压力补偿器在液压系统中的应用
发布时间：2017-09-01
前言
比例控制技术是在开关控制技术和伺服控制技术之间的过渡技术，采用比例放大器控制比例电磁铁，实现对比例阀的连续控制，从而实现对液压系统压力、流量、方向的无级调节；但是用比例方向阀进行速度控制时，如果负载是变化的，那么执行元件的速度就会受负载变化的影响（负载小时速度快，负载大时速度慢）；于是在系统设计时，人们引入了压力补偿器，它可以使比例阀阀口的压差保持恒定，使执行元件的速度不受负载变化的影响。
1压力补偿器
（1）普通比例方向阀系统中 ，用比例阀可以控制执行元件的运动方向及速度；原理图可简化。
阀口压差
式中 F―负载。
流量系数 Cd固定，节流面积 AT不变时，比例阀的流量
由以上分析可知，虽然此系统采用了比例阀控制，但比例阀阀口压差随负载变化不断变化，为了获得更好的速度刚性，可采用压力补偿器，这样就可使比例阀的阀口压差保持恒定。
（2）图 2 是采用二通进口压力补偿器的简化原理图。
二通进口压力补偿器与比例阀是串联的，忽略液动力；在阀芯平衡位置可得
当弹簧很软，调节位移又很短时，弹簧力变化就很小，从而压差 Δp 近似为常数。 当负载变化时，由于梭阀的反馈作用，压力补偿器的阀芯将重新建立平衡位置，压差 Δp 仍为常数。
这里的二通进口压力补偿器在实际工作中相当于一个定差减压阀，始终保持比例阀 P-A（B）的压差 Δp 为常数； 这种压力补偿器在实际应用中最为常见。
固定机械的补偿器常设计成叠加形式，与比例方向阀一起组成叠加结构；工程机械中的补偿器多集成于多路阀中，这样可节省空间，使整个液压系统结构更加紧凑。
（3）图 3 为三通进口压力补偿器应用原理图。
三通压力补偿器与比例方向阀是并联使用的，同样由式（3）和式（4）可知，阀口压差 Δp 保持不变；这里的压力补偿器的作用相当于一个定差溢流阀；这种补偿装置经常与定量泵配合使用； 工作时，其进口的压力仅需比负载压力高出一个 Δp，当比例阀使用 Y 形阀芯（中位时 A 和 B 与油箱相通）时，油液就以所设定的压差 Δp 循环于泵和油箱之间。
（4）另外常见的补偿器还有出口压力补偿器，此补偿器工作时保证液压回路中 A（B）口到 T 口的压差 Δp 为常数,经常用于有超越负载的场合；还有应用于变量泵中的泵控压力补偿器等。
2实际应用
（1）某钢厂步进梁式加热炉中步进梁升降液压回路。 此回路使用了比例方向阀与进口压力补偿（见图 4）。 由于步进梁下降时，存在超越负载，所以在油缸无杆腔设置了平衡阀。 压力补偿器的弹簧调定后（这里为定值）,比例阀节流口的压差 Δp 就近似为恒定值,即比例方向阀进油口前后压差 Δp 保持恒定值。 当节流口前后压差保持不变时,通过节流口的流量只与节流口的开口面积成正比。 对比例方向阀而言, 进油节流口的开口面积与比例方向阀的输入电流信号有关,而与负载的变化无关。 亦即升降油缸的供油流量 Q 只与比例方向阀的输入电流信号有关,与负载的变化无关。
（2）上例中补偿器主要用于节流调速系统 ，即补偿比例阀口的压差，在定量泵系统中得到了广泛的应用；但这种应用不可避免地会产生一定的溢流损失；如果二通压力补偿器与泵控压力补偿器配合使用，则可以实现容积节流调速。 图 5 是煤矿机械中掘进机的部分液压原理。
此回路采用变量泵+比例多路阀的形式， 组成了负载敏感回路；除每一联多路阀都设有进口压力补偿器外；变量泵还配有泵控压力补偿器；此补偿器与 LS 反馈油路配合可实现负载敏感控制， 使此回路不仅降低了比例阀阀口的节流损失，也将液压系统的溢流损失降到最低。
这种负载敏感回路在煤矿机械尤其是掘进机、锚杆机等设备中已有大量应用；已经逐渐成为煤机制造商的首选方案。
3结语
（1）选用压力补偿器时应注意液动力对补偿精度的影响，许多厂家对传统的定差减压阀进行了修正， 有效消除 了液动力对 补偿精度 的影响；如Rexroth 的 ZDC 系列。
（2）对于超越负载，可选用出口压力补偿器；如果采用进口压力补偿器， 应与平衡阀配合一起使用。
（3）进口压力补偿器可附加节流口压差可调及限压功能； 如多路阀上的 LS 溢流阀就是限压功能的一个应用。
摘自：中国计量测控网
