射流管伺服阀的原理特性及应用
摘要：射流管伺服阀是射流管伺服系统中的核心元件。它承担着电气部分和液压部分的桥梁作用,能将几毫安的微弱电控信号转换成几十马力以上的液压功率输出,驱动各样的负载,进行位置控制、速度控制和施力控制等。论述了射流管伺服阀结构原理，分析了射流管伺服阀特点与国内外研究现状，介绍了射流管伺服阀在相关领域的应用，提出了射流管伺服阀的发展趋势。为研发人员设计射流管伺服阀提供了借鉴。
关键词：射流管伺服阀；原理；研究现况；应用；发展趋势
中图分类号:TH137.53+1文献标志码：A
Principle and application of jet pipe servo valve
Tang Yue
（College of mechanical Engineering,Zhejiang University of Technology,Zhejiang Hangzhou）
Abstract: jet pipe servo valve is the key component of electro-hydraulic servo system. It plays a role as a bridge of electric part and hydraulic part, the weak electrical control signal is converted into a few milliamps hydraulic power output horsepower more than dozens of kinds, driving load, position control, speed control and force control etc.. Discusses the principle of jet pipe servo valve structure, analysis and research status of jet pipe servo valve characteristics, introduces the application of jet pipe servo valve in the relevant field, put forward the development trend of jet pipe servo valve. It provides reference for the design of jet pipe servo valve.
Key words：jet pipe servo valve；principle；research status；application；development trend
1、 前言
电液伺服阀是电液伺服系统中的核心元件。它承担着电气部分和液压部分的桥梁作用，能将几毫安的微弱电控信号转换成几十马力以上的液压功率输出，驱动各样的负载，进行位置控制、速度控制和施力控制等。
从图中可见，在电液伺服控制系统中，输入指令通过放大器转换成控制信号传递给电液伺服阀，电液伺服阀将电信号转换成相应的液压功率输出，驱动执行机构进行相应动作。反馈传感器检测相应反馈信号并输入伺服阀放大器与输入信号作比较，其差值经放大后输出给电液伺服阀控制执行机构运动直到输入信号与反馈信号一致为止。可见，电液伺服阀作为一个可靠的桥梁，将机动灵活的“电子脑”(伺服放大器)与强大有力的躯体(执行机构)
有力地
连接起来。它有机地结合了精密机械、电子技术和液压技术，具有控制精度高、响应快、体积小、重量轻、功率放大系数高和直线性好等优点，是用途极为广泛的军民结合的典型高精度液压自动控制元器件。由于电液伺服阀在电液伺服控制系统中起着犹如，’J自脏”的作用，所以在国内外受到特别重视。
电液伺服阀的种类比较多，分类方法也较多，有按输出液压模拟量分的；也有按级数分的。根据输出液压模拟量基本分为电液流量伺服阀和电液压力伺服阀两大类。简称为“流量伺服阀”和“压力伺服阀”。而按级数可分为单级伺服阀、两级伺服阀、三级伺服阀。
目前国内伺服阀中使用较多的为两级伺服阀，其中前置级为喷嘴挡板式的喷嘴挡板伺服阀与前置级为射流管式的射流管伺服阀使用最为普遍。然而喷嘴挡板伺服阀由于其抗污染性较差，正逐渐被射流管伺服阀替代。射流管伺服阀具有抗污染性能好、高可靠性、高分辨率等特点，在国外的军用领域及可靠性要求较高的民航、发电场合使用非常广泛。但由于其结构复杂、加工难度高、性能不易预测、设计制造困难且国外一直进行技术封锁等原因，国内发展比较缓慢。
2、 射流管伺服阀原理
射流管电液伺服阀是力反馈两级流量控制阀，其结构原理见图2.1。力矩马达采用永磁结构，弹簧管支承着衔铁射流管组件，并使马达与液压部分隔离，所以力矩马达是干式的。前置级为射流放大器，它由射流管与接受器组成。当马达线圈输入控制电流，在衔铁上生成的控制磁通与永磁磁通相互作用，于是衔铁上产生一个力矩，促使衔铁、弹簧管、喷嘴组件偏转一个正比于力矩的小角度。经过喷嘴高速射流的偏转，使得接受器一腔压力升高，另一腔压力降低，连接这两腔的阀芯两端形成压差，阀芯运动直到反馈组件产生的力矩与马达力矩相平衡，使喷嘴又回到两接受器的中间位置为止。这样阀芯的位移与控制电流的大小成正比，阀的输出流量就比例于控制电流了。 [1]
图2.1CSDY型伺服阀结构原理图
3、 射流管伺服阀特性
3.1 抗污染性
射流管伺服阀是靠射流喷嘴喷射工作液，将压力能变成动能，控制两个接受孔获得能量的比例来进行力的控制。这种方式的阀射流喷嘴大，由污粒等工作液中杂物引起的危害小，抗污染能力强。且射流管式液压放大器的压力效率及容积效率高，一般为70%以上，有时也可达到90%以上的高效率，输出控制力(滑阀驱动力)大，提高了抗污染能力。其次由于射流管式先导级比喷嘴挡板式的控制力大，所以射流管式伺服阀阀芯的直径和行程，比喷嘴挡板式的大而长，故其驱动力也越大，即使有一点杂物和污粒，滑阀级也能顺利工作，进一步提高了抗污染能力。自动化程度越高的系统对其关键控制元件的可靠性要求也高。众所周知，油液的污染度始终是液压控制系统的致命伤。MOOG公司的(伺服射流管)先导控制技术在这一方面取得了可喜进展[2]。在保证先导阀的控制流量，控制功率及响应频率不变甚至更优的前提下，servojet(伺服射流管)内部的关键间隙尺寸与传统的喷嘴挡板阀相比几乎提高了一个数量级，这使得servojet(伺服射流管)伺服阀的整体可靠性有了极大提高。目前在矿山机械行业，servojet(伺服射流管)伺服阀已经开始全面取代传统的MFB双喷嘴挡板机机械反馈式电液伺服阀。
3.2 可靠性
由于射流管是在喷嘴的下游进行力控制，当喷嘴被杂物完全堵死时，因两个接受孔均无能量输入，滑阀阀芯的两端面也没有油压的作用，反馈弹簧的弯曲变形力会使阀芯回到零位上，伺服阀可避免过大的流量输出，具有“失效对中”能力，并不会发生所谓的“满舵”现象。另外其先导级在工作时会产生磨蚀，与喷嘴挡板式比较，其磨蚀的产生与性能变化的程度低于喷嘴挡板阀，其接受器的尖边即使经高压油长期冲刷凹陷下去，但仍有分水岭的作用，只要其与喷嘴的距离不大于喷嘴直径的3.5倍，对伺服阀性能的影响非常小。射流管式伺服阀的力矩马达零件全部采用压配及焊接结合成一体，并经严格的时效处理消除内应力，结构牢固稳定，零位漂移小，更能承受强冲击及振动。根据上述，说明其具有较高得稳定性、可靠性。高于双喷嘴挡板阀。
3.3 使用寿命
射流管阀的使用寿命按一般标准规定为5000h或107次，实际寿命统计数据较少。国外有1971年统计的波音公司对9000台ABEX410伺服阀7年时间追踪调查，其结果详见表3.1 [3]
表3.1410射流管伺服阀实际使用情况
注:84个故障中，83个因密封圈年久老化漏油所致，而阀性能良好。
根据此表射流管伺服阀的平均检测时间为35700h，平均故障间隔时间为115000h。而在工业使用场合，像飞机上那样准确记录的不多，不过也有在汽轮机调速器上使用的射流管伺服阀，在8年间无故障运行时间约63000h，并有在继续使用的例子。
[4]
4、 国内外发展现况
4.1 国外射流管伺服阀发展
在二战前夕，随着各国工业技术发展的需要，液压控制技术出现了突飞猛进地发展，射流管电液伺服阀原理及喷嘴挡板电液伺服阀原理均是当时发明的。
到二战末期，随着控制理论的成熟及军事应用的需要，伺服阀的研制和发展取得了巨大成就。1953年至1955年间，发明了机械反馈式两级电液伺服阀及双喷嘴两级电液伺服阀；1957年发明了射流管两级电液伺服阀[5]。
射流管电液伺服阀是美国五十年代末，由当时的Abex公司根据在低压自控系统中长期使用射流管的经验研制生产而来的，由于当时的射流管技术在高压上还存在一些问题，且主要靠试验摸索，某些性能还不如当时的美国Moog公司生产的喷嘴挡板电液伺服阀，所以在推广使用方面进展较慢。直到六十年代，在解决了技术关键，提高了产品性能后，尤其在美国的军用飞机和民航客机以及各发电设备使用后，才迅速发展成为世界上电液伺服阀三大名牌产品之一，其主要型号为Abex400系列等。从国外发表的文献上可得，到1971年8月，世界上的上百家民航公司就使用了9000个以上的Abex41O伺服阀，其民航主要使用对象如下表
1
在军用飞机上Abex射流管伺服阀的使用情况不得而知，但曾在越南战场被打下的F-4鬼怪式战斗机上发现过Abex410型射流管伺服阀[6]。
Abex公司并入Parker公司后，其射流管伺服阀型号改为Parker400系列，广泛应用于航空领域，在近几年的航空展上，均能在Parker公司的展台上看到射流管伺服阀的身影。目前能了解到得主要应用场合如表2。
日本从七十年代开始重视射流管电液伺服阀的研制生产，为了给制造Abex射流管伺服阀创造条件，还曾大量购进Abex的射流管伺服阀并低价推销使用，以便取得用户的信任后投入生产。不久，日本的岛津公司就成为Abex公司射流管伺服阀的主要生产商之一。世界上最大的伺服阀生产商美国Moog公司在六十年代前一直生产喷嘴挡板伺服阀。
从七十年代起，为了进一步提高电液伺服阀的稳定可靠性和寿命，研制了自己的射流管伺服阀产品，其主要型号为:208A、2llA、214、215A、218、225A、225B、231、240、242、261等。由于该产品属军品，并未对国内推广，对产品使用场合了解不多。
而MTS、HONEYWELL等公司的射流管式电液伺服阀亦已广泛应用于航空、航天等高端领域，由于保密的原因，相关情况了解不多，只是从最近解密的美国空军的电液伺服阀和电液伺服机构的研究报告及进口的国外发动机上了解其应用情况。
在欧洲目前了解到的生产射流管伺服阀的公司为IN-LHC公司，生产射流管伺服阀的规格型号特别多，广泛运用于航空、航天及工业场合。其用于航空场合的情况如表3。
此外俄罗斯也研制了自己的射流管伺服阀，并在其研制的射流管式伺服阀阀芯两端设计了双冗余位置传感器，用来检测阀芯位置。一旦出现故障信号可立即切换备用伺服阀，大大提高了系统的可靠性，此种两余度技术已广泛的应用于该国苏-27飞机、运载火箭各航空航天行业。
4．2国内射流管伺服阀发展
国内电液伺服阀的发展起始于五十年代末，当时北京机床研究所曾研制过以日本精密株式会社的3F伺服阀为原型的喷嘴挡板电液伺服阀，后因故停产。六十年代初，当时的七机部(航天部)根据得到的美国未爆炸导弹上的伺服阀，研制了喷嘴挡板电液伺服阀并应用到火箭和导弹的控制系统中。目前喷嘴挡板电液伺服阀在国内军民品市场的应用比较广泛，研制生产的单位亦较多。主要为:中航工业第六〇九研究所、中航工业第六一八研究所、航天十八所、航天八一二所、陕西秦峰液压有限责任公司、北京机床所精密机电有限公司等[7]。
国内射流管电液伺服阀的研制起始于六十年代末，由当时三机部(航空部)长春一一三厂等单位联合研制，并研制出一台样机，后因种种原因停产。中航工业第六〇九研究所是目前国内生产电液伺服阀产量最大的企业，当时在确定该企业伺服阀的发展方向时，曾对射流管电液伺服阀和喷嘴挡板电液伺服阀的特点作了分析。认为:喷嘴挡板电液伺服阀具有性能优良、线性好、零漂小等优点，虽有喷挡间隙小易堵塞等缺点，但可以通过提高系统过滤精度等方法来解决。而射流管电液伺服阀虽有抗污染能力强、失效对中等优点，但在工艺上存在一定难点，故当时重点的发展目标为喷嘴挡板电液伺服阀。其余的航空航天领域生产伺服阀的企业，基于同样的考虑，生产的伺服阀也均为喷嘴挡板电液伺服阀[8]。
中船重工第七〇四研究所是为舰船设备配套电液伺服阀的，自六十年代中，七〇四研究所研制减摇鳍装置以来，遇到的技术难关是电液伺服阀控制系统，其中最主要的技术关键是没有适合舰船环境条件和使用要求的电液伺服阀。由于舰船的环境条件比较恶劣，油液净度差，喷嘴挡板电液伺服阀无法适应，经常发生“堵、卡、漂”的故障，七十年代初，舰船上各种装备先后使用过航空型、陆用型及当时的GMZ型“船用”电液伺服阀，但都未能满足舰船环境条件和使用要求，因而使舰船装备故障接连不断，无法正常运行。七四年前由于GMZ伺服阀的故障曾使多条舰船先后出现过严重险情，军委、科委、工办和原六机部责成四四一厂、七〇四所和上海交通大学组成攻关组限期攻克GMZ型伺服阀的可靠性技术关键。由于时间短、条件差又无技术储备，只能作为过渡性的措施，在GMZ型原有的基础上做了局部改进，在可靠性方面有所提高。七〇四所在一九七五年根据舰船环境条件和使用要求，提出了研制船用射流管式电液伺服阀的选型论证报告，一九七六年列入科研计划，一九七七年列入七院重点项目投入试制试验，一九七九年底研制出初样，一九八一年完成通过全面鉴定试验和技术鉴定。经过几十年为舰船配套及在工业控制场合的使用，证明七〇四研究所研制的射流管电液伺服阀主要性能指标上已达到国外先进水平。近年来，随着我国科技工业水平的提高，对电液伺服阀的抗污染性及可靠性要求也越来越高；同时，根据过去我国各类飞行器的使用经验，油液污染度控制达到喷嘴挡板电液伺服阀的要求难度亦较大，需花费大量的时间精力，影响装备的快速反应能力。因此，抗污染能力强的射流管电液伺服阀成了各航空航天单位配套电液伺服阀的首选，其需求量不断增大。
5、 射流管伺服阀应用
5.1 射流管伺服阀在矿山机械中应用
矿山机械是以大型设备为主要特点，要求优良的液压系统，以保证这些大型设备的高效率运行。
地下矿山的生产较露天更为矿山复杂。由于井下生产的空间窄小，使生产设备环境潮湿、阴暗，粉尘大、噪音大、振动大、并有塌方的危险，工作条件十分恶劣。随着社会的进步和科学技术的发展，生命的安全与财产安全问题越来越受到人们的重视[9]。首先，处在重载、高速等环境下工作的矿山机械如果出现故障，就可能导致如绞车损坏、钢丝绳断裂、跑车、皮带机着火等恶性事故的发生；其次，随着采矿工业机械化程度的提高，特别是大型和重型机械进入采矿场所，安全隐患对其操作和周围人员伤害的可能性也在增大。因此，对矿山机械的连续工作能力和可靠性要求很高。
由于矿山机械的工作环境有很多的粉尘，射流管伺服阀的抗污染性在矿山机械的应用上发挥出了很大的优势。从国内某大型煤矿的选煤机使用射流管伺服阀情况可以得到说明:电液伺服阀在该装置上用于控制选煤机筛子的振动幅度和振动频率。选煤机的工作环境有很强的粉尘污染，并且选煤机的工作要求有高频的振动，这就对电液伺服阀在恶劣工况下的工作可靠性提出了较高要求。该选煤机以前使用的是国外某公司的伺服比例阀，价格昂贵、交货期长、售后服务也非常昂贵。而且该阀使用时无法适应该矿的恶劣环境，一般3个月左右就会出故障，维修成本非常高。
2008年该煤矿试用了中船重工第七〇四研究所的射流管伺服阀，从使用的效果来看，至今未出现故障，并且成本比国外阀降低了将近1/3。由于采矿一般是一系列的大型设备和多人参与的连续性作业，所以对设备可靠性要求也非常高，射流管伺服阀的可靠性也是对这个要求的最好保证[10]。国内外矿山机械上大量使用射流管电液伺服阀。原因是该产品具有零位稳定(在高强度冲击、振动、颠震环境条件下)，抗污染能力强，不跑舵，安全可靠，寿命长的独特优点。
5.2 射流管伺服阀在国内应用
由于射流管伺服阀设计制造均有一定难度以及国外对中国射流管技术的限制，目前国内成批量生产、研制伺服阀的只有中船重工第七〇四研究所。七〇四研究所生产的CSDY系列射流管流量伺服阀已研制了三十多年，其生产工艺、性能指标都已达到或接近国外同类产品，已广泛用于航空、航天、舰船及其它工业场合。目前该产品已开始在矿山机械等各种场合应
用，如采矿领域的牙轮钻机、矿用自卸液压车等场合。
七〇四研究所新研制的射流管压力伺服阀已初见成效，其前置级采用射流放大器，抗污染能力强，可应用于采煤机液压系统[11]。之前国内的压力伺服阀无一例外均采用喷嘴挡板式结构，然而这存在一个致命缺点，即抗污染能力差，这是系统中的一大隐患。射流管压力阀的成功研制，弥补了喷嘴挡板压力伺服阀在压力控制方面的缺陷，提高了系统的可靠性和稳定性。
6、 发展趋势
从发展趋势来看，由于电液伺服阀产品具备高技术产品的特征，主要体现在其技术含量高、应用范围广和市场不断增长等方面，射流管电液伺服阀克服了一般电液伺服阀抗污染能力差的缺点，并提高了其性能指标特别是低压特性及分辨率，使其应用领域更为广阔。特别在冶金、公路机械、造纸等领域，使用环境条件比较差常容易出故障，为抗污染能力较强的射流管电液伺服阀提供了用武之地[12]。而在试验机行业，因对分辨率的要求比较高，较适合射流管伺服阀使用。另外射流管伺服阀的低压工作压力特性，又较适合经常工作在低压状况下的电厂汽轮机及航空发动机控制系统中。
由于射流管技术能用于国防科技工业中，提高我国武器装备的技术水平，故国外一直对射流管技术进行技术封锁[13]。目前国内进口的电液伺服阀大多为喷嘴挡板电液伺服阀及其它比例伺服阀，射流管电液伺服阀只能随民航客机、发电装置等主机配套进口。
从2006年起Moog公司在中国市场大力推广以射流管为前置级的660系列伺服比例阀用于工业场合，并认为射流管技术有替代双喷嘴挡板技术的趋势。
图6.1为Moog公司在产品发布会上介绍的电液伺服阀发展趋势图，根据图示Moog公司认为射流管伺服阀将取代喷嘴挡板伺服阀，最终发展方向为射流管电反馈伺服阀。
图6.1 电液伺服阀发展趋势图
从国内射流管电液伺服阀的发展趋势来看，随其在航空航天领域需求的不断增长，国内伺服阀生产厂家均加大了对射流管伺服阀的开发研究。中航工业第六〇九所、中航工业第六一八所、航天一院十八所等都投入力量进行了射流管电液伺服阀的研制工作[14]。中船重工第七〇四研究所在几十生产射流管电液伺服阀的基础上，积极开拓航空航天市场，根据市场需要研制开发多款新品。根据国内外射流管电液伺服阀的发展趋势，其今后主要的发展产品为以下几种:
6.1 射流管电反馈伺服阀
根据世界最大的伺服阀生产厂家美国M000公司对电液伺服阀技术发展的定位，伺服阀最终发展方向为射流管电反馈伺服阀。近年来，随着伺服阀技术的发展，现代伺服阀的概念与传统伺服阀相比有了一定的变化。现代伺服阀是集机械结构、传感器和电控器为一体的阀系统。反馈环节采用位移传感器来反映阀芯位置的电反馈伺服阀即为此类代表。典型结构为MOOG公司079系列的电反馈三级伺服阀。由于集成电子电路的飞速发展，使得调节方便、频率响应高的电反馈伺服阀大有取代机械反馈伺服阀的趋势。最近，Moog公司又着重推广采用射流管技术的D661至D665系列的电反馈伺服比例阀，并认为它代表了将来伺服阀的发展方向[15]。
目前国内己有多家伺服阀生产厂家借鉴国外的电反馈伺服阀的生产经验，研制了多款电反馈伺服阀。其中中船重工第七〇四研究所等厂家亦已研制出了射流管电反馈伺服阀并推向市场。从产品性能来看，其滞环、线性度、分辨率、频率响应等指标有所提高，但性能稳定性及批产能力方面存在某些问题。
6.2 射流管压力伺服阀
射流管压力伺服阀是指前置级采用射流管液压放大器结构的电液压力伺服阀，用于输出与输入电流成比例的控制压力，主要应用于飞机电子防滑刹车系统和工业控制场合的施力系统中。
长期以来电液压力伺服阀均为双喷嘴挡板结构，在使用中存在抗污染能力差的问题。为此，国外研制了射流管压力伺服阀并应用于波音737、波音757等民航客机。第七〇四研究所借鉴国外的先进经验，研制了国内首台射流管压力伺服阀并形成了多种型号，在多款机型的飞机自动刹车控制系统中配套使用[16]。该产品成功的将射流管技术应用于压力伺服阀，弥补了喷嘴挡板压力伺服阀在抗污染能力方面的缺陷，填补了国内射流管压力伺服阀研制方面的空白。该产品不仅具有射流管伺服阀的抗污染性高的特点，且设置了先导控制级，提高了产品的控制精度及性能稳定性。
6.3 插装式射流管伺服比例阀
插装式高压大流量比例阀是国外最新的创新理念，随着世界液压技术的发展，所需输出的功率越来越大，传统的电液伺服比例阀流量较小，己不能满足大型液压系统的需要，采用电液伺服比例和插装阀集成控制技术，可以很好的解决该问题。目前在中、大功率的液压传动与控制领域，电液伺服比例控制技术和插装阀技术的和谐结合已成主流，突出体现了重大工程和装备核心技术和总体水平。
目前虽然我国已在大型工程装备中普遍使用电液伺服比例控制技术结合插装阀技术，但在作为大型液压系统的核心技术和能力的基础关键元器件—大流量高频响高压电液伺服比例阀，无论在规格、品种和性能水平还是在规模、质量和品牌方面与国外领先者有较大的差距。国内还无成规模的生产电液伺服比例控制技术和插装阀技术相结合的产品—高频响大流量电液伺服比例阀[17]。
国外的各大公司均有相关的产品，而且规格型号较多。如ATOS公司的ILZQ*系列插装式比例阀；BoschRexroth公司的PSE系列、CPV系列插装式比例阀，WRC系列插装式伺服比例阀。Vickers公司的CVU系列插装式比例阀。该类产品根据先导阀的种类分为电液比例插装阀和插装式伺服比例阀两种。其中先导级采用比例阀的电液比例插装阀与先导级为伺服阀的插装式伺服比例阀相比，其动态响应频率较低，一般为20Hz左右；而插装式伺服比例阀的频率较高，一般可达100Hz左右。采用插装形式的伺服比例阀控制流量较大，在压差为5bar时，一般最大通径时最大流量均有上千升。其中ATOS公司的LIZQ*系列插装式比例阀最大流量可达7200L/min(100mm通径)；BoschRexroth公司的WRC系列插装式伺服比例阀最大流量可达1800OL/min(160mm通径)；根据Moog公司的介绍材料其采用661系列伺服比例阀作为先导级的插装式伺服比例阀最大流量可达23000L/min。目前，国外各大公司的插装式伺服、比例阀产品已广泛应用于液压工业中大流量的开环或闭环控制。如:锻压机、注塑机、吹塑机、陶瓷压机、冲孔机、中型剪切机、硬模铸造机和轧板设备[18]。
目前国内还没有利用插装阀技术来生产电液比例阀和电液伺服比例阀的厂家，但已有厂家开展了这方面的工作。中船重工第七〇四研究所利用原有的几十年研究射流管技术及插装阀技术的优势，研制前置级为射流管电液伺服阀的高频响大流量插装式射流管伺服比例阀，力争使产品性能达到当代国际前沿水平。
7、 结论
射流管式伺服阀具有抗污染能力强、受先导级腐蚀影响小、可靠性高等特点。射流管伺服阀在抗污染能力等可靠性特性方面均高于喷嘴挡板阀。由于射流管伺服阀的工作稳定性和耐久性好，目前已在矿山机械、航空、航天等领域场合进行了应用。相信随着射流管伺服阀的应用越来越广泛，在航空航天及各类工业控制场合都会有广阔的应用前景
参考文献：
[1]张继义．CSDY型射流管电液伺服阀[J] ．机电设备， 1995(2)．
[2]王占林．液压伺服控制[M]．北京: 航空航天大学出版社，1987．
[3]王春行．液压控制系统[M]．北京：机械工业出版社，1999．
[4]Bernard Johnson．Hydraulic Servo Control Valves (Part2 An investigation of a number of reprentativeelectrohydraulic servo valves) [R]．United States Air Force，1956．
[5]田源道．电液伺服阀技术[M]．北京:航空工业出版社，2008．
[6]康双琦，江林秋．电液伺服阀的发展历史及研究现状分析［J］．资治文摘(管理版)，2009( 5) : 20-22．
[7]黄增等．射流管式电液伺服阀与喷嘴挡板式电液伺服阀比较[J]．流体传动与控制，2007(4)：43～45．
[8]何友文．俄罗斯伺服技术的发展[J]．
[9]郑晓舟，王刚，张立文．大型汽轮机组DEH系统电液伺服阀的应用及维护[ J]．中国电力，1999(32)．
[10]耀保．射流管电液伺服阀研究进展报告（专利、技术论文、产品）[R]．上海:同济大学，2011．
[11]赵康．射流管伺服阀流场建模与特性研究[D]．武汉：武汉科技大学，2015．
[12]Richard D．Bartholomew，Huntsville Ala．Optical feedback loop system for a hydraulic servovalve: US4660589A[P]．1987-4-28．
[13]Kenneth E． Hart． Hydraulic warming system for use in low ambient temperature applications: US6397590B1 [P]．2002-6-4．
[14]雷天觉．新编液压工程手册（上）[M]．北京理工大学出版社，1998．
[15]王占林．近代电气液压伺服控制[M]．北京: 航空航天大学出版社，2005．
[16]任光融．电液伺服阀制造工艺[M]．北京:宇航出版社，1988．
[17]李致远，等．喷嘴挡板伺服阀中液压全桥液导比的取值研究[J]．液压气动与密封，2016(11)．
[18]章敏莹，方群，金瑶兰，等．射流管伺服阀在航空航天领域中的应用[J]．机床与液压，2009，37(11):I0018 －I0021．
射流管伺服阀的原理特性及应用
摘要：射流管伺服阀是射流管伺服系统中的核心元件。它承担着电气部分和液压部分的桥梁作用,能将几毫安的微弱电控信号转换成几十马力以上的液压功率输出,驱动各样的负载,进行位置控制、速度控制和施力控制等。论述了射流管伺服阀结构原理，分析了射流管伺服阀特点与国内外研究现状，介绍了射流管伺服阀在相关领域的应用，提出了射流管伺服阀的发展趋势。为研发人员设计射流管伺服阀提供了借鉴。
关键词：射流管伺服阀；原理；研究现况；应用；发展趋势
中图分类号:TH137.53+1文献标志码：A
Principle and application of jet pipe servo valve
Tang Yue
（College of mechanical Engineering,Zhejiang University of Technology,Zhejiang Hangzhou）
Abstract: jet pipe servo valve is the key component of electro-hydraulic servo system. It plays a role as a bridge of electric part and hydraulic part, the weak electrical control signal is converted into a few milliamps hydraulic power output horsepower more than dozens of kinds, driving load, position control, speed control and force control etc.. Discusses the principle of jet pipe servo valve structure, analysis and research status of jet pipe servo valve characteristics, introduces the application of jet pipe servo valve in the relevant field, put forward the development trend of jet pipe servo valve. It provides reference for the design of jet pipe servo valve.
Key words：jet pipe servo valve；principle；research status；application；development trend
1、 前言
电液伺服阀是电液伺服系统中的核心元件。它承担着电气部分和液压部分的桥梁作用，能将几毫安的微弱电控信号转换成几十马力以上的液压功率输出，驱动各样的负载，进行位置控制、速度控制和施力控制等。
从图中可见，在电液伺服控制系统中，输入指令通过放大器转换成控制信号传递给电液伺服阀，电液伺服阀将电信号转换成相应的液压功率输出，驱动执行机构进行相应动作。反馈传感器检测相应反馈信号并输入伺服阀放大器与输入信号作比较，其差值经放大后输出给电液伺服阀控制执行机构运动直到输入信号与反馈信号一致为止。可见，电液伺服阀作为一个可靠的桥梁，将机动灵活的“电子脑”(伺服放大器)与强大有力的躯体(执行机构)
有力地
连接起来。它有机地结合了精密机械、电子技术和液压技术，具有控制精度高、响应快、体积小、重量轻、功率放大系数高和直线性好等优点，是用途极为广泛的军民结合的典型高精度液压自动控制元器件。由于电液伺服阀在电液伺服控制系统中起着犹如，’J自脏”的作用，所以在国内外受到特别重视。
电液伺服阀的种类比较多，分类方法也较多，有按输出液压模拟量分的；也有按级数分的。根据输出液压模拟量基本分为电液流量伺服阀和电液压力伺服阀两大类。简称为“流量伺服阀”和“压力伺服阀”。而按级数可分为单级伺服阀、两级伺服阀、三级伺服阀。
目前国内伺服阀中使用较多的为两级伺服阀，其中前置级为喷嘴挡板式的喷嘴挡板伺服阀与前置级为射流管式的射流管伺服阀使用最为普遍。然而喷嘴挡板伺服阀由于其抗污染性较差，正逐渐被射流管伺服阀替代。射流管伺服阀具有抗污染性能好、高可靠性、高分辨率等特点，在国外的军用领域及可靠性要求较高的民航、发电场合使用非常广泛。但由于其结构复杂、加工难度高、性能不易预测、设计制造困难且国外一直进行技术封锁等原因，国内发展比较缓慢。
2、 射流管伺服阀原理
射流管电液伺服阀是力反馈两级流量控制阀，其结构原理见图2.1。力矩马达采用永磁结构，弹簧管支承着衔铁射流管组件，并使马达与液压部分隔离，所以力矩马达是干式的。前置级为射流放大器，它由射流管与接受器组成。当马达线圈输入控制电流，在衔铁上生成的控制磁通与永磁磁通相互作用，于是衔铁上产生一个力矩，促使衔铁、弹簧管、喷嘴组件偏转一个正比于力矩的小角度。经过喷嘴高速射流的偏转，使得接受器一腔压力升高，另一腔压力降低，连接这两腔的阀芯两端形成压差，阀芯运动直到反馈组件产生的力矩与马达力矩相平衡，使喷嘴又回到两接受器的中间位置为止。这样阀芯的位移与控制电流的大小成正比，阀的输出流量就比例于控制电流了。 [1]
图2.1CSDY型伺服阀结构原理图
3、 射流管伺服阀特性
3.1 抗污染性
射流管伺服阀是靠射流喷嘴喷射工作液，将压力能变成动能，控制两个接受孔获得能量的比例来进行力的控制。这种方式的阀射流喷嘴大，由污粒等工作液中杂物引起的危害小，抗污染能力强。且射流管式液压放大器的压力效率及容积效率高，一般为70%以上，有时也可达到90%以上的高效率，输出控制力(滑阀驱动力)大，提高了抗污染能力。其次由于射流管式先导级比喷嘴挡板式的控制力大，所以射流管式伺服阀阀芯的直径和行程，比喷嘴挡板式的大而长，故其驱动力也越大，即使有一点杂物和污粒，滑阀级也能顺利工作，进一步提高了抗污染能力。自动化程度越高的系统对其关键控制元件的可靠性要求也高。众所周知，油液的污染度始终是液压控制系统的致命伤。MOOG公司的(伺服射流管)先导控制技术在这一方面取得了可喜进展[2]。在保证先导阀的控制流量，控制功率及响应频率不变甚至更优的前提下，servojet(伺服射流管)内部的关键间隙尺寸与传统的喷嘴挡板阀相比几乎提高了一个数量级，这使得servojet(伺服射流管)伺服阀的整体可靠性有了极大提高。目前在矿山机械行业，servojet(伺服射流管)伺服阀已经开始全面取代传统的MFB双喷嘴挡板机机械反馈式电液伺服阀。
3.2 可靠性
由于射流管是在喷嘴的下游进行力控制，当喷嘴被杂物完全堵死时，因两个接受孔均无能量输入，滑阀阀芯的两端面也没有油压的作用，反馈弹簧的弯曲变形力会使阀芯回到零位上，伺服阀可避免过大的流量输出，具有“失效对中”能力，并不会发生所谓的“满舵”现象。另外其先导级在工作时会产生磨蚀，与喷嘴挡板式比较，其磨蚀的产生与性能变化的程度低于喷嘴挡板阀，其接受器的尖边即使经高压油长期冲刷凹陷下去，但仍有分水岭的作用，只要其与喷嘴的距离不大于喷嘴直径的3.5倍，对伺服阀性能的影响非常小。射流管式伺服阀的力矩马达零件全部采用压配及焊接结合成一体，并经严格的时效处理消除内应力，结构牢固稳定，零位漂移小，更能承受强冲击及振动。根据上述，说明其具有较高得稳定性、可靠性。高于双喷嘴挡板阀。
3.3 使用寿命
射流管阀的使用寿命按一般标准规定为5000h或107次，实际寿命统计数据较少。国外有1971年统计的波音公司对9000台ABEX410伺服阀7年时间追踪调查，其结果详见表3.1 [3]
表3.1410射流管伺服阀实际使用情况
注:84个故障中，83个因密封圈年久老化漏油所致，而阀性能良好。
根据此表射流管伺服阀的平均检测时间为35700h，平均故障间隔时间为115000h。而在工业使用场合，像飞机上那样准确记录的不多，不过也有在汽轮机调速器上使用的射流管伺服阀，在8年间无故障运行时间约63000h，并有在继续使用的例子。
[4]
4、 国内外发展现况
4.1 国外射流管伺服阀发展
在二战前夕，随着各国工业技术发展的需要，液压控制技术出现了突飞猛进地发展，射流管电液伺服阀原理及喷嘴挡板电液伺服阀原理均是当时发明的。
到二战末期，随着控制理论的成熟及军事应用的需要，伺服阀的研制和发展取得了巨大成就。1953年至1955年间，发明了机械反馈式两级电液伺服阀及双喷嘴两级电液伺服阀；1957年发明了射流管两级电液伺服阀[5]。
射流管电液伺服阀是美国五十年代末，由当时的Abex公司根据在低压自控系统中长期使用射流管的经验研制生产而来的，由于当时的射流管技术在高压上还存在一些问题，且主要靠试验摸索，某些性能还不如当时的美国Moog公司生产的喷嘴挡板电液伺服阀，所以在推广使用方面进展较慢。直到六十年代，在解决了技术关键，提高了产品性能后，尤其在美国的军用飞机和民航客机以及各发电设备使用后，才迅速发展成为世界上电液伺服阀三大名牌产品之一，其主要型号为Abex400系列等。从国外发表的文献上可得，到1971年8月，世界上的上百家民航公司就使用了9000个以上的Abex41O伺服阀，其民航主要使用对象如下表
1
在军用飞机上Abex射流管伺服阀的使用情况不得而知，但曾在越南战场被打下的F-4鬼怪式战斗机上发现过Abex410型射流管伺服阀[6]。
Abex公司并入Parker公司后，其射流管伺服阀型号改为Parker400系列，广泛应用于航空领域，在近几年的航空展上，均能在Parker公司的展台上看到射流管伺服阀的身影。目前能了解到得主要应用场合如表2。
日本从七十年代开始重视射流管电液伺服阀的研制生产，为了给制造Abex射流管伺服阀创造条件，还曾大量购进Abex的射流管伺服阀并低价推销使用，以便取得用户的信任后投入生产。不久，日本的岛津公司就成为Abex公司射流管伺服阀的主要生产商之一。世界上最大的伺服阀生产商美国Moog公司在六十年代前一直生产喷嘴挡板伺服阀。
从七十年代起，为了进一步提高电液伺服阀的稳定可靠性和寿命，研制了自己的射流管伺服阀产品，其主要型号为:208A、2llA、214、215A、218、225A、225B、231、240、242、261等。由于该产品属军品，并未对国内推广，对产品使用场合了解不多。
而MTS、HONEYWELL等公司的射流管式电液伺服阀亦已广泛应用于航空、航天等高端领域，由于保密的原因，相关情况了解不多，只是从最近解密的美国空军的电液伺服阀和电液伺服机构的研究报告及进口的国外发动机上了解其应用情况。
在欧洲目前了解到的生产射流管伺服阀的公司为IN-LHC公司，生产射流管伺服阀的规格型号特别多，广泛运用于航空、航天及工业场合。其用于航空场合的情况如表3。
此外俄罗斯也研制了自己的射流管伺服阀，并在其研制的射流管式伺服阀阀芯两端设计了双冗余位置传感器，用来检测阀芯位置。一旦出现故障信号可立即切换备用伺服阀，大大提高了系统的可靠性，此种两余度技术已广泛的应用于该国苏-27飞机、运载火箭各航空航天行业。
4．2国内射流管伺服阀发展
国内电液伺服阀的发展起始于五十年代末，当时北京机床研究所曾研制过以日本精密株式会社的3F伺服阀为原型的喷嘴挡板电液伺服阀，后因故停产。六十年代初，当时的七机部(航天部)根据得到的美国未爆炸导弹上的伺服阀，研制了喷嘴挡板电液伺服阀并应用到火箭和导弹的控制系统中。目前喷嘴挡板电液伺服阀在国内军民品市场的应用比较广泛，研制生产的单位亦较多。主要为:中航工业第六〇九研究所、中航工业第六一八研究所、航天十八所、航天八一二所、陕西秦峰液压有限责任公司、北京机床所精密机电有限公司等[7]。
国内射流管电液伺服阀的研制起始于六十年代末，由当时三机部(航空部)长春一一三厂等单位联合研制，并研制出一台样机，后因种种原因停产。中航工业第六〇九研究所是目前国内生产电液伺服阀产量最大的企业，当时在确定该企业伺服阀的发展方向时，曾对射流管电液伺服阀和喷嘴挡板电液伺服阀的特点作了分析。认为:喷嘴挡板电液伺服阀具有性能优良、线性好、零漂小等优点，虽有喷挡间隙小易堵塞等缺点，但可以通过提高系统过滤精度等方法来解决。而射流管电液伺服阀虽有抗污染能力强、失效对中等优点，但在工艺上存在一定难点，故当时重点的发展目标为喷嘴挡板电液伺服阀。其余的航空航天领域生产伺服阀的企业，基于同样的考虑，生产的伺服阀也均为喷嘴挡板电液伺服阀[8]。
中船重工第七〇四研究所是为舰船设备配套电液伺服阀的，自六十年代中，七〇四研究所研制减摇鳍装置以来，遇到的技术难关是电液伺服阀控制系统，其中最主要的技术关键是没有适合舰船环境条件和使用要求的电液伺服阀。由于舰船的环境条件比较恶劣，油液净度差，喷嘴挡板电液伺服阀无法适应，经常发生“堵、卡、漂”的故障，七十年代初，舰船上各种装备先后使用过航空型、陆用型及当时的GMZ型“船用”电液伺服阀，但都未能满足舰船环境条件和使用要求，因而使舰船装备故障接连不断，无法正常运行。七四年前由于GMZ伺服阀的故障曾使多条舰船先后出现过严重险情，军委、科委、工办和原六机部责成四四一厂、七〇四所和上海交通大学组成攻关组限期攻克GMZ型伺服阀的可靠性技术关键。由于时间短、条件差又无技术储备，只能作为过渡性的措施，在GMZ型原有的基础上做了局部改进，在可靠性方面有所提高。七〇四所在一九七五年根据舰船环境条件和使用要求，提出了研制船用射流管式电液伺服阀的选型论证报告，一九七六年列入科研计划，一九七七年列入七院重点项目投入试制试验，一九七九年底研制出初样，一九八一年完成通过全面鉴定试验和技术鉴定。经过几十年为舰船配套及在工业控制场合的使用，证明七〇四研究所研制的射流管电液伺服阀主要性能指标上已达到国外先进水平。近年来，随着我国科技工业水平的提高，对电液伺服阀的抗污染性及可靠性要求也越来越高；同时，根据过去我国各类飞行器的使用经验，油液污染度控制达到喷嘴挡板电液伺服阀的要求难度亦较大，需花费大量的时间精力，影响装备的快速反应能力。因此，抗污染能力强的射流管电液伺服阀成了各航空航天单位配套电液伺服阀的首选，其需求量不断增大。
5、 射流管伺服阀应用
5.1 射流管伺服阀在矿山机械中应用
矿山机械是以大型设备为主要特点，要求优良的液压系统，以保证这些大型设备的高效率运行。
地下矿山的生产较露天更为矿山复杂。由于井下生产的空间窄小，使生产设备环境潮湿、阴暗，粉尘大、噪音大、振动大、并有塌方的危险，工作条件十分恶劣。随着社会的进步和科学技术的发展，生命的安全与财产安全问题越来越受到人们的重视[9]。首先，处在重载、高速等环境下工作的矿山机械如果出现故障，就可能导致如绞车损坏、钢丝绳断裂、跑车、皮带机着火等恶性事故的发生；其次，随着采矿工业机械化程度的提高，特别是大型和重型机械进入采矿场所，安全隐患对其操作和周围人员伤害的可能性也在增大。因此，对矿山机械的连续工作能力和可靠性要求很高。
由于矿山机械的工作环境有很多的粉尘，射流管伺服阀的抗污染性在矿山机械的应用上发挥出了很大的优势。从国内某大型煤矿的选煤机使用射流管伺服阀情况可以得到说明:电液伺服阀在该装置上用于控制选煤机筛子的振动幅度和振动频率。选煤机的工作环境有很强的粉尘污染，并且选煤机的工作要求有高频的振动，这就对电液伺服阀在恶劣工况下的工作可靠性提出了较高要求。该选煤机以前使用的是国外某公司的伺服比例阀，价格昂贵、交货期长、售后服务也非常昂贵。而且该阀使用时无法适应该矿的恶劣环境，一般3个月左右就会出故障，维修成本非常高。
2008年该煤矿试用了中船重工第七〇四研究所的射流管伺服阀，从使用的效果来看，至今未出现故障，并且成本比国外阀降低了将近1/3。由于采矿一般是一系列的大型设备和多人参与的连续性作业，所以对设备可靠性要求也非常高，射流管伺服阀的可靠性也是对这个要求的最好保证[10]。国内外矿山机械上大量使用射流管电液伺服阀。原因是该产品具有零位稳定(在高强度冲击、振动、颠震环境条件下)，抗污染能力强，不跑舵，安全可靠，寿命长的独特优点。
5.2 射流管伺服阀在国内应用
由于射流管伺服阀设计制造均有一定难度以及国外对中国射流管技术的限制，目前国内成批量生产、研制伺服阀的只有中船重工第七〇四研究所。七〇四研究所生产的CSDY系列射流管流量伺服阀已研制了三十多年，其生产工艺、性能指标都已达到或接近国外同类产品，已广泛用于航空、航天、舰船及其它工业场合。目前该产品已开始在矿山机械等各种场合应
用，如采矿领域的牙轮钻机、矿用自卸液压车等场合。
七〇四研究所新研制的射流管压力伺服阀已初见成效，其前置级采用射流放大器，抗污染能力强，可应用于采煤机液压系统[11]。之前国内的压力伺服阀无一例外均采用喷嘴挡板式结构，然而这存在一个致命缺点，即抗污染能力差，这是系统中的一大隐患。射流管压力阀的成功研制，弥补了喷嘴挡板压力伺服阀在压力控制方面的缺陷，提高了系统的可靠性和稳定性。
6、 发展趋势
从发展趋势来看，由于电液伺服阀产品具备高技术产品的特征，主要体现在其技术含量高、应用范围广和市场不断增长等方面，射流管电液伺服阀克服了一般电液伺服阀抗污染能力差的缺点，并提高了其性能指标特别是低压特性及分辨率，使其应用领域更为广阔。特别在冶金、公路机械、造纸等领域，使用环境条件比较差常容易出故障，为抗污染能力较强的射流管电液伺服阀提供了用武之地[12]。而在试验机行业，因对分辨率的要求比较高，较适合射流管伺服阀使用。另外射流管伺服阀的低压工作压力特性，又较适合经常工作在低压状况下的电厂汽轮机及航空发动机控制系统中。
由于射流管技术能用于国防科技工业中，提高我国武器装备的技术水平，故国外一直对射流管技术进行技术封锁[13]。目前国内进口的电液伺服阀大多为喷嘴挡板电液伺服阀及其它比例伺服阀，射流管电液伺服阀只能随民航客机、发电装置等主机配套进口。
从2006年起Moog公司在中国市场大力推广以射流管为前置级的660系列伺服比例阀用于工业场合，并认为射流管技术有替代双喷嘴挡板技术的趋势。
图6.1为Moog公司在产品发布会上介绍的电液伺服阀发展趋势图，根据图示Moog公司认为射流管伺服阀将取代喷嘴挡板伺服阀，最终发展方向为射流管电反馈伺服阀。
图6.1 电液伺服阀发展趋势图
从国内射流管电液伺服阀的发展趋势来看，随其在航空航天领域需求的不断增长，国内伺服阀生产厂家均加大了对射流管伺服阀的开发研究。中航工业第六〇九所、中航工业第六一八所、航天一院十八所等都投入力量进行了射流管电液伺服阀的研制工作[14]。中船重工第七〇四研究所在几十生产射流管电液伺服阀的基础上，积极开拓航空航天市场，根据市场需要研制开发多款新品。根据国内外射流管电液伺服阀的发展趋势，其今后主要的发展产品为以下几种:
6.1 射流管电反馈伺服阀
根据世界最大的伺服阀生产厂家美国M000公司对电液伺服阀技术发展的定位，伺服阀最终发展方向为射流管电反馈伺服阀。近年来，随着伺服阀技术的发展，现代伺服阀的概念与传统伺服阀相比有了一定的变化。现代伺服阀是集机械结构、传感器和电控器为一体的阀系统。反馈环节采用位移传感器来反映阀芯位置的电反馈伺服阀即为此类代表。典型结构为MOOG公司079系列的电反馈三级伺服阀。由于集成电子电路的飞速发展，使得调节方便、频率响应高的电反馈伺服阀大有取代机械反馈伺服阀的趋势。最近，Moog公司又着重推广采用射流管技术的D661至D665系列的电反馈伺服比例阀，并认为它代表了将来伺服阀的发展方向[15]。
目前国内己有多家伺服阀生产厂家借鉴国外的电反馈伺服阀的生产经验，研制了多款电反馈伺服阀。其中中船重工第七〇四研究所等厂家亦已研制出了射流管电反馈伺服阀并推向市场。从产品性能来看，其滞环、线性度、分辨率、频率响应等指标有所提高，但性能稳定性及批产能力方面存在某些问题。
6.2 射流管压力伺服阀
射流管压力伺服阀是指前置级采用射流管液压放大器结构的电液压力伺服阀，用于输出与输入电流成比例的控制压力，主要应用于飞机电子防滑刹车系统和工业控制场合的施力系统中。
长期以来电液压力伺服阀均为双喷嘴挡板结构，在使用中存在抗污染能力差的问题。为此，国外研制了射流管压力伺服阀并应用于波音737、波音757等民航客机。第七〇四研究所借鉴国外的先进经验，研制了国内首台射流管压力伺服阀并形成了多种型号，在多款机型的飞机自动刹车控制系统中配套使用[16]。该产品成功的将射流管技术应用于压力伺服阀，弥补了喷嘴挡板压力伺服阀在抗污染能力方面的缺陷，填补了国内射流管压力伺服阀研制方面的空白。该产品不仅具有射流管伺服阀的抗污染性高的特点，且设置了先导控制级，提高了产品的控制精度及性能稳定性。
6.3 插装式射流管伺服比例阀
插装式高压大流量比例阀是国外最新的创新理念，随着世界液压技术的发展，所需输出的功率越来越大，传统的电液伺服比例阀流量较小，己不能满足大型液压系统的需要，采用电液伺服比例和插装阀集成控制技术，可以很好的解决该问题。目前在中、大功率的液压传动与控制领域，电液伺服比例控制技术和插装阀技术的和谐结合已成主流，突出体现了重大工程和装备核心技术和总体水平。
目前虽然我国已在大型工程装备中普遍使用电液伺服比例控制技术结合插装阀技术，但在作为大型液压系统的核心技术和能力的基础关键元器件—大流量高频响高压电液伺服比例阀，无论在规格、品种和性能水平还是在规模、质量和品牌方面与国外领先者有较大的差距。国内还无成规模的生产电液伺服比例控制技术和插装阀技术相结合的产品—高频响大流量电液伺服比例阀[17]。
国外的各大公司均有相关的产品，而且规格型号较多。如ATOS公司的ILZQ*系列插装式比例阀；BoschRexroth公司的PSE系列、CPV系列插装式比例阀，WRC系列插装式伺服比例阀。Vickers公司的CVU系列插装式比例阀。该类产品根据先导阀的种类分为电液比例插装阀和插装式伺服比例阀两种。其中先导级采用比例阀的电液比例插装阀与先导级为伺服阀的插装式伺服比例阀相比，其动态响应频率较低，一般为20Hz左右；而插装式伺服比例阀的频率较高，一般可达100Hz左右。采用插装形式的伺服比例阀控制流量较大，在压差为5bar时，一般最大通径时最大流量均有上千升。其中ATOS公司的LIZQ*系列插装式比例阀最大流量可达7200L/min(100mm通径)；BoschRexroth公司的WRC系列插装式伺服比例阀最大流量可达1800OL/min(160mm通径)；根据Moog公司的介绍材料其采用661系列伺服比例阀作为先导级的插装式伺服比例阀最大流量可达23000L/min。目前，国外各大公司的插装式伺服、比例阀产品已广泛应用于液压工业中大流量的开环或闭环控制。如:锻压机、注塑机、吹塑机、陶瓷压机、冲孔机、中型剪切机、硬模铸造机和轧板设备[18]。
目前国内还没有利用插装阀技术来生产电液比例阀和电液伺服比例阀的厂家，但已有厂家开展了这方面的工作。中船重工第七〇四研究所利用原有的几十年研究射流管技术及插装阀技术的优势，研制前置级为射流管电液伺服阀的高频响大流量插装式射流管伺服比例阀，力争使产品性能达到当代国际前沿水平。
7、 结论
射流管式伺服阀具有抗污染能力强、受先导级腐蚀影响小、可靠性高等特点。射流管伺服阀在抗污染能力等可靠性特性方面均高于喷嘴挡板阀。由于射流管伺服阀的工作稳定性和耐久性好，目前已在矿山机械、航空、航天等领域场合进行了应用。相信随着射流管伺服阀的应用越来越广泛，在航空航天及各类工业控制场合都会有广阔的应用前景
参考文献：
[1]张继义．CSDY型射流管电液伺服阀[J] ．机电设备， 1995(2)．
[2]王占林．液压伺服控制[M]．北京: 航空航天大学出版社，1987．
[3]王春行．液压控制系统[M]．北京：机械工业出版社，1999．
[4]Bernard Johnson．Hydraulic Servo Control Valves (Part2 An investigation of a number of reprentativeelectrohydraulic servo valves) [R]．United States Air Force，1956．
[5]田源道．电液伺服阀技术[M]．北京:航空工业出版社，2008．
[6]康双琦，江林秋．电液伺服阀的发展历史及研究现状分析［J］．资治文摘(管理版)，2009( 5) : 20-22．
[7]黄增等．射流管式电液伺服阀与喷嘴挡板式电液伺服阀比较[J]．流体传动与控制，2007(4)：43～45．
[8]何友文．俄罗斯伺服技术的发展[J]．
[9]郑晓舟，王刚，张立文．大型汽轮机组DEH系统电液伺服阀的应用及维护[ J]．中国电力，1999(32)．
[10]耀保．射流管电液伺服阀研究进展报告（专利、技术论文、产品）[R]．上海:同济大学，2011．
[11]赵康．射流管伺服阀流场建模与特性研究[D]．武汉：武汉科技大学，2015．
[12]Richard D．Bartholomew，Huntsville Ala．Optical feedback loop system for a hydraulic servovalve: US4660589A[P]．1987-4-28．
[13]Kenneth E． Hart． Hydraulic warming system for use in low ambient temperature applications: US6397590B1 [P]．2002-6-4．
[14]雷天觉．新编液压工程手册（上）[M]．北京理工大学出版社，1998．
[15]王占林．近代电气液压伺服控制[M]．北京: 航空航天大学出版社，2005．
[16]任光融．电液伺服阀制造工艺[M]．北京:宇航出版社，1988．
[17]李致远，等．喷嘴挡板伺服阀中液压全桥液导比的取值研究[J]．液压气动与密封，2016(11)．
[18]章敏莹，方群，金瑶兰，等．射流管伺服阀在航空航天领域中的应用[J]．机床与液压，2009，37(11):I0018 －I0021．