伺服阀是主要用于电液转换的元件，它能把微小的电气信号转换成大功率的液压能输出。其性能的优劣上的电磁转矩，弹簧管反转矩，反馈杆反转矩等诸力对电液调节系统的影响很大，因此，它是电液调节系统的核心和关键。
双喷嘴挡板式力反馈二级电液伺服阀由电磁和液压两部分组成。电磁部分是永磁式力矩马达，由磁铁，导磁体，衔铁，控制线圈和弹簧管组成。液压部分是结构对称的二级液压放大器，前置级是双喷嘴挡板阀，功率级是四通滑阀。滑阀通过反馈杆与衔铁挡板组件相连。
力矩马达把输入的电信号(电流)转换为力矩输出。无信号时，衔铁由弹簧管支撑在上下导磁体的中间位置，磁铁在四个气隙中产生的极化磁通是相同的力矩马达无力矩输出。此时，挡板处于两个喷嘴的中间位置，喷嘴两侧的压力相等，滑阀处于中间位置，阀无液压输出；若有信号时控制线圈产生磁通，其大小和方向由信号电流决定，磁铁两极所受的力不一样，于是，在磁铁上产生磁转矩(如逆时针)，使衔铁绕弹簧管中心逆时针方向偏转，使挡板向右偏移，喷嘴挡板的右侧间隙减小而左侧间隙增大，则右侧压力大于左侧压力，从而推动滑阀左移。同时，使反馈杆产生弹性变形，对衔铁挡板组件产生一个顺时针方向的反转矩。当作用在衔铁挡板组件上的电磁转矩，弹簧管反转矩，反馈杆反转矩等诸力矩达到平衡时，滑阀停止移动，取得一个平衡位置并有相应的流量输出。滑阀位移，挡板位移，力矩马达输出力矩等都与输入的电信号(电流)成比例变化。
由力矩马达和液压放大器组成。
力矩马达组成
由一对磁铁、导磁体和衔铁、线圈和内部悬置挡板的弹簧管等组成。
液压放大器组成
前置放大器前置放大级是一个双喷嘴挡板阀，它主要由挡板、喷嘴、节流孔和滤油器组成。
功率放大器功率放大级主要由滑阀9和挡板下部的反馈弹簧片组成。
对于伺服阀的选取,有许多因素可考虑,但有两点是设计者必须认真对待的。
1 阀的类型
在满足系统最重要指标(如阀的频宽、流量特性等)的前提下,尽量考虑选用对油的污染敏感度低的伺服阀(而不是比例阀)。实践证明,80%以上伺服阀的故障与70%以上的伺服系统的故障来自于油的污染,而油的污染最容易堵塞的是伺服阀的流道(如喷嘴挡板阀的喷嘴与挡板间的间隙,通常其间隙量小于0.1mm)。
就阀本身而言,一般情况下,其对油的污染的不敏感性为:大流量阀优于小流量阀(结构形式和放大级数相同前提下),动圈式力马达(推力或力矩大)优于动铁式力矩马达,滑阀式(取消固定节流孔后流道变大)和射流管式(喷嘴及其与接受孔间的距离大)优于喷嘴挡板式,比例阀(其滑阀行程xv大)优于伺服阀,比例压力阀或比例拆装阀优于比例方向阀。如喷嘴挡板式伺服阀,对油的精度要求为优于NAS1638标准的6级(ISO4406标准的14/11级),而动圈式力马达式伺服阀或比例方向阀,对油的精度要求为NAS1638标准的7级(ISO4406标准的15/12级)即可。而比例压力阀或比例拆装阀对油的精度要求还可再低一个等级,如NAS1638标准的8级(ISO标准的16/13级),已接近普通拖动系统对油的使用要求。
有一种考虑是设计中尽量选用比例阀,其依据是既可使系统对油的精度要求降低,又可降低成本。笔者认为这种想法是不足取的。因为比例阀不仅频响低(一般低于10赫芝,新设计概念的“比例阀”另当别论,因其已超出了传统比较阀的范畴,且价格不菲),更要紧的是,由于结构原理和加工精度等原因,它的非线形区(死区)范围大。所以选用比例阀作闭环控制的直接后果是:
(1)使整个系统的频响大大降低。由控制理论分析知,即使执行机构(即缸)的频响再高,整个系统的频宽也不会大于10赫芝。
(2)有可能使控制系统不稳定(由控制理论非线形分析可知),造成伺服液压缸无法正常工作。所以,在选用比例阀时应慎重。一般认为,在满足频响(由分析知,当阀的频响大于3倍缸的频响时,系统动特性就由缸的频响决定)的前提下,对于中小流量(小于100升/分)情况,建议选用单级动圈式马达驱动滑阀式伺服阀(如Moog633、634等,其频响很易做到80-100赫芝)。对于大流量(100升/分以上),建议选用动圈式力马达为先导级的滑阀式多级伺服阀(如上海液压件一厂的DY系列、北京机械工业自动化所的SV系列等,其频响可达50-80赫芝)。
这种仅供参考的选取,可以兼顾伺服缸对动态性能的要求和对油的污染度的要求。
2 阀的流量
一般选取的顺序是,先由执行机构负载pL下应达到的速度确定负载流量QL,再由QL确定系统的空载流量QS,即
QS=QL
pS
pS-pL
式中:pS-系统供油压力;
pL-负载压力
定出QS后,再由样本选取规定阀压降ΔpN(一般为7MPa)下的空载流量QR,即:
QR=QS
ΔpN
pS
这样,阀的流量就可以初步确定下来了。
但是,考虑到输入信号的多变性(常会大于预计输入信号的值,此时会引起流量饱和,劣化系统的品质指标),为使控制系统具有较强的适应性,建议实际选用的伺服阀的空载流量QR应大于或等于2倍的计算空载流量QR。阀的规格过大的不足是响应慢(因惯量大),且阀的大行程得不到经常有效的工作和磨合,系统的灵敏度也差。
改善这种状况有效的做法是,选用两个较小规格的伺服阀,其流量之和等于所需的一个大规格阀的流量,将其并联使用,这可在几乎不增加成本的前提下明显改善伺服缸的动特性。
1力矩马达部分
1．1线圈断线：引起阀不动作，无电流。
1．2衔铁卡住或受到限位：原因为工作气隙内有杂物，引起阀门不动作。
1．3球头磨损或脱落：原因为磨损，引起伺服阀性能下降，不稳定，频繁调整。
1．4紧固件松动：原因为振动，固定螺丝松动等，引起零偏增大。
1．5弹簧管疲劳：原因为疲劳，引起系统迅速失效，伺服阀逐渐产生振动，系统震荡，严重的管路也振动。
1．6反馈杆弯曲：疲劳或人为损坏，引起阀不能正常工作，零偏大，控制电流可能到。
2喷嘴挡板部分：
2．1喷嘴或节流孔局部或全部堵塞：原因为油液污染。引起频响下降，分辨率降低，严重的引起系统不稳定。
2．2滤芯堵塞：原因为油液污染。引起频响下降，分辨率降低，严重的引起系统摆动。
3滑阀放大器部分：
1刃边磨损：原因为磨损。引起泄漏，流体躁声大，零偏大，系统不稳定。
2径向滤芯磨损：原因为磨损。引起泄漏增大，零偏增大，增益下降。
3滑阀卡滞：原因为油液污染，滑阀变形。引起波形失真，卡死。
4其它部分：
4．1密封件老化：寿命已到或油液不符。引起阀内外渗油，可导致伺服阀堵塞。