平衡阀是一类设计非常巧妙的液压阀，常用于控制由质量（惯性力）或重力引起的失控负载，避免执行机构延惯性力或重力作用方向的运动失控。
当然，也有许多其它的方法可以控制这类负载，例如流量控制阀或液控单向阀。然而，平衡阀是更“高端”的选择，它使得执行机构在负载和流量不断变化的过程中，依然能平稳顺滑地运行。
要了解平衡阀的应用场景，首先让我们讨论下为何需要平衡阀。
想象一下，一辆重4000磅（约1.81t）的汽车被提升机的两根举升液压缸高高举起。当操作者启动换向阀，尝试降低汽车距地高度时，泵送流量将流入液压缸有杆腔，进而推动油缸下放降低提升机平台距地高度。
此时，对于举升油缸来讲，汽车的重力不再是传统意义上的负载，它将推动油缸活塞以高于系统输入流量的速度下放。对于这类，力作用方向与执行机构运动方向相同的负载，我们称之为负负载（negative load）。
当然，我们也可以简单地只在无杆腔回油端添加一个节流阀或流量控制阀（无压力补偿）来限制流量，进而减缓提升机的下降速度。然而，由于这种方式会使得节流口前后产生较大压降，促使油液温度迅速升高，而且下降速度难以维持稳定。
如果采用这种控制方式下放负载，菲亚特500将比福特猛禽下降速度慢得多（菲亚特500车重0.93t ；福特猛禽车重2.7t），即使你可以通过调节节流阀的开度来控制下降速度，但这仍是一种蹩脚的控制方式。
这里就需要引入平衡阀。
这类压力控制阀旨在协助执行机构以安全、动态平衡地方式下放负载，使其运动速度仅与泵送流量正相关，进而免受惯性力和重力的影响。（常见的平衡阀应用回路如图所示）
回路的设计也非常简单，包含：泵源、安全阀、三位四通换向阀（H型中位机能）、平衡阀。
在图示案例中，该平衡阀还可实现负载保持功能。
此处值得注意的是，从有杆腔一侧延伸至平衡阀3口的先导油路。
如果删除该先导油路，那么平衡阀的工作原理将与常规溢流阀相似，即阀芯仅在1口建立起2800psi压力时开启，此时提升机平台下放。如果这样，我们必须先使泵送流量到达有杆腔，建立足够压力后推动活塞移动，使得平台下放。由于回油路设置有平衡阀的缘故，这将使平衡阀1口至泵口之间的压力升高（类比于回油节流产生的背压）。
然而在实际应用中，平衡阀的开启并非一定需要高达2800psi的压力。（热溢流除外）。
对于常规的平衡阀而言，其先导口（3口）的环形压力作用面积要大于其1口的环形压力作用面积。所以，在诸如上图所示的系统应用中，平衡阀先导开启所需的压力要远小于该平衡阀的设定压力值。
上述所提到的，先导口环形压力作用面积与1口环形压力作用面积的比值，即为平衡阀的先导比。先导比的范围一般在2：1到10：1之间，其中3：1的应用场景居多。
当平衡阀的先导比较小时，如等于2：1。
此时，阀芯的响应速度较快，动作也更加稳定准确，但也会带来更多的能量消耗。
（较低的先导比，意味着较高的临界先导开启压力，阀芯和执行机构的响应速度也会更快。阀芯的本质即为可变液阻，先导比的不同，仅会影响平衡阀的耗能大小，但本质上都属耗能元件）
而较高的先导比，如等于10：1，平衡阀的临界先导开启压力较低，耗能减少，但阀芯和执行机构的响应速度也会降低。
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读者可能会质疑，平衡阀先导开启后，举升缸受负负载影响，难道就不会失速下降吗？
答案是否定的，因为一旦执行机构受负负载影响，开始“跑”得比泵送流量要求得更快时，有杆腔侧压力开始下降（类比于下坡失速），当下降至平衡阀临界先导压力以下，平衡阀会再次关闭。
平衡阀不是开关类型的阀芯，这点与液控单向阀有着本质的区别。平衡阀会尝试维持某一平衡，即通过回油节流的方式建立背压，又通过有杆腔侧先导压力的控制，来调节平衡阀节流口的通流面积大小（1到2口），最终实现执行机构根据泵送流量的大小进行负载平稳下放。
除了这个简单的提升机示例之外，平衡阀还有许多其他应用场景。
另一个应用场景是，过中心摆动执行机构（大摆锤，如下图所示）。在这种情况下，平衡阀也被称之为过中心控制阀（over-center valve），用于抵抗惯性力对执行机构运动的影响。
毫不夸张的讲，平衡阀算得上是液压领域中最为卓越的发明之一，而且其种类众多。
在工业液压与移动液压领域中，常常可以看到平衡阀应用的案例，尤其是在需要抵抗负负载与惯性力，并维持执行机构平稳运行的工况中，它绝对是物美价廉且可靠的方法。
(文中图例摘自 Sun hydraulics中国区培训资料，以及Danfoss motion control valves application notes)
编译整理：i小编-常明清
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