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电液伺服阀、电液比例阀及电液数字阀统称为电液控制阀，是隶属于液压控制阀大家族中的特殊阀，是近代电子技术与液压技术相结合发展的一类液压控制元件，其应用已遍及各类机械设备的自动控制领域。

本书重点介绍了电液控制阀的基本构成（电气-机械转换器、液压放大器、检测反馈机构及控制放大器）及种类，典型结构原理、技术指标及性能特点，常用典型产品及常用电液控制阀的使用要点，常用电液控制阀及系统的维护与常见故障诊断排除方法及典型案例等，并对电液控制工程自动化、智能化中目前流行采用的一些技术及元器件（PLC、变频技术、触摸屏技术、传感器技术与智能电液控制阀）进行了综合介绍。

本书立足于面向工程实际和现场应用组织材料，以追求系统性、先进性、工程性和实用性为特色，以有助于解决科研、生产、施工、管理中电液控制阀及系统的各类实际问题为目标。本书可供电液控制阀及系统的设计制造、安装调试、现场操作、使用维护、故障诊断、采购供应及机械设备管理等相关人员参阅，也可作为液压控制技术使用维护与故障诊断技术的短期培训、上岗培训教材或参考资料，还可作为高等院校机械、机电、自控类相关专业及方向师生的教学、科研参考书或实训教材。

第1章电液控制阀及系统概述 / 1

1.1控制类型及特点 / 1

1.2液压控制与液压传动的主要异同点 / 2

1.3液压控制系统的基本原理与组成 / 3

1.3.1基本原理 / 3

1.3.2组成部分 / 4

1.4电液控制系统及其类型特点 / 5

1.5电液控制阀在液压控制系统中的地位 / 6

1.6电液控制工程的新挑战与应对策略 / 6

第2章电液伺服阀及系统的使用维护 / 10

2.1电液伺服阀的基本构成 / 10

2.2电液伺服阀的类型 / 11

2.3电液伺服阀主要组成部分的原理及特点 / 11

2.3.1电气-机械转换器 / 11

2.3.2液压放大器 / 13

2.3.3检测反馈机构 / 17

2.3.4电液伺服控制放大器 / 18

2.4电液伺服阀的典型结构及其工作原理 / 24

2.4.1单级电液伺服阀 / 24

2.4.2两级电液伺服阀 / 25

2.4.3三级电液伺服阀 / 31

2.5电液伺服阀的技术性能指标 / 32

2.5.1静态特性 / 32

2.5.2动态特性 / 39

2.6电液伺服典型产品 / 40

2.7典型电液伺服控制系统 / 48

2.7.1电液伺服阀的应用概况及电液伺服控制系统的类型 / 48

2.7.2电液伺服阀控制液压缸（液压马达）的伺服系统 / 48

2.7.3液压泵控制的液压缸（液压马达）伺服系统 / 52

2.7.4典型机械设备的电液伺服控制系统 / 55

2.8电液伺服阀的使用维护要点 / 61

2.8.1电液伺服阀的选型 / 61

2.8.2电液伺服阀使用注意事项 / 64

2.9电液伺服阀及系统的常见故障诊断排除方法及典型案例 / 66

2.9.1常见故障诊断排除方法 / 66

2.9.2故障诊断排除典型案例 / 67

第3章电液比例阀及系统的使用维护 / 74

3.1电液比例阀的基本构成 / 74

3.2电液比例阀的类型 / 76

3.3电液比例阀主要组成部分的原理及特点 / 76

3.3.1电气-机械转换器（比例电磁铁） / 76

3.3.2液压放大器 / 79

3.3.3检测反馈机构 / 79

3.3.4电液比例控制放大器 / 79

3.4电液比例阀典型结构及其工作原理 / 84

3.4.1电液比例压力阀 / 84

3.4.2电液比例流量阀 / 93

3.4.3电液比例方向阀 / 98

3.4.4电液比例压力流量复合控制阀（PQ阀） / 105

3.5电液比例阀的技术性能指标 / 105

3.5.1静态特性 / 106

3.5.2动态特性 / 106

3.6电液比例阀典型产品 / 109

3.7典型电液比例控制回路及系统 / 111

3.7.1电液比例压力控制回路及系统 / 111

3.7.2电液比例速度控制回路及系统 / 116

3.7.3电液比例方向速度控制回路及系统 / 122

3.7.4多级压力调节和多级速度变换电液比例控制系统——XS-ZY-250A型注塑机比例阀液压系统 / 124

3.7.5电液比例位置控制系统 / 127

3.7.6步进梁电液比例升降控制系统 / 130

3.7.7工程机械-集装箱AGV（自动导引车）比例制动系统 / 132

3.8常用电液比例阀使用维护要点 / 133

3.8.1电液比例阀的选型 / 133

3.8.2电液比例阀的使用注意事项 / 135

3.9电液比例阀及系统的常见故障诊断排除方法及典型案例 / 137

3.9.1常见故障诊断排除方法 / 137

3.9.2电液比例压力阀和电液比例流量阀的故障及其诊断排除 / 137

3.9.3故障诊断排除典型案例 / 138

第4章电液数字阀及系统的使用维护 / 147

4.1电液数字阀的基本构成 / 147

4.1.1增量式数字阀的基本构成及其发展 / 147

4.1.2脉宽调制式高速开关阀的基本构成及其发展 / 148

4.2增量式电液数字阀主要组成部分的结构原理及其特点 / 149

4.2.1电气-机械转换器:步进电机 / 149

4.2.2驱动控制器 / 153

4.2.3液压阀主体 / 159

4.3高速开关电液数字阀主要组成部分的结构原理及其特点 / 159

4.3.1电磁铁及其他驱动器 / 159

4.3.2驱动控制器 / 163

4.3.3液压阀主体 / 165

4.4增量式电液数字阀的典型结构及其工作原理 / 166

4.4.1电液数字压力阀 / 166

4.4.2电液数字流量阀 / 168

4.4.3电液数字方向流量阀 / 171

4.4.4电液数字伺服阀 / 172

4.5高速开关电液数字阀的典型结构及其工作原理 / 174

4.5.1滑阀式高速开关阀 / 175

4.5.2转阀式高速开关阀 / 175

4.5.3电磁铁驱动的锥阀式高速开关阀 / 176

4.5.4压电晶体驱动的锥阀式高频响大流量高速开关阀 / 176

4.5.5磁控形状记忆合金（MSMA）驱动的二通锥阀式高速开关阀 / 177

4.5.6电磁铁驱动的HSV系列常闭型球阀式高速开关阀 / 178

4.5.7力矩马达驱动的球阀式高速开关阀 / 178

4.5.8双电磁铁驱动的先导式大流量高速开关阀 / 179

4.5.9水基高速电磁开关阀 / 180

4.5.10超磁致伸缩材料驱动的球阀式高速开关阀 / 181

4.5.11滑阀式双节流口并联输出大流量高速开关阀 / 182

4.6电液数字阀的技术性能指标 / 183

4.6.1静态特性 / 183

4.6.2动态特性 / 184

4.6.3电液数字阀与伺服阀及比例阀的性能比较 / 185

4.7电液数字阀典型产品 / 186

4.7.1增量式电液数字阀（日产D系列） / 186

4.7.2高速开关电液数字阀（贵州红林车用电控技术有限公司HSV系列产品） / 190

4.8典型电液数字控制系统 / 191

4.8.1滚筒洗衣机玻璃门压力机电液数字控制系统 / 191

4.8.2电液数字变量泵及泵控缸位置伺服系统 / 191

4.8.3四通滑阀闭环控制数字液压缸及其应用系统 / 193

4.8.4三通滑阀闭环控制的电液数字液压缸 / 196

4.8.5数字液压作动器及其控制的舰艇舵机系统 / 197

4.8.6电液数字伺服双缸位置同步控制系统 / 199

4.8.7高速开关阀控液压缸位置控制系统 / 199

4.8.8高速开关阀控电液位置伺服系统 / 200

4.8.9高速开关阀控滚珠旋压速度控制系统 / 201

4.8.10高速开关阀控数字液压AGC系统 / 203

4.8.11高速开关阀控液压马达调速系统 / 203

4.8.12高速开关阀控液压钻机推进系统 / 204

4.8.13单阀直控式高速开关阀液压同步系统 / 205

4.9电液数字阀的使用维护及故障诊断要点 / 206

第5章电液控制工程自动化智能化技术 / 207

5.1可编程控制器（PLC）应用技术 / 207

5.1.1PLC的应用特点 / 207

5.1.2PLC的结构组成 / 208

5.1.3PLC工作过程等效电路 / 211

5.1.4PLC的类型及性能 / 212

5.1.5PLC典型产品 / 213

5.1.6PLC控制系统及其设计要点 / 214

5.1.7PLC应用注意事项 / 216

5.2触摸屏应用技术 / 219

5.2.1触摸屏的基本原理 / 219

5.2.2触摸屏的主要类型 / 219

5.2.3触摸屏的使用要点 / 221

5.2.4触摸屏PLC一体机 / 223

5.3变频器应用技术 / 224

5.3.1变频器的作用及结构原理 / 224

5.3.2变频器的分类与应用领域 / 227

5.3.3变频器的操作面板和接线端子 / 227

5.3.4变频器的应用要点 / 229

5.4传感器应用技术 / 230

5.4.1传感器的作用、组成及其分类 / 230

5.4.2传感器的性能及选型 / 231

5.5电液控制系统中PLC-传感器-触摸屏-变频器综合应用案例 / 234

5.5.1带式输送机张紧装置电液伺服系统中PLC-传感器-触摸屏应用技术 / 234

5.5.2电液数字液压缸的PLC控制应用技术 / 235

5.5.325t专用压力机电液伺服系统PLC-传感器应用技术 / 239

5.5.4船用液压锚机控制系统的PLC-变频器-触摸屏-传感器应用技术 / 241

5.5.5液压锚杆钻机变频调速控制系统的PLC-变频器-触摸屏-传感器应用技术 / 244

5.5.6板料液压成形压机的PLC-变频器-传感器应用技术 / 246

5.5.7轮胎里程试验电液比例负载控制系统的PLC-变频器-传感器-人机界面应用技术 / 248

5.5.880MN锻造液压机电液比例控制系统的PLC-传感器-人机界面应用技术 / 250

5.5.9电液位置伺服系统的PLC-传感器应用技术 / 253

5.5.10大型构件压力试验机电液伺服力控制系统的PLC-传感器应用技术 / 256

5.5.11500kN恒力压力机电液伺服控制系统的PLC-传感器-触摸屏应用技术 / 258

5.6智能电液控制阀 / 260

5.6.1智能电液控制阀简介 / 260

5.6.2基于双阀芯控制技术的ZTS系列智能液压阀 / 264

5.6.3基于数字控制器的DSV数字智能阀 / 265

5.6.4分布智能的数字电子液压阀及系统 / 266

5.6.5基于模糊自调整PID智能控制模块的智能数字流量阀 / 268

5.6.6基于智能材料驱动器的智能电液控制阀 / 268

5.6.7磁流变液智能控制阀 / 270

参考文献 / 274

张利平

从事流体传动及控制技术工作近40年（含工科高校教学与科研工作37年），曾任中国力学会流控专委会液压气动技术交流开发中心特聘理事,化工出版社机电分社首届专家委员会委员。完成增量式电液数字控制阀、制冷机械管件液压气动自动成型机床、管道卷压成型机电液伺服控制系统、制药机械电液比例控制系统、发动机缸体加工生产线液压气动系统PLC控制及淬火机床液压系统等科研设计项目多项，获两项中国专利。

著有《液压阀原理使用与维护》、《液压气动系统设计手册》、《液压元件与系统故障诊断排除典型案例》和《典型气动系统应用120例》及高校教材《液压气压传动与控制》等多部，三部获中国石化工业优秀科技图书一等奖，一部获机械部科技信息研究院科技进步三等奖。在国内外发表论文60余篇。

在长期为工矿企业液压气动系统进行方案论证拟定、设计制造、安装调试与故障诊断及技术培训等多种服务中，积累了丰富工程实践经验，涉足过的液压气动机械有机床及生产线、压力加工、电力煤炭、石油化工天然气、橡塑轻工、纺织纸业烟草及制药、车辆与工程机械、矿山冶金、飞机与河海、建材建筑等。

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编辑推荐

《电液控制阀及系统使用维护》立足于面向工程实际和现场应用组织材料进行编写，以追求系统性、先进性、工程性和实用性为目标，以有助于解决科研、生产、施工、管理中电液控制阀及系统的各类实际问题为特色。

《电液控制阀及系统使用维护》重点介绍了电液控制阀的基本构成（电气机械转换器、液压放大器、检测反馈机构及控制放大器）及种类，典型结构原理、技术指标及性能特点，常用典型产品及 常用电液控制阀的使用要点，常用电液控制阀及系统的维护与常见故障诊断排除方法及典型案例等，并对电液控制工程自动化、智能化中目前流行采用的一些技术及元器件（PLC、变频技术、触摸屏技术、传感器技术与智能电液控制阀）进行了综合介绍。

前言

电液伺服阀、电液比例阀和电液数字阀统称为电液控制阀，是隶属于液压阀大家族中的特殊阀，是近代电子技术与液压技术相结合发展的一类液压控制元件。与各种普通液压阀相比，电液控制阀具有以下显著特点：电液一体化，功率放大系数高，可对被控对象进行连续控制，易于实现闭环控制，易于实现计算机控制等；通过计算机容易构成以电子电气和检测传感为神经，以液压为筋肉的智能化电液控制系统，具有很大的灵活性与广泛的适应性，并在数控机床及加工中心、通信导航、航空航天航海、车辆船舶、军用装备等机械装备的工程实际中得到普遍应用。尽管新世纪液压控制面临着来自绿色环保和电气控制技术的新竞争和新挑战，但由电液控制阀构成的电液控制系统仍然不失为液压控制中的主流系统。与普通液压阀及其构成的液压传动系统相比，电液控制阀及系统的结构原理更为复杂，不仅与流体动力学相关，还与机械学、电子学、电磁学、材料学、物理化学等多种专业技术相关，对设计制造、组装调试、运转维护和故障诊断甚至购销管理等相关从业人员都具有较高的综合要求。为了适应液压控制技术智能化、网络化的发展进步，满足液压行业各类从业人员在“中国制造2025”、人工智能及互联网 先进制造等规划实施中，对电液控制工程技术学习提高、使用维护及培训教学的不同需求，作者总结了40年液压传动控制技术教学科研经验心得，特别是近年来为相关企业进行电液控制科研项目攻关与解决液压控制工程现场技术问题的经验，并收集了在国内外旅居、观展及讲学所见所闻的实用材料，编写成《电液控制阀及系统使用维护》 一书。

本书共分5章。第1章着重介绍液压控制系统的基本原理、构成及电液控制阀在液压控制中的作用和地位，简要介绍液压控制的技术与发展趋势；第2章、第3章和第4章重点介绍电液控制阀的基本构成（电气-机械转换器、液压放大器、检测反馈机构及控制放大器）及种类，典型结构原理、技术指标及性能特点，常用典型产品及常用电液控制阀的使用要点，常用电液控制阀及系统的维护与常见故障诊断排除方法及典型案例等，第5章对电液控制工程自动化、智能化中目前流行采用的一些技术及元器件（PLC、变频技术、触摸屏技术、传感器技术与智能电液控制阀）进行了综合介绍。

本书立足于面向工程实际和现场应用组织材料，以追求系统性、先进性、工程性和实用性为特色，以有助于解决科研、生产、施工、管理中电液控制阀及系统的各类实际问题为目标。作者已用上述主要内容材料对相关企业的现场工作人员进行过技术培训并取得了良好效果。本书可供电液控制阀及系统的设计制造、安装调试、现场操作、使用维护、故障诊断、采购供应及机械设备管理等相关人员参阅，也可作为液压控制技术使用维护与故障诊断技术的短期培训、上岗培训教材或参考资料，还可作为高等院校机械、机电、自控类相关专业及方向师生的教学、科研参考书或实训教材。

本书由张利平编著。张秀敏、张津、山峻参与了本书的前期策划及资料搜集整理、部分文稿的录入校对整理工作。王金业、刘鹏程、向其兴、刘健等为本书精心绘制了部分插图。

本书的编写工作得到了多位业内同仁和作者的同事田志刚等以及学生、学员的支持和帮助，在此对他们以及参考文献的各位作者表示诚挚谢意。书中的不当之处，欢迎流体传动与控制同行专家及读者不吝指正。

编著者