液压比例阀工作原理 完整答案

液压比例阀工作原理是，指令信号经比例放大器进行功率放大，并按比例输出电流给比例阀的比例电磁铁，比例电磁铁输出力并按比例移动阀芯的位置，即可按比例控制液流的流量和改变液流的方向，从而实现对执行机构的位置或速度控制。

在某些位置或速度精度较高的应用中，可以通过测量执行器的位移或速度来形成闭环控制系统。比例阀由直流比例电磁铁和液压阀组成。比例阀连续控制的核心是比例电磁铁的使用。比例电磁铁种类繁多，但其工作原理基本相同。它们是根据比例阀的控制需求开发的。

扩展资料

液压比例阀的特点是：

1、电信号便于传递，能简单地实现远 距离控制。

2、能连续、按比例地控制液压系统的 压力和流量，实现对执行机构的位置、速 度、力量的控制，并能减少压力变换时的冲 击。

3、减少了元件数量，简化了油路。同时电液比例阀的使用条件和保养与一 般液压元件相同，比伺服阀的抗污染性能 强，工作可靠。

参考资料：百度百科-比例阀

液压比例阀工作原理：

指令信号经比例放大器进行功率放大，并按比例输出电流给比例阀的比例电磁铁，比例电磁铁输出力并按比例移动阀芯的位置，即可按比例控制液流的流量和改变液流的方向，从而实现对执行机构的位置或速度控制。

在某些对位置或速度精度要求较高的应用场合，还可通过对执行机构的位移或速度检测，构成闭环控制系统。

比例阀由直流比例电磁铁与液压阀两部分组成，比例阀实现连续控制的核心是采用了比例电磁铁，比例电磁铁种类繁多，但工作原理基本相同，它们都是根据比例阀的控制需要开发出来的。

扩展资料：

一、详细介绍

随着液压传动和液压伺服系统的发展， 生产实践中出现一些即要求能够连续的控制 压力、流量和方向，又不需要其控制精度很 高的液压系统。

由于普通的液压元件不能满 足具有一定的伺服性要求，而使用电液伺服 阀又由于控制精度要求不高而过于浪费，因 此近几年产生了介于普通液压元件 （开关控制） 和伺服阀 （连续控制） 之间的比例控制 阀。

电液比例控制阀（简称比例阀）实质上是一种廉价的、抗污染性能较好的电液控制阀。

比例阀的发展经历两条途径，一是用比例电磁铁取代传统液压阀的手动调节输入机构，在传统液压阀的基础下，发展起来的各种比例方向、压力和流量阀。

二是一些原电液伺服阀生产厂家在电液伺服阀的基础上，降低设计制造精度后发展起来的。

二、分类

1、电磁式 

电磁式是指采用比例电磁铁作为电气一机械转换元件的比例阀，比例电磁铁将输入的电流信号转换成力、位移机械信号输出．进而控制压力、流量及方向等参数。

2、电动式 

电动式是指采用直流伺服电动机作为电气一机械转换元件的比例阀，直流伺服电动机将输入的电信号．转换成旋转运动转速，再经丝杆螺母、齿轮齿条或齿轮凸轮等减速装置和变换机构，输出力与位移，进一步控制液压参数。

3、电液式 

电液式是指采用力矩马达和喷嘴挡板的结构为先导控制级的比例阀。对力矩马达输入不同的电信号，并通过同它连接在一起的挡板（有时力矩马达的衔铁就是挡板）输出位移或角位移，改变挡板和喷嘴之间的距离，使喷嘴喷出的油液流阻产生变化，进而控制输小参数。

参考资料：

百度百科-比例阀

液压油从P点进入，沿实线上行。 竖线上的阀是一个减压阀，给后面的换向联提供控制油。 减压阀后面横着的是减压阀的溢流阀，起保护作用。 

减压阀下面那个是卸荷阀，这个阀两端受P口压力和负荷传感压力的联合控制，当后面的换向联的阀芯全部处于中位时，负荷传感的压力是零，这个阀就会在P口压力作用下打开，油泵来的液压油直接返回油箱。这个阀的开口大小是随着负载压力变化的，可以调节返回油箱的流量，反过来，就可以控制负载的动作速度。 卸荷阀的下面是负荷传感压力的溢流阀，也是整个阀组的保护。 最下面的是两位两通的电磁卸荷阀，通电后可以把负荷传感的信号油（虚线）放回油箱，阀组立刻失去压力，可以起到应急保护作用。就像二楼说的一样。 右面的点划线框内是换向联。 

进油口没有细画，应该有一个压力补偿 。阀芯上面是两个比例电磁铁，下面是手柄，表示双操作。 阀芯的两侧有两条长竖线，表示阀芯有中间状态，是比例阀。 

AB口是工作油口，每个油口都可以反馈回来负载压力（虚线），这个功能就叫负荷传感。 

右下部是一个梭阀，把各个换向联的负荷传感信号中的最高压力选择出来，送到进油联，控制卸荷阀动作。

电液比例阀是阀内比例电磁铁输入电压信号产生相应动作，使工作阀阀芯产生位移，阀口尺寸发生改变并以此完成与输入电压成比例压力、流量输出元件。阀芯位移也可以以机械、液压或电形式进行反馈。电液比例阀具有形式种类多样、容易组成使用电气及计算机把持各种电液系统、把持精度高、安装使用机动以及抗污染能力强等多方面优点，应用领域日益拓宽。近年研发生产插装式比例阀和比例多路阀充分考虑到工程机械使用特点，具有先导把持、负载传感和压力补偿等功效。它出现对移动式液压机械整体技巧水平提升具有重要意义。特别是电控先导操作、无线遥控和有线遥控操作等方面展现了其良好应用前景。
　　2 工程机械电液比例阀种类和形式
　　电液比例阀包含比例流量阀、比例压力阀、比例换向阀。工程机械液压操作特点，以结构形式划分电液比例阀主要有两类：一类是螺旋插装式比例阀（screwin cartridge proportional valve），另一类是滑阀式比例阀（spool proportional valve）。
　　螺旋插装式比例阀是螺纹将电磁比例插装件固定油路集成块上元件，螺旋插装阀具有应用机动、节省管路和成本低廉等特点，近年来工程机械上应用越来越普遍。常用螺旋插装式比例阀有二通、三通、四通和多通等形式，二通式比例阀主比例节流阀，它常它元件一起构成复合阀，对流量、压力进行把持；三通式比例阀主比例减压阀，也是移动式机械液压系统中应用较多比例阀，它主对液动操作多路阀先导油路进行操作。利用三通式比例减压阀可以代替传统手动减压式先导阀，它比手动先导阀具有更多机动性和更高把持精度。可以制成如图1所示比例伺服把持手动多路阀，不同输入信号，减压阀使输出活塞具有不同压力或流量进而实现对多路阀阀芯位移进行比例把持。四通或多通螺旋插装式比例阀可以对工作装置实现单独把持。
　　滑阀式比例阀又称分配阀，是移动式机械液压系统最基础元件之一，是能实现方向与流量调节复合阀。电液滑阀式比例多路阀是比较理想电液转换把持元件，它保存了手动多路阀基础功效，还增加了地位电反馈比例伺服操作和负载传感等先进把持手段。它是工程机械分配阀更新换代产品。
　　出于制造成本考虑和工程机械把持精度要求不高特点，一般比例多路阀内不配置位移感应传感器，具有电子检测和纠错功效。，阀芯位移量容易受负载变化引起压力波动影响，操作进程中要靠视觉察看来保证作业完成。电控、遥控操作时更应注意外界干预影响。近来，电子技巧发展，人们越来越多采用内装差动变压器（ＬＤＶＴ）等位移传感器构成阀芯地位移动检测，实现阀芯位移闭环把持。这种由电磁比例阀、地位反馈传感器、驱动放大器和其它电子电路组成高度集成比例阀，具有一定校正功效，可以有效克服一般比例阀缺点，使把持精度到较大提高。
　　3 电液比例多路阀负载传感与压力补偿技巧
　　节约能量、降低油温和提高把持精度，同时也使同步动作几个执行元件运动时互不干扰，现较先进工程机械都采用了负载传感与压力补偿技巧。负载传感与压力补偿是一个很相似概念，都是利用负载变化引起压力变化去调节泵或阀压力与流量以适应系统工作需求。负载传感对定量泵系统来讲是将负载压力负载感应油路引至远程调压溢流阀上，当负载较小时，溢流阀调定压力也较小；负载较大，调定压力也较大，但也始终存一定溢流损失。变量泵系统是将负载传感油路引入到泵变量机构，使泵输出压力随负载压力升高而升高（始终为较小固定压差），使泵输出流量与系统实际需要流量相等，无溢流损失，实现了节能。
　　压力补偿是提高阀把持性能而采取一种保证措施。将阀口后负载压力引入压力补偿阀，压力补偿阀对阀口前压力进行调整使阀口前后压差为常值，这样节流口流量调节特性流经阀口流量大小就只与该阀口开度有关，而不受负载压力影响。
　　4 工程机械电液比例阀先导把持与遥控
　　电液比例阀和其它专用器件技巧进步使工程车辆挡位、转向、制动和工作装置等各种系统电气把持成为现实。一般需要位移输出机构可采用类似于图1 比例伺服把持手动多路阀驱动器完成。电气操作具有响应快、布线机动、可实现集成把持和与计算机接口容易等优点，现代工程机械液压阀已越来越多采用电控先导把持电液比例阀（或电液开关阀）代替手动直接操作或液压先导把持多路阀。采用电液比例阀（或电液开关阀）另一个显著优点是工程车辆上可以大大减少操作手柄个数，这使驾驶室安排简洁，能够有效降低操作庞杂性，对提高作业质量和效率都具有重要实际意义。图2是TECNORD公司 JMF型把持摇杆（joystick），利用一个摇杆就可以对如图2中多片电液比例阀和开关阀进行有效把持。该摇杆X轴和Y轴方向都可以实现比例把持或开关把持，应用十分便利。
　　数字式无线通讯技巧迅速发展，出现了性能稳定、工作可靠、适用于工程机械无线遥控系统，安排移动机械上遥控接收装置可以将接收到无线电信号转换为把持电液比例阀比例信号和把持电液开关阀开关信号，以及把持其它装置相应信号，使本来手动操作各个元件都能接受遥控电信号指令并进行相应动作，此时工程机械实际上已成为遥控型工程机械。
　　无线遥控发射与接收系统已成功应用于多种工程机械遥控改革。从安全角度考虑，它发射每条数字数据指令都具有一组特别系统址码，这种址码厂家只使用一次。每个接收机只对有相同址码发射信号有反映，其它无线信号是同频率信号会对接收装置产生影响。加上其它安全措施采用使系统可靠性到了充分保障。装载机、凿岩机、混凝土泵车、高空作业车和桥梁检修车等多种移动式机械遥控改革中获成功。工业遥控装置与电液比例阀相益彰，电液比例阀为工程机械遥控化供给了可行接口，遥控装置又使电液比例阀以发挥更大作用。
　　5 电液比例阀工程机械上应用实例
　　某型汽车起重机液压系统简图，图中仅画出了与电液比例阀有关部分。该机采用了3片TECNORD TDV－4/3 LM－LS/PC型比例多路阀，负载传感油路中3个梭阀将3个工作负载中最大压力选出来送至远程调压溢流阀远控口，调整溢流阀溢流压力，使液压泵输出压力恰好符合系统负载需要即可，达到一定节能目。压力补偿油路使每一片阀流量仅与该阀开度有关，而所承受负载无关，它阀片所承受负载也没有关系，达到任一负载下均可随意把持负载速度目。
　　某推土机推土铲手动与电液比例先导把持实例。当二位三通电磁阀不通电时，先导压力与手动减压式先导阀相通，梭阀选择来自手动先导阀压力对液动换向阀进行把持；当二位三通电磁阀通电时，先导把持压力油通向三通比例减压式先导阀，梭阀对液动换向阀进行把持。
　　6 小结
　　以上简要介绍了电液比例阀工作原理和结构形式、工作特点，对照例阀负载感应和压力补偿原理进行了剖析研究。对电液比例阀不同应用，特别是工程机械先导把持和遥控方面应用进行了论述。电液比例阀对简化工程机械操作、提高效率和作业精度以及实现智能化作业都有着极其重要意义，其性能进一步提高和应用范畴日益拓宽必将使工程机械产品技巧水平到较大程度提高。

感载比例阀主要由柱塞、阀门、阀座、阀体、杠杆和感载弹簧等组成(图 1)。其中，阀门与柱塞固定在一起。阀门将感载比例阀内腔分隔为上、下两个腔。下腔与进油口相通-，并通过油管和制动主缸出油口相接；上腔与出油口相通，并通过油管和后轮促动管路相接。阀体通过螺钉装在车身支架上，推杆下端钩部与轿车后轴减振器下固定端连接，感载弹簧装在杠杆与调整螺母之间，使感载比例阀与推杆之间的连接为弹性连接。

当轿车不制动时，柱塞在感载弹簧通过杠杆施加的推力(F)的作用下使阀门离开阀座而开启。当轿车制动时，来自制动主缸的制动液由进油口输入，通过阀门后从出油口输出到后轮促动管路。此时输入制动液压力(pl)和输出制动液压力(p2)相等，并且，由于阀门上端面的承压面积大于阀门下端面的承压面积，所以在阀门上、下端面上的作用力不等，致使阀门有向下移动的趋势。当输入制动液压力较小而在阀门上、下两端面上的作用力之差小于F时，阀门不动；当输入制动液压力增大到一定程度而在阀门上、下两端面上的作用力之差大于F时，阀门就下移。当阀门与阀座接触时，感载比例阀的上、下两腔被隔断，感载比例阀即处于平衡状态，此时的制动液压力称为调节作用起始点控制压力(ps)。此后，如果输入制动液压力继续增大，则感载比例阀起作用，P2的增量将小于P1的增量。当轿车承载质量增加时，后轴荷也增加，因而车身向后轴移近，感载弹簧被进一步压缩(相当于感载弹簧的预压力增大)，致使F增大，ps就相应地提高。由此可见，ps在汽车制动时会随汽车后轴荷的增减而成比例地增减，感载比例阀能对车轮制动力实行调节。

感载比例阀的压力调节性能可通过其调节特性曲线(图 2)，即轿车在不同的载荷了前、后轮促动管路压力分配特性曲线，来表示。当轿车就载时，感载弹簧的预压力大，所以F大，致使ps高，感载比例阀调节特性曲线为A1B1；当轿车空载时，感载弹簧的预压力小，所以F小，致使ps低，感载比例阀调节特性曲线变为A2B2。在满载与空载之间有无数条斜率相等的调节特性曲线，使轿车在任一载荷下都有一条与其对应的调节特性曲线。从图 2及上述分析可知，感载比例阀能满足轿车对制动系统的两个基本要求：在轴荷变化时能自动调节前、后轮促动管路压力的分配比例，使前、后轮促动管路压力分配特性曲线与理想特性曲线尽量接近，以提高轿车的制动效能；保证在各种轴荷下前、后轮促动管路压力分配特性曲线都在相应的理想特性曲线的下方，使轿车在各种轴荷下的制动均为前轮先抱死，从而避免轿车因后轮先抱死而发生侧滑和甩尾现象，以提高轿车在制动时的方向稳定性。

比例阀一般采用两端承压面积不等的差径活塞结构。工作原理如图12-9所示，比例阀不工作时，差径活塞2在弹簧3的作用下处于上极限位置。此时阀门1保持开启，因而在输入控制压力P1与输出压力P2从零同步增长的初始阶段，总是P1=P2。但是压力P1的作用面积为A1=π（D2-d2)/4，压力阀的作用面积为A2=πd2/4，因而A2>A1，故活塞上方液压作用力大于活塞下方液压作用力。在P1、P2同步增长过程中当活塞上、下两端液压作用之差超过弹簧3的预紧力时，活塞便开始下移。当P1和P2增长到一定值Ps时活塞2内腔中的阀座与阀门1接触，进油腔与出油腔即为隔绝。此即比例阀的平衡状态。
若进一步提高P1则活塞将回升，阀门再度开启。油液继续流入出油腔使P2也升高但由于A2＞A1，P2尚未及增长到新的P1值，活塞又下降到平衡位置。在任一平衡状态下，差径活塞的力的平衡方程为：P2A=P1A1+F(此处F为平衡状态下的弹簧力)。
从而保证P2的增量小于P1的增量，若弹簧3的弹力F不变，则Ps点不变，即比例阀节制后轮管路压力的工作点与汽车的载荷无关，这就是非感载比例阀。若要使其工作点与汽车载荷的大小相适应，就必须能改变弹簧力的大小这就是感载比例阀。感载比例阀及其感载控制机构的原理如图12-10所示，阀体3安装在车架上其中的活塞4右部的空腔内有阀门2。不制动时，活塞在感载拉力弹簧6通过杠杆5施加的推力F的作用下处于右极限位置。阀门2因其杆部顶触螺塞1而开启。
制动时，来自主缸而压力为P1的制动液由进油口A进入并通过阀门从出油口B输出至后促动管路。此时输出压力P1=P2。因活塞右端承压面积大于左端承压面积，故P1和P2对活塞的作用力不等。于是活塞不断左移，最后使其上的阀门接触而达到平衡状态。此后，P2的增量将小于P1的增量。其特点是作用于活塞的轴向力F是可变的。拉力弹簧6右端经吊耳与摇臂7相连而摇臂则夹紧在汽车后悬架的横向稳定杆8的中部。当汽车装载量增加时，后悬架载荷也增加，因而后轮向车身移近后悬架的横向稳定抨便带动摇臂7转过一个角度，将弹簧6进一步拉伸，作用于活塞上的推力F便增大。反之，汽车装载量减小。这样，调节作用起始点控制压力值Ps就随汽车实际装载量而变化。
依维柯S系列汽车感载比例阀的结构如图12-11所示，感载比例阀滑杆7的位置由扭杆来控制。扭杆的一端作用于摆杆，另一端则通过调整拉杆与后桥相连，其安装位置如图12-12所示。