如何控制液压系统中的压力？掌握流量阻力以实现最佳性能

从根本上说，液压系统中的压力由溢流阀控制。 该组件充当安全门，通过将多余的泵流量导回油箱来设定系统可达到的最大压力。虽然泵产生流体流量，但正是这种流量的阻力——来自执行器做功或管路中的限制——才真正产生了压力。

需要掌握的基本概念是，你不是直接控制压力；你控制的是流量阻力。泵的作用是产生流量，而压力控制阀是用于管理因抵抗该流量而产生的压力的工具。

核心原理：流量阻力产生压力

要有效控制压力，你必须首先摒弃泵“产生”压力的常见误解。它们不产生压力。它们产生流体运动。

液压泵是一种流量产生装置。无论是齿轮泵、叶片泵还是柱塞泵，其主要功能都是以一定的速率（例如，每分钟加仑数）将流体从油箱输送到系统中。

只有当这种流量遇到阻力时，压力才会升高。这种阻力可能来自液压缸上的重载、液压马达转动所需的扭矩，甚至是部分关闭的阀门。

想象一下打开水龙头的水管。当末端打开时，水以非常低的压力自由流动。当你用拇指堵住末端（增加阻力）时，水管内的压力会升高，水会高速喷出。泵（水龙头）没有改变；只是其流量的阻力改变了。

最常见和最关键的压力控制组件是溢流阀。它既是主要的控制装置，也是重要的安全装置。

一个简单的直动式溢流阀包含一个由可调弹簧保持关闭的阀芯或球。只要系统压力低于弹簧的设定值，阀门就保持关闭。

当压力超过弹簧设定值时，它会迫使阀芯离开阀座。这为泵的流量提供了一条直接返回油箱的路径，从而防止系统压力进一步升高。

溢流阀的主要作用是充当系统的“调速器”。它被设定在略高于所需最大工作压力的压力值，以保护软管、泵和执行器等组件免受危险的过压。

除了主溢流阀之外，其他专用阀门用于控制回路特定部分的压力或特定功能。

减压阀用于限制回路特定分支中的压力。与通常关闭的溢流阀不同，减压阀通常是开启的，并感测下游压力。当下游压力达到其设定值时，阀门开始关闭，限制流量以保持设定的减压。

顺序阀确保一个操作在另一个操作开始之前完成。它保持关闭状态，直到其主回路中的压力达到预设水平（例如，夹紧油缸完全伸出）。一旦达到该压力，阀门就会打开并将流量导向次级回路（例如，钻孔马达）。

平衡阀用于防止垂直油缸或其他超速负载因重力而下落。它在油缸的回油管路中产生背压，将负载保持在适当位置。只有当来自对侧管路的先导压力施加时，阀门才会打开以允许油缸下降。

一种高效的控制方法涉及变量排量、压力补偿泵。这种类型的泵可以自动调节其自身的流量输出。它感测系统压力，当压力接近“补偿器”设定值时，泵会将其流量减少到刚好足以维持该压力的水平，与固定泵通过溢流阀排放流量相比，大大减少了能量浪费和热量产生。

有效控制压力需要承认所涉及的妥协，特别是在效率和复杂性方面。

当液压流体从高压区域流向低压区域而未做功时（例如通过溢流阀），压力能直接转化为热能。这代表了浪费的电力或发动机功率，通常需要专用的冷却系统来管理。

一个常见的错误是互换使用这些阀门。请记住：溢流阀通过将流量导向油箱来限制其上游的压力。减压阀通过限制流向子回路的流量来限制其下游的压力。

将主溢流阀设置得过高可能导致灾难性的组件故障。设置得过低将阻止机器完成其所需的工作。根据系统设计规范进行精确和仔细的调整至关重要。

正确的压力控制策略完全取决于你希望在液压系统中实现什么。

通过理解你是在管理阻力，而不是产生压力，你将真正掌控液压系统的动力和精度。