液压伺服系统

1、第10章液压控制系统液压控制系统是一种闭环控制系统，它是反馈控制技术、电子技术与液压技术相结合而产生的。液压控制系统主要分为机液控制系统和电液控制系统，除了具有液压传动的各种优点外，还具有体积小、反应快、系统刚度大和控制精度高等优点，因此广泛应用于机床、重型机械、起重机械、汽车、飞机、船舶和军事装备等方面。10.1 液压控制系统的基本概念液压控制系统是以液压动力元件作驱动装置所组成的反馈控制系统。在这种系统中,输出量能以一定的精度，自动地按照输入信号的变化规律运动。系统的输出量可以是机械位移、速度、加速度或者力。10.1.1 液压控制系统的工作原理1 .液压控制系统的工作原理及基本特点图i0.

2、i所示为一简单液压传动系统，用一个四通滑阀控制液压缸去推动负载运动。当向右给阀芯一个输入位移量Xi时，则滑阀移动某一开口量Xv,此时，压力油进入液压缸右腔，液压缸左腔回油，在压力油的作用下缸体向右运动，输出位移Xpo图10.1液压传动系统图10.2液压控制系统1控制阀；2液压缸；3一溢流阀；4液压泵若将滑阀和液压缸组合成一个整体，上述系统就变成一个简单的液压伺服控制系统，如图10.2所示。由于阀体与缸体连接成一个整体，从而构成反馈控制。它的反馈控制过程是：当控制滑阀处于中间位置（零位，即没有信号输入，为=0）时，阀芯凸肩恰好遮住通往液压缸的两个油口，阀没有流量车出，缸体不动，系统的输出量Xp=

3、0,系统处于静止平衡状态。若给控制滑阀一个输入位移Xi（如图向右），阀芯将偏离其中间位置，则节流窗口a、b便有一个相应的开口量Xv=K,压力油经a口进入液压缸右腔，左腔油液经b口回油，缸体右移Xp,由于缸体与阀体是一体的，因此阀体也右移Xpo因阀芯受输入端制约，则阀的开口量减小，即Xv=XiXp,直到Xp=Xi（Xv=0）时，阀的输出流量等于零，缸体停止运动，处在一个新的平衡位置，完成了液压缸输出位移对滑阀输入位移的跟随运动。如果控制滑阀反向运动，液压缸也反向跟随运动。控制滑阀作为转换、放大元件，把输入的机械信号（位移或速度）转换并放大成液压信号（流量或压力）输出至液压缸。在这个系统中，输出位

4、移Xp之所以能够精确地复现输入位移Xi的变化，是因为缸体和阀体是一个整体，构成了反馈控制。缸体的输出位移Xp反馈至阀体，并与滑阀输入位移Xi进行比较，有偏差（即有开口量）缸体就继续移动，直到偏差消除为止。由此可见，在此系统中滑阀阀芯不动，液压缸也不动；阀芯移动多少距离，液压缸也移动多少距离；阀芯移动速度快，液压缸移动速度也快；阀芯向哪个方向移动，液压缸也向哪个方向移动。只要给控制滑阀以某一规律的输入信号，则执行元件（系统输出）就自动地、准确地跟随控制滑阀，按照这个规律运动。2 .液压伺服控制系统的基本特点通过上述分析，可以看出液压控制系统具有下列基本特点：液压控制系统是一个自动跟踪系统（或随动

5、系统），输出量能够自动地跟随输入量的变化规律而变化；液压控制系统是一个有差系统。系统的输出信号和输入信号之间存在偏差是液压控制系统工作的必要条件，也可以说液压控制系统是靠偏差信号进行工作的。液压控制系统必须具有负反馈环节。液压控制系统是一个功率放大装置（系统），执行元件输出的功率远大于输入信号的功率，多达几百倍，甚至几千倍。伺服控制过程的物理本质是利用偏差信号去控制液压能源输入到系统的能量，所以液压伺服装置一般也称为液压伺服放大器。10.1.2 液压控制系统的类型及组成1 .液压伺服系统的类型液压伺服系统的分类方式如下：按控制信号的类别和回路的组成分为：机液、气液、电液控制系统。按控制元件的不

6、同可分为：滑阀式、射流管式、喷嘴挡板式、转阀式。按控制方式不同可分为：阀控和泵控系统。按所控制的物理量分为：位置、速度和力控制系统。舞应情拉打机构图10.3电液位置伺服控制系统图10.4液压控制系统职能框图2 .液压伺服系统的组成图10.3是采用电液伺服阀的电液伺服系统。液压执行元件（液压缸）根据输入系统的电气信号而动作，从而驱动负载输出相应的物理量（如位移、速度、力等）。输出信号经电气测量反馈装置测得，并回输到系统输入端与输入信号相比较，产生反映二者偏差大小的电压信号，即偏差信号，该信号经过伺服放大器放大成具有一定功率的电流信号输入电液伺服阀。电液伺服阀首先将输入的电流信号通过电气一机械转换

7、装置按比例地变换成控制阀阀芯的机械位移，从而改变了相应的控制节流口状态，输出具有一定流量或压力的压力油（即输出具有足够大的液压功率）去驱动液压执行元件及负载，执行元件运动到反馈信号与输入信号完全一致，偏差信号消失为止。液压伺服控制系统，尽管结构各异，功能也不相同，但都是由功能相同的基本单元组成，如图10.4所示。图中虚线表示可能存在的内部检测与反馈。从图10.4可以看出，液压伺服系统一般由下列几部分组成：指令元件：它是产生与输入给定控制信号的元件。给定电位器就是常见的指令元件之一，它也可以是信号发生装置或程序控制器。指令信号可以手动设定或程序设定。比较元件：它的功用是把给定输入信号与反馈信号进

8、行比较产生偏差信号。放大及转换元件：将偏差信号放大并转换成液压信号（压力或流量），如伺服放大器、液压控制阀、电液伺服阀等。液压执行元件：驱动控制对象动作的液压元件，通常指液压缸或液压马达。检测反馈元件：检测被控制量，产生系统的反馈信号，通常为各种传感器。控制对象：即被控制的机器设备。10.2 液压控制系统的控制元件控制元件是液压控制系统中的核心元件。它可以按给定的输入信号连续成比例地控制液体的压力、流量和方向。常用的液压控制元件主要有控制滑阀、喷嘴挡板阀和射流管阀等。10.2.1 控制滑阀1 .控制滑阀的工作原理控制滑阀的结构如图10.5所示，阀芯上的凸肩棱边与阀体上的凹槽棱边构成控制节流口。

9、其工作原理是利用阀芯相对阀体移动时，改变节流口通流面积，控制进入执行元件的压力或流量。按节流口的数目不同，控制滑阀分为单边、双边和四边滑阀，四边滑阀比单边、双边滑阀控制精度高。图10.5中(a)为单边控制，压力油进入液压缸的有杆腔后，经过活塞上的小孔a流入无杆腔，再经过可变节流口b流回油箱。无杆腔压力pi由图10.5控制滑阀工作原理图(a)单边控制；(b)双边控制；(c)四边控制一个可变节流口来控制，从而控制液压缸的运动。图10.5中(b)为双边控制。控制滑阀的工作原理可用液压桥路来说明。以图10.5(c)中四边控制滑阀为例，每一个节流控制边相当于桥臂上的一个液阻(参见图10.7),液压缸作为

10、负载被连在液桥中间，当滑阀移动时，使各控制边节流口开大或关小，即液阻减小或加大，不难理解，这将改变加在负载上的压力差和流过负载的流量的大小、方向，从而控制负载的运动。，甘(a)正开口阀；(b)零开口阀；(c)负开口阀>H,为负开口阀。2.滑阀的流量一压力特性滑阀的流量一压力特性是指在静态时，滑阀负载流量qL与负载压力Pl、节流控制边开度Xv之间的关系，即qL=f(PL,Xv)。如图10.7所示理想零开口四边滑阀，假设液体不可压缩，管道无变形，滑阀无泄漏,阀匹配且对称，各阀口流量系数相等，不计管路压力损失，供油压力Ps恒定不变。当阀滑阀根据在平衡状态时阀口初始开口量的不同，分为正开口、零开

11、口和负开口阀三种类型，如图10.6所示。在图10.6(a)中，阀芯台肩的宽度h小于阀套上开口白宽度H,为正开口阀；在图(b)中，h=H,为零开口阀；在图(c)中，h芯从零位左移，P口开口量为xv时，则进入和流出液压缸的流量q1、q2分别为(10.1)一2.=CdWXV,Ps-P1)q2由于稳态时=CdWXv.2P2q1=q2=qL,则可得供油压力(10.2)Ps=Pi+P2。定义负载压力Pl=Pl-P2则1,、P1=-(PsPl)21,、P2=-(Ps-Pl)2(10.(3)(10.(4)取,0图10.7理想零开口四边滑阀(a)理想零开口四边滑阀；(b)等效液压桥路将式(10.3)或式(10.

12、4)式代入式(10.1)或式(10.2),则可得(10.5)-1，、qL=CdWXv.;-?(Ps-Pl)式中Cd流量系数;W阀口面积梯度(阀口的有效周长)。式(10.5)就是理想零开口四边滑阀的流量.压力特性方程。无量纲四边滑阀的流量一压力特性曲线，是一组抛物线，如图10.8所示。由图可知，负载流量qL与负载压力Pl呈非线性关系，当负载压力Pl>2/3Ps后，非线性严重。阀口开度Xv越小，特性曲线越平直，特别是Pl不大时，曲线近似直线，负载流量qL受负载压力Pl变化的影响小；当Pl不变时，负载流量qL随开度Xv增大而增加。曲线对零位是对称的。将理想零开口四边滑阀的流量一压力特性方程式(

13、10.5)在稳态工作点(qL0,Plo)附近，用台劳级数的一次近似式表示，并写成增量形式，则有图10.8零开口四边阀滑流量一压力特性曲线FlPl=Plo,知：Pl二KqXv-KcPl(10.6)式(10.6)是理想零开口四边滑阀的流量一压力特性的线性化方程。这样，滑阀的静态特性可用阀系数表征。流量放大系数(流量增益)Ka=fqLq-Xv流量增益Kq表示负载压力Pl一定时，单位阀口开度变化引起的负载流量变化的大小，其值越大，阀对负载流量的控制就越灵敏，Kq直接影响伺服系统的开环增益，对系统的稳定性、稳态误差、响应的快速性有很大的影响。流量一压力系数Kcca：Pl流量一压力系数Kc表示阀口开度Xv

14、一定时，单位负载压力变化引起的负载流量变化的大小。Kc越大，说明很小的负载压力变化就能引起负载流量对系统阻尼比及速度刚度有明显的影响。qL很大的变化；Kc的大小压力放大系数(压力增益)KP-Pl压力增益表示负载流量qL一定时，单位阀口开度变化引起的负载压力变化的大小。Kp越大，阀对负载压力Pl的控制就越灵敏，它表明系统能以很小的偏差，启动大摩擦负载的能力。三个阀系数的关系为Kq=KpKc。滑阀式液压控制阀的特点是输出功率大，零位损耗小，尺寸较大，制造困难。10.2.2 喷嘴挡板阀喷嘴挡板阀如图10.9所示，主要由固定节流口1、喷嘴2、挡板3组成。喷嘴和挡板之间形成一个可变节流口，挡板的位置由输

15、入信号控制。工作时挡板转角很小，可将其看成是相对喷嘴端面的平移。图10.9(a)所示为单喷嘴挡板阀。供油压力恒定(Ps)的液体一部分进入液压缸有杆腔；另一部分经固定节流口1后，一部分进入液压缸无杆腔，一部分经喷嘴喷出，返回油箱。当输入信号使挡板偏转时，改变了可变节流口的大小，即改变了可变节流口的液阻，从而改变了控制压力pi,使液压缸运动。图10.9(b)所示为双喷嘴挡板阀，其工作原理与单喷嘴挡板阀基本相同，但控制特性对称。喷嘴挡板阀结构简单、灵敏度高、对污染不如滑阀敏感，但是零位泄漏量大、效率较低，一般用于小功率系统或两级伺服阀的前置放大级。(OI图10.9喷嘴挡板阀的工作原理1固定节流口；2

16、一喷口凿;3挡板出图10.10射流管阀的工作原理1射流管；2一接收器10.2.3 射流管阀图10.10为射流管阀工作原理图。它由射流管1和接收器2组成。当流体流经射流管时，射流管将压力能转变为动能射入接收器，而接收器是一个扩压管，液流流经它时减速扩压，使进入液压缸的流体动能恢复其压力能。改变射流管与接收器的相对位置就实现了能量的分配。当射流管位于两接收孔道a和b的中间位置时，两个接收孔道压力相等，液压缸不动，处于平衡状态。当射流管向左偏移时，b接收孔道内压力大于a接收孔道内压力，使液压缸左移，直到跟随缸体一起移动的接收器到达使射流管又位于两接收孔道中间位置时为止；反之亦然。液压缸运动方向取决于

17、输入信号的方向。射流管阀结构简单、成本低廉、对污染不敏感，但是零位功率损失大。在电液伺服阀中，射流管阀用来作前置级控制。10.3 电液伺服阀电液伺服阀既是电液转换元件，又是功率放大元件。它能够将输入的微小电气信号转换成大功率的液压信号。电液伺服阀可分为电液流量控制伺服阀和电液压力控制伺服阀两大类，最常用的是电液流量伺服阀。10.3.1 电液伺服阀的组成和工作原理电液伺服阀由力矩马达（或力马达卜液压放大器、反馈机构（或平衡机构）三部分组成。力矩马达或力马达是一个电磁元件，其作用是将输入的电信号变成力或力矩，控制液压放大器运动。液压放大器控制液压能源流向液压执行器的流量或压力，通常包括前置放大器和

18、功率放大器两级。前置放大器将力矩马达或力马达的输出加以放大，再去控制功率级阀。常用喷嘴挡板阀、射流管阀和滑阀作前置级。功率放大级一般用滑阀。按反馈类型分，电液伺服阀可分为位置反馈、负载流量反馈及负载压力反馈等三种。图10.11为位置力反馈两级电液流量伺服阀工作原理图。力矩马达由永久磁铁、导磁体、衔铁、线圈和弹簧管组成。双喷嘴挡板阀构成前置放大器，功率放大器为四边控制滑阀。图中，薄壁弹簧管支承衔铁挡板组件，衔铁挡板组件的下端为反馈杆，其末端为小球状，置入阀芯中部小槽内，传递阀芯对力矩马达的反馈力。图10.11电液伺服阀结构1一喷嘴；2一衔铁；3一线圈；4永久磁铁；5一导磁体;6一弹簧管；7一挡板

19、；8反馈杆；9固定节流孔；10一阀芯；11一回油节流孔；12一滤油器当线圈无控制电流时，衔铁、挡板、滑阀均处于中位，如图所示。当线圈有信号电流通过时，在衔铁上产生电磁力矩，使衔铁连同挡板偏转一角度。挡板的偏移使喷嘴挡板的间隙发生变化，滑阀两端油液的压力也发生相应变化，阀芯向油液压力减小的方向移动。阀芯的移动使反馈杆产生弹性变形，对衔铁挡板组件产生反力矩。当作用在衔铁挡板组件上的电磁力矩与弹簧管反力矩、喷嘴挡板阀的液动力矩及反馈杆反力矩平衡时，滑阀停止移动，保持在一定开度上，并有相应的流量输出。由于衔铁的转角和挡板位移均与信号电流成正比，因此在负载压力一定时，阀的输出流量与信号电流成正比。当输入

20、信号电流反向时，阀输出油液的方向也发生改变。10.3.2 电液伺服阀的静态特性电液伺服阀是复杂而又精密的伺服控制元件，性能要求非常严格，有关电液伺服阀的术语和技术要求，请参阅国家标准。电液伺服阀的静态特性是指控制电流、负载流量与负载压力三者之间的关系。它包括负载流量特性、空载流量特性、压力特性及泄漏特性等。图10.12负载流量特性曲线1 .负载流量特性（流量一压力特性）负载流量特性表示在稳定状态下，输入电流Ai、负载流量qL和负载压力Pl三者之间的关系，即qL=f（PL,Ai）。如图10.12所示，由于流量控制伺服阀功率级滑阀的位移与输入电流近似成比例关系，所以其流量一压力特性曲线的形状与理想

21、零开口四边滑阀的流量一压力特性曲线近似（见图10.8）。伺服阀的流量一压力特性曲线主要用来估计或确定伺服阀的规格型号，以便与所要求的负载流量与负载压力相匹配。估计伺服阀规格的主要方法是：用阀对应最大输入电流的那条特性曲线图10.13空载流量特性曲线包围系统工作循环中负载流量与负载压力的所有工况点，并确保负载压力Pl（2/3）Ps,这样就保证了所有负载都在伺服阀的能力范围之内。2 .空载流量特性如图10.13所示，空载流量特性曲线是在给定的伺服阀压降和负载压力为零的条件下，输入电流与空载流量的特性曲线。理论上，空载流量与输人电流是线性关系，但实际上由于力矩马达的磁滞现象，空载流量特性曲线为一磁滞

22、回线。由此曲线可确定额定流量、流量增益、滞环、线性度、对称度、分辨率、零偏等性能指标。图10.14压力特性曲线3 .压力特性曲线压力特性曲线是输出流量为零（负载油口堵死）时，输人电流变化引起负载压力的变化曲线，如图10.14所示。曲线的斜率即为阀的压力增益，阀的零位压力增益是阀灵敏度的重要标志之一。4 .内泄漏特性曲线内泄漏流量是在负载流量为零和规定压差下，由回油口流出的内部泄漏流量，泄漏流量随输入电流而变化，如图8.15所示。对于常用的两级伺服阀来说，泄漏量由前置级或第一级的泄漏量qp0和功率级由于肩台圆角和径向间隙而形成的泄漏量qc0组成。当阀处于零位时qc0为最大。qc0与系统压力Ps的

23、比值可用来作为滑阀的流量一压力系数。9.3.3电液伺服阀的动态特性17豆制电整图10.15泄漏特性曲线伺服阀的动态特性可用传递函数和频率特性来表示。在电液伺服控制系统动态特性分析中，伺服阀的传递函数应根据执行元件或负载的特性来选择，在保证分析精确性的前提下，简化系统的数学模型。一般地，当系统的执行元件固有频率较高（50Hz以上）时，应将伺服阀看成振荡环节,Gsv(s)=Qg=Ksv22s2svsvssv(10.7)当系统的执行元件固有频率较低传递函数为（50Hz以下）时，可将伺服阀看成惯性环节，这时其Gsv(s)Ql(s)I(s)KsvTsvS1(10.8)式（10.7）和式（10.8）中，K

24、sv为电液伺服阀的增益，3sv为电液伺服阀的固有频率，tsv为阀的阻尼比，Tsv为阀的时间常数。这些参数均可从电液伺服阀产品目录中查出。电液伺服阀的频率特性如图10.16所示。由频率特性曲线可找出阀的幅频宽（幅值比衰减到基准低频时的0.707倍，即3dB时的频率）和相频宽（相位滞后90°对应的频率）。频带宽度是阀的重要动态性能指标，它说明阀能够精确复现的输入信号的频率范围，表征伺服阀的响应速度。阀的带宽太窄会降低阀的响应速度，从而影响整个系统的性能。阀的带宽过大又会引入噪声，降低系统的抗干扰能力。图10.16电液伺服阀的频率特性140这时其传递函数为10.4液压控制系统应用实例9.4

25、.1 机液伺服控制系统应用实例机液伺服控制具有结构简单、工作可靠、维护简便、价格低廉等特点，广泛应用在飞机、导弹、喷气发动机、仿形机床及行走机械动力转向装置液压系统中。图9.17液压仿形刀架1工件；2一车刀；3一刀架；4一床身导轨；5一拖板；6一缸体;7伺服阀阀体；8一杠杆；9一拉杆；10滑阀；11触头；12一样板；13过滤器；14液压泵；15一溢流阀。1 .液压仿形刀架液压仿形刀架如图10.17所示。仿形刀架安装在车床拖板5后部，随拖板一起纵向运动。样板12安装在床身支架上固定不动。滑阀10中的弹簧经拉杆9使触头12紧压在样板上。位置控制信号由样板12给出，并经杠杆8作用在阀芯上。液压缸的活

26、塞杆固定在刀架3的底座上，缸体6连同刀架可在刀架底座的导轨上沿液压缸的轴向移动。车削圆柱面时，拖板沿床身导轨4纵向移动。杠杆触头12在样板圆柱面上滑动。阀芯输入位移信号为零，滑阀阀口关闭，刀架除随拖板一起做纵向运动外，没有其他运动，因此车削出工件的圆柱面。车削圆锥面时，触头受样板锥面作用，使杠杆绕支点逆时针摆动，带动阀芯移动，打开阀口，压力油从a经b进入液压缸上腔，推动缸体及刀架后退，实现仿形运动。刀架的后退与跟随拖板的纵向运动合成车削出与样板相同的锥面形状。车削台阶及其他成形表面也是利用刀架随拖板的纵向运动与仿形运动合成加工出来的。2 .汽车液压动力转向系统汽车的液压动力转向系统是在机械转向

27、系统的基础上加设液压伺服助力装置。借助液压伺服机构所产生的动力减轻驾驶员手的操纵力，保证行车安全，使汽车驾驶更加舒适转向更加轻便。重型汽车、大型客车、高速轿车普遍采用动力转向系统。液压动力转向系统的构成如图10.18所示。液压动力转向系统有常压式和常流式之分。当转向控制阀在中间位置时常闭，使工作油液一直处于高压状态的动力转向器，称为常压式动力转向器；当转向控制阀在中间位置时常开，使工作油液一直处于常流状态的动力转向器，称为常流式动力转向器，它应用较多。常流式滑阀结构液压动力转向的工作原理如图10.19所示，当汽车直行时滑阀15位于图示的中间位置，控制阀内各控制阀口均相通。液压缸7活塞的两侧均与

28、回油路连通，故活塞两侧压力相等且很低，活塞不动。转向油泵2输出的油液经节流阀4或溢流阀3、滑阀15、管路等返回油罐。这时动力转向系无加力作用，汽车保持直线行驶。若转动方向盘6,螺杆8便随之转动，但螺母9因车轮转向阻力较大不能立即作轴向移动，反而迫使螺杆8带动滑阀15并克服回位弹簧16及反作用柱塞12一侧的油压作不大的轴向位移，致使自油泵来的压力油液通往液压缸活塞的一侧，推动图10.18液压动力转向系统示意图l一方向盘；2转向柱；3转向控制阀；4转向器；5转向动力缸；6一转向泵;7转向油罐；8一转向摇臂；9一转向直拉杆；10一转向节臂；11一转向梯形臂；12一转向横拉杆。活塞使之对转向起助力作用

29、。当车轮转向时带动滑阀15减小开度，从而保证车轮转角和方向盘转角相对应。当方向盘转过某一角度而停止转动时，回位弹簧通过反作用柱塞将滑阀推回中间位置，液压缸活塞两侧又都与回油路相通，使其停止移动而不再起助力作用，车轮也停止偏转，这样就使转向车轮对方向盘保持随动关系。转向后当转向盘被松开时，滑阀在回位弹簧作用下又回到中间位置，滑阀各控制阀口重新连通，液压缸活塞两侧的液压相等，同时在转向轮回正力矩的作用下，经转向节臂、转向拉杆推动活塞回到中间位置，使方向盘也回到中间位置。当发动机转速增高使油泵的排量超过某一范围时，溢流阀3便开启使多余的油液直接流回油泵的低压腔。为了防止油液的压力过大而使油路系统过载

30、，还装有安全阀5。当动力转向系统因故失效时，汽车转向阻力因液压系统会增大，使操纵困难。为了克服这种阻力，在滑阀进油路和回油路之间装有单向阀13。在正常情况下，进油路的油液压力高于回油路的，单向阀关闭。当动力转向例如油泵失效并进行转向时，进油路液压降为低压，而回油路的油液压力则因液压缸活塞的推压而升高。这样引起的进、回油路的压差使单向阀打开，沟通了两油路，油液便可由液压缸活塞挤压的一侧流向活塞离开的另一侧，以减小转向阻力。由于回位弹簧有一定的安装预紧力，所以可保证汽车直线行驶时滑阀处于中间位置，使动力转向停止工作。另外，在转向开始时刻滑阀移动前，油路中的油液压力不高，所以司机作用在转向盘上的切向

31、力主要是用来克服回位弹簧的预紧力。因此，回位弹簧的预紧力也要用来控制动力转向起作用的开始时刻。而在转向过程中，作用在转向盘上的切向力除用来克服回位弹簧的作用力外，还需克服液压对反作用柱塞的作用力。这时受活塞推压那一侧的液压缸油液，其压力是随转向阻力的变化而成正比变化，且在油泵负荷范围内二者相互平衡。例如当转向阻力大时，滑阀的位移量也大，致使液压缸的液压增大，直至油液压力与转向阻力达到平衡为止。这样就使作用在反作用柱塞上的油液压力随转向阻力的变化而变化，故司机作用在转向盘上的力也就与转向阻力有关，这就使得动力转向有了“路感”效果。动力转向起作用的终止时刻和滑阀在工作中移动的距离有关，该移动距离愈

32、大，则回到中间位置的时间就愈长,也就愈差。动力转向还能阻止转向车轮的非操纵偏转，有利于汽车行驶的安全性。这是因为当转向车轮突然受到巨大的冲击或轮胎突然爆破而急速偏转时，这种巨大的冲击力将通过转向拉杆、转向摇臂及摇臂轴、转向螺母传给转向螺杆并迫使螺杆带动滑阀作轴向移动，从而反向接通液压缸的油路，使高压油液推动活塞阻止转向车轮的偏转。而在一般情况下，汽车行驶时地面对转向车轮的干扰和冲击，虽然可能传递到滑阀上，但不易克服回位弹簧的预紧力，所以滑阀仍保持中间位置不变，使动力转向不起作用，汽车仍会保持直线行驶。因而液压缸终止作用的时刻就愈滞后，转向操纵的灵敏性图9.19液压动力转向系统工作原理1油罐；2

33、液压泵；3一溢流阀；4节流阀；5一安全阀；6一方向盘；7液压缸；8一螺杆；9螺母；10一摇臂；11一摇臂轴;12一反作用柱塞；13单向阀；14一阀体；15一滑阀；16一回位弹簧;17一梯形臂；18一直拉杆；19一转向节臂；20横拉杆。此外，在工程机械中，还广泛应用全液压转向机构。全液压转向机构由全液压转向器及转向液压缸等组成。这种转向方式取消了方向盘与转向轮之间的机械连接，其方向盘与全液压转向器相连，转向液压缸通过转向机构与转向轮相连，两根油管将全液压转向器的压力油按转向要求输送到转向液压缸相应的油腔以实现转向。与其他转向装置相比，该液压转向机构操纵轻便灵活、结构紧凑、布置方便、安装容易、保养

34、简单，即使在发动机熄火后，也可以实现人力手动转向。全液压转向机构也是一种机液伺服系统9.4.2 电液控制系统应用实例1 .泵控式电液速度控制系统图10.20是泵控式电液速度控制系统的原理图。该系统的液压动力元件由变量泵和液压马达组成，变量泵既是液压能源，又是液压控制元件。由于操纵变量机构所需的力较大，在图10.20所示系统中采用阀控式电液位置伺服机构作为泵的变量控制机构。液压马达的输出速度由测速发电机检测，转换为反馈电压信号Uf,与输入指令电压信号Ur相比较，得出偏差电压信号Ue=Ur-Uf,作为变量控制机构的输入信号。rmAH戏屯机图10.20泵控式电液速度控制系统原理图当速度指令为Up时，负载以某个给定的转速30工作，测速机输出反馈电压Uf0,则偏差电压Ue0=Ur0-Uf0,这个偏差电压对应于一定的液压缸位置，从而对应于一定的泵流量输出，此流量为保持负载转速30所需之流量。可见偏差电压Ue0是保持工作速度30所需要的，因此这是一个有差系统（内部控制回路闭合）。如果负载变化或其他原因引起转速发生变化时，则UfWUf0,假如3>3°,则Uf>Uf0。此时，Ue=Ur0-Uf<Ue0,使液压缸输出位移减小，于是泵输出流量减小，液压马达转速便自动下调至给定值。反之，如果转速下降，则UfVUf0,因而Ue>Ue0,使液压缸输出位移增大，于是泵