PRODUCTS CENTER
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。