5-5. ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ И ПНЕВМАТИЧЕСКИЕ СЕРВОДВИГАТЕЛИ
а) Гидравлические серводвигатели
В гидравлических серводвигателях управление движением осуществляется распределением потоков жидкости, поступающей от специального насоса.
Рис. 5-18. Схема гидравлического серводвигателя.
Гидравлические серводвигатели явились первым типом исполнительных устройств, нашедших широкое применение в системах автоматического регулирования. В условиях повсеместного распространения электропривода гидравлические серводвигатели, обладающие рядом положительных качеств, полностью сохранили свое значение, и объем их применения остается большим.
Конструкция гидравлических серводвигателей довольно разнообразна. Чаще всего применяются серводвигатели поршневого типа с золотниковым распределением. Схема такого серводвигателя приведена на рис. 5-18. Рабочая жидкость (обычно масло) подается насосом в центральный канал 1. Если золотник 2 находится в среднем положении, то его буртики 3 прикрывают другие каналы и доступ масла в рабочий цилиндр 4 закрыт. Поршень 5 и выходной шток серводвигателя при среднем положении золотника неподвижны. При перемещении золотника вправо открывается доступ масла в канал 6. Одновременно канал 7 сообщается с каналом 8, отводящим масло к всасывающему штуцеру, насоса. Давление в правой полости рабочего цилиндра становится большим давления в левой полости, и поршень движется влево. При этом масло из левой полости выталкивается и поступает на слив, точнее во всасывающий штуцер насоса или в специальный бак. Если же золотник перемещен влево относительно среднего положения,
то масло нагнетается насосом в канал 7, и поршень движется вправо.
Входной величиной серводвигателя следует считать перемещение золотника 
а выходной — перемещение штока рабочего цилиндра 
Входная и выходная величины имеют одинаковую размерность. В этом отношении гидравлические серводвигатели аналогичны усилителям и часто именуются гидроусилителями.
Течение жидкости через проходные сечения золотника обычно бывает турбулентным. Из гидравлики известно, что секундный расход жидкости при таком течении пропорционален площади проходного сечения и квадратному корню из перепада давления. Поэтому
(утечками жидкости пренебрегаем); здесь 
площадь поршня; 
площадь проходных сечений; 
давление в питающей магистрали 1 по отношению к давлению в выходном канале 8; 
— перепад давления, обусловленный нагрузкой и силой инерции поршня.
Влияние инерции в гидравлических серводвигателях мало, так как сила, приходящаяся на единицу массы подвижных частей, здесь в десятки и даже сотни раз превосходит аналогичную величину в электродвигателях. Поэтому при холостом ходе с высокой мерой приближения можно считать 
Зависимость площади проходных сечений 
от перемещения золотника 
определяется конструкцией последнего.
Если ширина буртиков золотника превосходит ширину расточек цилиндра, то серводвигатель имеет зону нечувствительности и характеристика 
подобна изображенной на рис. 5-19,а. Если указанного перекрытия в золотнике нет, то характеристика принимает форму рис. 
Считая 
пропорциональным 
на основании (5-30) при 
записываем:
Таким образом, гидравлический серводвигатель при указанных условиях имеет передаточную функцию интегрирующего звена. Подобная передаточная функция сохраняет силу и при наличии значительных активных и инерционных нагрузок.
Полагая
где 
механическое сопротивление нагрузки, и подставляя в уравнение (5-30), получаем:
Величина 
является активным внутренним нелинейным сопротивлением гидравлического серводвигателя. Эта величина относительно велика. Поэтому, во-первых, гидравлические сервомоторы обычно не требуют применения редукторов для согласования с нагрузкой, а, во-вторых, допускают значительные инерционные нагрузки без; резкого ухудшения динамических свойств.
Рис. 5-19. Характеристика гидравлического серводвигателя при наличии (а) и отсутствии (б) перекрытия в золотнике.
Рис. 5-20. Жесткая обратнаяг связь в гидравлическом серводвигателе.
Золотник получает лишь незначительные воздействия со стороны управляемого потока жидкости. Поэтому гидравлический серводвигатель без обратной связи в первом приближении можно считать элементом однонаправленного действия.
