电液伺服阀的发展过程及研究现状分析  

     

 

 

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。
    与此同时，随着伺服阀工业运用场合的不断扩大，某些生产厂家研制出了专
门使用于工业场合的工业伺服阀。如 Moog 公司就在 1963 年推出了第一款专为