一种新型低控制压力平衡阀

　　0 引言

　　工程机械广泛采用液压驱动系统， 为了避免变幅伸缩等机构在负载下降时产生超速下行， 系统中必须设置平衡阀构成的平衡回路， 该平衡阀的性能会对整个系统的性能影响很大。 目前使用的平衡阀普遍存在低频抖动、控制压力偏高、平稳性差、不能长时间精确定位等缺陷[1、2]。 控制压力过大会导致功率浪费过大，严重影响经济性[3]，针对这些缺陷，尤其是控制压力很大的缺陷， 作者采用补偿原理设计出了一种新型的平衡阀，本文将阐述其工作原理与结构特点，并对重要参数的确定进行探讨，为该阀的研制提供理论依据。

　　1 新型负载敏感平衡阀的结构原理

　　该新型平衡阀是将控制压力、流量、功率以及承受高压侧的油缸下腔压力也作为控制信号进行补偿，向主阀进行反馈，实现控制功能。 采用压力补偿的系统，可以大幅度的降低系统能耗[4]，提高生产效率，改善系统性能，降低系统温度，延长液压系统寿命[5]，该阀的结构原理图如图 1 所示。

　　该阀主要由三部分组成：单向阀，主阀芯节流阀以及液控换向阀。当负重下行时，单向阀打开，B 口的油经过节流阀，由 A 口回油箱。 此时，液压缸下腔的压力通过阀的内部通道作用到控制活塞 1 左面的端面上，控制活塞推动节流阀芯向右移动， 节流阀芯的开度与负载匹配，这样，满足不同负载的要求[6]。

　　2 新型平衡阀的工作过程

　　（1） 保持状态。 控制阀口 X 无压力油，由于负载的作用，B 口充满压力油，在弹簧力的作用下，柱塞和控制阀芯紧靠左侧；此时流道 C1 被阀体和控制阀芯末端封住，流道 C2 打开沟通油箱，容积 V1 内部压力为零；柱塞和阀体之间是面密封， 实现压力油的无泄漏保持状态。

　　（2） 提升状态。 压力油从 A 口进入，通过单向阀，流入液压缸。

　　（3） 下降状态。 分三个阶段。

　　1）如图 2a 所示，这种状态下 A 口回油，控制压力刚刚作用在控制阀芯上， 此时 C1 关闭 C2 打开，V1 内油压为零。

　　2）随着控制阀芯继续向右移动 ，控制阀芯接触柱塞底部 （在此之前， 控制压力只需克服弹簧 K1 的弹力），C1 与 V1 打开， 但是仍被阀体遮盖，V1 内油压仍为 0Pa。

　　3）控制油克服 K1，K2 的弹簧力，使控制阀芯和柱塞向右运动， 运动到 C1 与 B 口打开的位置时，B 口中的高压油通过 C1 口进入 V1，此时 C2 仍然打开，有短暂的 C1，C2 同时打开的时候， 防止 V1 内压力冲击过大，但是这种状态不会持续太久，随着控制阀芯和柱塞继续运动，C2 被遮盖。