微型液压阀的小尺寸和高功率重量比可使多种不同的应用受益。
尽管几乎每个行业都在选择或考虑转向全电动解决方案，但仍有许多领域致力于使用液压技术，包括微型液压阀。
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最佳性能，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比版本便宜。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。
尽管主题公园不断更新其游乐设施，但先前的设计是方便和经济的基础。这意味着有机会使用高性能微型液压系统改进这些游乐设施，特别是因为许多游乐设施平台早于全电动驱动。
Miliotto 补充说，电动设计可能会限制故障保险。例如，如果您丢失了阀门的电信号，设计师可以制造一个带有偏置的故障保险装置，以驱动活塞返回原位。如果电控柜上的电子信号丢失，设计人员必须依靠电池电源和马达（或重力）来驱动游乐设施的活塞回到原位。
微型液压阀有助于引导钻头，使其能够在地下转弯并水平钻进。在这种应用中，石油和天然气公司依靠重 195 克 (6.9 盎司) 的微型液压阀和直径为 8 毫米 (0.3 英寸) 的伺服电机，因为它们可以承受高达 177 摄氏度 (351 华氏度) 的温度、25,000 psi (1,724 巴) 的压力和高达 250 克的冲击。
对于 MWD，井下马达是钻井公司井底组件的一部分，控制向地面产生泥浆脉冲的阀门。这些泥浆脉冲可帮助操作员和钻井人员在钻井过程中做出决策。对于电缆作业（使用钻孔中的特殊电缆来收集数据），电机和微型液压阀有助于提取侧壁岩心和流体样本进行分析。
为了控制飞艇的方向舵，设计师选择使用小型、轻量级的伺服阀来补充电机。飞艇制造商依靠液压系统来控制飞艇的方向舵。当一家飞艇制造商长期使用的阀门过时时，Miliotto 的同事、Moog 工程团队负责人 Kellsi Ellis 表示，该公司采用微型液压伺服阀来提供所需设计范围内的运动控制。
“重新设计一个系统，尤其是一个成功的系统，从液压系统改为全电动系统，可能成本太高，”Ellis 指出。“有很多这样的液压应用，客户想要替代产品。我们可以采用微型液压伺服阀，用它们来替换 20 世纪 60 年代甚至 50 年代机器上的阀门；你不会用电子产品来替代这些产品。”
据 Miliotto 介绍，微型液压阀经常被设计用来替代不再生产的旧产品。例如，防爆阀和本质安全阀需要制造商投入大量资金来维持认证，他说。如果这些阀门的销量不是特别高，那么阀门制造商可能会取消该产品线。
