两类再生平衡阀原理分析

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Principle An sis on Two Kinds of Regenerative balance ValveWEI Bang-zhouU 引 舌使用随车起重机、叉车等带有伸缩臂的设备时，操作者大多希望臂架运动的速度在安全范围内旧能快，从而提高设备使用效率。但油泵不可能无限制增大.而且油泵增大会使得臂架速回的速度过快。这些阀能在需要缩短油缸伸出时间的控制中使用，同时不需要增加油泵的流量。除了具有再生功能，对于无杆腔及有杆腔.这些阀还常常具有双向平衡”的功能。

1 全程再生平衡阀1.1 工作原理如图 1所示。当泵的流量进入无杆腔-侧 C2时油缸外伸：而从图上可看到：只有当旁通阀2先导打开后，油缸才可能外伸 ；实际上，阀 2是有杆腔-侧的平衡阀，由于它既有无杆腔的压力，也有有杆腔的压力，因此必须为完全平衡阀。在油缸外伸的过程中，输入油缸的总流量 Q ，等于来自泵的流量 Q 加上来 自油缸有杆腔的流量 Q ，假定缸径为 D，杆径为 d，并可以用下节的公式进行计算。

1.2 相关主要公式输入油缸的总流量 Q 为：收稿日期：2013-02-20作者简介：韦邦州(1985-)，男，安徽合肥人，助理工程师，本科，主要从事随车起重机液压系统方面的研发、设计和培训工作。

图 1 全程再生平衡阀的原 理图设 2QT(QPQ )而且(QTQpD/d)再生流量 Q ，或通过阀2的旁路流量为：QRQr/( -1、1.3 举例计算(1)油缸的缸径比 2，计算得：QaQP(再生流量油泵的流量)，且 QT2Q (总流量油泵流量的两倍)。

对于给定的泵流量，油缸外伸出的速度为非再生回路速度的两倍。这样再生回路的伸出速度与缩回速度相等。

(2)油缸的缸径 比 1.5，计算得：Qn2xo (再生2 刘忠.工程机械液压传动原理、故障诊断与排除M.北京：机械工业 出版社 .2005。

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Hydraulics Pneumatics＆ Seals/No.04.2013流量油泵流量的两倍)，而且 Qa.3Q (总流量油泵流量的三倍)。对于给定的泵流量，油缸外伸出的速度为非再生回路速度的三倍。

通过上述例子可见，当缸径比 的数值小于 2：l时(也即当有杆腔的截面积大于 50%的无杆腔截面积，或当活塞杆直径相比缸体直径而言相对较小)，通过再生回路，就能获得相对于泵的流量非常高的流量。

确定实际可能的流量值 Q 十分重要，以便安装合适尺寸的管道与软管，并避免与之紧密相关的压力损失。给予同样的道理，我们还建议将再生阀安装在靠近油缸的位置，以便使连接软管和管道旧能短。

2 感应再生平衡阀在很多实际运用中，会遇到这样两种情况：-种情况油缸伸出没有负载时，需要油缸快速伸出，节省时间，提高效率。另-种情况油缸伸出时负载很大。需要油缸提供最大的推力，而且速度要慢以提高安全性。这样的复杂工况需要设备能够感应在哪种情况下工作，有两种控制方式来实现这种感应控制：压力感应再生模式和电磁控制再生模式。

2.1 压力感应再生模式如图2所示当为油缸供液的从油口V2到 C2管路中的压力达到了设定的压力时，这些阀组就 自动切换再生模式为非再生模式：图 2 压力感应再生平衡 阀的原理 图当活塞杆开始外伸时，V2的先导压力首先打开旁通阀2，启动再生回路。随着活塞杆的外伸。如果遇到较大的阻力，需要推动更大的负载，则 V2到C2管路上的主压力就上升：而当阻力足够大时，阀5也被先导油开启。这样，来 自油缸有杆腔的流量经 V1无阻尼流回油箱，从而自动切断了再生模式。此时油缸活塞杆以低速(泵流量的速度)继续外伸，无杆腔都充满管路压力油 ，有杆腔无背压，因而将产生最大的推力。

如图 3所示阀5是-个零差动平衡阀，此阀靠负载自身无法打开，阀的开口大小完全撒于先导压力。

A2等于 A3，C1的压力油同时作用在 A2和 A3上，所以靠 Cl的压力无法使得平衡阀 5开启，必须有先导油来开启平衡阀5，A1是先导油的作用面积。

图 3 压 力感应再生平衡阀的结构 图2.2 电磁控制再生模式这些阀能够在各种情况下，以泵流量的速度 (或低速)进行运动控制，以便进行精密控制，还能在负载需要和允许的条件下，参与到油缸快速伸出的再生模式中，缩短工作周期；正常情况下，只有油缸活塞杆空载伸出时，才由操作人员手动启用再生模式。如图4所示。

平衡阀2与单向阀3之间的旁通油路，则起到将有杆腔的油液经主控阀输送到 V1和油箱的作用；在原理图中，这-通路由-个唱的电磁阀控制；油缸的正常外伸不采用再生模式，有杆腔的油液流经阀 2和阀5，并通过电磁阀进入阀Vl和油箱。根据需要，可使阀5通电并关闭，从而启动再生模式；强迫有杆腔的油液经过阀2，并加入来 自阀 1的油泵流量中。

MV2 V 1图 4 电磁控制再生平衡阀的原理 图3 结论(1)再生回路的增速效果由油缸的结构参数决定；(2)再生回路虽然可以使油缸以比单独使用油泵的流量快的速度伸出， 但其推力受有杆腔背压影响而减校感应再生平衡阀可以做到在轻载情况下快速伸出，在重载情况下以最大推力正常速度伸出；(3)再生回路都只能在油缸伸出情况下有效。