Широкое применение электрогидравлических приводов привело к необходимости в разработке быстродействующих механизмов управления, обеспечивающих преобразование управляющего электрического сигнала в пропорциональную ему по величине характеристику потока рабочей жидкости (расход или давление). Потребность в таких гидроаппаратах возникла в первой половине ХХ века в связи с развитием авиации и начала решаться в 40-е годы, когда были разработаны соответствующие устройства, получившие название сервоклапанов (сервораспределителей). Понятие “серво” используется очень широко. В общем смысле этим словом обозначают функцию, при которой малая входная величина (входной сигнал) вызывает большую выходную величину (выходной сигнал). Согласно ГОСТ 17752-81 термин сервораспределитель является запрещенным к употреблению в технических текстах, поэтому вместо него обычно применяют названия: дросселирующий гидрораспределитель или электрогидравлический усилитель.
В начале 80-х годов появились дешевые электрогидравлические распределители с пропорциональным электрическим управлением. Обычно их для краткости называют пропорциональными распределителями. Они были разработаны на базе существующих релейных гидрораспределителей, поэтому в их конструктивных особенностях прослеживаются определенные сходства.
Пропорциональные распределители были разработаны как универсальные гидроаппараты и соответствуют требованиям потребителя по надежности, взаимозаменяемости и легкости обслуживания. Они были сконструированы как унифицированные узлы на основе следующих положений:
1. Принципиальное использование нормированной схемы подключения для всех номинальных параметров.
2. Заменяемость гидроаппаратов или управляющих ступеней.
3. Унифицированные управляющие сигналы.
Применение гидроаппаратуры с пропорциональным управлением позволяет упростить гидросхемы и улучшать их массогабаритные показатели. В 1960 г пропускная способность гидроаппаратов, приходящаяся на единицу их массы, составляла 3 (л/мин)/кг, в настоящее время этот показатель на порядок лучше. Замена традиционной схемы гидропривода с расходом до 350 л/мин на пропорциональное управление позволяет уменьшить массу гидравлических компонентов с 200 до 42 кг [35].
Гистерезис есть величина, определяемая по формуле:
(1.1)
где Q max и Q min – наибольший и наименьший расходы рабочей жидкости, Q ном – номинальный расход рабочей жидкости,
или
, (1.2)
где x З1, x З2 – наибольшее и наименьшее перемещение золотника распределителя при одинаковом сигнале управления, h – полный ход золотника распределителя.
Нелинейность da – отношение величины отклонения угла, образованного касательной к каждой точке характеристики перемещения золотника с осью абсцисс, от средней величины этого угла в пределах заданного интервала входного сигнала к средней величине угла в %, т.е.
(1.3)
Ослабление L амплитуды колебаний А регулируемой переменной – перемещение золотника x З или расход Q с ростом частоты входного гармонического сигнала по отношению к амплитуде, соответствующей w®0 в логарифмическом масштабе:
(1.4)
Полоса пропускания – диапазон частот, ограниченный частотой wп, при которой ослабление амплитуды L (w) достигает значения –3 дБ (ослабление амплитуды в 0,708 раза).
Фазовое смещение – сдвиг по фазе между гармоническими колебаниями регулируемой переменной с частотами w = 0, w = wп.
Время срабатывания (время переходного процесса) – время, за которое регулируемая переменная входит в 10 % интервал.
Повторяемость (воспроизводимость) П – отношение максимальной разности значений величин при многократном включении и выключении входного сигнала:
