比例方向控制回路中的壓力補償
1．簡介
通過比例閥的流量可由下列公式得出
(5-11)
式中：Q為通過閥的流量；Cd為流量系數；A為孔口面積；ρ為油液密度；Δp為閥前后壓差。
在面積A一定，即比例閥給定電信號為一定值時，通過閥的流量與Δp有關，只有負載壓力波動不大或幾乎不波動時，節流閥才能起到流量控制作用。圖42所示為典型的比例閥流量壓力特性曲線簇。
Δpv=ps-pt (5-12)
式中：ps為系統壓力；pt為比例閥回油口背壓；Δpv為比例閥進出口壓差。
在液壓缸比例方向閥系統中，有
ps=pv+pL+pt (5-13)
式中：pv為比例閥前后壓差；pL為負載壓力。由式(5-10)、式(5-13)聯立可知
Δpv=pv+ΔpL=ps+Δpt=常量
即pv在液壓泵出口壓力ps和比例閥出口背壓壓力pt為常量時與負載直接有關。因此在比例閥控制回路中，上述的負載效應必須通過適當手段進行校正。其目的就是保證pv為一近似定值，不隨負載壓力的波動而改變，從而保證通過比例閥的流量與輸入的電信號成比例地變化。
2．控制方案
(1)二通進口壓力補償。二通進口壓力補償器油路實例圖如圖43所示，二通壓力補償器油路原理圖如圖44所示。圖44中，二通壓力補償器的閥心左邊作用著比例閥進口壓力p，右邊作用著比例閥后壓力p2及彈簧力，當略去液動力、閥心處于平衡位置時可知
pAk=p2Ak+FF (5-14)
則有Δp=p-p2=FF/Ak≈常數
當彈簧較軟、調節位移又比較小時，壓力差近似為常數。只要pp=p2大于FF/Ak，彈簧即被壓縮，比例閥可起到流量調節作用。
(2)三通進口壓力補償。三通進口壓力補償器油路實例圖如圖45所示，三通壓力補償器油路原理圖如圖46所示。
在該回路中的固定油口A2與壓力補償器控制的調節油口A1并聯。A1同時作為液壓泵回油管路的出油口。同樣當該閥閥心處于平衡位置時，不考慮摩擦力和液動力時，可得到如下公式，即
p1Ak=p2Ak+FF (5-15)
則有：△p=p1-p2=FF/Ak≈常數，這樣在閥口的壓力差可近似保持恒定，并使通過比例閥的流量與給定的電信號成正比而與負載的變化無關。
使用二通進口壓力補償器時，液壓泵始終需提供由溢流閥調定系統最高壓力，而使用三通進口壓力補償器時進口工作壓力僅需比負載壓力高△p值即可，因而功率損失相對較少。
配置進口壓力補償器，當液壓缸制動減速過程中，特別是當負載壓力高于彈簧設定的進口檢測閥口處壓差時，由式(5-15)可知
ps-p1=pv+pt=FF/Ak+pt≈常數
當ps-p1≤FF/Ak時，調節閥口全部打開，因而壓力補償器失去調節作用。
對于雙向控制使用梭閥的回路，如圖44示，在減速過程中，與壓力補償器彈簧腔相通的油壓不再來自A而是B口。在此工況下，B側壓力較高，可將壓力補償器打開，通過壓力補償器的流量增加。此時傳動裝置試圖加速，而比例閥閥心向關閉的方向運動，這樣會有效減緩在液壓缸進油管路的氣蝕。因此傳動裝置是通過簡單的節流作用而非流量控制作用，減速到靜止狀態。
如沒有梭閥，由于進口壓差保持不變，在油路上就會出現氣蝕現象而引起液壓缸動作速度不穩定。因此必須在液壓缸兩端加裝壓力控制閥防止超壓，使液壓缸平穩制動。
如果沒有設置壓力控制閥，進口壓力補償器就只能限制在負載僅作用在一個方向的系統中使用。
(3)直接采用成品的壓力補償閥。壓力補償閥成品有力士樂ZDC型閥等。某鋼卷步進平移回路如圖47所示，在比例閥2的下面直接安裝一個疊加式壓力補償閥1，也能實現相同的功能。
(4)使用常閉型插裝式減壓閥。該閥閥心為LC-DB型，蓋板為LFADR型。鋼板翻轉裝置是將軋制過程中有問題鋼板翻面進行檢查或修磨的裝置，接受的鋼板是已經按規定尺寸切割好的，故也存在負載不等的情況，比例升降控制需要壓力補償。常閉型插裝式減壓閥控制回路如圖48所示。
換向閥6首先打開液壓缸處液控單向閥5。假設比例閥1處于平行位，P→A，這時常閉式減壓閥3.1處于關閉位，單向閥4.1打開，高壓油直接進入液壓缸的無桿腔，而有桿腔的回油則關閉單向閥4.2，經過插裝式減壓閥3.2，進入比例閥的B油口。減壓溢流閥2.2的反饋壓力取自該閥的油口A。其值大小可認為等于比例閥油口B處壓力。當油口A處壓力大于設定值時，減壓閥3.2主閥心的先導控制油就要經由減壓溢流閥溢出，主閥心控制油腔壓力降低，主閥心向上運動，減壓閥3.2就往比例閥油口B處補油；當閥2.2的油口A處壓力小于設定壓力時，減壓閥3.2主閥心就處于關閉狀態，直至比例閥油口B處的壓力就等于減壓溢流閥閥設定的壓力為止。由于比例閥油口T的壓力為0，那么比例閥在油口B處與T口壓差就被控制為定值，也就達到了比例控制的要求，A-B相連，亦然。