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力乐士FD平衡阀工作原理及常见故障

处理处理

摘要摘要：该文通过阐述力乐士FD平衡阀工作原理以及常见故障处理，明确了

FD平衡阀适应于液压启闭机液压系统。通过详细阐FD平衡阀的特性及控制功能，

研究了液压启闭机液压系统中平衡阀的设计理念及设计特点，提出并解决了一些

常见的平衡阀处理故障。

关键词：平衡阀；阻尼孔；液压系统

0引言

液压系统中的平衡回路，即在液压系统回路中设计一些阀件用以平衡液压系

统执行元件所承受的负载，以防止执行元件带载超速下降或飞速转动，还可使执

行机构不受负载变化影响而保持平稳可靠运行。平衡回路中用以平衡负载的液压

阀常称为平衡阀[1]。近30多年来，随着我国水利水电行业的飞跃发展，液压启闭

机广泛应用在大型水利水电工程上。液压启闭机是一种由机、电、液联合控制的

自动化启闭设备，由液压系统、启闭油缸及电控系统等组成。在液压系统的控制

下，启闭油缸带动连接在活塞杆上的反弧门做往复运动，以达到平稳开启、关闭

反弧门的目的。

1FD型平衡阀的结构和工作原理

FD型平衡阀的结构如图一所示，主要由阀体1、主阀芯2、先导阀芯3、控

制阀芯4、阻尼阀芯5、阻尼孔6和控制腔7、8、9组成。接入系统时，油口A

和压力源（泵）连接，油口B和负载连接，X口和控制油路连接。

图一FD型平衡阀结构示意图

当液压油从A流向B时，液压力克服主阀芯2、先导阀芯3的弹簧力和负载

将主阀芯2打开，实现液体从A流向B的过程。若FD型平衡阀紧靠执行机构安

装，在A侧失压（例如系统失压或方向阀至油口A的连接管路爆裂）时，由于控

制腔8通负载压力，则主阀芯2在负载压力和弹簧力的作用下复位，A-B通道关

闭且无泄漏，执行机构定位。此时，FD型平衡阀起到单向截止功能。

当液流从B至A时为反向流动，此时先导阀芯3由于弹簧的作用力紧贴于主

阀芯2内，先导阀芯上3的第二排小孔和主阀芯上的小孔相通，油液从B口流入

通过阀套上的小孔进入密闭容腔8内。要使主阀芯2打开，实现液流B至A的真

正反向流动，油口X中必须有足够的先导控制压力。FD型平衡阀先导比一般为

20:1，当X口压力达到负载压力的二十分之一时，控制阀芯4首先推动先导阀芯

3离开主阀芯2，此时，出现两种情况：其一，先导阀芯3的第一排小孔离开主

阀芯2后，容腔8中的油液通过两阀芯之间的缝隙和A口相连；其二，由于先导

阀芯3向右移动，之前先导阀芯3上的第二排小孔和主阀芯2上的小孔相通通道

关闭，容腔8与油口B的负载压力腔断开，主阀芯处于完全卸载状态。此时，控

制阀芯4的位置刚好使其右端面紧顶住主阀芯2，左端面紧靠着活塞组件5的凹

面。所以，为打开B到A通道而在X油口中所需的控制压力则完全由控制弹簧的

弹簧力所决定。随着主阀芯2的右移开启，调节流量的开口面积逐渐增大(开口

面积是由阀套中的径向孔和主阀芯2开启时形成的)，开口面积、X口控制压力和

开口压差之间形成动态平衡关系，决定了通过B到A的流量基本不变[2]。

当遇到负载的时候，B口压力升高，A口压力降低，使主阀芯2左移，遮住

阀套上的部分小孔，抑制流量的增加趋势，保持流量的基本恒定。主阀芯2继续

左移，A口压力瞬间上升，又使主阀芯2右移，因此主阀芯2是随动的，从而实

现平衡调速功能，以保证执行器恒速运动。通过控制阀芯4的阻尼孔6和阻尼阀

芯5的两端，实现开启缓冲。X口控制压力与B口负载压力之比是由控制阀芯4

两端的面积决定的，所以控制压力只需B口负载压力的几分之一或几十分之一。

2FD平衡阀常见故障处理

平衡阀在应用中常见的故障及排除：以某船闸反弧门提升装置作为实例，对

平衡阀在实际应用中常见的故障进行分析，并给出相应的排除方法。反弧门提升

装置是典型的平衡阀在单杆缸液压平衡回路中的应用，在反弧门提升过程中，平

衡阀只起单向阀的作用:在反弧门下降的过程中，为了避免由于重达22000kg的

反弧门突然下坠造成事故，在下降的油路系统中加装了平衡阀。在整个平衡阀安

装