4WS2EM系列德国REXROTH方向伺服阀工作原理

4WS2EM系列德国REXROTH方向伺服阀是液压先导式2级或3级方向阀。由于它们的高动态特性，它们主要用于位置，力或压力以及速度的闭环控制。博世力士乐液压伺服阀负责控制压力，流量或位置。
4WS2EM系列德国REXROTH方向伺服阀工作原理如下：
典型的伺服阀由永磁力矩马达、喷嘴、档板、阀芯、阀套和控制腔组成(见图)。当输入线圈通入电流时，档板向右移动，使右边喷嘴的节流作用加强，流量减少，右侧背压上升；同时使左边喷嘴节流作用减小，流量增加，左侧背压下降。阀芯两端的作用力失去平衡, 阀芯遂向左移动。高压油从S流向C2，送到负载。负载回油通过 C1流过回油口，进入油箱。阀芯的位移量与力矩马达的输入电流成正比，作用在阀芯上的液压力与弹簧力相平衡，因此在平衡状态下力矩马达的差动电流与阀芯的位移成正比。如果输入的电流反向，则流量也反向。表中是伺服阀的分类。
伺服阀主要用在电气液压伺服系统中作为执行元件（见液压伺服系统）。在伺服系统中，液压执行机构同电气及气动执行机构相比，具有快速性好、单位重量输出功率大、传动平稳、抗干扰能力强等特点。另一方面，在伺服系统中传递信号和校正特性时多用电气元件。因此，现代高性能的伺服系统也都采用电液方式，伺服阀就是这种系统的必需元件。
伺服阀结构比较复杂，造价高，对油的质量和清洁度要求高。新型的伺服阀正试图克服这些缺点，例如利用电致伸缩元件的伺服阀，使结构大为简化。另一个方向是研制特殊的工作油（如电气粘性油）。这种工作油能在电磁的作用下改变粘性系数。利用这一性质就可通过电信号直接控制油流。

德国REXROTH 4WS2EM ... XL型阀门是电动两级方向伺服阀。它们主要用于控制位置，力，压力或速度。

该阀由一个机电转换器（扭矩电动机）（1），一个液压放大器（喷嘴挡板系统）（2）和一个位于套筒（第二级）中的控制阀芯（3）组成，该套筒与扭矩连接电机通过机械反馈。

扭矩电动机的线圈（4）上的电输入信号通过作用在电枢（5）上的永磁体产生力，并与扭矩管（6）产生扭矩。这导致通过螺栓连接到扭矩管（6）的挡板（7）从两个控制喷嘴（8）之间的中心位置移动，并在控制阀芯的前侧形成压力差（3）。压差导致控制阀芯改变其位置，这导致压力端口连接到一个执行器端口，同时另一个压力执行器端口连接到回流端口。

控制阀芯（3）通过弯曲弹簧（机械反馈）（9）连接到挡板或扭矩电机。更改控制阀芯（3）的位置，直到弯曲弹簧两端的反馈扭矩和扭矩电机的电磁扭矩平衡，并且喷嘴挡板系统处的压差变为零为止。

控制阀芯（3）的行程以及伺服阀的流量与输入电信号成比例地控制。必须注意，流量取决于阀压降。

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