SUN美國(guó)CSAA-BXH-GBS為什么可變先導(dǎo)比平衡閥很重要

當(dāng)方向閥向下放重物的方向移動(dòng)時(shí)，壓力同時(shí)施 加于油缸的有桿腔以及平衡閥的先導(dǎo)口（P3）。 在先導(dǎo)作用的幫助下，CB平衡閥打開(kāi)。負(fù)載壓力 P1與油箱接通，重物被下放。 為了更好的理解平衡閥是如何工作的，我們將它 從上邊的回路取出，放到一個(gè)專(zhuān)門(mén)的測(cè)試回路中 來(lái)監(jiān)測(cè)負(fù)載口和先導(dǎo)口的壓力。圖 3顯示了此測(cè) 試是如何進(jìn)行的。 

 圖 3中： • 油液由1口引入并且流量由一個(gè)帶壓力補(bǔ)償?shù)?流量閥控制為20L/min（5gpm）。 • 3口先導(dǎo)壓力逐漸增加（輔助打開(kāi)1口到2口）。 • 使用不同先導(dǎo)比的CB平衡閥，測(cè)量P1和P3 壓力按照?qǐng)D 4所示坐標(biāo)繪制曲線。

 從圖 4中可以得知： • 流量被限制為20L/min（5gpm）。 • 先導(dǎo)壓力（P3）為0時(shí)，負(fù)載壓力即為其機(jī)械 設(shè)定壓力（僅彈簧預(yù)壓縮）。 • 當(dāng)先導(dǎo)壓力（P3）上升時(shí)，負(fù)載壓力（P1） 下降。隨著平衡閥的打開(kāi)，負(fù)載將會(huì)以平穩(wěn) 可控的方式下放（理想方式）。 • 高先導(dǎo)比時(shí)使負(fù)載壓力降低所需的先導(dǎo)壓力 更低。 • 曲線的斜率（值）大致為先導(dǎo)比，即一 個(gè)3:1斜率的曲線即為一個(gè)3:1先導(dǎo)比的平衡 閥。 • 靠左的曲線（高先導(dǎo)比）其效率更高，但同 時(shí)穩(wěn)定性趨于下降。

 圖 5顯示了當(dāng)先導(dǎo)比從1.5:1提高到10:1時(shí)，潛在 的能量節(jié)省量，大致即為陰影部分面積所示。這正 是機(jī)器每個(gè)提升-下放-提升循環(huán)潛在的可以節(jié)省的 能量。

 回憶一下… 液壓功率計(jì)算：壓力×流量 因此：對(duì)于固定的流量（此例為 20L/min/5.3 gpm），如果所需的先導(dǎo)壓力（P3）降低了25% ，則此循環(huán)過(guò)程所消耗的能量同樣減小了25%。也 就是說(shuō)，節(jié)省了能量或者燃料。 圖 4和圖 5強(qiáng)調(diào)的是效率，我們?cè)倏纯赐瑯又匾?的穩(wěn)定性。圖 6所示的是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的平衡閥在圖 2所示回路中控制油缸動(dòng)作的過(guò)程中的三個(gè)區(qū)域。 區(qū)域A顯示了在負(fù)載壓力P1和先導(dǎo)壓力P3的共同 作用下，油缸和負(fù)載尚未運(yùn)動(dòng)的一個(gè)階段。先導(dǎo)壓 力尚未足以將平衡閥打開(kāi)，油缸也并未移動(dòng)（請(qǐng)記 住，平衡閥必須設(shè)定為大負(fù)載壓力的130%）。 油缸并未移動(dòng)，因而也沒(méi)有所謂的震動(dòng)或失穩(wěn)。所 以在區(qū)域A，為了保持平衡閥穩(wěn)定的低先導(dǎo)比是不 必要的。

Sun可變先導(dǎo)比 (LoadAdaptiveTM )平衡閥，利用創(chuàng)新的機(jī)械 結(jié)構(gòu)，可以在保持負(fù)載穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)的同時(shí)，具 有先導(dǎo)比和先導(dǎo)壓力可變的特性。在需要穩(wěn) 定時(shí)使用低的先導(dǎo)比，在執(zhí)行器不運(yùn)動(dòng)或不 易發(fā)生穩(wěn)定性問(wèn)題時(shí)使用高的先導(dǎo)比。高先 導(dǎo)比時(shí)耗能更少。 節(jié)能測(cè)試顯示，此可變先導(dǎo)比平衡閥可以保 持油缸/馬達(dá)在相同或更快的運(yùn)動(dòng)速度的同 時(shí)，相較于標(biāo)準(zhǔn)型平衡閥平均節(jié)省30%的能 量，同時(shí)可以維持的穩(wěn)定性。

 平衡閥在液壓回路中用來(lái)保證油缸或馬達(dá)不 會(huì)因自重等外部原因出現(xiàn)下滑、超速等失控 的情況出現(xiàn)。平衡閥通常安裝在執(zhí)行器和油 箱之間的回油路（用于負(fù)載保持）上。 平衡閥可視為一個(gè)將其壓力調(diào)至預(yù)計(jì)高負(fù) 載壓力的溢流閥。多數(shù)平衡閥有一個(gè)先導(dǎo)控 制功能使得閥開(kāi)啟所需的驅(qū)動(dòng)壓力得以降 低。“先導(dǎo)比”就是用來(lái)描述所需驅(qū)動(dòng)壓力 隨著先導(dǎo)口壓力的升高而降低的程度的。

例如：如果先導(dǎo)比是10，在先導(dǎo)口的施加 10bar的壓力，那么使執(zhí)行器動(dòng)作所需的驅(qū) 動(dòng)壓力就減小100bar。 先導(dǎo)比的選擇是在穩(wěn)定性（低先導(dǎo)比）和效 率（高先導(dǎo)比）之間妥協(xié)的結(jié)果。 對(duì)于一個(gè)有超馳負(fù)載（通常因重力作用）的 液壓回路，選擇合適的平衡閥重要的一點(diǎn)。

 是確保系統(tǒng)的性能，尤其是在節(jié)能和動(dòng)態(tài) 穩(wěn)定性間尋求平衡點(diǎn)。很多時(shí)候，由于可 供選擇安裝的平衡閥種類(lèi)有限，效率不得 已而為穩(wěn)定性做出妥協(xié)。 能量使用效率在行走機(jī)械上顯得尤為重 要，因?yàn)檫@些設(shè)備通常是以燃料為能源 的，而且油箱體積也有限制。 Sun的可變先導(dǎo)比 ( LoadAdaptive™ ) 平 衡閥在此提供了新的解決方案，可以利用 一個(gè)閥同時(shí)兼顧穩(wěn)定性和效率。

 可變先導(dǎo)比 (LoadAdaptive) 平衡閥可應(yīng)用在幾乎 任何標(biāo)準(zhǔn)型平衡閥可以應(yīng)用的場(chǎng)合。但不是所有的 應(yīng)用場(chǎng)合都可以發(fā)揮可變先導(dǎo)比平衡閥的額外特 性，在這些場(chǎng)合使用可變先導(dǎo)比平衡閥而非更便宜 的標(biāo)準(zhǔn)型平衡閥并不經(jīng)濟(jì)。因此，下邊是一些應(yīng)用 建議。 可在如下場(chǎng)合使用可變先導(dǎo)比（LoadAdaptive）

平衡閥：

• 負(fù)載超馳或重力下墜

• 能量或燃料的使用效率非常重要

• 負(fù)載控制的穩(wěn)定性很重要

• 設(shè)備克服重力所做的提升-下放-提升循環(huán)是 重復(fù)并且有規(guī)律的

• 小負(fù)載壓力高于500psi (35bar)

• 大負(fù)載壓力不高于4000psi (280bar)

• 先導(dǎo)壓力低于2000psi (140bar)

如果機(jī)器并不做規(guī)律性的提升-下放-提升動(dòng)作，那 么可以節(jié)省的能量就很有限，此時(shí)可變先導(dǎo)比平衡 閥的作用就不是很大。

可變先導(dǎo)比 (LoadAdaptive) 平衡閥本質(zhì)上和其它 平衡閥一樣也是平衡閥。圖 1所示是這個(gè)平衡閥的 基本符號(hào)。可以看到，這個(gè)符號(hào)和普通的三口、無(wú) 外泄CB平衡閥是一樣的。 那么是什么讓可變先導(dǎo)比（LoadAdaptive）平衡 閥與普通CB平衡閥區(qū)別開(kāi)呢？為了回答這個(gè)問(wèn) 題，我們需要先來(lái)看看平衡閥是如何動(dòng)作的 。