2)带有放大机构的GMM-DDV

为获取更大的流量，往往需要在DDV加设放大机构。目前，用于电例几能量转换器位移放大的微放大机构主要分为液压型和机械型两种。液压型放大机构是在帕斯卡原理的基础上，利用面积大小不同的两活塞推动密闭容腔内油液运动进而产生较大的输出位移。该种微位移放大机构频带宽、体积小、放大比高，但同时容易出现油液泄漏、摩擦力大等问题。常见结构如图10所示。

机械型放大机构的优点在于运动过程中无空回行程，无摩擦，运动平滑，分辨率较高，同时也普遍存在承受载荷小、抗冲击能力较差、体积较大等缺点。

常见的结构有三角放大式、压曲放大式及杠杆放大式，如图11所示。

图10 常见液压放大机构

图11 常见机械放大结构

杨朝舒等设计了一种基于液压式微位移放大机构的超磁致伸缩直接驱动阀，其结构如图12所示。

其工作原理为:向阀的输入端通入电流信号时，其GMM驱动机构产生输出位移，该位移经液压放大机构放大，进而推动滑阀阀芯运动，同时端部的LVDT传感器检测阀芯位移，并将该信号传递至输入端，对系统精度进行调节。

图12 液压放大式超磁致伸缩直接驱动阀

该阀采用柔性铰链膜片作为活塞，设计了一种锥角过渡型密闭油腔，有效地解决了传统液压式放大机构油液易泄漏的缺陷，同时能够降低油腔内“缩流”和“困油”现象带来的压力损失，该液压放大机构与传统的液压式放大机构的对比如图13所示。

图13 传统与新型液压放大机构对比图

实验测得该阀在系统油压为21MPa时，工作频带可超过100Hz，空载流量可达到19L/min。

邱大龙等设计了一种基于‘`F”型杠杆放大机构的GMM直动式电液伺服阀(如图14所示)，其工作原理为:在通电线圈产生的磁场作用下，GMM棒产生输出位移并由与固定支撑铰接的放大杠杆进行放大传递，从而实现对阀芯位移的控制。通过理论推导，建立了‘`F”型放大机构位移放大数学模型，并表明该阀的输出流量得到增大，系统稳定性有所提高。

1.固定支撑2. GMA输出杆3.前端盖4.预压弹簧5. GMA外壳6.线圈7.冷却管路8. GMM棒9.套筒10.线圈架11后端盖12.放人杠杆13.阀体14阀芯15调节弹簧

图14 直动式电液伺服阀结构图

3 超磁致伸缩电液伺服阀发展的关键技术

目前，国内对于GMM的基础理论研究，己经具有了一定的水平。但对于GMM器件的开发，由于国内加工制造水平、器件设计理念相对国外仍有一定差距，因此仍无法研发出性能更稳定、抗污染能力更强、流量更大的超磁致伸缩电液伺服阀。综上所述，研制综合性能优越的超磁致伸缩电液伺服阀可从以下几个方面着手:

(1)合适的位移放大机构位移放大机构是GMM-DDV从小流量走向大流量的必经之路，机构设计的难点在于如何在伺服阀体积大小受限制的情况下确保其位移放大倍数及动态性能满足要求;    (2)考虑多余度结构现代电液伺服阀的工作环境往往较为复杂恶劣，因此确保阀的正常工作尤为重要。伺服阀在工作时容易出现致动器卡滞或断控等问题，要确保其工作稳定性可以考虑致动器的多余度设计，在工作中如果一个致动器出现故障，另一个致动器仍能继续工作;

(3)抑制致动器温升现象为向伺服阀用GMM致动器施加足够大的激励磁场强度，激励线圈往往采用细线密绕的方式，当线圈驱动频率较高时，会导致GMM致动器温度骤升，影响其工作状态。对于大功率、精度要求高的系统可以考虑设计单独的强制冷却机构，对于中、小功率系统常采取合适的补偿机构;

(4)多场藕合下GMM电液伺服阀控制策略基于GMM的电液伺服阀本质上是一个多场藕合的系统，涉及到电磁、机械、液压多种信号的转化，包括电路、磁路、磁化、振动等多重子模型的求解，并且由于GMM所固有的磁滞特性及其性能参数对温度、压力、磁场的依赖性导致其表现出复杂的非线性特性。因此，在GMM电液伺服阀控制策略的研究中，必须考虑到各种内、外部干扰带来的影响，最大限度的拓展GMM线性工作范围。

4 结论

本研究基于快速发展的现代军事及民用工业技术对高性能电液伺服阀的需求，并从国内外电液伺服技术应用现状的分析出发，指出了当前电液伺服阀研发技术的进展主要体现在新型材料的应用及新型结构的设计上，介绍了GMM的优良特性及物理效应，详细研究了GMM在喷嘴挡板阀、射流管阀及DDV中应用现状，同时对研制高性能的GMM电液伺服阀的关键技术进行了展望。

超磁致伸缩材料展现出的优异特性使其在电液伺服领域具有广阔的应用前景，开展这方面的研究将有助于更好地满足市场上对高性能电液伺服阀的需求，进而为电液伺服领域的发展带来新的机遇，注入新的活力。