关于灶用电机旋塞阀与比例阀的对比及应用分析

吴谢军

随着智能厨房系统的推广与应用，家用燃气灶智能化发展逐渐成为了行业发展趋势，在家用燃气灶智能化发展过程中，燃气控制阀体的使用出现了一定差异，大多数企业仍趋向于采用电机旋塞阀，而部分企业及行业新进品牌则乐忠于采用比例阀。本文结合两种阀体控制原理、技术特点及行业发展现状等方面对比分析，总结出它们的优缺点及产品适应性，为今后研发过程中阀体选型提供参考依据，并展望智能燃气灶控制阀体的发展方向。

工作原理对比

电机旋塞阀是一种快速开关的直通阀，通过带通孔的阀芯作为通、断件，阀芯随阀杆转动，转动过程中，阀芯中通孔与阀座侧壁通孔会出现不重合、逐渐重合、完全重合的连续变化状态，由此实现供气管路中燃气通、断及燃气流量大小调节，阀芯通过电机驱动，可实现家用燃气灶热负荷大小及通断自动控制，如图1所示。

燃气比例阀是通过线圈、铁芯等组成的电磁比例系统，当电路输入的电流变化时比例阀线圈所产生的磁场大小也随之变化，处于比例阀线圈中央的铁芯受到磁场作用力的变化产生上下位移，从而带动与铁芯相接连的气门总成随之移动，气门总成的密封球面与比例阀体相配合的通气面积也随着气门总成上下移动而改变，实现不同燃气流量通过，即截流，通过截流最终改变燃气输出压力，进而实现流量调节。比例阀通常由开关阀、比例调节阀和稳压阀三部分组成，如图2。

阀体控制方面，电机旋塞阀一般采用步进电机驱动，通过脉冲信号控制电机旋转，电机转动带动阀芯旋转，从而实现燃气流量调节和阀体开、关控制。燃气比例阀通过电流大小控制电磁芯上下移动位移，以调节阀体通道截面积，通过截面积变化实现燃气流量调节，当截面积为零时阀体关闭。电机旋塞阀和燃气比例阀分别可通过脉冲信号和电流大小实现流量调节和阀体开、关控制，它们可用于开发全触摸、程序自动控制、手机APP控制等功能的智能燃气灶。

目前市场智能燃气灶控制阀体使用电机旋塞阀的相对较多，例如华帝推出的魔碟灶BF862B，用电机旋塞阀实现全触摸控制，可触摸调节火力大小、定时、一键烹饪等。电机阀目前应用相对较广泛，主要是因为电机旋塞阀沿用传统的旋塞阀结构，通过电机驱动，控制原理简单，工艺成熟，可靠性高。

调节能力对比

电机旋塞阀是通过带通孔的阀芯作为通、断件在阀座内部转动，转动过程中，阀芯中通孔与阀座侧壁通孔出现不重合、逐渐重合、完全重合的连续变化状态，实现不同燃气流量通过，即截流，通过截流最终改变燃气输出压力，进而实现流量调节。当阀芯只设计主阀芯通道和副阀芯通道时，有效调节行程一般小于180°且调节曲线变化急剧，不利于精准控制，如图3。

燃气比例阀是利用磁力带动阀球上下移动实现截面积变化，磁力由电流大小控制，截面积可从0增加到最大值。因此，在阀体行程范围调节时，输入电流增大，截面积增大，阀体输出压力也随之增大，即行程范围内比例阀输入电流与输出压力正相关。比例阀还具有稳压特性，阀体使用过程中输入压力发生变化时，当输入压力小于额定稳压值时，输出压力随输入压力增加而增加，当输入压力接近额定稳压值时，输出压力开始保持恒定，不再随输入压力增加而继续增加。比例阀的性能主要由比例阀输入电流I与输出压力P2曲线和输入压力P1与输出压力P2曲线决定，即比例阀特性曲线，如图4。

通过调节性能的对比，可发现燃气比例阀流量调节能力明显优于电机旋塞阀，燃气比例阀不但能实现流量调节范围内一次函数正相关线性调节，还能实现稳压，保证在不同压力条件下，输出压力恒定，能保证用户使用过程中燃气灶每个档位火力大小稳定，不会随燃气压力变化而变化，对于智能烹饪有着明显的优势。随着智能燃气灶、智能菜单、智能烹饪技术的推出与逐渐发展成熟，燃气比例阀的流量调节能力会越来越受欢迎，燃气比例阀会逐渐替代电机旋塞阀应用于智能燃气灶。

产品应用对比

电机旋塞閥是普通旋塞阀的升级结构，通过电机驱动阀轴，阀体体积小，调节能力一般，工艺相对成熟，能在低于100°C环境下正常使用，应用广泛，特别是智能燃气灶产品，应用电机旋塞阀的企业较多，例如：华帝推出的BHC836B1全触摸精控灶，老板电器推出的9B36及万家乐推出的V8Si（B）等均采用电机阀实现智能控制。

比例阀因控制原理差异，需要设计比例线圈、截止电磁阀等结构，导致体积大，工艺复杂，特别是小流量端加工精度要求非常高，现阶段生产一致较差，它对使用环境要求也有一定限制，当温度工作环境高于80°C后，其可靠性大大降低，因此产品在结构设计时隔热结构要求严格，一般要求比例阀工作环境低于60°C，但比例阀具有较优的热负荷调节能力，几乎可实现线性无极调节，是智能烹饪产品的最理想配置，目前有部分企业开始研发并推出比例阀控制燃气灶产品，例如：美的研发的TQ857-GAW及海信研发的HB800智能家用燃气灶。

电机旋塞阀与比例阀的技术特点差异较大，具体如表1，在产品应用过程中应根据实际情况区别对待。 （责编 邱麦平）