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電液比例閥是比例控制系統(tǒng)中的主要功率放大元件,按輸入電信號指令連續(xù)地成比例地控制液壓系統(tǒng)的壓辦流量等參數(shù)。與伺 服控制系統(tǒng)中的伺服閥相比,在某些方面還有一-定的性能差距(主要性能比較如表1所示),但它顯著的優(yōu)點是抗污染能力強,大大地減少了由污染而造成的工作故障,提高了液壓系統(tǒng)的工作穩(wěn)定性和可靠性。另一方面比例閥的成本比伺服閥低，結(jié)構(gòu)也簡單,已在許多場合獲得廣泛應(yīng)用。

比例閥按功能分為三大類
(1)比例壓力閥。有溢流閥減壓閥,分別有直動和先導(dǎo)兩種結(jié)構(gòu);可連續(xù)地或按比例地遠(yuǎn)程控制其輸出油液壓力;
(2)比例換向閥。有直動和先導(dǎo)兩種結(jié)構(gòu),直動閥有帶位移傳感器和不帶位移傳感器兩類。由于使用了比例電磁鐵閥芯不僅可以換位，而且換位的行程可以連續(xù)地或按比例地變化。因而連通油口間的通流面積也可以連續(xù)或按比例地變化。所以比例換向閥不僅能夠控制執(zhí)行元件的方向而且能夠控制其速度。因為這個原因比例閥中的比例換向閥應(yīng)用也為普遍;
(3)比例流量閥。有比例調(diào)速閥和比例溢流流量控制閥,可連續(xù)地或按比例地遠(yuǎn)程控制其輸出流量。
比例閥的輸入單元是電-機械轉(zhuǎn)換器,它將輸入的電信號轉(zhuǎn)換成機械量轉(zhuǎn)換器有伺服電機和步進(jìn)電機力馬達(dá)和力矩馬達(dá)比例電磁鐵等形式。但常用的比例閥大都采用了比例電磁鐵，比例電磁鐵根據(jù)電磁原理設(shè)計,能使其產(chǎn)生的機械量(力或力矩和位移)與輸入電信號(電流)的大小成比例,再連續(xù)地控制液壓閥閥芯的位置，進(jìn)而實現(xiàn)連續(xù)地控制液壓系統(tǒng)的壓力方向和流量。比例電磁鐵的結(jié)構(gòu)，它由線圈、銜鐵推桿等組成,當(dāng)有信號輸入線圈時,線圈內(nèi)磁場對銜鐵產(chǎn)生作用力,銜鐵在磁場中按信號電流的大小和方向成比例連續(xù)地運動,再通過固連在一起的銷釘帶動推桿運動,從而控制滑閥閥芯的運動。應(yīng)用廣泛的比例電磁鐵是耐高壓直流比例電磁鐵。

比例電磁鐵的類型按照工作原理主要分為
如下幾類:
(1)力控制型
這類電磁鐵的行程短，只有1 5mm,輸出力與輸入電流成正比,常用在比例閥的先導(dǎo)控制級
上:
(2)行程控制型
由力控制型加負(fù)載彈簧共同組成，電磁鐵輸出的力通過彈簧轉(zhuǎn)換成輸出位移,輸出位移與輸入電流成正比，工作行程達(dá)3mm,線性好，可以用在直控式比例閥上;
(3)位置調(diào)節(jié)型
銜鐵的位置由傳感器檢測后,發(fā)出一個閥內(nèi)反饋信號,在閥內(nèi)進(jìn)行比較后重新調(diào)節(jié)銜鐵的位置。閥內(nèi)形成閉環(huán)控制,精度高,銜鐵的位置與力
無關(guān)，精度高的比例閥如德國的博世意大利的阿托斯等都采用這種結(jié)構(gòu)。
比例閥與放大器配套使用放大器采用電流負(fù)反饋,設(shè)置斜坡信號發(fā)生器階躍函數(shù)發(fā)生器、PD調(diào)節(jié)器反向器等,控制升壓降壓時間或運動加速度及減速度。斷電時, 能使閥芯處于安全位置。
比例電磁鐵和液壓閥組成電液比例閥。由于比例電磁鐵可以在不同的電流下得到不同的力(或行程),因此可以無級改變壓力、流量。故比例電磁鐵是比例閥的關(guān)鍵元件。

(1)比例環(huán)節(jié)
比例環(huán)節(jié)也稱為無慣性環(huán)節(jié),對液壓缸或馬達(dá)，忽略液壓油的可壓縮性和泄漏,液壓缸的流量Q= VA。其中V為活塞速度;A為活塞面積。其傳遞函數(shù)為: g(s)= V (s)/Q(s)= 1/A =式中K為比例環(huán)節(jié)放大系數(shù)或增益,表示輸入量經(jīng)過放大K倍后輸出。
(2)比例控制系統(tǒng)
比例控制系統(tǒng)根據(jù)有無反饋分為開環(huán)控制和閉環(huán)控制。如比例閥控制液壓缸或馬達(dá)系統(tǒng)可以實現(xiàn)速度位移轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩等的控制。
由于開環(huán)控制系統(tǒng)的精度比較低,無級調(diào)節(jié)系統(tǒng)輸入量就可以無級調(diào)節(jié)系統(tǒng)輸出量力速度以及加減速度等。這種控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成簡單,系統(tǒng)的輸出端和輸入端不存在反饋回路,系統(tǒng)輸出量對系統(tǒng)輸入控制作用沒有影響,沒有自動糾正偏差的能力,其控制精度主要取決于關(guān)鍵元器件的特性和系統(tǒng)調(diào)整精度，所以只能應(yīng)用在精度要求不高并且不存在內(nèi)外干擾的場合。開環(huán)控制系統(tǒng)一.般不存在所謂穩(wěn)定性問題。
閉環(huán)控制系統(tǒng)(即反饋控制系統(tǒng))的優(yōu)點是對內(nèi)部和外部干擾不敏感，系統(tǒng)工作原理是反饋控制原理或按偏差調(diào)整原理。這種控制系統(tǒng)有通
過負(fù)反饋控制自動糾正偏差的能力。但反饋帶來了系統(tǒng)的穩(wěn)定性問題，只要系統(tǒng)穩(wěn)定，閉環(huán)控制系統(tǒng)可以保持較高的精度。因此, 目前普遍采用閉環(huán)控制系統(tǒng)。

REXROTH比例閥4WRA6W30-23/G24N9K4/V

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(1)根據(jù)用途和被控對象選擇比例閥的類型;
(2)正確了解比例閥的動靜態(tài)指標(biāo)主要有額定輸出流量、起始電流滯環(huán)重復(fù)精度額定壓力損失溫飄、響應(yīng)特性頻率特性等;
(3)根據(jù)執(zhí)行器的工作精度要求選擇比例閥的精度,內(nèi)含反饋閉環(huán)閥的穩(wěn)態(tài)性動態(tài)品質(zhì)好。如果比例閥的固有特性如滯環(huán)非線性等無法使被控系統(tǒng)達(dá)到理想的效果時,可以使用軟件程序改善系統(tǒng)的性能;
(4)如果選擇帶先導(dǎo)閥的比例閥，要注意先導(dǎo)閥對油液污染度的要求。-般應(yīng)符合ISO 18/5標(biāo)準(zhǔn),并在油路上加裝過濾精度為10um以下的進(jìn)油過濾器;
(5)比例閥的通徑應(yīng)按執(zhí)行器在高速度時通過的流量來確定,通徑選得過大，會使系統(tǒng)的分辨率降低:
(6)比例閥必須使用與之配套的放大器,閥與放大器的距離應(yīng)盡可能地短。

電液比例閥是采用了比例控制技術(shù),介于開關(guān)型液壓閥和電液伺服閥之間的-種液壓元件,在工業(yè)生產(chǎn)中獲得了廣泛的應(yīng)用,輸入的電信號有模擬式和數(shù)字式兩大類,可以用于控制位置(轉(zhuǎn)角)、速度(轉(zhuǎn)速)、加速度(角加速度)、壓力(壓差)、力(力矩)等參數(shù)。電液比例閥等元件可以組成如下三類控制回路和系統(tǒng)
(1)電液比例壓力控制回路和系統(tǒng)。例如:用于帶鋼熱連軋機卷取機液壓輔助系統(tǒng)的電液比例壓力控制回路,用于板帶軋機輥縫控制的液壓推上系統(tǒng)電液比例壓力控制回路,用于帶材卷取設(shè)備恒張力的閉環(huán)電液比例壓力控制回路;
(2)電液比例流量控制回路和系統(tǒng)。例如:用于帶鋼熱連軋機精軋機平衡液壓系統(tǒng)的電液比例壓力控制回路,用于機床微進(jìn)給的電液比例控制回路,用于旋壓機折板機同步的電液比例控制回路,用于電梯的電液比例控制回路;
(3)電液比例多參數(shù)控制回路和系統(tǒng)。例如:用于帶鋼熱連軋機精軋換輥液壓系統(tǒng)的電液比例壓力控制回路,用于液壓缸垂直配置而采用wI型閥芯的比例控制回路,用于熱軋鋼卷步進(jìn)鏈?zhǔn)竭\輸機的速度、加減速度控制回路。

電液比例閥是閥內(nèi)比例電磁鐵輸入電壓信號產(chǎn)生相應(yīng)動作，使工作閥閥芯產(chǎn)生位移，閥口尺寸發(fā)生改變并以此完成與輸入電壓成比例壓力、流量輸出元件。閥芯位移也可以以機械、液壓或電形式進(jìn)行反饋。電液比例閥具有形式種類多樣、容易組成使用電氣及計算機控制各種電液系統(tǒng)、控制精度高、安裝使用靈活以及抗污染能力強等多方面優(yōu)點，應(yīng)用領(lǐng)域日益拓寬。近年研發(fā)生產(chǎn)插裝式比例閥和比例多路閥充分考慮到工程機械使用特點，具有先導(dǎo)控制、負(fù)載傳感和壓力補償?shù)裙δ?。它出現(xiàn)對移動式液壓機械整體技術(shù)水平提升具有重要意義。特別是電控先導(dǎo)操作、無線遙控和有線遙控操作等方面展現(xiàn)了其良好應(yīng)用前景。

力士樂REXROTH比例閥，比例換向閥：

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R901257801 4WRA6W2-30-2X/G24N9K4/V-589
R901272123 4WRA6W2-30-2X/G24N9K4/V-674
R900945520 4WRA6W3-15-2X/G24N9K4/V
R900919690 4WRA6W3-15-2X/G24N9Z4/V
R978047107 4WRA6W30-2X/G12NK4/VSO43A-1799
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R900953093 4WRA6W30-2X/G24K4/V-589
R900784152 4WRA6W30-2X/G24N2JK10/V-740

電液比例閥種類和形式
電液比例閥包括比例流量閥、比例壓力閥、比例換向閥。工程機械液壓操作特點，以結(jié)構(gòu)形式劃分電液比例閥主要有兩類:一類是螺旋插裝式比例閥，另一類是滑閥式比例閥。
滑閥式比例閥又稱分配閥，是移動式機械液壓系統(tǒng)基本元件之一，是能實現(xiàn)方向與流量調(diào)節(jié)復(fù)合閥。電液滑閥式比例多路閥是比較理想電液轉(zhuǎn)換控制元件，它保留了手動多路閥基本功能，還增加了位置電反饋比例伺服操作和負(fù)載傳感等*控制手段。它是工程機械分配閥更新?lián)Q代產(chǎn)品。
出于制造成本考慮和工程機械控制精度要求不高特點，--般比例多路閥內(nèi)不配置位移感應(yīng)傳感器，具有電子檢測和糾錯功能。，閥芯位移量容易受負(fù)載變化引起壓力波動影響，操作過程中要靠視覺觀察來保證作業(yè)完成。電控、遙控操作時更應(yīng)注意外界千涉影響。近來，電子技術(shù)發(fā)展，人們越來越多采用內(nèi)裝差動變壓器(LDVT)等位移傳感器構(gòu)成閥芯位置移動檢測，實現(xiàn)閥芯位移閉環(huán)控制。這種由電磁比例閥、位置反饋傳感器、驅(qū)動放大器和其它電子電路組成高度集成比例閥，具有一定校正功能，可以有效克服一.般比例閥缺點，使控制精度到較大提高。

電液比例多路閥負(fù)載傳感與壓力補償技術(shù)
節(jié)約能量、降低油溫和提高控制精度，同時也使同步動作幾個執(zhí)行元件運動時互不干擾，現(xiàn)較*工程機械都采用了負(fù)載傳感與壓力補償技術(shù)。負(fù)載傳感與壓力補償是一一個很相似概念,都是利用負(fù)載變化引起壓力變化去調(diào)節(jié)泵或閥壓力與流量以適應(yīng)系統(tǒng)工作需求。負(fù)載傳感對定量泵系統(tǒng)來講是將負(fù)載壓力負(fù)載感應(yīng)油路引至遠(yuǎn)程調(diào)壓溢流閥上，當(dāng)負(fù)載較小時，溢流閥調(diào)定壓力也較小;負(fù)載較大，調(diào)定壓力也較大，但也始終存一定溢流損失。變量泵系統(tǒng)是將負(fù)載傳感油路引入到泵變量機構(gòu)，使泵輸出壓力隨負(fù)載壓力升高而升高(始終為較小固定壓差)，使泵輸出流量與系統(tǒng)實際需要流量相等，無溢流損失，實現(xiàn)了節(jié)能。壓力補償是提高閥控制性能而采取一種保證措施。將閥口后負(fù)載壓力引入壓力補償閥，壓力補償閥對閥口前壓力進(jìn)行調(diào)整使閥口前后壓差為常值，這樣節(jié)流口流量調(diào)節(jié)特性流經(jīng)閥口流量大小就只與該閥口開度有關(guān)，而不受負(fù)載壓力影響。

工程機械電液比例閥先導(dǎo)控制與遙控
電液比例閥和其它器件技術(shù)進(jìn)步使工程車輛擋位、轉(zhuǎn)向、制動和工作裝置等各種系統(tǒng)電氣控制成為現(xiàn)實。一般需要位移輸出機構(gòu)可采用比例伺服控制手動多路閥驅(qū)動器完成。電氣操作具有響應(yīng)快、布線靈活、可實現(xiàn)集成控制和與計算機接口容易等優(yōu)點,現(xiàn)代工程機械液壓閥已越來越多采用電控先導(dǎo)控制電液比例閥(或電液開關(guān)閥)代替手動直接操作或液壓先導(dǎo)控制多路閥。采用電液比例閥(或電液開關(guān)閥)另一個顯著優(yōu)點是工程車輛上可以大大減少操作手柄個數(shù)，這使駕駛室布置簡潔，能夠有效降低操作復(fù)雜性，對提高作業(yè)質(zhì)量和效率都具有重要實際意義。

電液比例閥工程機械上應(yīng)用實例
汽車起重機液壓系統(tǒng)。該機采用了3片型比例多路閥，負(fù)載傳感油路中3個梭閥將3個工作負(fù)載中大壓力選出來送至遠(yuǎn)程調(diào)壓溢流閥遠(yuǎn)控口，調(diào)整溢流閥溢流壓力，使液壓泵輸出壓力恰好符合系統(tǒng)負(fù)載需要即可，達(dá)到一定節(jié)能目。壓力補償油路使每一片閥流量僅與該閥開度有關(guān)，而所承受負(fù)載無關(guān)，它閥片所承受負(fù)載也沒有關(guān)系，達(dá)到任一負(fù)載下均可隨意控制負(fù)載速度目。
推土機推土鏟手動與電液比例先導(dǎo)控制實例。當(dāng)二位三通電磁閥不通電時，先導(dǎo)壓力與手動減壓式先導(dǎo)閥相通，梭閥選擇來自手動先導(dǎo)閥壓力對液動換向閥進(jìn)行控制;當(dāng)二位三通電磁閥通電時，先導(dǎo)控制壓力油通向三通比例減壓式先導(dǎo)閥，梭閥對液動換向閥進(jìn)行控制。

DSE3系列閥是一種直動式比例方向閥。該閥為板式安裝，符合ISO4401標(biāo)準(zhǔn)，該閥通常用于液壓執(zhí)行機構(gòu)的方向和速度控制，該閥開度及流量連續(xù)調(diào)節(jié)，并與輸入電磁鐵的電流成正比，該閥能直接通過電流源控制或者通過配套電子控制單元控制，從而充分發(fā)揮閥的功能。

比例控制技術(shù)在液壓系統(tǒng)中的應(yīng)用越來越廣泛，比例方向閥調(diào)節(jié)執(zhí)行元件速度時，與壓力補償器配合使用，其優(yōu)點可使比例閥閥口越來差基本保持不變，從而使執(zhí)行元件的速度不受負(fù)載變化的影響。目前，壓力補償器已廣泛應(yīng)用于冶金、電力、建筑、煤礦機械等各個行業(yè)。

比例控制技術(shù)是在開關(guān)控制技術(shù)和伺服控制技術(shù)之間的過度技術(shù)，采用比例放大器控制比例電磁鐵，實現(xiàn)對比例閥的連續(xù)控制，從而實現(xiàn)對液壓系統(tǒng)壓力、流量、方向的無級調(diào)節(jié)；但是用比例閥進(jìn)行速度控制時，如果負(fù)載是變化的，那么執(zhí)行元件的速度就會受負(fù)載變化的影響，負(fù)載小時速度快，負(fù)載大時速度慢，于是在系統(tǒng)設(shè)計時，人們引用了壓力補償器，它可以使比例閥閥口的壓差保持恒定，使執(zhí)行元件的速度不受負(fù)載變化的影響。