伺服阀的特性方程与特性曲线
电液伺服阀的静态特性是指稳定工作条件下，伺服阀的各静态参数(输出流量、输入电流和负载压力)之间的相互关系。主要包括负载流量特性、空载流量特性和压力特性，并由此可得到一系列静态指标参数。它可以用特性方程、特性曲线和阀系数三种方法表示。
1 特性方程
理想零开口四边滑阀见图1，设阀口对称，各阀口流量系数相等，油液是理想液体，不计泄漏和压力损失，供油压力Ps恒定不变。当阀芯从零位右移xv时，则流入、流出阀的流量q1、q3为
稳态时，ql=q3=qL，则可得供油压力Ps=P1+P2。令负载压力PL=P1-P2，则有
将式(3)或式(4)代入式(1)或式(2)可得滑阀的负载流量(压力-流量特性)方程
式中qL——负载流量；
Cd——流量系数；
W——滑阀的面积梯度(阀口沿圆周方向的宽度)；
d——滑阀阀芯凸肩直径；
xv——滑阀位移；
Ps——伺服阀供油压力；
PL——伺服阀负载压力。
图1零开口四边滑阀
对于典型两级力反馈电液伺服流量阀(先导级为双喷嘴挡板阀、功率级为零开口四边滑阀)，滑阀位移xv=Kxvi，所以其负载流量(压力一流量特性)方程
2 特性曲线及静态性能指标
由特性方程可以绘制出相应的特性曲线，并由此得到一系列静态指标参数。由特性曲线和相应的静态指标可以对阀的静态特性进行评定。
(1)负载流量特性曲线。它是输入不同电流时对应的流量与负载压力构成的抛物线簇曲线，如图2所示。负载流量特性曲线完全描述了伺服阀的静态特性。要测得这组曲线却相当麻烦，在零位附近很难测出精确的数值，而伺服阀却正好是在此处工作的。所以这些曲线主要用来确定伺服阀的类型和估计伺服阀的规格，以便与所要求的负载流量和负载压力相匹配。
(2)流量特性曲线。它是输出流量与输入电流呈回环状的函数曲线(见图3)，是在给定的伺服阀压降和零负载压力下，输入电流在正负额定电流之间作一完整的循环，输出流量点形成的完整连续变化曲线(简称流量曲线)。通过流量曲线，可以得出电液伺服阀的额定流量qR、流量增益、非线性度、滞环、不对称度、分辨率、零偏等性能指标参数。
(3)压力特性。它是输出流量为零(将两个负载口堵死)时，负载压降与输入电流呈回环状的函数曲线(见图4)。在压力特性曲线上某点或某段的斜率称为压力增益，它直接影响伺服系统的承载能力和系统刚度，压力增益大，则系统的承载能力强、系统刚度大、误差小。
(4)静耗流量特性(内泄特性)。输出流量为零时，由回油口流出的内部泄漏量称为静耗流量。静耗流量随输入电流变化，当阀处于零位时，静耗流量最大(见图5)。对于两级伺服阀，静耗流量由先导级的泄漏流量和功率级的泄漏流量两部分组成，减小前者将影响阀的响应速度；后者与滑阀的重叠情况有关，较大重叠可以减少泄漏，但会使阀产生死区，并可能导致阀淤塞，从而使阀的滞环与分辨率增大。
注：转载请与作者联系授权，作者：广州市新欧机械有限公司黄志坚教授，020-82333916