液控伺服阀主要是指电液伺服阀,它在接受电气模拟信号后,相应输出调制的流量和压力.它既是电液转换元件,也是功率放大元件,它能够将小功率的微弱电气输入信号转换为大功率的液压能(流量和压力)输出.在电液伺服系统中,它将电气部分与液压部分连接起来,实现电液信号的转换与液压放大.电液伺服阀是电液伺服系统控制的核心。

简介

原理

应用领域

类型

伺服阀引起的空难事故

简介

液控伺是在伺服系统中将电信号输入转换为功率较大的压力或流量压力信号输出的执行元件。它是一种电液转换和功率放大元件。伺服阀的灵敏度高，快速性好，能将很小的电信号（例如10毫安）转换成很大的液压功率（如几十匹马力以上），可以驱动多种类型的负载。过去人们曾把喷嘴档板阀、射流管或滑阀伺服马达等液压放大装置都列入伺服阀范围内。20世纪70年代以来，伺服阀一般仅指电液伺服阀。

原理

典型的伺服阀由永磁力矩马达、喷嘴、档板、阀芯、阀套和控制腔组成(见图)。当输入线圈通入电流时，档板向右移动，使右边喷嘴的节流作用加强，流量减少，右侧背压上升；同时使左边喷嘴节流作用减小，流量增加，左侧背压下降。阀芯两端的作用力失去平衡, 阀芯遂向左移动。高压油从S流向C2，送到负载。负载回油通过 C1流过回油口，进入油箱。阀芯的位移量与力矩马达的输入电流成正比，作用在阀芯上的液压力与弹簧力相平衡，因此在平衡状态下力矩马达的差动电流与阀芯的位移成正比。如果输入的电流反向，则流量也反向。表中是伺服阀的分类。

伺服阀主要用在电气液压伺服系统中作为执行元件（见液压伺服系统）。在伺服系统中，液压执行机构同电气及气动执行机构相比，具有快速性好、单位重量输出功率大、传动平稳、抗干扰能力强等特点。另一方面，在伺服系统中传递信号和校正特性时多用电气元件。因此，现代高性能的伺服系统也都采用电液方式，伺服阀就是这种系统的必需元件。

伺服阀结构比较复杂，造价高，对油的质量和清洁度要求高。新型的伺服阀正试图克服这些缺点，例如利用电致伸缩元件的伺服阀，使结构大为简化。另一个方向是研制特殊的工作油（如电气粘性油）。这种工作油能在电磁的作用下改变粘性系数。利用这一性质就可通过电信号直接控制油流。

应用领域

电液伺服阀广泛地应用于电液位置,速度,加速度,力伺服系统,以及伺服振动发生器中.它具有体积小,结构紧凑,功率放大系数高,控制精度高,直线性好,死区小,灵敏度高,动态性能好以及响应速度快等优点.

参考书目 刘长年著：《液压伺服系统的分析与设计》，科学出版社，北京，1985。

类型

防滞伺服活门

该伺服阀属于两级阀，第一级为喷嘴档板式，由控制信号控制其出口压力，第二级为滑阀式，执行控制级至刹车缸的压力。当无信号作用时， 由於压力喷嘴出口油压力的作用，使伺服阀挡板靠在回油喷嘴上，此时压力口的油压作用在滑阀阀芯上，使刹车口同计量油口直接连通，刹车口压力同飞行员控制的计量油压相等，当机轮角速度检测到滑行速度同基准滑行速度有偏差时，力矩马达接收到偏差电信号，此时力矩马达驱动档板向压力喷嘴偏转，使作用在阀芯上端油压下降，在阀芯下端油压作用下，阀芯上移，关小计量压力油口，这将导致控制口压力降低，控制口压力降低到某一值时，就有对应的制动压力。

伺服阀引起的空难事故

1991年3月3日，联合航空585号班机为波音737-291型客机，从丹佛国际机场前往科罗拉多泉机场途中，飞机垂直尾翼的方向舵突然不受控制转向右面，继而翻滚，之后直坠地面，机上20名乘客和5名机组人员全部遇难。

1994年9月7日，全美航空427号班机为波音737-300型客机，从芝加哥奥黑尔国际机场前往匹兹堡国际机场途中，突然不受控制转向，继而翻滚，之后直坠地面，机上127名乘客和5名机组人员全部遇难。它的坠机方式与联合航空585号班机与东风航空517号很相似。其后发现原来波音737客机的方向舵液压器在温差很大时（30,000呎的-50度到地面的30度，同时加入高温液压液体时）会卡住，并且会导致飞行员给方向盘控制后由反向偏转的严重后果。这种故障不会有磨损过的痕迹，也是NTSB（National Transportation Safety Board）有史以来调查时间最长的一系列空难事故之一。这是波音737自运行以来发现的最大的致命设计错误（国家地理《空中浩劫》中S04E04中详述）。

1996年6月9日，东风航空517号班机于准备降落在里奇蒙机场时，飞机突然发生故障，所幸只有一名空中服务员受轻伤。飞机亦成功降落。