什么是电液伺服阀？
电液伺服阀是电液伺服控制中的关键部件，它是一种接受模拟量输出并调节流量和压力的液压控制阀。电液伺服阀具有动态响应快、控制精度高、使用寿命长等优点。已广泛应用于航空、航天、船舶、冶金、化工等领域的电液伺服控制系统。
液压伺服阀是液压伺服控制系统的核心部件，所以液压控制系统书籍中都会包含电液伺服阀的内容。
一、开发过程
电液伺服阀技术的诞生是液压控制技术和液压控制系统发展的结果。二战前夕，随着工业需要的发展，液压控制技术有了长足的发展，许多早期的控制阀原理和专利都是这个时代的产物。如：Askania Regulator 和 Askania-Werke 发明并应用了喷射阀原理的原理。同样Foxboro发明了喷嘴挡板阀原理的专利。德国西门子发明了永磁电机和接收器和电输入的双输入阀，在航空航天领域具有开创性。
二战末期，伺服阀是单级开环控制阀，用电磁铁直接驱动阀芯运动。然而，随着控制理论的成熟和军事应用的需要，伺服阀的研制和发展取得了巨大的成就。1946年，英国Tinsey获得二级伺服阀专利；Raytheon 和 Bell 发明了带有两级伺服阀的反馈；MIT力矩电机代替螺线管使电机功耗更小，线性度更好。1950年，WCMogog首先发明了单喷嘴两级伺服阀。1953年至1955年，THCarson发明了机械反馈两级伺服阀；WCMoog发明了两喷嘴两级伺服阀；Wolpin发明了干式力矩电机，消除了原来浸入油内的力矩电机受油液污染所带来的可靠性问题。1957 年，R.Atchley 使用 Askania 射流管原理开发了两级射流管伺服阀。并于1959年研制出三级电动反馈伺服阀。当时伺服阀主要应用于军事领域，随着太空时代的到来，伺服阀已广泛应用于航空航天领域，并开发出高可靠性的冗余伺服阀等尖端产品。
同时，随着伺服阀行业应用的不断扩大，一些厂家开发出专门用于工业应用的工业伺服阀。随后，出现了越来越多为工业用途开发的伺服阀。它们具有以下特点：体积较大，便于制造；阀体为铝；独立的一级，方便调整和维护；主要用于14MPa以下的低压场合；努力形成系列标准化产品。随着伺服阀在工业应用中的广泛应用，各公司纷纷推出自己适合工业应用的配比阀门。它的特点是成本低，虽然控制精度比不上伺服阀，但通过先进的控制技术和先进的电子器件弥补了其接近伺服阀的性能和效率的不足。博世开发了其标志性的喷射管先导和电反馈平板伺服阀。维克斯开发了压力补偿KG型比例阀。Rexroth、Bosch 和其他人开发了一种比例阀，它通过两个线圈控制阀芯在两个方向上的运动。
2.市场展望
生产伺服阀的厂家有：英国Dowty、美国Team、美国Parker、Eaton Vickers、德国Bosch、Rexroth等。
电液伺服阀一般按力矩电机类型分为动圈式和永磁式两种。传统伺服阀大多采用永磁力矩电机，此类伺服阀可分为喷嘴挡板和射流两大类。原来生产喷射管伺服阀的美国制造商Abex也被Parker收购。但由于射流管伺服阀具有抗污染性能好、可靠性高、分辨率高等特点。一些制造商也在开发或推出自己的喷射管产品。
液压 伺服阀产品主要应用于航空、航天、船舶等领域。同时由于各生产单位各自为战，缺乏合作，力量分散，不利于伺服阀的进一步发展，无法与国外产品形成强大的竞争优势。
三、发展趋势
目前，新型电液伺服阀技术的发展趋势主要体现在新结构的设计、新材料的使用以及电子、数字技术和液压技术的结合。电液伺服阀技术的发展极大地推动了液压控制技术的发展。
4.新结构设计
1990年代，直动式电液伺服阀的研制取得了巨大的成就。派克开发了音圈驱动技术（VCD），并在此基础上开发了DFplus控制阀。所谓音圈驱动技术，是一种类似于扬声器的驱动装置，其基本结构是固定在一个固定的圆柱形永磁体上的移动线圈，当信号电流输入线圈时，在电磁效应的作用下，线圈产生的和信号电流对应的轴向力，与驱动线圈直接相连的阀芯运动，驱动力非常大。线圈内置位移反馈传感器，因此，采用VCD驱动的DFplus阀本质上是闭环控制，线性度相当好。DFplus阀门的全支撑是阀芯与阀体的配合面，大大降低了摩擦对控制质量的影响。综合以上技术特点，内置数字控制模块，DFplus阀门的控制性能，尤其是在频率响应方面更胜一筹，最高可达400Hz。从发展趋势来看，一些行业的新型直动式电液伺服阀已经取代了传统的伺服阀，尤其是喷嘴挡板伺服阀趋势，但其最大的问题是体积大、重量重，只为合适的现场要求较低的工业伺服控制。如减轻其重量，减小其体积，在航空、航天等军工领域也具有很大的发展潜力。大大降低了摩擦对控制质量的影响。综合以上技术特点，内置数字控制模块，DFplus阀门的控制性能，尤其是在频率响应方面更胜一筹，最高可达400Hz。从发展趋势来看，一些行业的新型直动式电液伺服阀已经取代了传统的伺服阀，尤其是喷嘴挡板伺服阀趋势，但其最大的问题是体积大、重量重，只为合适的现场要求较低的工业伺服控制。如减轻其重量，减小其体积，在航空、航天等军工领域也具有很大的发展潜力。大大降低了摩擦对控制质量的影响。综合以上技术特点，内置数字控制模块，DFplus阀门的控制性能，尤其是在频率响应方面更胜一筹，最高可达400Hz。从发展趋势来看，一些行业的新型直动式电液伺服阀已经取代了传统的伺服阀，尤其是喷嘴挡板伺服阀趋势，但其最大的问题是体积大、重量重，只为合适的现场要求较低的工业伺服控制。如减轻其重量，减小其体积，在航空、航天等军工领域也具有很大的发展潜力。综合以上技术特点，内置数字控制模块，DFplus阀门的控制性能，尤其是在频率响应方面更胜一筹，最高可达400Hz。从发展趋势来看，一些行业的新型直动式电液伺服阀已经取代了传统的伺服阀，尤其是喷嘴挡板伺服阀趋势，但其最大的问题是体积大、重量重，只为合适的现场要求较低的工业伺服控制。如减轻其重量，减小其体积，在航空、航天等军工领域也具有很大的发展潜力。综合以上技术特点，内置数字控制模块，DFplus阀门的控制性能，尤其是在频率响应方面更胜一筹，最高可达400Hz。从发展趋势来看，一些行业的新型直动式电液伺服阀已经取代了传统的伺服阀，尤其是喷嘴挡板伺服阀趋势，但其最大的问题是体积大、重量重，只为合适的现场要求较低的工业伺服控制。如减轻其重量，减小其体积，在航空、航天等军工领域也具有很大的发展潜力。一些行业的新型直动式电液伺服阀已经取代了传统的伺服阀，尤其是喷嘴挡板伺服阀趋势，但其最大的问题是体积大，重量重，只适合对现场要求较低的工业伺服控制。如减轻其重量，减小其体积，在航空、航天等军工领域也具有很大的发展潜力。一些行业的新型直动式电液伺服阀已经取代了传统的伺服阀，尤其是喷嘴挡板伺服阀趋势，但其最大的问题是体积大，重量重，只适合对现场要求较低的工业伺服控制。如减轻其重量，减小其体积，在航空、航天等军工领域也具有很大的发展潜力。
此外，近年来新型伺服阀驱动除了力矩电机的直接驱动外，还出现了采用步进电机、伺服电机、新型电磁铁等驱动结构和轻液直接驱动的新型伺服阀驱动。伺服阀的转换结构。这些新技术的应用不仅提高了伺服阀的性能，而且为伺服阀的发展思路、电液伺服阀技术注入了新的活力。
5.新材料的使用
目前用于电液伺服阀领域的新材料开发，主要是以压电元件、巨磁致伸缩材料和形状记忆合金为基础的换流器研发。他们每个人都有自己的优秀特点。
5.1 压电元件
压电元件的特点是“压电效应”：在一定电场作用下会产生大小变化，在一定范围内，变形与电场强度成正比。压电元件的主要材料为压电陶瓷（PZT）、电致伸缩材料（PMN）等。典型的压电陶瓷材料是日本TOKIN公司的叠层压电伸缩陶瓷。PZT直动式伺服阀原理是：阀芯两端通过球体分别与两层多层压电元件相连。通过压电材料的压电效应产生伸缩驱动阀芯运动。实现电气-机械转换。PMN喷嘴挡板伺服阀是设置在喷嘴上与压电叠层固定连接的挡板，通过压电叠层的延伸、收缩挡板与喷嘴之间的间隙增减，使阀芯两端压差驱动阀芯移动。目前，压电机电变换器的发展已经比较成熟，得到了广泛的应用。它具有频率响应快的特点，伺服阀带宽甚至可以达到数千赫兹，但存在滞后、易漂移等缺点，限制了压电元件在电液伺服阀中的进一步应用。挡板之间的收缩和喷嘴之间的间隙增加和减少，使阀芯两端的压力差驱动阀芯移动。目前，压电机电变换器的发展已经比较成熟，得到了广泛的应用。它具有频率响应快的特点，伺服阀带宽甚至可以达到数千赫兹，但存在滞后、易漂移等缺点，限制了压电元件在电液伺服阀中的进一步应用。挡板之间的收缩和喷嘴之间的间隙增加和减少，使阀芯两端的压力差驱动阀芯移动。目前，压电机电变换器的发展已经比较成熟，得到了广泛的应用。它具有频率响应快的特点，伺服阀带宽甚至可以达到数千赫兹，但存在滞后、易漂移等缺点，限制了压电元件在电液伺服阀中的进一步应用。
5.2 巨磁致伸缩材料
与传统磁致伸缩材料相比，巨磁致伸缩材料（GMM）在磁场作用下产生更大的长度或体积变化。GMM转换器是使用GMM转换器开发的。GMM 转换器与阀芯相连。通过控制驱动线圈的电流，驱动并延伸GMM来驱动阀芯的位移，从而控制伺服阀的输出流量。与传统的伺服阀相比，该阀不仅具有高频响应的特点，而且具有精度高、结构紧凑的优点。从目前情况看，GMM材料与压电材料和传统磁致伸缩材料相比具有应变大、能量密度高、响应速度快、输出力大等优点。
5.3 形状记忆合金
形状记忆合金 (SMA) 的特点是具有形状记忆效应。高温定型后，冷却至低温状态，外加外力。一般金属在其弹性变形后会发生永久变形，而SMA加热到一定温度以上就会恢复其原来的高温形状。以其特点研制的伺服阀是一种SMA致动器，在阀芯两端缠绕形状记忆合金，通过加热和冷却驱动SMA致动器，使阀芯两端的形状记忆合金伸长或收缩。 ，驱动阀芯动作移动，同时增加位置反馈，提高伺服阀控制性能。从阀门的情况来看，SMA变形，但其响应速度较慢，
与传统伺服阀相比，采用新型材料，机电转换器研制的伺服阀，一般具有高频响应、精度高、结构紧凑等特点。电液伺服阀广泛应用于电液位置、速度、加速度、力伺服系统、伺服振动发生器。具有体积小、结构紧凑、功率放大系数高、控制精度高、线性度好、死区小、灵敏度高、动态性能好、响应速度快等优点。目前的液压伺服控制技术已经能够将自动控制技术、液压技术和微电子技术有机结合，形成新一代伺服阀产品。配合电子设备、控制策略。
