水壓伺服閥的設(shè)計和性能分析
Sung-Hwan Park---機械工程學(xué)院，釜山國立大學(xué)，San30, Jangjeon-dong, Geumjeong-ku, Busan, 609-735,韓國
(Sung-Hwan Park ,Journal of Mechanical Science and Technology 23 (2009) 2468~2478)

摘要
對于水壓控制系統(tǒng)來說，流量控制或壓力控制過程中采用PWM控制方案的高速電磁閥可以很好的避免系統(tǒng)內(nèi)部泄露。然而，開關(guān)閥PWM控制方案會引起較大的流量和壓力脈動，所以要準確地控制水壓執(zhí)行機構(gòu)很困難。本文設(shè)計出以比例閥芯作為主閥的水壓伺服閥，并對其性能進行了分析。通過實驗發(fā)現(xiàn)，比例閥閥芯周圍產(chǎn)生的氣蝕會引起先導(dǎo)流量的改變，同時伴隨著控制腔壓力的下降，而且那些已開發(fā)閥的基本特性也不會受到影響。

關(guān)鍵詞：水壓；液壓；伺服閥；比例閥閥芯； 流量控制閥；PWM控制；氣蝕

1 引言
古代歷史記錄顯示水在近幾世紀以來被人們通過使用水輪來產(chǎn)生能量。然而，由于天然帶來的相對低壓，這些早期的使用液體能量的方法就需要液體做大量的相對運動。根據(jù)帕斯卡理論，在杰瑟夫布拉瑪琪獲得一個水液壓模型的專利后，1795年由此產(chǎn)生了最早的通過壓縮液體來傳輸能量的水液壓技術(shù)。從此在液體能量領(lǐng)域水便成為一種能量傳輸?shù)慕橘|(zhì)。在20世紀初期，隨著強大的電子技術(shù)的產(chǎn)生，使用水來傳輸能量這項技術(shù)也在逐漸衰敗。這個時候，油液壓技術(shù)最早的被提出。后來，油壓由于其引起的強大響應(yīng)和自身高能量密集，被廣泛使用于工程領(lǐng)域，如空運，海運，通信和制造等行業(yè)。
然而，近年來，由于對環(huán)保性和安全性的關(guān)注，水液壓系統(tǒng)引起一段熱潮。而這次的水壓技術(shù)又不同于19世紀初。從現(xiàn)代意義上說，水壓技術(shù)的目標是實現(xiàn)環(huán)保電力傳輸系統(tǒng)，且是通過新型材料的使用，制造技術(shù)的改進，摩擦問題的解決，電子技術(shù)的發(fā)展和微處理器等先進技術(shù)來實現(xiàn)的?，F(xiàn)代意義上的水液壓系統(tǒng)由特別設(shè)計的泵，執(zhí)行器和幾個控制閥組成，目前已使用于市場領(lǐng)域【1】。在強調(diào)安全，衛(wèi)生和污染問題時，水液壓系統(tǒng)等領(lǐng)域已經(jīng)基本裝備化【2】。
水液壓系統(tǒng)的最重要的組成部分之一控制閥。水液壓已經(jīng)開發(fā)使用，但在實際使用中維修和與價格有關(guān)的問題仍然存在【3,4】。因此，流量或壓力控制采用高速電磁閥控制的PWM控制方法是解決這些問題的好辦法。