Zostań w temacie i policz dalej
Po doborze zaworu counterbalance warto przejść do zależności między różnicą ciśnień a przepływem przez przewężenie, która pomaga rozumieć zachowanie elementów dławiących.
Jak dobrać nastawę zaworu counterbalance?
Zawór counterbalance ma utrzymać obciążenie, a podczas kontrolowanego ruchu otwierać się dzięki połączeniu ciśnienia od obciążenia i ciśnienia pilota. Dla wstępnego doboru producenci często zalecają nastawę co najmniej około 1,3 razy większą od maksymalnego ciśnienia wywołanego obciążeniem.
W kalkulatorze domyślnie przyjęto k = 1,3, ale współczynnik jest edytowalny. Jeśli dokumentacja konkretnego zaworu lub maszyny podaje inną procedurę, należy użyć wartości producenta.
Przykład: przy PL = 180 bar i k = 1,3 wstępna nastawa wynosi S = 234 bar.
Jak obliczyć wymagane ciśnienie pilota?
Parker podaje dla zaworu counterbalance uproszczoną zależność, w której pilot musi pokonać różnicę między nastawą zaworu a ciśnieniem od obciążenia. Dla zaworu bez wpływu przeciwciśnienia:
Im większe PL, tym mocniej samo obciążenie pomaga otworzyć zawór. Dlatego ten sam zawór może wymagać znacznie większego pilota przy małym obciążeniu niż przy pełnym obciążeniu.
Większe pilot ratio zmniejsza potrzebne ciśnienie sterujące, ale producenci zwracają uwagę, że niższe PR zwykle daje lepszą stabilność i kontrolę ruchu. Nie należy więc wybierać największego PR wyłącznie po to, aby zmniejszyć ciśnienie pilota.
Ciekawostka: zawór counterbalance nie jest zwykłym zaworem dławiącym
Jego zadaniem jest utrzymywanie dodatniego ciśnienia po stronie obciążenia i przeciwdziałanie „uciekaniu” obciążenia szybciej, niż pompa dostarcza olej. Sun Hydraulics podkreśla, że counterbalance jest zaworem kontroli obciążenia, a nie podstawowym regulatorem prędkości.
Jak przeciwciśnienie zmienia działanie zaworu counterbalance?
Wersja 3-portowa niewentylowana
Sun Hydraulics podaje, że przeciwciśnienie na porcie 2 zwiększa efektywną nastawę w stosunku 1 + PR. Kalkulator stosuje więc Seff = S + (1 + PR)·PB, a następnie Ppilot = (Seff − PL)/PR.
Wersja 4-portowa wentylowana
Oddzielny port ventu odseparowuje komorę sprężyny od zmiennego przeciwciśnienia na odpływie. W uproszczonym modelu kalkulator nie dolicza wtedy PB. Ciśnienie na samym porcie vent nadal musi odpowiadać wymaganiom producenta.
Przykład obliczenia zaworu counterbalance 3:1
Dla PL = 180 bar, k = 1,3, PR = 3:1 i przeciwciśnienia 5 bar:
Po zastosowaniu zaworu wentylowanego przy tych samych danych wymagany pilot spada do (234 − 180)/3 = 18 bar, ponieważ w tym modelu przeciwciśnienie odpływu nie podnosi nastawy.
Dla ucznia technikum mechatronicznego, mechanicznego i studenta kierunku technicznego
Co rozpoznać w zadaniu?
Oddziel PL od nastawy S. PL wynika z obciążenia, natomiast S jest nastawą zaworu i zwykle musi być wyższa od PL.
Który wzór wybrać?
Najpierw policz S = k·PL. Następnie zastosuj Ppilot = (S − PL)/PR. Jeśli zadanie podaje niewentylowany zawór i przeciwciśnienie, uwzględnij jego wpływ.
Jak skontrolować wynik?
Przy większym PR wymagany pilot powinien maleć. Przy większym przeciwciśnieniu w zaworze niewentylowanym wymagany pilot powinien rosnąć. Jeśli dzieje się odwrotnie, sprawdź znaki i definicję PR.
Typowy błąd
Nie myl pilot ratio 3:1 z mnożeniem ciśnienia pilota razy trzy. PR opisuje stosunek efektywnych powierzchni i w równaniu występuje jako dzielnik różnicy ciśnień.
Wskazówka od KalkulatorXXL
Po obliczeniu nastawy zacznij od wartości zalecanej przez producenta zaworu i sprawdź zachowanie układu przy rzeczywistym obciążeniu oraz przeciwciśnieniu. Wyższy pilot ratio zmniejsza wymagane ciśnienie sterujące, ale może pogorszyć stabilność ruchu, dlatego nie wybieraj największego PR tylko po to, aby obniżyć wymagany pilot. Wszystkie narzędzia z tego działu znajdziesz również w kategorii Produkcja.
Zawór counterbalance - zadania z rozwiązaniami
Zadanie 1 - podstawowa nastawa i pilot
Treść: Ciśnienie od obciążenia wynosi 150 bar. Przyjmij k = 1,3, pilot ratio 3:1 i brak przeciwciśnienia. Oblicz nastawę zaworu i wymagany pilot.
Pokaż rozwiązanieUkryj rozwiązanie
Wzór: S = k·PL, Ppilot = (S − PL)/PR.
Podstawienie: S = 1,3·150 = 195 bar.
Obliczenie: Ppilot = (195 − 150)/3 = 15 bar.
Odpowiedź: Nastawa wynosi 195 bar, a wymagany pilot 15 bar.
Zadanie 2 - wpływ przeciwciśnienia
Treść: Dla PL = 180 bar, k = 1,3 i PR = 3:1 występuje 5 bar przeciwciśnienia. Policz wymagany pilot dla niewentylowanego zaworu 3-portowego.
Pokaż rozwiązanieUkryj rozwiązanie
Wzór: Seff = S + (1 + PR)·PB, Ppilot = (Seff − PL)/PR.
Podstawienie: S = 234 bar, Seff = 234 + 4·5 = 254 bar.
Obliczenie: Ppilot = (254 − 180)/3 = 24,67 bar.
Odpowiedź: Potrzeba około 24,67 bar pilota.
Zadanie 3 - porównanie pilot ratio 3:1 i 6:1
Treść: Obciążenie daje 200 bar. Nastawa wynosi 1,3·PL, przeciwciśnienie jest zerowe. Porównaj wymagany pilot dla PR = 3:1 oraz 6:1.
Pokaż rozwiązanieUkryj rozwiązanie
Nastawa: S = 1,3·200 = 260 bar.
Dla 3:1: (260 − 200)/3 = 20 bar.
Dla 6:1: (260 − 200)/6 = 10 bar.
Odpowiedź: Wyższy PR zmniejsza wymagany pilot z 20 do 10 bar, ale nie oznacza automatycznie lepszej stabilności układu.
Zadanie 4 - jaki pilot ratio jest potrzebny?
Treść: Dla PL = 180 bar, k = 1,3 i przeciwciśnienia 5 bar dostępne jest tylko 25 bar pilota. Jaki minimalny teoretyczny PR jest potrzebny w niewentylowanym zaworze?
Pokaż rozwiązanieUkryj rozwiązanie
Zależność: Ppilot = PB + [(k−1)·PL + PB]/PR.
Przekształcenie: PR = [(k−1)·PL + PB] / (Ppilot − PB).
Podstawienie: PR = (0,3·180 + 5)/(25 − 5) = 59/20 = 2,95.
Odpowiedź: W modelu statycznym potrzeba co najmniej około 2,95:1. Dobór rzeczywistego zaworu należy potwierdzić pod kątem stabilności i charakterystyki producenta.
Źródła i założenia
Kalkulator wykorzystuje model wstępnego doboru zaworu counterbalance. Parker podaje zależność PP = (TS − L)/RP dla wymaganego pilota oraz opisuje wpływ pilot ratio. Sun Hydraulics i HAWE zalecają nastawę co najmniej około 1,3 razy większą od maksymalnego ciśnienia od obciążenia. Sun podaje również, że w niewentylowanym zaworze przeciwciśnienie na porcie 2 zwiększa efektywną nastawę w stosunku 1 + PR.
Parker - Hydraulic Threaded Cartridge Valves: pilot ratio, nastawa i równanie ciśnienia pilota
HAWE - Counterbalance valve CCA-11A: zalecenie nastawy 1,3 × ciśnienie od obciążenia
FAQ - zawór counterbalance, nastawa i pilot ratio
Ostatnia aktualizacja: 21.08.2026