二维(2D)电液流量伺服阀关键技术及应用

     电液伺服系统具有功率密度大的突出优势,是航空航天、船舶、钢铁、机器人等领域不可或缺的高端机电装备。电液伺服阀在电液伺服系统中起机电转换和功率放大作用,是核心的关键基础件。现有的电液伺服阀结构和加工工艺复杂,零位泄漏大、抗污染能力差,据统计70%以上的液压系统故障都是由于油液污染堵塞引起的。目前,电液伺服阀,尤其在军工等领域,由于国外禁运,国内只能仿制,严重制约我国电液伺服系统及尖端装备的技术水平。八十年代中期,项目组发现液压阀阀芯在阀孔中具有独立的旋转和滑动双运动自由度,提出利用该双自由度设计高端电液控制元件的思想,突破只利用阀芯的转动或滑动设计液压阀的传统方法。该思想应用于二维(2D)电液流量伺服阀的设计,将导控级和功率级集成于单一阀芯,不仅功重比提高三倍,而且抗污染能力由现有的NAS6或7级提高至NAS11级,在国际上率先解决了电液伺服阀的抗污染问题,并批量应用于四代战机歼XX、空警XXX等。电液伺服控制元件作为尖端的关键基础件,对主机的技术提升和经济效益具有高倍放大作用,同时也打破国外对我国高端电液伺服控制元件的技术封锁,促进关键零部件和技术基础的发展。鉴于在四代战机歼XX等上的应用,二维电液流量伺服阀及其派生的二维液压元件在航空、航天等重要领域备受瞩目。历经三十余年的坚持不懈和努力攻关,课题组对二维电液流量伺服阀进行了研究和开发,主要创新有: 1、应用阀芯双自由度的思想发明了液压伺服螺旋机构,实现了阀芯角位移输入和直线位移之间的转换和功率放大,为二维电液流量伺服阀的设计奠定了基础。2、建立了二维(2D)流量伺服阀的设计理论。3、建立了二维(2D)电液流量伺服阀的数字控制理论。
    本项目开发的6-32通径系列二维电液流量伺服阀及二维(2D)阀均已通过第三方检测机构检测,主要指标性能优于规格相接近的国内外伺服阀。由中国机械工程学会组织的科技成果鉴定认为:二维(2D)电液流量伺服阀创新性强,是具有完全自主知识产权的原创性技术,整体技术到达国际先进水平,其中阀的抗污染能力处于国际领先水平。
    本项目通过对二维电液流量伺服阀及其关键技术的研究,形成了具有完全自主知识产权的二维电液流量伺服阀的设计方法和理论体系,出版和发表论著70余篇(部),获授权发明专利36项(其中美国专利1项)。近三年累计新增销售额5278万元,利润1812.12万元,税收271.82万元。