农业机械学报

作者：张鹤，赵继云，曹会杰，张斌，赵春晓，王云飞

单位：浙江大学,中国矿业大学,浙江大学,浙江大学,浙江大学,中国矿业大学,

关键词：水液压;比例阀;伺服电机;负载口独立

基金：国家自然科学基金项目（U1910212、52404268）

水介质具有成本低、对环境污染小及粘度受温度变化小等优势，但常规电液伺服阀与比例阀在水介质下，因滑阀式阀芯结构导致泄漏严重，难以直接应用于水液压系统中。本文提出一种先导双阀芯高压大流量水压比例阀新构型，先导级为双伺服电机驱动的两位三通阀，主级为“主动式阀芯”二通插装阀结构，双先导级分别控制主阀上、下控制腔。分别建立先导级和主级数学模型，并仿真分析先导级阶跃响应，阀芯位移无超调，上升时间为62.7ms；突加负载时伺服电机转速经过1.27ms恢复到正常。先导供液压力、先导阻尼和控制腔直径为影响主级性能的关键因素，分别将其取为10MPa、2.5mm、40mm可得最佳性能；最后，设计样机并搭建基于xPC Target试验平台，结果表明：伺服电机优选20000脉冲/r，当先导阀0.2mm阶跃响应时，无超调阶跃响应时间小于140ms，误差为-3~3μm；整阀空载10mm阶跃上升时，均有延迟，调整时间约400ms；整阀加载5mm阶跃上升时，上升时间为194ms，调整时间为752ms。研究结果为水液压阀研制提供了参考。

来源：2025年第9期

《农业机械学报》期刊编辑部

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