雙向平衡閥的分析和應用

王瑜 西安航空職業技術學院

引言

工程機械工況復雜，在其液壓傳動系統中，為了避免出現失速或超速的情況，常使用平衡閥解決該問題，但在負載較重時會出現低頻振動，也無法解決在往復運動或旋轉運動時失速和超速問題。因此本文介紹了雙向平衡閥來改善平衡閥的不足。

1、 雙向平衡閥的工作原理

雙向平衡閥由一對相同的平衡閥并聯構成，圖形符號如圖1所示，控制油口與另一側支路的進油口相連。雙向平衡閥由主閥芯、單向閥套、主閥芯彈簧和單向閥彈簧等組成，節流控制口由平衡閥主閥芯和單向閥套一起構成。

圖1 雙向平衡閥圖形符號

雙向平衡閥主要有兩種功能：液壓鎖功能和動態平衡功能，主要針對這兩種功能對其工作原理進行分析。

動態平衡功能：假設壓力油從C1 流入執行元件，則壓力油克服該支路中單向閥的彈簧力，使節流閥控制口打開，壓力油流入執行元件。回油液則從C2 作用在該支路主閥芯上，與控制油口中的壓力油共同驅動主閥芯運動。由于主閥芯彈簧的作用力，使執行元件回油腔具有背壓力，從而保證執行元件運動平穩。當壓力油從C2 流入執行元件，此時C2 端單向閥和C1 端主閥芯動作，與上述工作原理相同。

液壓鎖功能：當V1 和V2 處無壓力油時，雙向平衡閥的控制油口油液壓力很小，幾乎為0MPa，和執行元件中油液壓力無法克服主閥芯彈簧力，從而主閥芯無法移動，并且單向閥無法導通，則節流閥控制口處于關閉狀態，執行元件兩腔閉鎖，可停留在在任意位置。

2、 雙向平衡閥的工程實例

通過以上分析，雙向平衡閥不僅使液壓執行元件運動平穩，而且還有液壓鎖的性能，因此應用較多，本文主要介紹重載和往復運動的具體工程實例。

在高鐵架橋機主梁支腿中的應用，液壓原理如圖3 所示。高鐵架橋機主梁支腿在靜止時。既支撐架橋機本身重量，還包括混凝土梁片的重量，負載大，支承時間較長，此時就利用了雙向平衡閥的液壓鎖功能。當架橋機上下移動時，由于重量較大，需要平穩運動，此時利用雙向平衡閥動態平衡性，在系統中還有單向節流閥，增加了執行元件的背壓力，進一步提升了運動穩定性。

圖2 高鐵架橋機主梁支腿中的 液壓原理圖

圖3 高空作業平臺臂架 液壓原理圖

在高空作業平臺臂架的應用，液壓原理圖如圖3 所示[3]。當臂架變幅角增大或減小時，要求運動平穩，雙向平衡閥避免其往復運動時失速或超速，避免一定的危險出現。

3、 小節

本文主要從雙向平衡閥的液壓鎖功能和動態平衡功能分析了其工作原理分析和實際工程應用，對雙向平衡閥有了深刻認識，對其開發和應用都具有一定的參考。