PDF《可变先导比 （ LoadAdaptiveTM ） 平衡阀》

3 可变先导比(LoadAdaptive?)平衡阀 当方向阀向下放重物的方向移动时,压力同时施 加于油缸的有杆腔以及平衡阀的先导口(P3). 在先导作用的帮助下,CB平衡阀打开.负载压力 P1与油箱接通,重物被下放. 为了更好的理解平衡阀是如何工作的,我们将它 从上边的回路取出,放到一个专门的测试回路中 来监测负载口和先导口的压力.图 3显示了此测 试是如何进行的. 图3P1 v P3测试回路 图 3中: ? 油液由1口引入并且流量由一个带压力补偿的 流量阀控制为20L/min(5gpm). ? 3口先导压力逐渐增加(辅助打开1口到2口). ? 使用不同先导比的CB平衡阀,测量P1和P3 压力按照图 4所示坐标绘制曲线. 从图 4中可以得知: ? 流量被限制为20L/min(5gpm). ? 先导压力(P3)为0时,负载压力即为其机械 设定压力(仅弹簧预压缩). ? 当先导压力(P3)上升时,负载压力(P1) 下降.随着平衡阀的打开,负载将会以平稳 可控的方式下放(理想方式). ? 高先导比时使负载压力降低所需的先导压力 更低. ? 曲线的斜率(绝对值)大致为先导比,即一 个3:1斜率的曲线即为一个3:1先导比的平衡 阀. ? 靠左的曲线(高先导比)其效率更高,但同 时稳定性趋于下降. 图4典型的P1 v P3(负载V先导)压力曲线 Pub. 999-901-455 Rev 26Jan2016 www.sunhydraulics.com

4 可变先导比(LoadAdaptive?)平衡阀 回忆一下… 液压功率计算:压力*流量 因此:对于固定的流量(此例为 20L/min/5.3 gpm),如果所需的先导压力(P3)降低了25% ,则此循环过程所消耗的能量同样减小了25%.也 就是说,节省了能量或者燃料. 图 4和图 5强调的是效率,我们再看看同样重要 的稳定性.图 6所示的是一个标准的平衡阀在图 2所示回路中控制油缸动作的过程中的三个区域. 区域A显示了在负载压力P1和先导压力P3的共同 作用下,油缸和负载尚未运动的一个阶段.先导压 力尚未足以将平衡阀打开,油缸也并未移动(请记 住,平衡阀必须设定为最大负载压力的130%). 油缸并未移动,因而也没有所谓的震动或失稳.所 以在区域A,为了保持平衡阀稳定的低先导比是不 必要的. 区域C显示的是典型的负载压力P1和先导压力P3 共同作用于非超驰负载.例如,如果一个绞车在 下放一个空钩时,所需要的先导压力P3很高而负 载压力P1却很低.此操作状态(低负载高速度) 同样不需要低先导比来保持平衡阀的稳定性. 区域B显示的是典型的在先导压力和负载压力共 同作用下控制超驰负载的过程.在此阶段,由于 重力对负载的作用,执行器超驰运行,即即使在 平衡阀的阻力作用下,执行器所需流量仍大于泵 提供流量.这使得平衡阀处于重复且不受控制的 开、关动作中,此动作常被称为不稳定或颤动. 平衡阀处于这样的状态有可能会引起负载震荡和 系统不稳定. 高的先导比会恶化这种现象,因为此时哪怕些许 的先导压力变化也会导致平衡阀较大的开启动 作,从而使得平衡阀阻力迅速下降,流量迅速增 大.这又使得先导压力P3下降,阀又重新关闭, 直至泵所供油液又跟上来,P3压力升高,阀再次 打开并重复以上的开关过程.振荡即由此产生. 因此,在区域B需要低的先导比来避免不稳定. 图 5显示了当先导比从1.5:1提高到10:1时,潜在 的能量节省量,大致即为阴影部分面积所示.这正 是机器每个提升-下放-提升循环潜在的可以节省的 能量. 图5高先导比与低先导比功率比较 图6负载稳定区域 - 标准CB阀Pub. 999-901-455 Rev 26Jan2016 www.sunhydraulics.com