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ATOS比例換向閥DPZO-LE-271-S5 41

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當(dāng)前在電液伺服閥研制領(lǐng)域的新型材料運用,主要是以壓電元件、超磁致伸縮材料形狀記憶合金等為基礎(chǔ)的轉(zhuǎn)換器研制開發(fā)。它們各具有其自己的優(yōu)良特性。

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1.壓電元件

壓電元件的特點是“壓電效應(yīng)”:在一定的電場作用下會產(chǎn)生外形尺寸的變化,在一定范圍內(nèi),形變與電場強度成正比。壓電元件的主要材料為壓電陶瓷PZT)、電致伸縮材料(PMN)等。比較典型的壓電陶瓷材料有日本TOKIN公司的疊堆型壓電伸縮陶瓷等。PZT直動式伺服閥的原理是:在閥芯兩端通過鋼球分別與兩塊多層壓電元件相連。通過壓電效應(yīng)使壓電材料產(chǎn)生伸縮驅(qū)動閥芯移動。實現(xiàn)電-機械轉(zhuǎn)換。PMN噴嘴擋板式伺服閥則在噴嘴處設(shè)置一與壓電疊堆固定連接的擋板,由壓電疊堆的伸、縮實現(xiàn)擋板與噴嘴間的間隙增減,使閥芯兩端產(chǎn)生壓差推動閥芯移動。壓電式電-機械轉(zhuǎn)換器的研制比較成熟并已得到較廣泛的應(yīng)用。它具有頻率響應(yīng)快的特點,伺服閥頻寬甚至能達到上千赫茲,但亦有滯環(huán)大、易漂移等缺點,制約了壓電元件在電液伺服閥上的進一步應(yīng)用。

2.超磁致伸縮材料

超磁致伸縮材料(GMM)與傳統(tǒng)的磁致伸縮材料相比,在磁場的作用下能產(chǎn)生大得多的長度或體積變化。利用GMM轉(zhuǎn)換器研制的直動型伺服閥是把 GMM轉(zhuǎn)換器與閥芯相連,通過控制驅(qū)動線圈的電流,驅(qū)動GMM的伸縮,帶動閥芯產(chǎn)生位移從而控制伺服閥輸出流量。該閥與傳統(tǒng)伺服閥相比不僅有頻率響應(yīng)高的特點,而且具有精度高、結(jié)構(gòu)緊湊的優(yōu)點。在GMM的研制及應(yīng)用方面,美國、瑞典和日本等國處于水平。國內(nèi)浙江大學(xué)利用GMM技術(shù)對氣動噴嘴擋板閥和內(nèi)燃機燃料噴射系統(tǒng)的高速強力電磁閥,進行了結(jié)構(gòu)設(shè)計和特性研究。GMM材料與壓電材料和傳統(tǒng)磁致伸縮材料相比,具有應(yīng)變大、能量密度高、響應(yīng)速度快、輸出力大等特點。世界各國對GMM電-機械轉(zhuǎn)換器及相關(guān)的技術(shù)研究相當(dāng)重視,GMM技術(shù)水平快速發(fā)展,已由實驗室研制階段逐步進入市場開發(fā)階段。今后還需解決GMM的熱變形、磁晶各向異性、材料腐蝕性及制造工藝、參數(shù)匹配等方面的問題以利于在高科技領(lǐng)域得到廣泛運用。

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