
力士樂壓力補償器是液壓系統中實現流量精確控制的核心元件,其核心功能是維持節流閥前后壓差恒定,從而確保負載變化時執行元件(如油缸、馬達)的流量穩定。以下是其工作原理的詳細解析:
一、核心工作原理
壓差恒定機制
壓力補償器通過調節閥口開度,使節流閥入口壓力 P1 與出口負載壓力 PL 的差值 ΔP=P1PL 保持恒定(通常為 5-15 bar)。根據流量公式 Q=CdAΔP(CdCd 為流量系數,AA為閥口面積),當 ΔP恒定時,流量僅取決于閥口開度,與負載壓力波動無關。
動態平衡過程
負載增加時:PL升高,彈簧力推動補償閥芯開大閥口,增大 P1以維持ΔP 不變。
負載減小時:PL降低,閥芯在液壓力作用下關小閥口,降低 P1以穩定ΔP。
關鍵結構:閥芯一端受彈簧預緊力控制,另一端感應負載壓力,形成力平衡系統。
二、兩種主要類型及其工作特點
1. 二通壓力補償器(定差減壓型)
結構:串聯在節流閥上游,由減壓閥芯與彈簧組成。
工作流程:
入口壓力 PP作用于閥芯左側,負載壓力PL作用于右側。
當 PPPL>F彈簧時,閥芯右移關小減壓口,降低 P1;反之則開大減壓口。
應用場景:需定量泵供油的系統,但存在節流損失。
2. 三通壓力補償器(定差溢流型)
結構:并聯于節流閥出口,通過溢流閥維持壓差。
工作流程:負載壓力 PL經梭閥反饋至溢流閥彈簧腔。
若 PL升高,溢流閥關小,減少溢流量以提升 P1;反之則增大溢流。
優勢:僅需提供略高于負載的壓力,能耗低于二通型。
類型 能耗特點 適用系統 典型結構
二通(串聯減壓) 需泵提供恒定高壓 定量泵系統 減壓閥+節流閥
三通(并聯溢流) 功率損失低 變量泵系統 溢流閥+梭閥反饋
三、在液壓系統中的關鍵作用
復合動作協調
多執行器并聯時(如挖掘機動臂與鏟斗),補償器比較各支路負載壓力,限制低壓支路流量,確保高壓支路優先動作,避免流量被“搶走”。
示例:大臂負載壓力高時,小臂補償閥關小,迫使流量流向大臂。
與負載敏感泵協同
補償器輸出的負載壓力信號(LS)反饋至泵變量機構,使泵僅提供執行器所需流量+補償壓差對應的流量,實現系統節能。
故障防護
補償閥卡死關閉:對應執行器無動作或速度極慢。
彈簧失效/泄漏:系統壓力波動,執行器抖動。
四、典型應用與選型要點
工程機械案例
力士樂M7多路閥:采用閥后補償(補償器位于換向閥與執行器之間),通過LS信號實現泵閥聯動。
挖掘機SX12閥組:補償閥集成于換向閥聯,確保復合動作時流量按比例分配。
選型參數
參數 說明 示例型號
工作壓力 通常 ≤350 bar ZDC32P-2X/M
流量范圍 依規格(10-32通徑)覆蓋16~650 L/min ZDC25P-2X/M
壓差設定 彈簧預緊力決定(默認約10 bar) ZDC16P-2X/M
五、設計注意事項
先導油路匹配
補償閥需配合梭閥采集負載壓力:
外先導供油:阻塞P口,單獨提供先導油源。
內先導供油:從主油路節流閥上游取油。
抗污染設計
閥芯精密配合間隙(通常 ≤5 μm)需定期過濾油液(ISO 4406 ≤18/16/13),防止卡滯。