（ａ）ＰＶＧ比例阀；

（ｂ）电器驱动原理图；

（ｃ）ＰＶＥＨ

图

6 Sauer-Danfoss PVG

比例阀及其

PVEH

电气驱动

图

电控柴油喷射系统

电控柴油喷射系统是现代柴油机燃油系统的发

展方向。通过对喷油量和喷油规律的最佳控制来满
足日益严格的排放法规和进一步提高经济性和动力
性。但无论是时间控制系统,还是压力- 时间控制的
高压共轨系统, 都是通过对高速强力电磁阀的精确
控制实现的。图 4 是某电控柴油喷射系统的总体构
型图。图 4 所示的系统中，高速强力电磁阀作为一个
独立装置放置在燃油泵和喷油器之间。

在电控柴油喷射系统工作过程中, 高速强力电

磁阀承担着所有喷射控制功能。它的闭合时刻决定
喷射定时,闭合时间长短决定喷油量。但必须快速关
闭，以保证喷射定时准确和迅速形成高压, 快速开
启，从而保证喷射的快速切断和稳定卸载。电磁阀的
动态响应特性直接影响着燃油喷射系统的主要性能
指标。在高压共轨电控喷射系统中,电磁阀的工作条
件恶劣、复杂,必须有足够的可靠性,快速、准确、无反
冲的实现其启、闭。有的采用 Terfenol - D 棒作为电
磁阀的执行器, 克服电磁铁吸合过程中由于电磁铁
运动惯性和反作用力的影响而难以提高响应速度和
作用力的缺点。
3.2

高速开关阀的工程应用

最具代表性的液压元件是比例二通插装阀和多

路阀。
3.2.1

用于液压比例节流二通插装阀

Eaton

公司的二通插装阀采用了以高速开关阀

为先导阀的数字先导控制。此电液比例节流阀为
CVU-**-EFP1

系列。该产品是用 2 位 3 通数字阀为

先导阀控制二通插装节流锥阀。

以高速开关阀作为逻辑锥阀的先导阀, 通过让

高速开关阀工作在占空比为线性控制区 (避开高速
开关阀的死区和饱和区 ) 可以实现对锥阀的较大流
量的线性控制, 而且系统响应速度较快, 能满足实
际工作要求。这种高速开关阀控逻辑锥阀节流系统

可以用在液压系统的进、出油路节流和旁油路节流
回路控制中, 不仅可以实现对液压系统的较大流量
的比例控制, 而且如果在液压系统中施加合适的智
能控制算法, 则可以极大地提高其控制精度和调节
范围。图 5 是以一个 HSV 系列高速开关阀为先导阀
的逻辑锥阀的系统原理图。

图中 1 是带有内阻尼孔的逻辑锥阀, 2 是高速

开关电磁阀。当高速开关阀断电时, 高速开关阀处
于关闭的位置, 锥阀控制腔压力 p 与锥阀进油口压
力 p 相等, 所以锥阀阻尼孔两端的油液压差为零,
控制腔油液封闭不流动, 此时锥阀关闭。当高速开
关阀通电时, 高速开关阀处于打开状态, 控制腔油
液通过高速开关阀流回油箱, 由于控制腔压力 p1
下降, 锥阀芯开启。高速开关阀采用 PWM 控制, 通
过调节调制率 D 的大小, 可以改变通过高速开关阀
的流量, 进而得到不同的控制腔压力, 从而实现对
通过锥阀流量的调节。
3.2.2

用于液压比例多路阀

Sauer-Danfoss

公司推出了以数字阀为先导级

的 PVG 比例多路阀。其流量可从 20～200 L/min.图 6
是 PVG 比例阀 PVEH 电气驱动高速开关数字阀。

高速开关阀通过调节占空比 Di，就可以连续地

控制通过开关阀的平均流量，实现对流量的控制，其
功效可以等效为一个可变的节流口。我们知道。四边
滑阀及其等效的液压桥路如图 7 所示，把滑阀的 4
个可变节流工作边作为 4 个可变的液阻表示，是 1
个四臂可变的全桥。当把图中的等效节流元件全部
(

或部分)采用工作于 PWM 状态的开关阀，通过分立

图

控制逻辑锥阀的原理图

2010

年 3 月

许仰曾等：液压数字阀的发展及其工程应用