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MOOG: 微型液压阀提供紧凑而高性能的解决方案

工程师选择这些伺服阀是因为它们提供紧凑、轻巧的封装，具有高功率重量比。微型液压阀的重量可以低至95克，提供280bar的工作压力，额定流量高达 7.5 lpm。

这些微型阀门通常用于需要高功率密度的应用中，但与标准阀门不同，它们可以是四通阀。凭借伺服控制反馈，如果给出命令，阀门将以一定的速率流动，并可以通过线性命令立即改变该速率。

微型液压阀可以为一系列应用带来益处，包括海底机器人、赛车运动、娱乐、石油和天然气钻探，甚至飞艇，正如本文概述的 Moog Inc. 的案例所证明的那样。

微型液压系统在海底车辆中发挥深层作用

海底遥控车辆 (ROV) 配备有机械臂，用于抓取或放置物品。机械臂最多可容纳七个微型液压伺服阀，每个阀都作为控制柜的一部分，可在海平面以下一英里以上的地方运行。

对于海底应用，伺服阀的集成力矩马达浸没在液压油中，并在控制柜内加压，因为在如此深的水下，任何残留在内部的空气都会导致阀门和马达塌陷。为了防止环境污染，液压油含有水-乙二醇混合物，其工作原理与矿物油非常相似。

几年前，蒙特雷湾水生研究所 (MBARI) 想要更换控制该研究所 Ventana ROV 上的摄像头和机械臂的阀门。经过 16,000 小时的使用和海底压力后，占据 Ventana 船尾歧管内部空间的传统阀门因其不对称设计而需要更换。

市场上没有一种替换阀门能够适合 ROV 的外壳，并能承受高达 3,000 psi (207 bar) 的压力，同时减少飞行员的动作与机械臂和所附摄像头的定位之间的延迟。使用传统阀门，MBARI 技术团队会通过将 ROV 的泵置于旁路状态来减少液压系统的压力，并使机械臂更加灵巧。当团队这样做时，传统伺服阀的“零点"发生了偏移。

MBARI 要求 Moog Inc. 解决三重挑战。首先，设计一组适合现有外壳的阀门。其次，消除压力中心偏移。第三，解决导致飞行员反复移动机械臂和摄像头以寻找标本或目标的延迟问题。

Moog 还被告知 Ventana 最初的制造成本为 795,000 美元；更换车辆将花费 MBARI 320 万美元。因此，改装车辆对于 MBARI 的项目至关重要。

Moog 的解决方案包括其微型 30 系列伺服阀，尺寸为 4.0 x 3.4 x 3.9 厘米（1.6 x 1.3 x 1.5 英寸）。这些阀门是分体式歧管，可处理高达 3,000 psi 的液压，并提供 2.5 毫秒的阶跃响应。Moog 设计了适合正确阀门配置的阀门，其尺寸比传统阀门更小。

据 MBARI 称，微型阀门消除了视频和控件的延迟。MBARI 表示，ROV 的系统更易于调整。Moog 还使 MBARI 能够使用软件来从阀门和摄像机角度获得优良性能，从而加快了水下研究海豹寿命和地质等问题的时间。

据拥有 35 年经验的 Moog 高级产品工程师 Russ Miliotto 称，微型 30 系列伺服阀最初是为国防和太空应用而制造的。Miliotto 指出，这些阀门最初用于控制和无人航天器的推力矢量。

“我们采用了太空和国防阀门，并将它们工业化，"Miliotto 说道。“以前，这些阀门使用的是铸件，但对于工业，我们使用不锈钢和 Viton™ 密封件等材料。"

Miliotto 表示，这些阀门的工业版本版本便宜。他补充说，不需要对它们进行冲击测试，因为微型阀门已经是一种经过验证的设计。

重量为 95 克的微型液压伺服阀作为行驶高度系统的组件起着关键作用。这些轻巧、高性能的阀门可以快速调节汽车的悬架。微型阀门的阶跃响应小于 3 毫秒。作为主动悬架系统的组件，阀门可帮助车辆感受到力并移动行驶高度以减少阻力。

在俄亥俄州本田汽车实验室 (HALO) 设施中，本田要求 Moog 为实验室风洞中的测试车辆提供主动行驶高度系统，该系统可产生高达 306 公里/小时的风速。

Moog 与一级方程式赛车软件和硬件供应商 Cosworth 合作，设计了一套系统来取代传统的车载悬架，因为担心会接触到测试设备的移动带，所以底盘高度的调节范围受到限制。Moog 的系统可以控制底盘高度、俯仰和侧倾，防止车辆在空气动力学测试期间在高下压力水平下振荡。

为 HALO 的测试解决方案开发的系统的一部分利用了微型液压伺服阀，除其他功能外，它还可以操作液压执行器来控制故障安全系统，以便在断电或系统关闭时锁定车辆。

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