电液伺服阀的发展历程

液压控制技术的历史可以追溯到公元前240年，一个古埃及人发明了人类历史上第一个液压伺服系统——水钟。但在随后漫长的历史阶段中，液压控制技术一直停滞不前，直到18年底和19年初。二战前夕，随着工业发展的需要，液压控制技术有了突飞猛进的发展，很多早期的控制阀原理和专利都是这个时代的产物。比如阿斯卡尼亚调节阀公司和阿斯卡尼亚-沃克发明并申请了射流管阀原理专利。同样，Foxboro对喷嘴挡板阀的原理申请了专利。德国西门子公司发明了一种带永磁电机并接收机械和电信号的双输入阀，开创性地应用于航空领域。

二战末期，伺服阀是单级开环控制阀，由螺线管直接驱动阀芯运动。然而，随着控制理论的成熟和军事应用的需要，伺服阀的研究和发展取得了很大的成就。1946年，英国Tinsiey获得二级阀专利；雷神和贝尔航空发明了带反馈的两级阀；MIT用力矩电机代替螺线管，使电机功耗更低，线性度更好。1950年，W.C.Moog第一个发明了单喷嘴两级伺服阀。从1953到1955，T.H .卡森发明了机械反馈两级伺服阀；W.C.Moog发明了两级伺服阀，有两个喷嘴；沃尔平发明了干式力矩电机，消除了原来浸在油中的力矩电机因油污造成的可靠性问题。1957 R.Atchley基于Askania射流管原理开发了两级射流管伺服阀。1959研制了三级电反馈伺服阀。

1959年2月，国外某液压气动杂志以12页报道了当时伺服阀的情况，可见当时伺服阀的蓬勃发展。当时生产各种类型伺服阀的厂家有20多家。为了争夺伺服阀生产的霸主地位，各厂商展开了激烈的竞争。回顾历史，我们可以看到有几家厂商最终胜出，他们大多生产带反馈和力矩电机的两级伺服阀。我们可以看到1960的伺服阀具有现代伺服阀的许多特点。比如第二级对第一级的反馈形成闭环控制；采用干式力矩电机；前级到动力级的压力恢复通常可以达到50%；第一级的机械对称结构减少了温度和压力变化对零位的影响。同时，由早期的直动式开环控制阀发展而来的直动式两级闭环控制伺服阀也出现了。当时伺服阀主要用于军事领域。随着航天时代的到来，伺服阀被广泛应用于航天领域，高可靠性冗余伺服阀等尖端产品被开发出来。

同时，随着伺服阀工业应用的不断扩大，一些制造商开发了专门用于工业应用的工业伺服阀。比如1963年，穆格公司推出了第一款专门用于工业场合的73系列伺服阀产品。随后，出现了越来越多专门为工业用途开发的伺服阀。它们具有以下特点:体积大，便于制造；阀体材质为铝(必要时也可使用钢)；独立的第一级便于调整和维护；主要用于14MPa以下的低压场合；尽量形成系列化、标准化的产品。而德国Moog的分公司主要集中在伺服阀在高压场合的应用，一般工作压力为21 MPa，有的甚至达到35MPa，使得阀门的设计重点放在高压下的可靠性上。随着伺服阀在工业场合的广泛应用，各公司纷纷推出适合工业场合的比例阀。其特点是成本低，虽然控制精度不如伺服阀，但通过先进的控制技术和先进的电子器件弥补其缺点，使其性能和功效接近伺服阀。1973中，Moog公司将部分伺服阀转换为工业应用的比例阀标准接口。博世开发了其标志性的喷射管先导级和带电反馈的平板伺服阀。1974，Moog公司推出三级电反馈伺服阀，成本低，流量大。维克斯公司开发了一种带压力补偿的KG比例阀。力士乐、博世等公司开发了带两个线圈的比例阀来控制阀芯双向运动，等等。