先导级放大器的结构与特点

先导级阀又称前置级阀，用于接受小功率的电气-机械转换器输入的位移或转角信号，将机械量转换为液压力驱动功率级主阀。先导级阀主要有滑阀式、喷嘴挡板式、锥阀式、射流管式等四种结构。

1.滑阀式先导级放大器

（1）类型 滑阀式先导级放大器按不同的分类方法有多种不同的类型：

1）按节流工作棱边数，如图3-1所示，滑阀有单边（见图3-1a）、双边（见图3-1b）及四边之分。作单边控制时，构成单臂可变液压半桥，两个阀口前后必须与三个不同压力的油口相连，即为三通阀。

图3-1 滑阀式先导级放大器结构图

a）单边控制 b）双边控制

2）按零中位时阀开口（控制口）形式有正开口（负重叠）、零开口（零重叠）、负开口（正重叠）之分。

（2）特点 滑阀式先导级的优点是允许位移大，当阀口为矩形或全周开口时，线性范围宽，输出流量大，流量增益及压力增益高。其缺点是滑阀式阀配合副加工精度要求高，阀芯运动有摩擦力，运动部件惯量较大，所需的驱动力也较大，通常与动圈式力马达或比例电磁铁直接连接。滑阀式先导级在电液伺服阀中应用较少，主要用于先导式电液比例方向控制阀和插装式电液比例流量阀中。

2.喷嘴挡板式先导级放大器

（1）组成原理与类型 喷嘴挡板式先导级放大器的结构及组成原理如图3-2所示。它是通过改变喷嘴与挡板之间的相对位移来改变液流通道开度的大小以实现控制的，有单喷嘴（见图3-2a）和双喷嘴（见图3-2b）两种结构形式。

（2）特点 具有体积小、运动部件惯量小、无摩擦、所需驱动力小、灵敏度高等优点。特别适用于小信号工作，因此常用作二级伺服阀的前置放大级。其缺点是中位泄漏量大，负载刚性差，输出流量小，挡板及喷嘴的间隙小（0.02～0.6mm），容易堵塞，抗污染能力差。

图3-2 喷嘴挡板式先导级放大器结构图(www.xing528.com)

a）单喷嘴 b）双喷嘴 1、6—挡板 2、5、7—喷嘴 3、4、8—固定节流孔 p_s—输入压力 p_T—喷嘴处油液压力 p_c、qc—控制输出压力、流量

3.锥阀式先导级放大器

（1）类型 典型锥阀如图3-3所示，有针式锥阀（见图3-3a）、圆柱导向阻尼式锥阀（见图3-3b）、带减振活塞的锥阀（见图3-3c）等三种。后两种是为了改善阀芯的导向性和阻尼特性或降低噪声而改进的类型。

图3-3 锥阀式先导级放大器结构图

a）针式锥阀 b）圆柱导向阻尼式锥阀 c）带减振活塞的锥阀

（2）特点 锥阀的优点是加工方便，关闭时密封性好，效率高，抗污染能力强。但是，锥阀的导向条件差，若增加导向和减振结构，如圆柱导向阻尼或减振活塞等，又得增大阀芯尺寸和质量。单个锥阀相当于单边控制阀，只能用于单凸肩可变液压半桥，通常是B型。在现有的比例压力控制阀中，采用锥阀作先导级的占大多数。

4.射流式先导级放大器

射流式先导级放大器有两种类型。射流管式如图3-4a所示，其优点是，射流管2的喷嘴（通常直径为0.2～2mm）与接受器1之间的距离较大，不易堵塞，抗污染能力强，射流喷嘴有失效对中能力。其缺点是结构较复杂，加工与调试较难，运动零件惯量较大；射流管的引压管刚性较低，易振动；性能不易计算，特性很难预计。该类型产品适用于对抗污染能力有特殊要求的场合，常用作两级伺服阀的前置放大级。

图3-4 射流管式先导级放大器结构图

a）射流管式 b）偏转板射流式 1—接受器 2—射流管 3—射流板 4—偏转板p_s—输入压力 p_T—喷嘴处油液压力

偏转板射流式如图3-4b所示。其优点是射流喷嘴、偏转板4和射流板3之间的间隙大，不易堵塞，抗污染能力强，运动零件惯量小。其缺点是性能在理论上不易精确计算，特性很难预测；在低温及高温时性能不稳。偏转板射流式常用作两级伺服阀的前置放大级，适用于对抗污染能力有特殊要求的场合。