液压平衡回路的发展与应用

　　液压平衡回路可用于平衡与液压力作用方向相同的重力负载。当负载下降时，在液压缸回油腔中产生平衡活塞及运动部件自重的背压，防止活塞或运动部件因自重超过油泵供油量所能提供的运动速度而出现失速现象，对液压系统造成较大的冲击和振动。随着液压平衡技术的不断发展，它已从最初的简单顺序阀平衡回路，发展到今天的专用平衡阀平衡回路，相关元件及回路的性能都在不断提高。

　　在平衡回路中，液压缸有举重上升、承载静止和负载下行 3 种基本状态。平衡回路只在承载静止和负载下行阶段起作用，且应能满足静止时活塞能被锁紧，下行时速度可控[1]，以保证活塞能被锁定在任意位置。因此，在实际应用中，液压平衡回路一般与背压或锁紧回路紧密相联，组成平衡、背压和锁紧回路。

　　1　传统顺序阀平衡回路

　　早期液压平衡锁紧回路，主要由顺序阀与换向阀组成，如图 1 所示。图 1(a) 为内控式单向顺序阀平衡回路，图 1(b) 是锥阀结构的外控式单向顺序阀平衡回路。在图 1(a) 中，适当调节顺序阀的开启压力，使其稍大于液压缸活塞及其工作部件自重在液压缸下腔所产生的压力。当液压缸下行有超越负载发生时，由于顺序阀的作用在液压缸回油腔产生一定的背压，防止了活塞及其工作部件超速下降。这种液压平衡回路在负载下行运动时，能建立稳定的背压，故工作平稳。但当顺序阀调定后，若工作负载减小，则需要增加泵的输出功率，系统的功率损失将增大，且负载越小，效率越低，导致系统发热越快，油液温度升高。另外，滑阀结构的顺序阀和换向阀存在泄漏，在承载静止阶段，活塞不能长时间停留在任意位置。因此，该回路不适用于工作时间长，能量消耗大的设备，如工程机械，仅能用于工作负载固定且功率较小的场合。

　　在图 1(b) 中，液控顺序阀的启闭取决于控制油口，即液压缸无杆腔油压的高低。在活塞下行时，外控顺序阀被液压缸进油路上的控制压力油打开，液压动部件因自重而加速下降，势能得以利用，系统效率较高。但这种回路当运动部件因自重而超速下降时，会造成液压缸上腔供油不足，进油路压力消失，外控顺序阀因控制油失压而关闭，关闭后控制油路又会重新建立起压力，阀再次打开、关闭。由于外控顺序阀时开时闭，出现严重的“点头”或“爬行”现象，运动不平稳，产生较大的冲击振动和噪声。

　　2　液压平衡回路的改进

　　为提高平衡回路的运动平稳性及锁紧性能，对液压平衡回路进行改进。