力士樂(lè )REXROTH比例閥原理  比例控制閥主要用於開(kāi)回路控制（open loop
                                control）;比例控制閥的輸出量與輸入信號成比例關(guān)系,且比例控制閥內電磁線(xiàn)圈所產(chǎn)生的磁力大小與電流成正比.
                                在傳統型式的液壓控制閥中,只能對液壓進(jìn)行定值控 力士樂(lè )REXROTH比例閥原理 制,例如:壓力閥在某個(gè)設定壓力下作動(dòng),流量閥保持通過(guò)所設定的流量,方向閥對於液流方向通/斷的切換.因此這些控制閥組成的系統功能都受到一些限制,隨著(zhù)技術(shù)的進(jìn)步,許多液壓系統要求流量和壓力能連續或按比例地隨控制閥輸入信號的改變而變化.液壓伺服系統雖能滿(mǎn)足其要求,而且精度很高,但對於大部分的工業(yè)來(lái)說(shuō),他們并不要求系統有如此高的品質(zhì),而希望在保證一定控制性能的條件下,同時(shí)價(jià)格低廉,工作可靠,維護簡(jiǎn)單,所以比例控制閥就是在這種背景下發(fā)展起來(lái)的.
                                比例控制閥可分為壓力控制閥,流量控制及方向控制 力士樂(lè )REXROTH比例閥原理                                壓力控制閥:用比例電磁閥取代引導式溢流閥的手調裝置便成為引導式比例溢流閥,其輸出的液壓壓力由輸入信號連續或按比例控制.
                                流量控制閥:用比例電磁閥取代節流閥或調速閥的手調裝置而以輸入信號控制節流閥或調速閥之節流口開(kāi)度,可連續或按比例地控制其輸出流量.故節流口的開(kāi)度便可由輸入信號的電壓大小決定.
                                方向控制閥:比例電磁閥取代方向閥的一般電磁閥構成直動(dòng)式比例方向閥,其滑軸不但可以換位,而且換位的行程可以連續或按比例地變化,因而連通油口間的通油面積也可以連續或按比例地變化,所以比例方向控制閥不但能控制執行元件的運動(dòng)方向外,還能控制其速度.
                              為了滿(mǎn)足車(chē)輛對比例閥驅動(dòng)電路可靠、節能及體積小等方面的要求，在分析了比例同工作原理及傳統驅動(dòng)技術(shù)的缺陷的基礎上，提出了在車(chē)輛上應用PWM驅動(dòng)技術(shù)必要性;并針時(shí)該驅動(dòng)方式開(kāi)環(huán)控制精度低的缺點(diǎn)引入了電流反情閉環(huán)控制技術(shù);zui后，通過(guò)試驗驗證了該驅動(dòng)控制技術(shù)的有效性.
                                隨著(zhù)社會(huì )的發(fā)展，人類(lèi)對汽車(chē)的性能和環(huán)保提出了更高的要求，傳統的機械裝置已經(jīng)無(wú)法滿(mǎn)足某些汽車(chē)功能的有關(guān)要求，因而將逐步被現代汽車(chē)電子控制技術(shù)所取代.由于液壓系統能夠在盡可能小的空間內傳遞出盡可能大的功率并能加以控制，目前在汽車(chē)的各個(gè)系統中依然競相采用微電子與液壓執行機構結合的電液比例控制裝置.電液比例控制技術(shù)的進(jìn)步使車(chē)輛變速、轉向、制動(dòng)等各種系統的電子控制成為現實(shí)，它的應用顯著(zhù)提高了汽車(chē)的動(dòng)力性、經(jīng)濟性和安全性，改善行駛的穩定性和舒適性.
                                比例閥工作原理
                                電液比例控制裝置的核心元件電液比例閥具有結構簡(jiǎn)單、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(diǎn).目前在車(chē)輛上取得廣泛應用的是比例壓力閥，如在電子控制式自動(dòng)變速器（ECT），電子式輔助液壓轉向系統（EPS）及制動(dòng)防抱死系（ABs）等總成中都有一個(gè)或幾個(gè)比例壓力閥來(lái)實(shí)現對壓力平滑地控制.下面以一個(gè)典型的ECT的比例溢流閥為例分析比例壓力閥的工作原理.根據閥口流量公式、閥芯受力平衡公式及流量連續公式可以建立該溢流閥的動(dòng)態(tài)數學(xué)模型，設該溢流閥接恒流源，即q，設為定值（25U而n），給定電流的變化函數;利用InaUab編寫(xiě)M函數對該模型進(jìn)行數值仿真，可以得到壓力凡隨電流1變化的關(guān)系，如圖2所示.利用求得的這些數值解進(jìn)行zui小二乘曲線(xiàn)擬合，可以得到壓力凡隨電流1變化的函數凡二f（i）.
                                傳統驅動(dòng)與控制技術(shù)
                                比例閥驅動(dòng)與控制系統對控制信號進(jìn)行處理和放大，驅動(dòng)銜鐵輸出推力，因此，該系統的優(yōu)劣直接關(guān)系到整個(gè)液壓系統的性能.大多數比例閥的生產(chǎn)廠(chǎng)家提供與其產(chǎn)品配套的功率放大器，這種的功率放大器的原理圖如圖3所示.該電路由顫振信號發(fā)生電路、控制信號疊加電路及U/I轉換電路三部分組成.顫振電路是為了減小磁滯及庫侖摩擦引起的死區和滯環(huán)，提高比例閥對電流響應的靈敏度，顫振信號的頻率為質(zhì)量一彈簧系統無(wú)阻尼自然頻率的2倍，一般為20一30HZ，常用的顫振信號為正弦波或三角波，振幅約為額定控制信號的10%一20%.控制信號電壓與顫振信號電壓通過(guò)反相加法運算電路進(jìn)行疊加，為滿(mǎn)足相位的要求，其后又增加一級反相器.zui后的U/I轉換電路將輸人的電壓信號轉換為比例閥線(xiàn)圈的控制電流輸出.
                                該功率放大器的功放三極管工作于線(xiàn)性放大區，其集電結發(fā)熱量較大，并且電阻Rll與比例閥線(xiàn)圈通過(guò)的電流幾乎相同，所以Rll的功率高達10w，因此三極管和電阻Rll容易燒壞，而兩個(gè)器件過(guò)高的溫度對其旁邊的運算放大器的工作也有影響.另外，由于計算機無(wú)法與比例電磁鐵直接接口，要產(chǎn)生具有一定精度的控制信號，必須要使用D/A轉換器.
                                PWM比例閥驅動(dòng)技術(shù)
                                傳統的比例閥驅動(dòng)電路結構復雜、占用的空間尺寸大、成本很高、控制精度低、可靠性差.而車(chē)輛上的比例閥驅動(dòng)電路力求簡(jiǎn)單、可靠和節能，傳統的驅動(dòng)電路顯然不能夠滿(mǎn)足要求.而PWM驅動(dòng)技術(shù)能簡(jiǎn)化驅動(dòng)電路、提高工作的可靠性，更適合應用于車(chē)輛等移動(dòng)機械系統.
                                PWM驅動(dòng)技術(shù)電路原理如下:微處理器產(chǎn)生脈寬調制信號快速控制串聯(lián)在電源與比例閥線(xiàn)圈間的復合晶體管的通斷，電壓以方波的形式加在比例閥線(xiàn)圈的兩端，其平均電壓由占空比決定，由于線(xiàn)圈的電感作用，使通過(guò)電流變?yōu)榀B加小幅度交流信號的直流信號，該小幅度的交流信號起到了顫振作用，因此可省去專(zhuān)門(mén)的顫振電路，線(xiàn)圈兩端的電壓及通過(guò)電流的波形如圖4所示.這種驅動(dòng)技術(shù)要求的電子元件較少，而且無(wú)需D/A轉換器，可與計算機直接接口，工作可靠性高;復合晶體管處于飽和或截至狀態(tài)，這種驅動(dòng)電路具有功耗低、節能的優(yōu)點(diǎn)，并且發(fā)熱量也比較少.
                                電流反饋閉環(huán)控制技術(shù)
                                采用PWM驅動(dòng)電路時(shí)比例閥線(xiàn)圈的平均過(guò)通電流不但與PWM信號的占空比有關(guān)，還與銜鐵的位置和負載有關(guān)，換句話(huà)說(shuō)，線(xiàn)圈過(guò)通電流與占空比不呈現嚴格的比例關(guān)系.因此PWM驅動(dòng)電路雖然在可靠性及節能方面能夠滿(mǎn)足車(chē)輛的使用要求，但其開(kāi)環(huán)控制精度較低，在許多需要控制的場(chǎng)合不能滿(mǎn)足應用要求.采用閉環(huán)控制無(wú)疑可以提高控制精度，如利用比例溢流閥控制系統壓力時(shí)，我們希望利用壓力傳感器檢測到的實(shí)際壓力，并利用該信號與目標壓力的偏差來(lái)調節占空比，從而控制比例閥實(shí)現對系統壓力的調節.然而，利用傳感器監測系統的壓力在車(chē)輛系統中是非常困難的，甚至有時(shí)是不可能實(shí)現的，并且一個(gè)響應快速、分辨率高的傳感器十分昂貴一個(gè)可行的替代方案是利用壓力與比例閥線(xiàn)圈過(guò)通電流的比例關(guān)系，通過(guò)檢測比例閥線(xiàn)圈的實(shí)際過(guò)通電流，然后利用函數凡=f（i）轉換為對應的實(shí)際壓力值，利用實(shí)際壓力與目標壓力的偏差值來(lái)調節占空比，實(shí)現對壓力的動(dòng)態(tài)調節.
                                zui有效的檢測過(guò)通電流的方法是比例閥線(xiàn)圈、電源和開(kāi)關(guān)管之間串聯(lián)一個(gè)阻抗性分流器，通過(guò)檢測分流器兩端的電壓計算出通過(guò)線(xiàn)圈的電流.根據分流器串聯(lián)在電路中位置的不同檢測電路有兩種形式:低端電流檢測（如圖6.a所示）及電流檢測.
                                前者的電流檢測部分的放大器可以是一個(gè)普通運算放大器，放大器成本較低;但該電路不能檢測感應電流，只能提供一個(gè)不十分的平均電流值;由于開(kāi)關(guān)管工作于高電壓端，這時(shí)需要的變換電路將計算機的輸出邏輯電平轉換為能夠驅動(dòng)復合晶體管的控制邏輯電壓，這使得電路的造價(jià)升高并且降低了可靠性;由于短路電流不通過(guò)分流器，必須另外設計的短路檢測電路，因為如果短路情況不被發(fā)現，會(huì )造成線(xiàn)圈繞組和復合晶體管的損壞.后者的電流檢測部分的放大器由于工作于高壓端，所以必須選用高共扼抑制比的差分運算放大器，價(jià)格要比普通運算放大器稍高;但該電路可以檢測感應電流，提供一個(gè)更加準確的平均電流;開(kāi)關(guān)管工作于地端，計算機輸出的邏輯電平可以直接驅動(dòng)復合晶體管;一個(gè)更重要的好處是由于短路電流要通過(guò)分流器，該電路可以同時(shí)起到檢測短路的作用.綜合考慮，電流檢測電路簡(jiǎn)單、經(jīng)濟、可靠性更高，因此更適合于在車(chē)輛這種移動(dòng)機械上使用.
                                為了驗證電流反饋閉環(huán)控制的有效性，分別在開(kāi)環(huán)控制時(shí)和采用電流反饋閉環(huán)控制時(shí)（采用電流檢測電路和傳統的PID控制算法）對比例溢流閥做了人口壓力階躍響應試驗，試驗結果對比如圖7所示，試驗結果表明，采用閉環(huán)控制時(shí)系統壓力無(wú)論是調節時(shí)間還是穩態(tài)誤差都比開(kāi)環(huán)控制時(shí)顯著(zhù)減少.
                                結束語(yǔ)
                                在分析比例閥結構特點(diǎn)和工作原理基礎上，針對傳統的比例閥驅動(dòng)電路的不足和缺點(diǎn)，引人了PWM比例閥驅動(dòng)電路，該電路更加簡(jiǎn)單、經(jīng)濟、可靠性更高、占用空間尺寸更小，因此更能滿(mǎn)足車(chē)輛對電控系統簡(jiǎn)單、可靠和節能的要求.
                                提高控制精度提出電流反饋閉環(huán)控制技術(shù)，并通過(guò)實(shí)驗證明了該控制技術(shù)，具有電路簡(jiǎn)單，可靠性好，響應快速，穩態(tài)誤差小等優(yōu)點(diǎn)，能達到滿(mǎn)意的控制效果，非常適合應用于車(chē)輛等移動(dòng)機械上
                                

                   的輸入壓力為零.即.;時(shí),輸出腔的壓力通過(guò)比例閥皮圈凸筋間空酸從唇口泄去高壓,同時(shí),當比例閥芯所受的彈簧力大于向右的液壓力時(shí),比例閥彈簧將比例閥芯推回原始位置,使比例閥芯與比例閥皮圈內孔*分離而*泄壓.此時(shí)輸入輸出壓力為零.隨著(zhù)輸入壓力.增大,即左增大,使比例滑閥單向力平衡遭破壞.當6-時(shí),比例閥芯左移與比例閥皮圈產(chǎn)生間隙形成節流并混合比倒閥常見(jiàn)的故障為:1,輸入輸出壓力同步.2,低壓時(shí)輔人輸出壓力同步,高壓時(shí)輸入輸出壓力正常.3,低壓時(shí)輸入輸出壓力正常,高壓時(shí)輸入輸出壓力不正常.,輸入壓力1994.№為零時(shí)（不制動(dòng)時(shí)）,輸出壓力不為零等等.為混合比倒圉工作性能試驗示意圖.試驗時(shí),先將管內的空氣排凈,然后分別取低,中,高三個(gè)壓力進(jìn)行試驗,輸入輔出壓力符合表1所示即為合格.表混合比例閥試驗參數表單位:表2為混合比例悶常見(jiàn)故障和處理方法.混合比例向在拆卸維修過(guò)程中,若污染嚴重,可用變性酒精清詵,然后烘干后裝配.橡膠件裝配時(shí)表面需涂上清潔的制動(dòng)液,橡膠件不允許被機油,汽油等污染.表2混合比例閥常見(jiàn)故障和處理故障現象對制動(dòng)性的膨響常見(jiàn)故障處理方法輸入輸出空載制動(dòng)時(shí)汽車(chē)沒(méi)有.點(diǎn),比髑閥油封唇口,更換比例悶油封

（1）頭'的感覺(jué).有效制動(dòng)距開(kāi)裂,破損壓力同步2,正確裝配離加長(cháng)2,維修時(shí)裝配錯誤低壓時(shí)輸入輸出,比例閥芯（2）事動(dòng)卡,檢查比例悶芯表而是壓力同步,高壓影響不太明顯滯否碰傷2,比例閥皮圈侶1邊過(guò)時(shí)正常2更換比倒閥皮圈人低壓時(shí)輸入輸出緊急制動(dòng)時(shí)汽車(chē)沒(méi)有.點(diǎn)壓力正常,高壓頭'的感覺(jué).有效制動(dòng)距混合閥堵（6）膨脹變形童換混合閥堵麗×如）時(shí)異常離加大.,檢查比倒悶彈簧是否1,比倒閥芯不回位已失效,比仞閥芯小頭表輸入壓力回零時(shí)兩后輪制動(dòng)鼓過(guò)熱,后制2,混合比例閥殼體盯肭面是否碰傷動(dòng)蹄早期磨損,油耗增比例閥腔小端盲孔臟堵2,清洗干凈混合比仞闊輸出壓力不回加3,比倒悶皮圈國）膨脹失殼體效3,更換比例悶皮囤國）如圖6）制動(dòng)力不夠,制動(dòng)距離過(guò)1,檢查進(jìn)出油管接頭輸出壓力低滲漏2,檢查混合悶堵塞火3,檢查比例閻端塞目枷雌。

德國REXROTH力士樂(lè )比例閥工作原理，力士樂(lè )比例閥技術(shù)參數，力士樂(lè )電磁閥
德國rexroth比例閥VT-NE30-2X比例閥是螺紋將電磁比例插裝件固定油路集成塊上元件，螺旋插裝閥具有應用靈活、節省管路和成本低廉等特點(diǎn)，近年來(lái)工程機械上應用越來(lái)越廣泛。常用螺旋插裝式比例閥有二通、三通、四通和多通等形式，二通式比例閥主比例節流閥，它常它元件一起構成復合閥，對流量、壓力進(jìn)行控制；三通式比例閥主比例減壓閥，也是移動(dòng)式機械液壓系統中應用較多比例閥，它主對液動(dòng)操作多路閥先導油路進(jìn)行操作。利用三通式比例減壓閥可以代替傳統手動(dòng)減壓式先導閥，它比手動(dòng)先導閥具有更多靈活性和更高控制精度?？梢灾瞥扇鐖D1所示比例伺服控制手動(dòng)多路閥，不同輸入信號，減壓閥使輸出活塞具有不同壓力或流量進(jìn)而實(shí)現對多路閥閥芯位移進(jìn)行比例控制。四通或多通螺旋插裝式比例閥可以對工作裝置實(shí)現單獨控制。
德國力士樂(lè )比例閥又稱(chēng)分配閥，是移動(dòng)式機械液壓系統zui基本的元件之一，是能實(shí)現方向與流量調節的復合閥。電液滑閥式比例多路閥是比較理想的電液轉換控制元件，它不僅保留了手動(dòng)多路閥的基本功能，還增加了位置電反饋的比例伺服操作和負載傳感等先進(jìn)的控制手段。所以它是工程機械分配閥的更新?lián)Q代產(chǎn)品。出于制造成本的考慮和工程機械控制精度要求不高的特點(diǎn)，一般比例多路閥內不配置位移感應傳感器，也不具有電子檢測和糾錯功能。所以，閥芯位移量容易受負載變化引起的壓力波動(dòng)的影響，操作過(guò)程中要靠視覺(jué)觀(guān)察來(lái)保證作業(yè)的完成。在電控、遙控操作時(shí)更應注意外界干涉的影響。近來(lái)，由于電子技術(shù)的發(fā)展，人們越來(lái)越多地采用內裝的差動(dòng)變壓器（ＬＤＶＴ）等位移傳感器構成閥芯位置移動(dòng)的檢測，實(shí)現閥芯位移閉環(huán)控制。這種由電磁比例閥、位置反饋傳感器、驅動(dòng)放大器和其它電子電路組成的高度集成的比例閥，具有一定的校正功能，可以有效地克服一般比例閥的缺點(diǎn)，使控制精度得到較大提高。
REXROTH力士樂(lè )比例閥一般采用兩端承壓面積不等的差徑活塞結構。比例閥不工作時(shí)，差徑活塞2在彈簧3的作用下處于上極限位置，此時(shí)閥門(mén)1保持開(kāi)啟，因而在輸入控制壓力P1與輸出壓力P2從零同步增長(cháng)的初始階段，總是P1等于P2。但是壓力P1的作用面積A1為π（D2-d2）/4，壓力P2的作用面積A2為πD2/4，因而A2大于A(yíng)1，故活塞上方液壓作用力大于活塞下方液壓作用力。在P1、P2同步增長(cháng)過(guò)程中，當活塞上、下兩端液壓作用之差