1.电动-机械舵机装置

扇形齿轮传动的电动舵机如图7-2所示，它由电动机1通过联轴器2带动蜗杆3和蜗轮4转动，并通过主动齿轮5带动扇形齿轮6，再经过缓冲弹簧7转动舵柄8（在扇形齿轮的下部），从而使舵柱9和舵叶偏转，缓冲弹簧的作用是减轻船舶在航行中波浪对舵叶的冲击力，防止传动装置受到损伤。

图7-2　扇形齿轮传动的电动舵机

1-电动机；2-联轴器；3-蜗杆；4-蜗轮；5-主动齿轮；6-扇形齿轮；7缓冲弹簧；8-舵柄；9-舵杆

不论是扇形齿轮传动机构还是蜗杆传动机构，它们共同的特点都是通过机械传动机构，以很高的减速比把电动机的高速转动直接传送到舵柱的低速偏转。这类舵机的电力拖动系统采用直流G-M控制系统。

2.电动-液压舵装置

电动-液压舵机装置与电动-液压起货机装置相类似，有双向变量泵，由恒速电动机拖动，提供可逆流向的高压油。两者不同之处在于拖动起货机卷筒的是可连续旋转的油马达，而转舵机则是左、右方向移动的液压油缸装置，如图7-3所示。

与舵柄铰链的撞杆两端置入左、右高压油缸内，两油缸与油泵连接，当一油缸注入高压油而另一油缸排出低压油时，推动撞杆（类似于活塞）向低压端移动，从而带动舵柄、舵柱和舵叶偏转。高压油泵的排量和流向则由操舵系统控制。远洋船舶几乎全部采用电动-液压舵机装置。

在液压舵机中，主油系统和伺服系统组成液压系统。我们把变量泵与液压缸之间的油路系统称为主油系统，主油系统是一个密闭的回路；而把专供电液伺服阀工作油的系统称之为伺服系统。下面我们根据图7-4和图7-5液压系统工作原理图来分别介绍一下上述两系统的工作过程。

图7-3　液压舵机传动机构

1-油缸；2-撞杆；3舵柄；4-舵柱

图7-4　液压舵机的主油系统的简图

图7-4为主油系统的简图。本系统有两套变量泵机组，由4个液压缸带动两个舵叶，还有两台补油泵，也是由变量泵机组拖动，其作用是为了随时补充系统中的泄漏。补油系统在图中没有画出。

为了说明问题，我们以单机组4个油缸同时工作为例，来说明舵机的工作情况。

起动左油泵机组，齿轮补油泵打油，使液动阀（它是由液压控制的，当其右端的控制油路中有压力油时，它将主油系统油路接通）动作，接通变量泵到主油系统的通路。

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图7-5　压舵机的伺服系统简图

当自动操舵仪未送来控制信号时，变量泵斜盘处于零位，它不排油，液压缸及舵叶皆处于零位。当自动操舵仪送来左舵信号时，电液伺服阀工作，它使变量泵的右边管路排油，经液动阀，压力油经左边管路通过阀2进入左阀箱（1-8在一个阀箱内），然后分成两路：一路经阀4和6，进入1号液压缸的左边和Ⅲ号液压缸的右边，使左舵叶向左转舵；另一路经两阀箱之间的连接管，进入右阀箱，分别经阀3′和5′进入Ⅱ号液压缸的左边和Ⅳ号液压缸的右边，使右舵叶也转左舵。由于两舵柄间有拉杆连接，故能保证量，舵叶同步转动。Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ经液动阀回到变量泵的吸入口。两个阀箱的其余阀都是关闭的，因此右机组不工作，有液动阀的隔离，压力油不会进入右边的变量泵，而使之变成油马达转动。即空转。

当舵角转到35°舵角时，限位阀被舵柄顶开，由于其管路粗而短，阻力很小，使变量泵排出的压力油通过限位阀和单向阀回到变量泵的吸入口，而不再进入液压缸，也就是说此时变量泵与单向阀和限位阀之间直通，使变量泵的压力油出口与它的吸口间形成回路，相互间压力平衡，舵就不再转动。当反向转舵时，由于有单向阀存在，压力油不能通过开启的限位阀而是直接送入液压缸，使舵叶反转。

从上述主油系统的工作过程我们可以清楚地发现舵机在日常工作中，可以通过阀箱的转换，不但可以单机工作，也可以双机同时工作。并且当任何一个液压缸发生故障时，可以将它从系统中断开不用，而不致影响其他液压缸的工作。在图7-4中有一些安全保护装置及压力表等，在图中都没有画出。

图7-5为伺服系统原理图。

前面我们已介绍过，所谓伺服系统是专供电液伺服阀工作油的系统。参照图发现，伺服油泵由交流电动机拖动，该电机也就是我们所称的主泵电机。它排出的压力油经单向阀、过滤器、蓄压器的电液伺服阀，然后再回到油箱。

溢流阀用来限制系统的油压力，使油压不超过额定值。当压力超过额定值时，溢流阀自动开启而溢流，使压力恢复到额定压力范围。

蓄压器的作用是使油路的压力稳定，对压力的脉动冲击起缓冲作用。

下面介绍一种在我们平时工作中较常见的由电磁阀作为控制组件的液压系统动作过程。

图7-6　液压系统动作原理图

图7-6为系统动作原理图。从图中可以看出，两个舵叶通过一套连杆机构和液压缸中的柱塞相连接，而柱塞可在油缸中左右移动。当右边油缸中通入压力油时，柱塞便向左移动，它带动舵叶向左舷转动（转左舵）。反之如果左边油缸中通入压力油，则柱塞带动舵叶向右舷转动（转右舵）。压力油由油泵供给，油泵由电动机带动，油泵打出的高压油通过管路送到液压缸，组成液压系统。由图7-6中可以看出，油泵产生的高压油，经过电磁阀与油缸相通。

电磁阀是一种三位四通电磁阀，它有两个电磁阀圈，在通常情况下（即电磁阀圈不通电）油路不通。而当DF2线圈有电时，油路直通，此时，压力油将通入左边的液压缸，推动柱塞向右移动，而右液压缸中的油则经过电磁阀另一通路回到油泵的进口，再经油泵把油从出口打出（变成压力油，系统此时转右舵）如果DF1线圈有电，电磁阀管路交叉接通，此时，油泵送出压力油将通入右边液压缸，而左边液压缸内的油则经电磁阀回到油泵的进口处，系统转左舵。

DF1、DF2两线圈的动作过程分别使舵叶向左或向右转，DF3、DF4两线圈的动作过程与其对应相似参照图自行分析，此不再赘述。

电磁线圈是由可控硅控制的，也即由系统的偏差信号来控制的。

该液压系统中有两套油泵，各有一个三位四通电磁阀控制其供油方向，两套油泵可以相互转换，以提高液压系统的生命力，同时也便于对该系统进行维护保养。

系统中同样设置了溢流阀、滤油器、安全阀、节流阀等。