比例换向阀、比例减压阀、比例溢流阀的工作特点

  1.比例换向阀、比例减压阀、比例溢流阀的工作特点
比例阀是一种按输入的电信号连续地、按比例地控制液压系统的液流方向、流量和压力的阀类。按用途和工作特点的不同，比例阀可分为比例换向阀、比例压力阀、比例流量阀和比例复合阀四类。根据本系统的功能要求，初选比例换向阀、比例减压阀和比例溢流阀中的一种进行压力控制。下面，我们对三种阀进行具体讨论：

   比例换向阀：采用比例电磁铁实现阀芯的微小位移，不仅改变油流方向，同时对油路进行连续的流量控制。灵敏度较高，在三者中响应频率最高。由于控制对象是流量，因此无法对压力进行直接有效的控制。若在回路中加设压力传感器，则可构成闭环系统（当工作压力升高时，在反馈信号的作用下，阀芯产生微小位移使压力迅速下降，反之，则使压力上升），从而实现系统的动态控制。且在零流量附近，少许流量便可实现微动控制。

   比例减压阀、比例溢流阀：采用比例电磁铁实现阀芯的微小位移，从而实现对油路的连续压力控制，二者均属于比例压力阀。其特点是稳定性高，用于可靠性要求高的场合，而很少讨论其动态响应指标。由于存在控制死区，因此调节精度较比例换向阀低，响应速度也稍逊于比例换向阀，一般在系统中应用于开环控制。在实际应用中，比例减压阀多用于多执行机构系统中限制支路出口压力；比例溢流阀则用于限制油路进口压力。

2.系统调节方式的选择
结合本系统的功能要求，在对轴承进行加载试验中，需实现反复加载、加载保压的试验环节，液压执行机构需实现“小位移、大压力”的工作方式，属于高增益系统。考虑以上三者：
  （1）采用比例换向阀时，对油路进行流量调节，从而实现速度（位移）的控制。我们知道，油液7%的体积变化将引起约10MPa的压力变化，显然，对于“小位移、大压力”的工作要求，把位移作为控制量将导致单位增量过大，不易实现压力的精确控制。而采用压力传感器的闭环控制方式，无疑加大了系统的复杂程度和成本。
  （2）采用比例减压阀和比例溢流阀时，对油路进行压力调节，稳定性与可靠性较高，比较符合加载系统要求。对比二者，使用比例减压阀时，系统需另设溢流阀，该溢流阀的调定压力要高于试验所需的最高压力，多余的流量从高压溢流阀处溢流，造成能量浪费，并导致系统发热；使用比例溢流阀时，系统的溢流压力是根据系统的压力需求而变化的，相对比例减压阀来说，较为节能。此外，当比例减压阀失效时，系统不减压，而比例溢流阀失效时，系统无法建立工作压力。
   因此，出于加载系统的工作要求、系统复杂程度、节能和安全性能的各方面考虑，采用比例溢流阀进行压力调节更适于作为本系统的调节方式。