喷嘴挡板式伺服阀的优化设计

如图9.7 所示为喷嘴挡板式电液伺服阀的工作原理图。其中，上半部分为电气-机械转换装置，即力矩马达；下半部分为前置级（喷嘴挡板）和主滑阀。当无电流信号输入时，力矩马达无力矩输出，与衔铁5 固定在一起的挡板9 处于中位，主滑阀阀芯也处于中（零）位。液压泵输出的油液以压力进入主滑阀阀口，因阀芯两端台肩将阀口关闭，油液不能进入A，B 口，但经固定节流孔10 和13 分别引到喷嘴8 和7，经喷射后，液流流回油箱。由于挡板处于中位，两喷嘴与挡板的间隙相等，因而油液流经喷嘴的液阻相等，则喷嘴前的压力与A 相等，主滑阀阀芯两端压力相等，主阀芯处于中位。若线圈输入电流，控制线圈中将产生磁通，使衔铁上产生磁力矩。当磁力矩为顺时针方向时，衔铁将连同挡板一起绕弹簧管中的支点顺时针偏转。其中，左喷嘴8 的间隙减小，右喷嘴7 的间隙增大，即压力p1 增大，p2 减小，主滑阀阀芯向右运动，开启阀口，压力油与B 相通，而A 与T 相通。在主滑阀阀芯向右运动的同时，通过挡板下端的反馈弹簧11 反馈作用使挡板逆时针方向偏转，使左喷嘴8 的间隙增大，右喷嘴7 的间隙减小，于是压力p1 减小，p2 增大。当主滑阀阀芯向右移到某一位置，两端压力差（p1-p2）形成的液压力通过反馈弹簧杆作用在挡板上的力矩、喷嘴液流压力作用在挡板上的力矩以及弹簧管的反力矩之和与力矩马达产生的电磁力矩相等时，主滑阀阀芯受力平衡，稳定在一定的开口下工作。

图9.7　喷嘴挡板式电液伺服的工作原理(www.xing528.com)

1—线圈；2，3—导磁体；4—永久磁铁；5—衔铁；6—弹簧管；7，8—喷嘴；9—挡板；10，13—固定节流孔；11—反馈弹簧；12—主滑阀

显然，改变输入电流大小，可成比例地调节电磁力矩，从而得到不同的主阀开口大小。若改变输入电流的方向，主滑阀阀芯反向位移，可实现液流的反向控制。如图9.7 所示，电液伺服阀的主滑阀阀芯的最终工作位置是通过挡板弹性反力反馈作用达到平衡的，故称力反馈式。除力反馈式以外，伺服阀还有位置反馈、负载反馈和负载压力反馈等。