函數(shù)關系并能快速響應的液壓控制閥,是液壓伺服系統(tǒng)的重要元件。液壓伺服閥按結構分為滑閥式、噴嘴擋板式、射流管式、射流板式和平板式等;按輸入信號可分為機液伺服閥、電液伺服閥和氣液伺服閥。
機液伺服閥是將小功率的機械動作轉變?yōu)橐簤狠敵隽?流量或壓力)的機液轉換元件。機液伺服閥大都是滑閥式結構,在船舶的舵機、機床的仿形裝置、飛機的助力器上應用早。
電液伺服閥是將電量轉變成液壓輸出量的電液轉換元件,出現(xiàn)於1940年。到50年代,這種元件的結構趨於成熟。隨著電子技術和計算機技術的發(fā)展,電液伺服系統(tǒng)的性能得到顯著改善,大大優(yōu)於其他的液壓伺服系統(tǒng),因而得到廣泛應用。電液伺服閥的內(nèi)部結構可分滑閥位置反饋、載荷壓力反饋和載荷流量反饋;閥的級數(shù)可分單級、雙級和多級。在電液伺服閥中,將電信號轉變?yōu)樾D或直線運動的部件稱為力矩馬達或力馬達。力矩馬達浸泡在油液中的稱為濕式,不浸泡在油液中的稱為乾式。其中以滑閥位置反饋、兩級乾式電液伺服閥應用廣。電液伺服閥的工作原理是力矩馬達在線圈中通入電流后產(chǎn)生扭矩,使彈簧管上的擋板在兩噴嘴間移動,移動的距離和方向隨電流的大小和方向而變化。例如擋板向右移近噴嘴時,就在主閥芯兩端面上產(chǎn)生壓力差推動主閥芯左移,使壓力油口P S與載荷1口相通,回油口與載荷 2口相通。主閥芯左移的同時通過反饋桿對力矩馬達產(chǎn)生的力矩和擋板的位移進行負反饋。因此,主閥芯的位移量就能地隨著電流的大小和方向而變化,從而控制通向液壓執(zhí)行元件的流量和壓力。
比例閥在出廠前已經(jīng)過嚴格的質(zhì)量檢驗,包括靜態(tài)特性測試(輸入電流一壓力特性試驗、內(nèi)泄漏試驗、負載特性試驗)和動態(tài)特性測試(頻率響應試驗、瞬間響應試驗)。比例閥維修前需要先對比例閥進行檢測,檢測的方法包括比例閥電磁線圈電阻測定、輸入電流測試及輸出二次油壓的測試。
(1)電磁線圈電阻的測定。關閉點火開關,脫開主泵比例閥與泵控制器輸出接1:3之間的插頭,測定兩線之間的電阻值和地線與機體之間的電值,從而判斷比例閥電磁線圈有無短路、斷路或搭鐵。
(2)比例閥輸入電流的測定。斷開比例閥的一根導線,串人萬用表,按不同機型各自的測試條件測定輸人電流,如圖7-4所示。用直流鉗形表進行測試時相當簡便,無需拔開插頭,也不需斷開導線。而在不同的動力模式或不同的發(fā)動機轉速下,根據(jù)泵控制器輸出至比例閥直流電流信號的正確與否,就能判斷出比例閥之前的電子控制部分是否有故障。
(3)比例閥輸出壓力的測試。在比例閥維修中,二次油壓的測點上接好量程為6 MPa的壓力表,對不同機型按各自測試條件檢查比例閥輸出的壓力,如果壓力不正確,可進行調(diào)節(jié)。對于不可調(diào)的比例閥,