液压平衡回路动态特性分析

广东工业大学 　查晓春 　李定华

摘要 　建立液压平衡回路的数学模型

,

分析了回路失稳的因素

,

提出改善回路动态性能的措施

;

并通过计

算机仿真及实验验证了措施的正确性 。

关键词 　液压平衡回路 　平衡阀 　动态性能

Abstract

　

In t his paper , t he unbalance reason of hydraulic Balance circuit is analyzed and t he mat hematical model is

established

1

Through computer simulation and experiment proving , t he suitable improve measurement is pointed out

1

Keywords

　

Hydraulic Balance Circuit

　

Balance valve

　

Dynamic Characteristic

液压执行元件承受重力负荷 , 称之为液压承重系统 。在工程 、建筑 、冶金等机械领域中 ,

这类系统是很多的 。如汽车起重机上的卷扬 (起升) , 变幅和伸缩机构就是这类系统的典型例
子 。平衡阀是这类系统 (又称液压平衡回路) 的关键元件 , 其性能的好坏对整机性能的影响有
着直接的关系 。

图

1

　平衡回路结构原理图

1

　平衡回路的数学模型

〔

1

〕

任何平衡回路工作过程中 , 均有三种运动状态 , 即举重上升 ,

承载静止 , 负载下行 。目前平衡回路存在的主要问题是承载下行过
程中稳定性较差 。如图 1

〔2〕

, 换向阀处于右位时 (这是平衡阀的主

要工况) , 如无平衡阀 , 即未组成平衡回路 , 重物在自重作用下会
产生超速下行 。而要避免超速下行 , 液压下腔应产生足够背压 , 即
设置平衡阀组成平衡回路 。当平衡回路工作时 , 液压油泵输出恒定
流量

Q

p

进入油缸上腔

,

泵的出口压力

P

p

作用在平衡阀的控制活塞

上

,

克服其弹簧力

,

推开主阀芯

,

液压缸下腔流量经平衡阀流回油

箱

,

如下行速度过大

( Q

L

过大

)

与泵输出流量

Q

p

不相适应

,

则液

压泵出口压力

P

p

就降低

,

使平衡阀阀芯在弹簧力作用下返回

,

开口减小

,

反之亦然

,

直至阀芯

稳定在一个确定开口上

,

使被控液压缸实现匀速下行 。如平衡阀性能不好

,

则平衡阀时开时闭

,

使负载下行中产生振荡现象

(

俗称 “点头”

) ,

此时是不安全的

,

称为系统不稳定 。

图

2

　变幅机构平衡回路函数方块图

1998

年第

4

期

机械开发

　

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