双向平衡阀的分析和应用

王瑜 西安航空职业技术学院

引言

工程机械工况复杂，在其液压传动系统中，为了避免出现失速或超速的情况，常使用平衡阀解决该问题，但在负载较重时会出现低频振动，也无法解决在往复运动或旋转运动时失速和超速问题。因此本文介绍了双向平衡阀来改善平衡阀的不足。

1、 双向平衡阀的工作原理

双向平衡阀由一对相同的平衡阀并联构成，图形符号如图1所示，控制油口与另一侧支路的进油口相连。双向平衡阀由主阀芯、单向阀套、主阀芯弹簧和单向阀弹簧等组成，节流控制口由平衡阀主阀芯和单向阀套一起构成。

图1 双向平衡阀图形符号

双向平衡阀主要有两种功能：液压锁功能和动态平衡功能，主要针对这两种功能对其工作原理进行分析。

动态平衡功能：假设压力油从C1 流入执行元件，则压力油克服该支路中单向阀的弹簧力，使节流阀控制口打开，压力油流入执行元件。回油液则从C2 作用在该支路主阀芯上，与控制油口中的压力油共同驱动主阀芯运动。由于主阀芯弹簧的作用力，使执行元件回油腔具有背压力，从而保证执行元件运动平稳。当压力油从C2 流入执行元件，此时C2 端单向阀和C1 端主阀芯动作，与上述工作原理相同。

液压锁功能：当V1 和V2 处无压力油时，双向平衡阀的控制油口油液压力很小，几乎为0MPa，和执行元件中油液压力无法克服主阀芯弹簧力，从而主阀芯无法移动，并且单向阀无法导通，则节流阀控制口处于关闭状态，执行元件两腔闭锁，可停留在在任意位置。

2、 双向平衡阀的工程实例

通过以上分析，双向平衡阀不仅使液压执行元件运动平稳，而且还有液压锁的性能，因此应用较多，本文主要介绍重载和往复运动的具体工程实例。

在高铁架桥机主梁支腿中的应用，液压原理如图3 所示。高铁架桥机主梁支腿在静止时。既支撑架桥机本身重量，还包括混凝土梁片的重量，负载大，支承时间较长，此时就利用了双向平衡阀的液压锁功能。当架桥机上下移动时，由于重量较大，需要平稳运动，此时利用双向平衡阀动态平衡性，在系统中还有单向节流阀，增加了执行元件的背压力，进一步提升了运动稳定性。

图2 高铁架桥机主梁支腿中的 液压原理图

图3 高空作业平台臂架 液压原理图

在高空作业平台臂架的应用，液压原理图如图3 所示[3]。当臂架变幅角增大或减小时，要求运动平稳，双向平衡阀避免其往复运动时失速或超速，避免一定的危险出现。

3、 小节

本文主要从双向平衡阀的液压锁功能和动态平衡功能分析了其工作原理分析和实际工程应用，对双向平衡阀有了深刻认识，对其开发和应用都具有一定的参考。