ATOS比例換向閥DPZO-LE-271-S5 41

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當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、超磁致伸縮材料及形狀記憶合金等為基礎的轉換器研制開(kāi)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(diǎn)是“壓電效應”：在一定的電場(chǎng)作用下會(huì )產(chǎn)生外形尺寸的變化，在一定范圍內，形變與電場(chǎng)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(dòng)式伺服閥的原理是：在閥芯兩端通過(guò)鋼球分別與兩塊多層壓電元件相連。通過(guò)壓電效應使壓電材料產(chǎn)生伸縮驅動(dòng)閥芯移動(dòng)。實(shí)現電-機械轉換。PMN噴嘴擋板式伺服閥則在噴嘴處設置一與壓電疊堆固定連接的擋板，由壓電疊堆的伸、縮實(shí)現擋板與噴嘴間的間隙增減，使閥芯兩端產(chǎn)生壓差推動(dòng)閥芯移動(dòng)。壓電式電-機械轉換器的研制比較成熟并已得到較廣泛的應用。它具有頻率響應快的特點(diǎn)，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(diǎn)，制約了壓電元件在電液伺服閥上的進(jìn)一步應用。

2.超磁致伸縮材料

超磁致伸縮材料（GMM）與傳統的磁致伸縮材料相比，在磁場(chǎng)的作用下能產(chǎn)生大得多的長(cháng)度或體積變化。利用GMM轉換器研制的直動(dòng)型伺服閥是把 GMM轉換器與閥芯相連，通過(guò)控制驅動(dòng)線(xiàn)圈的電流，驅動(dòng)GMM的伸縮，帶動(dòng)閥芯產(chǎn)生位移從而控制伺服閥輸出流量。該閥與傳統伺服閥相比不僅有頻率響應高的特點(diǎn)，而且具有精度高、結構緊湊的優(yōu)點(diǎn)。在GMM的研制及應用方面，美國、瑞典和日本等國處于水平。國內浙江大學(xué)利用GMM技術(shù)對氣動(dòng)噴嘴擋板閥和內燃機燃料噴射系統的高速強力電磁閥，進(jìn)行了結構設計和特性研究。GMM材料與壓電材料和傳統磁致伸縮材料相比，具有應變大、能量密度高、響應速度快、輸出力大等特點(diǎn)。世界各國對GMM電-機械轉換器及相關(guān)的技術(shù)研究相當重視，GMM技術(shù)水平快速發(fā)展，已由實(shí)驗室研制階段逐步進(jìn)入市場(chǎng)開(kāi)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、參數匹配等方面的問(wèn)題以利于在高科技領(lǐng)域得到廣泛運用。