电液伺服阀的发展过程、研究现状及趋势

  

摘 要：本文对伺服阀产品的发展历史作了简单回顾，介绍了目前伺服阀产品的市场情
况及研究现状，并对将来伺服阀的发展趋势作了扼要探讨。
关键字：电液伺服阀、研究现状、发展趋势

      

一 概述

    电液伺服阀是电液伺服控制中的关键元件，它是一种接受模拟电信号后，相应输出调
制的流量和压力的液压控制阀。电液伺服阀具有动态响应快、控制精度高、使用寿命长等优
点，已广泛应用于航空、航天、舰船、冶金、化工等领域的电液伺服控制系统中。

    二．发展过程

    液压控制技术的历史最早可追溯到公元前 240 年，当时一位古埃及人发明了人类历史

——

上第一个液压伺服系统

水钟。然而在随后漫长的历史阶段，液压控制技术一直裹足不

前，直到 18 世纪末 19 世纪初，才有一些重大进展。在二战前夕，随着工业发展的需要，
液压控制技术出现了突飞猛进地发展，许多早期的控制阀原理及专利均是这一时代的产
物。如：Askania 调节器公司及 Askania-Werke 发明及申请了射流管阀原理的专利。同样，
Foxboro 发明了喷嘴挡板阀原理的专利。而德国 Siemens 公司发明了一种具有永磁马达及
接收机械及电信号两种输入的双输入阀，并开创性地使用在航空领域。

    在二战末期，伺服阀是用螺线管直接驱动阀芯运动的单级开环控制阀。然随着控制理
论的成熟及军事应用的需要，伺服阀的研制和发展取得了巨大成就。 1946 年，英国
Tinsiey 获得了两级阀的专利；Raytheon 和 Bell 航空发明了带反馈的两级阀；MIT 用力矩
马达替代了螺线管使马达消耗的功率更小而线性度更好。1950 年，W.C.Moog 第一个发明
了单喷嘴两级伺服阀。1953 年至 1955 年间，T.H.Carson 发明了机械反馈式两级伺服阀；
W.C.Moog 发明了双喷嘴两级伺服阀；Wolpin 发明了干式力矩马达，消除了原来浸在油液
内的力矩马达由油液污染带来的可靠性问题。1957 年 R.Atchley 利用 Askania 射流管原理研
制了两级射流管伺服阀。并于 1959 年研制了三级电反馈伺服阀。

    1959 年 2 月国外某液压与气动杂志对当时的伺服阀情况作了 12 页的报道，显示了当
时伺服阀蓬勃发展的状况。那时生产各种类型的伺服阀的制造商有 20 多家。各生产厂家为
了争夺伺服阀生产的霸权地位展开了激烈地竞争。回顾历史，可以看到最终取胜的几个厂

 

家，大多数生产具有反馈及力矩马达的两级伺服阀。我们可以看到， 1960 年的伺服阀已
具有现代伺服阀的许多特点。如：第二级对第一级反馈形成闭环控制；采用干式力矩马达；
前置级对功率级的压力恢复通常可达到 50%；第一级的机械对称结构减小了温度、压力变
化对零位的影响。同时，由早期的直动型开环控制阀发展变化而来的直动型两级闭环控制
伺服阀也已出现。当时的伺服阀主要用于军事领域，随着太空时代的到来，伺服阀又被广
泛用于航天领域，并研制出高可靠性的多余度伺服阀等尖端产品。