电液结合：液压技术发展的新亮点与竞争优势

电液结合：液压技术发展的新亮点与竞争优势

电子技术与液压技术是一对矛盾的兄弟，一方面电子技术的进步，特别是直线电动机的出现，使液压技术有了更多的竞争对手，在很多方面影响了液压技术；另一方面电子技术与液压技术的结合，拓宽了液压的应用范围，提高了技术水平。目前的电液组合液压元件是液压技术发展中的一个亮点。以下资料是一些关于电液组合的资料，希望对大家有所帮助。近年来，流体传动技术在电子技术、计算机技术、自动控制技术、新材料、新工艺的帮助和移植下，取得了令人瞩目的成就。

特别是电子技术、信息技术与流体传动技术的融合，增强了其与汽车传动的竞争力，获得了新的活力。

电液伺服阀与比例阀是电液伺服比例系统的关键元件，将微弱的电能转换成较大的液压能输出，决定着系统的精度、频率响应和工作可靠性。因此，自推出以来，世界各国对其研究开发给予了足够的重视，特别是在产品的动态响应、控制精度、工作可靠性（抗污染性）等方面取得了不少成果。

1.电液伺服阀产品

1.1

A.直动式高频响应电液伺服阀

该阀内置直线永磁力马达驱动阀芯运动，由位移传感器检测阀芯的位移，内置电子放大器对主阀芯进行闭环控制。该阀的特点是：泄漏量小，无先导流量，能耗低；阀芯驱动力大，永磁力马达驱动力是电磁铁的两倍，抗污染能力强；动态响应好，由于力马达固有频率为250Hz，所以阀门的动态性能好，阀门频率与系统压力无关；滞后小，分辨率高，重复性好；断电及紧急停止时，阀芯能自动回到空位，使负载处于安全状态；为增加使用寿命和防止阀芯节流刃口磨损，一般使用要求过滤精度为10µm（β75）。 例如MOOG公司的D633/634系列直动式电液伺服阀，其主要参数如下：流量范围：3.8～100 L/min(7.0MPa阀压降)；最高工作压力：35MPa；分辨率

B.以射流管为先导级的双级电液伺服阀

该公司多年来一直生产喷嘴挡板式双级电液伺服阀，该阀频响高，精度高，但抗污染能力差，要求油液清洁度高。最近又开发了一种以喷射管为先导级的双级电液伺服阀，该阀动态性能好，抗污染能力强。主阀芯位置采用位移传感器电反馈，阀芯采用内置电子放大器闭环控制。具有故障安全功能，当发生意外断电时，能使机器设备保持处于安全位置。最低先导级控制压力为2.5MPa。这一优点使该阀可用于汽轮机等低压控制系统。

C.D660系列伺服比例阀

本公司的D660系列伺服比例阀可作为二通、三通、四通、五通节流流量控制阀，适用于电液位置、电液速度、电液压力及电液力控制系统，具有较高的动态响应特性和可靠性，广泛应用于各种注塑机、中空成型机、压铸机、压力加工机械、造纸及木材加工等行业。其主要性能：流量范围30～1500 L/min（1.0MPa阀压降）；最高工作压力35.0 MPa；分辨率

1.2直动式电液伺服阀

本公司内置放大器直动式电液伺服阀L5VHG系列，只需用24V电源输入0~±10V指令信号，即可获得高精度的液压控制。阀芯采用小型强力电机驱动，通过差动变压器检测阀芯位移，内置电子放大器控制阀环。LSVHG-03EH型主要性能为：额定流量180 L/min，工作压力35MPa，滞后死区

1.3电液伺服阀

日本东京举行的IFPEX 2005展览会上展出了全系列电液伺服阀。其中，内置电子电路的高频响应伺服阀采用直线电磁铁驱动阀芯，差动变压器检测阀芯的位移，由电子电路控制闭环系统。该系列直动式伺服阀包括：-6额定流量2～40L/min(共6种规格)，频率响应120Hz(在-900，±5％输入，31.5MPa时)；-10额定流量50，10L/min，频率响应60Hz(在-900，±5％输入，31.5MPa时)。

2.比例控制阀产品

比例阀具有价格低、抗污染能力强的优点，但其频响性能较伺服阀差，一般只用于开环系统。

为了使其能用于高响应、高精度的闭环系统，各公司都开发了高频比例控制阀。

2.1. MOOG 产品

MOOG生产的D680系列伺服比例阀采用高性能直动式伺服阀作为先导级，减少了先导阀的泄漏，提高了阀的动态性能。主阀芯的位移由位置传感器检测，内置电子放大器对主阀芯位置进行闭环控制，使用方便。其主要性能：流量范围30~500L/min（1.0MPa阀压降）；最高工作压力35.0 MPa；响应时间11~14ms；分辨率

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公司开发了4WRSE系列直动式高频比例阀，该阀采用高频比例电磁铁驱动，阀芯位移采用电反馈，内置电子电路实现阀芯的闭环控制，具有80~105Hz（±10%输入，21MPa）的良好频响特性。

2.3

该公司生产的比例阀种类齐全，采用高精度比例电磁铁驱动阀芯位移，通过位置传感器检测，内置电子电路进行闭环控制。频率响应接近一般电液伺服阀（25-60Hz，100%阀行程）。但又保留了比例阀抗污染能力强、不需要很精细的油过滤器、可靠性高、维修方便、维护费用低的特点。其次，开发电控液压变量油泵，实现节能、提高精度。

变量柱塞泵的流量、压力和功率控制均由电子控制装置实现。电子控制装置主要由高频响应电液比例阀、压力和位移传感器、电子控制器等组成。将原来的开环控制改为闭环控制，通过微处理器改变微处理器程序，实现泵的多种控制形式、合理的功率匹配和软启动，以及适应负载的变化来改变油泵参数（如流量、压力等）。例如，生产的DFEE变量柱塞泵。

在东京IFPEX 2005展会上，展出了具有良好节能效果的闭环控制和开环控制的变量柱塞泵，分别是A系列04型电液比例负载传感型和A系列04E型电液比例流量压力闭环控制型比例变量柱塞泵。

A系列04E变量柱塞泵是基于比例技术结合电子技术、传感器技术实现闭环控制的变量柱塞泵。压力和流量由比例阀匹配控制，通过压力传感器和斜盘角度传感器连续监测输出压力和流量，使输出压力和流量更加精确，更接近实际所需压力和流量，因此更加节能，控制精度更高。3.电气、液压融合系统（系统）的开发

这是日本液压界创立的一个新概念，就是把液压技术、电子技术、计算机技术和电气技术融为一体，简称系统。是用高速变频器（电机）和交流伺服电机驱动定量泵的变速控制系统。该类系统在日本已商品化。当执行元件不工作时，电机转速低速运行或停止运行，可节省大量能耗，降低噪音和系统温升，大大减少油箱容积和用油量。下面介绍部分产品：

1、日本大金公司生产的SUT先进高压液压单元（）

大金是全球著名的变频空调制造商，他们将变频空调技术移植到液压行业，相继开发出高速变频器和IPM节能高效电机。

IPM电机驱动系统采用新材料硅钢片及稀土永磁体，驱动原理除利用磁力矩外，还利用磁阻力矩。

在整个工作范围内，比异步电机效率高，调速精度高，无转差，与指令同步运行，不受负载影响，转矩特性优良，即使在低速时转矩也不会下降。

价格比交流电机低，但比异步电机加普通变频器稍高。

大金SUT高压超级机组集成了大金独有的高效IPM电机驱动系统和液压泵切换控制技术。具体优点包括：通过4种方式的P、Q设定值选择，实现简便的多级压力、流量控制；节能率达50%（保压时21MPa）；噪音低60dB(A)（保压时21MPa），满负荷运行时噪音也在70 dB(A)以下；系统温升小，油箱容积小，油耗低；可减少大量阀门，减少系统阻力和漏油点，降低漏油概率。

2.生产1H伺服控制单元

本机组是由交流伺服电动机、柱塞泵、油箱和液压控制回路组成的一种小型节能、低噪声液压装置，根据伺服电动机的转数来控制油泵的输出流量和压力，配以位置传感器和专用控制器的液压缸可组成简易的位置、速度、压力闭环控制系统。其主要特点有：节能，该系统在保压时所耗能量是旧系统的1/10；低噪声，在控制压力时，油泵转动以补偿油压的内泄漏，油泵在低速转动时噪声很小；在控制流量时，油泵转数主要满足主机所需的流量，它在低于额定最高转速下工作，故噪声小； 小型化，由于系统发热量少，油箱容积小，由交流电机、油泵、油箱及液压控制回路组成的一体化装置实现了小型化，可直接安装于主机上。

3.川崎电液熔接系统（-）、川崎ECO伺服装置

该系统是由具有压力、流量反馈功能的控制器、变频器、异步电动机、K3VL轴向柱塞泵、阀门、执行器以及压力、位置传感器等组成的闭环控制系统。其特点是：压力高、流量大（最高工作压力35MPa、排量22~）；为满足环保要求，采用双级切换液压泵与变频电机组合，达到节能、低噪音运行；由于配置了专用控制器，成为高精度的电液控制系统；应用于中小型压力机、机床、试验设备及各种产业机械液压源；油泵排量22~140 cm3/r（五种规格）；最高压力35MPa；电机容量11~55kW（五种规格）。

3.适应PLC控制及总线连接

1.低能耗电磁阀产品

在东京IFPEX 2005展会上，各公司均展出了低能耗电磁阀产品，力求降低电磁换向阀的能耗，并满足现场总线接口的要求。

小型电磁阀，保持电流低。

日本公司展出的DG4VL-3、DG4VL-5小型电磁阀的保持电流已分别降低到6W、7.5W，是驱动电磁铁功率的1/4(保持电流是换向后，阀芯保持位置不变所需的电流)。

该公司生产的DG4VC-3、DG4VC-5微电流控制小型电磁阀控制信号为24V、10mA；内置半导体开关，可由PLC直接控制，无须外接继电器，节省了开关柜体积；适用于总线M12接口。

2.气动元件

气动技术是自动化不可缺少的重要手段。

近年来的发展趋势是朝着小型化、低能耗、精密化、组合化、高速化、洁净化方向发展，特别是气动系统的洁净化、低能耗促进了半导体工业、制药工业的发展，气动技术的发展在国外的一些展会上得到了比较充分的展示。

2.1.针对小型化、低能耗开发的SO70电磁阀，阀宽7mm，重量仅5g（阀单元），耗电量0.35W（标准），使用节能电路时为0.1W，流量容量Cv0.021，动作噪音小于38dB(A)。

2.2. 高度集成的树脂气块

节省空间、配置简单、重量轻，并利用热熔技术成功打造出以往注塑工艺无法完成的三维流路。

可满足各类用户多样化的安装要求，由于印刷电路板的分层，简化了配线工件。

2.3. 适应现场总线控制的气动元件

现场总线可以以单线方式实现信号传输，可以简化布线，节省大量电缆用量，大大减少复杂系统的调试、故障诊断和日常维护工作。

本公司生产的针对总线接口的气动电磁换向阀组GW装置/EX510(图18)，具有输入输出点各64个，可应用于CC-Link、Net、-DP连接。

SMC生产的气动电磁阀大部分适用于总线通讯系统。

2.4.-本公司VA01系统小型直动式电磁阀

该阀采用高速电磁铁，频率响应时间为3ms，误差精度小于±1ms，使用寿命达2亿次，且发尘量极少，经过10万次反转后，直径为Φ0.3µm的颗粒物数量几乎为零。

该阀门宽度为10mm，含阀座重量为35g，音速电导C值为0.2dm3/s.bar。

该阀门可用于真空及正压系统，不含有害物质，符合ROHS指令的要求。

2.5、日本小金井推出的电磁无杆气缸

为了满足某些领域的需求，近年来不少公司推出了电动缸、磁力无杆缸等产品。小金井的产品采用公司自主生产的铝管，特点是低速性能好，可达8mm/s，带撞击保护装置，安装方便。产品符合ROHS指令要求，不含有害物质。

流体传动是工业自动化技术的重要组成部分，是主机向智能化、自动化、高速化、高效化、高精度化、高可靠化、多样化、清洁化发展不可缺少的关键技术。

近年来，流体动力技术与电子技术、信息技术的结合，赋予了它新的活力，提高了其与电气、机械传动的竞争力。

只要坚持这个方向，不断跟踪和移植新的技术成果，如电子、信息、计算机、摩擦与磨损等领域的新技术、新工艺、新材料等成果，就一定能充分发挥流体传动的优点，克服能耗高、噪音大等缺点。

流体传动技术作为现代传动与控制的重要组成部分，将不断扩大应用领域，保持强劲竞争力，持续向前发展。