壓力補償器在液壓系統中的應用
發布時間：2017-09-01
前言
比例控制技術是在開關控制技術和伺服控制技術之間的過渡技術，采用比例放大器控制比例電磁鐵，實現對比例閥的連續控制，從而實現對液壓系統壓力、流量、方向的無級調節；但是用比例方向閥進行速度控制時，如果負載是變化的，那么執行元件的速度就會受負載變化的影響（負載小時速度快，負載大時速度慢）；于是在系統設計時，人們引入了壓力補償器，它可以使比例閥閥口的壓差保持恒定，使執行元件的速度不受負載變化的影響。
1壓力補償器
（1）普通比例方向閥系統中 ，用比例閥可以控制執行元件的運動方向及速度；原理圖可簡化。
閥口壓差
式中 F―負載。
流量系數 Cd固定，節流面積 AT不變時，比例閥的流量
由以上分析可知，雖然此系統采用了比例閥控制，但比例閥閥口壓差隨負載變化不斷變化，為了獲得更好的速度剛性，可采用壓力補償器，這樣就可使比例閥的閥口壓差保持恒定。
（2）圖 2 是采用二通進口壓力補償器的簡化原理圖。
二通進口壓力補償器與比例閥是串聯的，忽略液動力；在閥芯平衡位置可得
當彈簧很軟，調節位移又很短時，彈簧力變化就很小，從而壓差 Δp 近似為常數。 當負載變化時，由于梭閥的反饋作用，壓力補償器的閥芯將重新建立平衡位置，壓差 Δp 仍為常數。
這里的二通進口壓力補償器在實際工作中相當于一個定差減壓閥，始終保持比例閥 P-A（B）的壓差 Δp 為常數； 這種壓力補償器在實際應用中最為常見。
固定機械的補償器常設計成疊加形式，與比例方向閥一起組成疊加結構；工程機械中的補償器多集成于多路閥中，這樣可節省空間，使整個液壓系統結構更加緊湊。
（3）圖 3 為三通進口壓力補償器應用原理圖。
三通壓力補償器與比例方向閥是并聯使用的，同樣由式（3）和式（4）可知，閥口壓差 Δp 保持不變；這里的壓力補償器的作用相當于一個定差溢流閥；這種補償裝置經常與定量泵配合使用； 工作時，其進口的壓力僅需比負載壓力高出一個 Δp，當比例閥使用 Y 形閥芯（中位時 A 和 B 與油箱相通）時，油液就以所設定的壓差 Δp 循環于泵和油箱之間。
（4）另外常見的補償器還有出口壓力補償器，此補償器工作時保證液壓回路中 A（B）口到 T 口的壓差 Δp 為常數,經常用于有超越負載的場合；還有應用于變量泵中的泵控壓力補償器等。
2實際應用
（1）某鋼廠步進梁式加熱爐中步進梁升降液壓回路。 此回路使用了比例方向閥與進口壓力補償（見圖 4）。 由于步進梁下降時，存在超越負載，所以在油缸無桿腔設置了平衡閥。 壓力補償器的彈簧調定后（這里為定值）,比例閥節流口的壓差 Δp 就近似為恒定值,即比例方向閥進油口前后壓差 Δp 保持恒定值。 當節流口前后壓差保持不變時,通過節流口的流量只與節流口的開口面積成正比。 對比例方向閥而言, 進油節流口的開口面積與比例方向閥的輸入電流信號有關,而與負載的變化無關。 亦即升降油缸的供油流量 Q 只與比例方向閥的輸入電流信號有關,與負載的變化無關。
（2）上例中補償器主要用于節流調速系統 ，即補償比例閥口的壓差，在定量泵系統中得到了廣泛的應用；但這種應用不可避免地會產生一定的溢流損失；如果二通壓力補償器與泵控壓力補償器配合使用，則可以實現容積節流調速。 圖 5 是煤礦機械中掘進機的部分液壓原理。
此回路采用變量泵+比例多路閥的形式， 組成了負載敏感回路；除每一聯多路閥都設有進口壓力補償器外；變量泵還配有泵控壓力補償器；此補償器與 LS 反饋油路配合可實現負載敏感控制， 使此回路不僅降低了比例閥閥口的節流損失，也將液壓系統的溢流損失降到最低。
這種負載敏感回路在煤礦機械尤其是掘進機、錨桿機等設備中已有大量應用；已經逐漸成為煤機制造商的首選方案。
3結語
（1）選用壓力補償器時應注意液動力對補償精度的影響，許多廠家對傳統的定差減壓閥進行了修正， 有效消除 了液動力對 補償精度 的影響；如Rexroth 的 ZDC 系列。
（2）對于超越負載，可選用出口壓力補償器；如果采用進口壓力補償器， 應與平衡閥配合一起使用。
（3）進口壓力補償器可附加節流口壓差可調及限壓功能； 如多路閥上的 LS 溢流閥就是限壓功能的一個應用。
摘自：中國計量測控網
