1．DEH系統(tǒng)中伺服閻的主要故障現(xiàn)象及原因

300 MW以上機(jī)組廣泛采用數(shù)字電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)(DEH)，提高了汽輪機(jī)運(yùn)行的可靠性和經(jīng)濟(jì)性。電液伺服閥是DEH系統(tǒng)的關(guān)鍵部件，其工作可靠性將直接影響到機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行。通過對(duì)DEH系統(tǒng)的研究以及多年檢測(cè)電液伺服閥的經(jīng)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)DEH系統(tǒng)中的許多故障如氣門擺動(dòng)、拒開、拒關(guān)等均與電液伺服閥的工作狀況有關(guān)。例如某電廠300MW機(jī)組一段時(shí)間里常發(fā)生氣門擺動(dòng)，引起機(jī)組負(fù)荷擺動(dòng)，經(jīng)檢查是由于伺服閥高頻振蕩引起；再如某電廠300 MW機(jī)組起動(dòng)過程中，由于伺服閥的卡澀，使汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速?gòu)膌500r/min突然沖至3000r/min，非常危險(xiǎn)。從統(tǒng)計(jì)分析看，引起伺服閥故障的原因較多，除與油質(zhì)及其使用環(huán)境有關(guān)外，還與伺服閥自身結(jié)構(gòu)形式、性能參數(shù)的穩(wěn)定性有關(guān)。

DEH系統(tǒng)中電液伺服閥的常見故障見表4-2。

2．采取的技術(shù)措施

(1)加強(qiáng)油質(zhì)管理。DEH系統(tǒng)普遍采用磷酸酯抗燃油，由于這類油是一種人工合成的物質(zhì)，在使用過程中極易劣化，主要表現(xiàn)為污染顆粒度的增加和酸值升高。DEH系統(tǒng)用抗燃油一般要求達(dá)到MOOG2級(jí)，酸值應(yīng)小于0.2mg KOH/g?？谷加臀廴绢w粒度增加，極易造成伺服閥卡澀；同時(shí)使閥心磨損，泄漏增加。通過對(duì)抗燃油的油質(zhì)分析和處理，發(fā)現(xiàn)抗燃油酸值升高，對(duì)伺服閥部件產(chǎn)生腐蝕作用，特別是對(duì)伺服閥閥心及閥套銳邊的腐蝕，是使伺服閥泄漏增加的主要原因。因此，必須定期化驗(yàn)油質(zhì)，同時(shí)加強(qiáng)油液進(jìn)貨渠道管理，補(bǔ)油時(shí)要使用的濾油設(shè)備，在系統(tǒng)中安裝在線運(yùn)行的再生裝置。

(2)加強(qiáng)對(duì)伺服閥的管理。伺服閥的規(guī)格型號(hào)較多，要根據(jù)機(jī)組DEH系統(tǒng)要求，

選用合適的伺服閥，盡量選用原機(jī)組中同規(guī)格型號(hào)的伺服閥。伺服閥在工作一定時(shí)間后，要定期利用試驗(yàn)設(shè)備進(jìn)行檢測(cè)，普通的沖洗臺(tái)盡管也可以沖洗堵塞的伺服閥，但不能對(duì)伺服閥的性能進(jìn)行定量分析，不能判斷伺服閥的性能指標(biāo)是否能滿足運(yùn)行要求，也不能解決伺服閥的其他故障。通過試驗(yàn)設(shè)備對(duì)伺服閥性能參數(shù)的調(diào)整及清洗，使伺服閥始終處于*工作狀態(tài)，防止伺服閥突發(fā)事故，還可以延長(zhǎng)伺服閥的使用壽命。

(3)改善伺服閥的工作環(huán)境。有些電廠伺服閥工作處的環(huán)境溫度高達(dá)60℃以上，

伺服閥長(zhǎng)期在高溫下工作，對(duì)力矩馬達(dá)的工作特性有較大影響，直接影響伺服閥的特性。

(4)嚴(yán)禁使用與抗燃油不相符的材質(zhì)。有些電廠伺服閥使用丁腈橡膠密封件，不但引起伺服閥泄漏，同時(shí)使抗燃液變質(zhì)。如某電廠DEH系統(tǒng)中蓄能器使用丁腈橡膠囊，同樣造成抗燃油變質(zhì)。

3．總結(jié)

電液伺服閥作為DEH系統(tǒng)的關(guān)鍵部件，其性能的優(yōu)劣及穩(wěn)定性直接影響機(jī)組安全

運(yùn)行。加強(qiáng)對(duì)伺服閥的管理，對(duì)新購(gòu)伺服閥進(jìn)行檢測(cè)與參數(shù)調(diào)整，對(duì)運(yùn)行中的伺服閥定期檢測(cè)并采用再生裝置防止抗燃油老化變質(zhì)，都對(duì)DEH系統(tǒng)乃至整個(gè)機(jī)組的安全運(yùn)行非常重要。

簡(jiǎn)介
液控伺服閥是在伺服系統(tǒng)中將電信號(hào)輸入轉(zhuǎn)換為功率較大的壓力或流量壓力信號(hào)輸出的執(zhí)行元件。它是一種電液轉(zhuǎn)換和功率放大元件。伺服閥的靈敏度高，快速性好，能將很小的電信號(hào)（例如10毫安）轉(zhuǎn)換成很大的液壓功率（如幾十匹馬力以上），可以驅(qū)動(dòng)多種類型的負(fù)載。過去人們?cè)褔娮鞕n板閥、射流管或滑閥伺服馬達(dá)等液壓放大裝置都列入伺服閥范圍內(nèi)。20世紀(jì)70年代以來，伺服閥一般僅指電液伺服閥。

原理
典型的伺服閥由永磁力矩馬達(dá)、噴嘴、檔板、閥芯、閥套和控制腔組成(見圖)。當(dāng)輸入線圈通入電流時(shí)，檔板向右移動(dòng)，使右邊噴嘴的節(jié)流作用加強(qiáng)，流量減少，右側(cè)背壓上升；同時(shí)使左邊噴嘴節(jié)流作用減小，流量增加，左側(cè)背壓下降。閥芯兩端的作用力失去平衡, 閥芯遂向左移動(dòng)。高壓油從S流向C2，送到負(fù)載。負(fù)載回油通過 C1流過回油口，進(jìn)入油箱。閥芯的位移量與力矩馬達(dá)的輸入電流成正比，作用在閥芯上的液壓力與彈簧力相平衡，因此在平衡狀態(tài)下力矩馬達(dá)的差動(dòng)電流與閥芯的位移成正比。如果輸入的電流反向，則流量也反向。表中是伺服閥的分類。
伺服閥主要用在電氣液壓伺服系統(tǒng)中作為執(zhí)行元件（見液壓伺服系統(tǒng)）。在伺服系統(tǒng)中，液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)同電氣及氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)相比，具有快速性好、單位重量輸出功率大、傳動(dòng)平穩(wěn)、抗干擾能力強(qiáng)等特點(diǎn)。另一方面，在伺服系統(tǒng)中傳遞信號(hào)和校正特性時(shí)多用電氣元件。因此，現(xiàn)代高性能的伺服系統(tǒng)也都采用電液方式，伺服閥就是這種系統(tǒng)的必需元件。
伺服閥結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，造價(jià)高，對(duì)油的質(zhì)量和清潔度要求高。新型的伺服閥正試圖克服這些缺點(diǎn)，例如利用電致伸縮元件的伺服閥，使結(jié)構(gòu)大為簡(jiǎn)化。另一個(gè)方向是研制特殊的工作油（如電氣粘性油）。這種工作油能在電磁的作用下改變粘性系數(shù)。利用這一性質(zhì)就可通過電信號(hào)直接控制油流。

應(yīng)用領(lǐng)域
電液伺服閥廣泛地應(yīng)用于電液位置,速度,加速度,力伺服系統(tǒng),以及伺服振動(dòng)發(fā)生器中.它具有體積小,結(jié)構(gòu)緊湊,功率放大系數(shù)高,控制精度高,直線性好,死區(qū)小,靈敏度高,動(dòng)態(tài)性能好以及響應(yīng)速度快等優(yōu)點(diǎn).
參考書目 劉長(zhǎng)年著：《液壓伺服系統(tǒng)的分析與設(shè)計(jì)》，科學(xué)出版社，北京，1985。

類型
防滯伺服活門
該伺服閥屬于兩級(jí)閥，*級(jí)為噴嘴檔板式，由控制信號(hào)控制其出口壓力，第二級(jí)為滑閥式，執(zhí)行控制級(jí)至剎車缸的壓力。當(dāng)無信號(hào)作用時(shí)， 由於壓力噴嘴出口油壓力的作用，使伺服閥擋板靠在回油噴嘴上，此時(shí)壓力口的油壓作用在滑閥閥芯上，使剎車口同計(jì)量油口直接連通，剎車口壓力同飛行員控制的計(jì)量油壓相等，當(dāng)機(jī)輪角速度檢測(cè)到滑行速度同基準(zhǔn)滑行速度有偏差時(shí)，力矩馬達(dá)接收到偏差電信號(hào)，此時(shí)力矩馬達(dá)驅(qū)動(dòng)檔板向壓力噴嘴偏轉(zhuǎn)，使作用在閥芯上端油壓下降，在閥芯下端油壓作用下，閥芯上移，關(guān)小計(jì)量壓力油口，這將導(dǎo)致控制口壓力降低，控制口壓力降低到某一值時(shí)，就有對(duì)應(yīng)的制動(dòng)壓力。

空難
1991年3月3日，聯(lián)合航空585號(hào)班機(jī)為波音737-291型客機(jī)，從丹佛機(jī)場(chǎng)前往科羅拉多泉機(jī)場(chǎng)途中，飛機(jī)垂直尾翼的方向舵突然不受控制轉(zhuǎn)向右面，繼而翻滾，之后直墜地面，機(jī)上20名乘客和5名機(jī)組人員全部遇難。
1994年9月7日，全美航空427號(hào)班機(jī)為波音737-300型客機(jī)，從芝加哥奧黑爾機(jī)場(chǎng)前往匹茲堡機(jī)場(chǎng)途中，突然不受控制轉(zhuǎn)向，繼而翻滾，之后直墜地面，機(jī)上127名乘客和5名機(jī)組人員全部遇難。它的墜機(jī)方式與聯(lián)合航空585號(hào)班機(jī)與東風(fēng)航空517號(hào)很相似。其后發(fā)現(xiàn)原來波音737客機(jī)的方向舵液壓器在溫差很大時(shí)（30,000呎的-50度到地面的30度，同時(shí)加入高溫液壓液體時(shí)）會(huì)卡住，并且會(huì)導(dǎo)致飛行員給方向盤控制后由反向偏轉(zhuǎn)的嚴(yán)重后果。這種故障不會(huì)有磨損過的痕跡，也是NTSB（National Transportation Safety Board）有史以來調(diào)查時(shí)間zui長(zhǎng)的一系列空難事故之一。這是波音737自運(yùn)行以來發(fā)現(xiàn)的zui大的致命設(shè)計(jì)錯(cuò)誤（國(guó)家地理《空中浩劫》中S04E04中詳述）。
1996年6月9日，東風(fēng)航空517號(hào)班機(jī)于準(zhǔn)備降落在里奇蒙機(jī)場(chǎng)時(shí)，飛機(jī)突然發(fā)生故障，所幸只有一名空中服務(wù)員受輕傷。飛機(jī)亦成功降落。

發(fā)展過程

電液伺服閥技術(shù)誕生是液壓控制技術(shù)和液壓控制系統(tǒng)的發(fā)展的結(jié)果。
液壓控制技術(shù)的歷史zui早可追溯到公元前240年，當(dāng)時(shí)一位古埃及人發(fā)明了人類歷**個(gè)液壓伺服系統(tǒng)——水鐘。然而在隨后漫長(zhǎng)的歷史階段，液壓控制技術(shù)一直裹足不前，直到18世紀(jì)末19世紀(jì)初，才有一些重大進(jìn)展。在二戰(zhàn)前夕，隨著工業(yè)發(fā)展的需要，液壓控制技術(shù)出現(xiàn)了突飛猛進(jìn)地發(fā)展，許多早期的控制閥原理及均是這一時(shí)代的產(chǎn)物。如：Askania調(diào)節(jié)器公司及Askania-Werke發(fā)明及申請(qǐng)了射流管閥原理的。同樣Foxboro發(fā)明了噴嘴擋板閥原理的。而德國(guó)Siemens公司發(fā)明了一種具有永磁馬達(dá)及接收機(jī)械及電信號(hào)兩種輸入的雙輸入閥，并開創(chuàng)性地使用在航空領(lǐng)域。
在二戰(zhàn)末期，伺服閥是用螺線管直接驅(qū)動(dòng)閥芯運(yùn)動(dòng)的單級(jí)開環(huán)控制閥。然隨著控制理論的成熟及軍事應(yīng)用的需要，伺服閥的研制和發(fā)展取得了巨大成就。 1946年，英國(guó)Tinsiey獲得了兩級(jí)閥的；Raytheon和Bell航空發(fā)明了帶反饋的兩級(jí)閥；MIT用力矩馬達(dá)替代了螺線管使馬達(dá)消耗的功率更小而線性度更好。1950年，W.C.Moog*個(gè)發(fā)明了單噴嘴兩級(jí)伺服閥。1953年至1955年間，T.H.Carson發(fā)明了機(jī)械反饋式兩級(jí)伺服閥；W.C.Moog發(fā)明了雙噴嘴兩級(jí)伺服閥；Wolpin發(fā)明了干式力矩馬達(dá)，消除了原來浸在油液內(nèi)的力矩馬達(dá)由油液污染帶來的可靠性問題。 1957年R.Atchley利用Askania射流管原理研制了兩級(jí)射流管伺服閥。并于1959年研制了三級(jí)電反饋伺服閥。

1959年2月國(guó)外某液壓與氣動(dòng)雜志對(duì)當(dāng)時(shí)的伺服閥情況作了12頁(yè)的報(bào)道，顯示了當(dāng)時(shí)伺服閥蓬勃發(fā)展的狀況。那時(shí)生產(chǎn)各種類型的伺服閥的制造商有 20多家。各生產(chǎn)廠家為了爭(zhēng)奪伺服閥生產(chǎn)的霸權(quán)地位展開了激烈地競(jìng)爭(zhēng)?；仡櫄v史，可以看到zui終取勝的幾個(gè)廠家，大多數(shù)生產(chǎn)具有反饋及力矩馬達(dá)的兩級(jí)伺服閥。我們可以看到1960年的伺服閥已具有現(xiàn)代伺服閥的許多特點(diǎn)。如：第二級(jí)對(duì)*級(jí)反饋形成閉環(huán)控制；采用干式力矩馬達(dá)；前置級(jí)對(duì)功率級(jí)的壓力恢復(fù)通?？蛇_(dá)到50%；*級(jí)的機(jī)械對(duì)稱結(jié)構(gòu)減小了溫度、壓力變化對(duì)零位的影響。同時(shí)，由早期的直動(dòng)型開環(huán)控制閥發(fā)展變化而來的直動(dòng)型兩級(jí)閉環(huán)控制伺服閥也已出現(xiàn)。當(dāng)時(shí)的伺服閥主要用于軍事領(lǐng)域，隨著太空時(shí)代的到來，伺服閥又被廣泛用于航天領(lǐng)域，并研制出高可靠性的多余度伺服閥等產(chǎn)品。

與此同時(shí)，隨著伺服閥工業(yè)運(yùn)用場(chǎng)合的不斷擴(kuò)大，某些生產(chǎn)廠家研制出了專門使用于工業(yè)場(chǎng)合的工業(yè)伺服閥。如Moog公司就在1963年推出了*款專為工業(yè)場(chǎng)合使用的73系列伺服閥產(chǎn)品。隨后，越來越多的專為工業(yè)用途研制的伺服閥出現(xiàn)了。它們具有如下的特征：較大的體積以方便制造；閥體采用鋁材（需要時(shí)亦可采用鋼材）；獨(dú)立的*級(jí)以方便調(diào)整及維修；主要使用在14MPa以下的低壓場(chǎng)合；盡量形成系列化、標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品。然而Moog公司在德國(guó)的分公司卻將其伺服閥的應(yīng)用場(chǎng)合主要集中在高壓場(chǎng)合，一般工作壓力在21MPa，有的甚至到35MPa，這就使閥的設(shè)計(jì)專重于高壓下的使用可靠性。而隨著伺服閥在工業(yè)場(chǎng)合的廣泛運(yùn)用，各公司均推出了各自的適合工業(yè)場(chǎng)合用的比例閥。其特點(diǎn)為低成本，控制精度雖比不上伺服閥，但通過先進(jìn)的控制技術(shù)和先進(jìn)的電子裝置以彌補(bǔ)其不足，使其性能和功效逼近伺服閥。1973年，Moog公司按工業(yè)使用的需要，把某些伺服閥轉(zhuǎn)換成工業(yè)場(chǎng)合的比例閥標(biāo)準(zhǔn)接口。Bosch研制出了其標(biāo)志性的射流管先導(dǎo)級(jí)及電反饋的平板型伺服閥。1974年，Moog公司推出了低成本、大流量的三級(jí)電反饋伺服閥。Vickers公司研制了壓力補(bǔ)償?shù)腒G 型比例閥。Rexroth、Bosch及其他公司研制了用兩個(gè)線圈分別控制閥芯兩方向運(yùn)動(dòng)的比例閥等等。