摘要：电液比例阀是一种比例电磁铁，根据输入电压信号在阀上产生相应的作用，使工作阀芯位移，使阀口尺寸改变，并完成输入电压和压力的比例流量输出元件。阀芯位移也可以是机械、液压或电气反馈。由于电液比例阀有多种形式和类型，易于形成电子控制和微机控制的电液系统，控制精度高，安装使用灵活，抗污染能力强等优点。因此，其应用领域日益扩大。研究了电液比例控制阀在工程机械中的应用。
关键词：电液比例控制阀；工程机械；应用
比例控制阀控制系统可靠、灵活。由于其良好的控制精度和优化油循环、节能等诸多优点，将在生产制造的各个领域得到更广泛的应用。
一、电液比例控制阀的控制原理
实现对所有电液元件的控制功能：比例放大器输入电压信号，转换输入电压电流比例，电磁铁电流流入，使输入信号与输出电磁铁或位移比例，液压阀，液压新总成的速度和压力，无级调速和控制。其控制过程如图1所示。
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图1 电液比例元件的控制流程
二、电液比例控制阀和普通液压阀相比具有的优点
1.比例电液控制阀允许在液压系统中对压力和流量进行连续和比例控制。这样就可以对控制装置的位置、速度和流量进行连续控制，避免或减少压力或速度变化的影响。
2.可简化油路，减少元件数。
3.远程控制可以很容易地实现，特别调压非常适合。
三、工程机械电液比例阀的种类和形式
电液比例阀包括流量比例阀、压力比例阀和换向比例阀。电液比例阀包括流量比例阀、压力比例阀和反向比例阀。根据液压控制机械的特点，电液阀结构主要有两种：螺旋比例阀和滑动比例阀。螺旋比例阀是一种通过螺纹将比例电磁元件连接到一个集成油路的块上的装置。近年来，螺旋阀以其灵活性、经济性和低成本等优点，越来越多地应用于工程机械中。二通、三通、四通、多通比例阀是常用的螺旋阀；二通比例阀主要是比例节流阀，与其他部件一起，通常用于流量和压力控制复合阀；三通比例阀主要是比例溢流阀，也是在移动机械液压系统中应用最广泛的比例阀；它们主要是液压多路阀先导油动导向阀。采用三通比例安全阀代替传统的手动安全阀。四路或多路螺旋比例阀允许单独控制工作设备。比例滑动阀又称分配阀，是液压移动机械系统中最基本的部件之一，是调节方向和流量的复合阀。比例多通道滑阀是电液转换最理想的控制元件。他们不仅保留了手动多路复用的基本功能，而且还增加了复杂的控制，如位置电反馈和比例伺服操作的负载检测。因此，这是新一代工程机械分配阀。由于制造成本和由于工程机械的传动精度不高，目前还没有位移传感器在感应多路阀中，一般是与电子检测和误差修正机会成正比的。因此，阀芯的排量很容易受到载荷变化引起的压力波动的影响。在电气控制和远程控制中，应特别注意外部干预的影响。近年来，随着电子技术的发展，集成差动变压器（LDVT）等位移传感器越来越多地用于检测阀芯的位置运动和控制芯棒的闭环运动。该比例阀由高度集成化、比例阀、电磁传感器位置反馈、控制放大器等电子电路组成，具有校正功能，能有效克服比例阀的一般优缺点，大大提高控制精度。
四、电液比例多路阀的负载传感与压力补偿技术
为了节约能源，降低油温，提高控制精度，使各种控制元件的动作同步而不受干扰，目前最先进的建筑机械采用了负载检测和压力补偿技术。负载检测和压力补偿是非常相似的概念；两者都利用负荷变化引起的压力变化来调节泵或阀门的压力和流量，以满足系统的运行要求。定量泵送系统中的负荷检测是将负荷压力通过油感回路从负荷引导到遥控溢流阀，当负荷较低时，溢流阀也设置为低压；负荷越高，调节压力越高，但总有一些溢出损失。泵系统变量、电路负荷传感器引入变量泵的机制，使泵出口压力随压力负荷，确保输出流量泵流量等于实际需求的系统，在不损失溢出，从而节省能源。
五、工程机械电液比例阀的先导控制与遥控
电动液压比例阀和其他特殊设备领域的技术进步使各种系统的电气控制成为可能，例如建筑车辆的控制、转向、制动和工作部件。电气操作具有响应速度快、布线灵活、集成控制能力强、与计算机交互方便等优点。使用电液比例阀，另一个重要优势（或电液阀开关）是，可以显著地降低施工车辆数量的控制手柄，这不仅有助于简化驾驶室布置方式，而且能够有效降低复杂性操作，这很重要，以提高作业的质量和效率。图2为工程机械专用控制遥杆，有效控制比例电液阀和多件开关阀，如图2所示。比例控制或开关控制可以很容易地在遥杆x轴和Y轴上实现。随着数字无线通信技术的快速发展，稳定可靠的性能适用于土工程机械的远程控制，无线遥控接收装置，配备无线电信号转换为移动式可接收的信号和控制电液比例控制电液阀切换开关信号的相关信号给其他的手动控制装置，增加了各方都能接受的元素，通过该指令，遥控和相应的电信号，与此同时，工程结构和机械的远程控制。无线发射和接收遥控系统已成功应用于许多建筑机械的遥控。从安全的角度来看，它发出的每个数字数据命令都有一组特殊的系统地址代码，制造商只能使用一次。每个接收器只对相同地址码的信号作出响应。其他无线信号，即使是相同频率的信号，也不会影响接收器。其他安全措施充分保证了系统的可靠性。通过对装载机、钻机、混凝土泵车、高空作业车、桥梁养护车等移动机械的远程控制，取得了成功。工业遥控与比例电液阀完全兼容，为工程机械远程控制提供了可能的接口，使比例电液阀发挥更大的作用。
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图2 一种工程机械专用控制摇杆
六、电液比例阀在工程机械上应用实例
液压驱动机构是一种液压控制装置，用于将低功率的电力或机械能转换为高功率的液压和机械能。泵和阀的控制系统根据液压控制机构中保留的各种功率放大元件进行划分。泵控制系统是一种利用伺服泵（变泵）作为功率放大元件，通过改变泵的流量来控制执行元件的流量，从而改变输出速度的系统。阀门的控制系统，也称为制动系统、伺服系统是（电液伺服阀，电液比例阀等）、功率放大器电路元件，在流量控制元件输出扭矩，从而改变速度。泵驱动液压系统的动态性能较差。阀控液压系统结构紧凑，动态性能好，传动功率低。例如，液压挖掘机就是这种情况。图3还显示了一个由推土机和挖掘机以及比例电液控制的手动中试控制的例子。当二位三通电磁阀通电时，先导油引导比例减压先导阀；液液动换向阀由梭形阀控制。
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图3 某型推土机推土铲手动与电液比例先导控制原理
本文根据电液比例阀的工作原理，结构形式、工作特点，对比例阀的负荷感应和压力补偿原理进行了分析研究。电液比例阀具有很多优越性，它能简单地实现遥控和连续地、比例地控制液压系统的力和速度，并能简化液压系统的油路及减少液压元件的数量与伺服阀相比，使用方便，价格便宜。对简化工程机械操作、提高效率和作业精度以及实现智能化作业都有着极其重要的意义，它是一种很有发展前途的液压控制元件，随着电液比例阀的性能进一步提高和应用日益广泛，必将使工程机械产品的技术水平、市场竞争力得到更大程度提高，使工程机械向高效化、节能化、自动化、信息化、智能化的方向发展更快。
参考文献：
[1]孔苗.电液此倒控制阀及其在液压机中的应用[M].化学工业出版社，2017，1.
[2]吴倩.电液比例阀在机械工程中的应用研究[M].浙江大学出版社，2017.
[3]电液比例控制阀在工程机械中的应用研究[Z].HK.51.A3.43，2017.
论文作者:刘国福
论文发表刊物:《基层建设》2019年第28期
论文发表时间:2020/1/15
标签：比例论文; 比例阀论文; 工程机械论文; 压力论文; 液压论文; 流量论文; 负荷论文; 《基层建设》2019年第28期论文;