力士乐压力补偿器是液压系统中实现流量精确控制的核心元件,其核心功能是?维持节流阀前后压差恒定?,从而确保负载变化时执行元件(如油缸、马达)的流量稳定。以下是其工作原理的详细解析:
一、核心工作原理
压差恒定机制?
压力补偿器通过调节阀口开度,使节流阀入口压力 P1 与出口负载压力 PL 的差值 ΔP=P1?PL 保持恒定(通常为 5-15 bar)。根据流量公式 Q=Cd?A?ΔP(CdCd 为流量系数,AA为阀口面积),当 ΔP恒定时,流量仅取决于阀口开度,与负载压力波动无关?。
动态平衡过程?
负载增加时?:PL升高,弹簧力推动补偿阀芯开大阀口,增大 P1以维持ΔP 不变。
负载减小时?:PL降低,阀芯在液压力作用下关小阀口,降低 P1以稳定ΔP?。
关键结构?:阀芯一端受弹簧预紧力控制,另一端感应负载压力,形成力平衡系统?。
二、两种主要类型及其工作特点
1. ?二通压力补偿器(定差减压型)?
结构?:串联在节流阀上游,由减压阀芯与弹簧组成?。
工作流程?:
入口压力 PP作用于阀芯左侧,负载压力PL作用于右侧。
当 PP?PL>F弹簧时,阀芯右移关小减压口,降低 P1;反之则开大减压口?。
应用场景?:需定量泵供油的系统,但存在节流损失?。
2. ?三通压力补偿器(定差溢流型)?
结构?:并联于节流阀出口,通过溢流阀维持压差?。
工作流程?:负载压力 PL经梭阀反馈至溢流阀弹簧腔。
若 PL升高,溢流阀关小,减少溢流量以提升 P1;反之则增大溢流?。
优势?:仅需提供略高于负载的压力,能耗低于二通型?。
类型? ?能耗特点? ?适用系统? ?典型结构?
二通(串联减压) 需泵提供恒定高压 定量泵系统 减压阀+节流阀
三通(并联溢流) 功率损失低 变量泵系统 溢流阀+梭阀反馈
三、在液压系统中的关键作用
复合动作协调?
多执行器并联时(如挖掘机动臂与铲斗),补偿器比较各支路负载压力,限制低压支路流量,确保高压支路优先动作,避免流量被“抢走"?。
示例?:大臂负载压力高时,小臂补偿阀关小,迫使流量流向大臂?。
与负载敏感泵协同?
补偿器输出的负载压力信号(LS)反馈至泵变量机构,使泵仅提供执行器所需流量+补偿压差对应的流量,实现系统节能?。
故障防护?
补偿阀卡死关闭?:对应执行器无动作或速度极慢?。
弹簧失效/泄漏?:系统压力波动,执行器抖动?。
四、典型应用与选型要点
工程机械案例?
力士乐M7多路阀?:采用阀后补偿(补偿器位于换向阀与执行器之间),通过LS信号实现泵阀联动?。
挖掘机SX12阀组?:补偿阀集成于换向阀联,确保复合动作时流量按比例分配?。
选型参数?
参数? ?说明? ?示例型号?
工作压力 通常 ≤350 bar ZDC32P-2X/M ?
流量范围 依规格(10-32通径)覆盖16~650 L/min ZDC25P-2X/M ?
压差设定 弹簧预紧力决定(默认约10 bar) ZDC16P-2X/M ?
五、设计注意事项
先导油路匹配?
补偿阀需配合梭阀采集负载压力:
外先导供油?:阻塞P口,单独提供先导油源?。
内先导供油?:从主油路节流阀上游取油?。
抗污染设计?
阀芯精密配合间隙(通常 ≤5 μm)需定期过滤油液(ISO 4406 ≤18/16/13),防止卡滞?。