2.2　电液伺服阀的分类

（1）电液伺服阀的分类

电液伺服阀的系列、品种和规格很多，结构原理也各式各样，且各部手册、专著以及各电液伺服阀制造商的产品样本的分类也各不相同，下面仅对一些常见的电液伺服阀进行分类。

电液伺服阀按照选定的属性（或特征）可以有以下分类。

①按项目的用途分类，可分为通用型电液伺服阀和专用型电液伺服阀。

②按项目的功能分类，可分为液压（方向）流量控制伺服阀、压力控制伺服阀和电液压力流量伺服阀（也称PQ阀）。

③按液压放大器级数分为单级电液伺服阀、两（二、双）级电液伺服阀和三级电液伺服阀或四级电液伺服阀。

④按电气-机械转换器动作方式可分为力马达式（输出直线位移）和力矩马达式（输出转角或摆角或角位移）。

⑤按前置第一级液压放大器的结构型式可分为单喷嘴挡板式、双喷嘴挡板式、四喷嘴挡板式、射流管式、偏转板射流式和滑阀式。

⑥按液压主控制阀或级间反馈型式（或反馈量）可分为位置反馈式、负载流量反馈式和负载压力反馈式，其中位置反馈式包括力反馈式、电反馈式和直接位置反馈式等。

⑦按输入信号型式可分为连续控制式和脉宽调制式。

作者注：1.“项目”的定义见于GB/T 5094.1—2002《工业系统、装置与设备以及工业产品结构原则与参照代号　第1部分：基本规则》。

2.在GJB 4069—2000中还有按液压工作放大级数分为单级电液伺服阀、两级电液伺服阀和三级电液伺服阀这样的分类。

3.参考文献［46］指出：“此类（滑阀位置反馈）阀又可分为：位置力反馈、直接位置反馈、机械位置反馈、位置电反馈和弹簧对中式。”

关于电液伺服阀分类不一致（或统一）问题，下面仅举一例。

在参考文献［33］中，位置反馈式电液伺服阀包括位置力反馈两级电液伺服阀、位置直接反馈式二级电液伺服阀和位置电反馈式两级电液伺服阀；而在参考文献［51］中，将力反馈式电液伺服阀、射流管式电液伺服阀（应为电反馈式）和位置反馈式伺服阀三者并列在常用电液伺服阀下；比较参考文献［33］和［51］中图4-8和图3.46及结构、原理介绍，可以认定，在参考文献［33］中的位置直接反馈式二级电液伺服阀和在参考文献［51］中位置反馈式伺服阀为同一种阀。

（2）双喷嘴挡板电液伺服阀的分类

根据参考文献［72］的介绍，其将双喷嘴挡板电液伺服阀分成a、b、c、d、e和f类。将双喷嘴挡板式电液伺服阀这样进一步分类（下位类）是否科学是个问题；其中一些介绍是否准确也是一个问题。尽管如此，由于其具有概述性质，可以为读者较为全面的了解双喷嘴挡板电液伺服阀的典型结构及主要特征提供帮助，因此具有一定参考价值。

根据国内外双喷嘴挡板电液伺服阀制造商的产品样本，进一步明确了替代进口产品，此点对扩大国产伺服阀的市场占有份额具有一定意义。

图2-10所示为几种双喷嘴挡板电液伺服阀的典型结构。

①图2-10（a）所示这一类阀属于精密阀。主要用于航空和航天领域。由于其苛刻的环境温度（-55～+150℃甚至更高）、高离心加速度、高冲击和严格的重量及安装空间要求，而且为了满足一定的流量要求，额定（工作）压力一般在21MPa以上，使得这类阀结构异常紧凑，体积小、重量轻。阀体为不锈钢（制造），两个喷嘴压合在阀体内，力矩马达和衔铁-挡板-弹簧管-反馈杆组件都直接固定在阀体上部。无阀套，或有阀套和阀体间隙密封。各零部件尽可能小，这必然带来零部件精密度高，工艺复杂。为了满足严格的静、动态性能要求，尤其是各种工作条件下的零漂要求，要反复进行调试，所以这类阀工作异常可靠。在正常寿命期内零偏无须调整，零漂也很小。工作寿命长，（经过）正常大修寿命可超过十年。该类阀在21MPa（额定）阀压降下，额定流量不大于54L/min，频宽在100Hz以上。造价高，价格贵，对油液清洁度要求高是其缺点。属于这类阀的见表2-1。

根据航空工业南京伺服控制系统有限公司（原609所）FF-101和FF-102系列双喷嘴-挡板力反馈电液流量控制伺服阀产品样本介绍，FF-101、FF-102系列电液伺服阀的技术参数、外形尺寸及安装接口尺寸分别与MOOG 30、MOOG 31系列完全一致。

根据陕西秦峰航空液压公司伺服阀产品样本介绍，两级流量控制伺服阀YF-12和YF-7系高性能，小型化产品，可用于军事或工业控制。YF-12、YF-7与MOOG产品对应号分别为MOOG 30、MOOG 31。

②图2-10（b）所示这一类阀为了满足军用地面设备及部分工作条件恶劣、要求减少调整维护时间、适当增大流量的民用工业的要求，在保留a类阀结构特点的基础上，将零部件尺寸适当增大，只是全部具有和阀体间隙密封的阀套。该类阀基本保留了a类阀的静态性能指标，但动态性能稍有下降，而且前置级零位静耗流量增大近一倍。（额定）阀压降（21MPa）下的额定流量为50～100L/min，个别的达到170L/min。该类阀和a类阀一样工作可靠，寿命期内零偏无须调整，但造价依然较高，价格较贵。属于该类阀的见表2-2。

根据航空工业南京伺服控制系统有限公司（原609所）FF-106、FF-106A和FF-130系列双喷嘴-挡板力反馈电液流量控制伺服阀产品样本介绍，只有FF-130系列电液伺服阀的技术参数、外形尺寸及安装接口尺寸与MOOG 34系列一致或类似。

根据陕西秦峰航空液压公司伺服阀产品样本介绍，两级流量控制伺服阀YF-13系高性能，小型化产品，可用于军事或工业控制。YF-13与MOOG产品对应号为MOOG 35。

③图2-10（c）所示这一类阀是现在最常用的一类阀。随着自动化技术的发展，工业各领域对廉价、性能良好而又便于现场调试的各种规格的伺服阀的需求越来越大。由于多年的经验积累，双喷嘴挡板力反馈伺服阀的理论和加工工艺日渐成熟。伺服阀各产生厂家在原有的基础上对结构、材料和工艺进行了改进。主要有将阀体材料改为铝合金，阀套与阀体间采用橡胶密封圈密封，并在阀体上加上偏心销以使阀套轴向移动调整零位，或增加衔铁组件调零机构。另外一个重要的改进就是增加了一个一级座，力矩马达、衔铁组件和喷嘴挡板前置放大级全部装在其上，调好零位后直接装在阀体上，简化了调试程序。还有的将喷嘴和阀体或一级座用螺纹连接，便于调零。有的阀在阀体上装有可现场更换的滤油器。有的为前置级附加单独进油孔，以便在主油路压力波动大时仍能保证良好的性能等。但是，凡是影响伺服阀静、动态性能的关键尺寸的关键精度都不降低。

这类阀流量规格从40～150L/min（阀压降Δp=7MPa），供油压力一般为1～21MPa，有的可达28MPa和31.5MPa。工作温度范围一般为-40～+100℃，有的可达+135℃。动态特性随着流量的增加逐步变差，当额定流量达到150L/min时，幅频宽只有10Hz左右。为解决大流量的动态问题，出现了d类阀。

到目前为止，这一类规格齐全、性能良好、品种繁多、工作可靠、价格适宜的伺服阀遍布于工业的各个领域。该类阀的典型产品见表2-3。

根据航空工业南京伺服控制系统有限公司（原609所）FF-131系列双喷嘴-挡板力反馈电液流量控制伺服阀产品样本介绍，FF-131系列电液伺服阀的技术参数、外形尺寸及安装接口尺寸与MOOG 761系列完全一致，且可用于航空、航天、雷达等军事领域。

④图2-10（d）所示这一类阀是一类改进型阀。该类阀阀端减小控制面积，提高了大流量阀的动态品质。230L/min（阀压降7MPa）的阀幅频宽大于30Hz，但由于阀芯驱动面积减小，造成分辨率由0.5（%）增大到1.5（%）。这类阀主要产品见表2-4。

根据航空工业南京伺服控制系统有限公司（原609所）FF-113系列双喷嘴-挡板力反馈电液流量控制伺服阀产品样本介绍，FF-113系列电液伺服阀的技术参数、外形尺寸及安装接口尺寸与MOOG72系列完全一致。

⑤图2-10（e）所示这一类阀是一类二级阀。为解决中大流量的动态响应和进一步提高静态精度，出现了在力反馈基础上增加阀芯位移电反馈的二级阀。这类阀由于伺服放大器的校正作用，不但滞环和分辨率由3%以下和0.5%以下降到0.3%以下和0.1%以下，而且对中小信号输入下的动态响应能力有了成倍的提高。但受喷嘴挡板级输出流量的限制，对大信号输入的动态响应作用不大。该类阀的典型产品见表2-5。

⑥图2-10（f）所示这一类是一类三级阀。为了满足中大流量（100～1000L/min）伺服阀高动态响应的要求，出现了以双喷嘴挡板力反馈两级阀作为前置级，功率级阀芯位移电反馈的三级阀。其静、动态性能达到中小流量（阀）的水平，甚至更高。该类阀的典型产品见表2-6。

根据航空工业南京伺服控制系统有限公司（原609所）FF-791系列大流量三级电液伺服阀产品样本介绍，FF-791系列电液伺服阀的技术参数、外形尺寸及安装接口尺寸与MOOG 791系列完全一致。

尽管双喷嘴挡板力反馈（电反馈）伺服阀是目前各工业领域应用最为广泛，数量最多的一种伺服阀，但这类阀也存在一个先天性的问题，即喷嘴挡板之间间隙太小（0.025～0.06mm），容易堵塞，而且一旦堵塞就会造成伺服阀以最大流量（压力）输出，从而造成重大事故。虽然由于人们对油液清洁度的重视及过滤技术的成熟，以及电子、控制技术的发展可以对有关参量进行监控，在出现上述或类似故障时采取故障保护措施，如切断供油、将供油与回油直接接通、切换为另一个阀工作（多余度控制）等，使得这一问题已经淡化。但在一些关键场合，人们还是愿意采用像射流管或射流偏转板阀以及近几年出现的力马达直接驱动电反馈阀（DDV）这样一些抗污染能力好、失效回零的伺服阀。如民航机的舵面控制就无一例外地采用射流管式伺服阀。

性能良好、价格便宜、工作安全可靠的伺服阀依然是人们的追求。