液壓系統在工程機械傳動中的應用和優勢

凌健

（湖南工業大學 機械工程學院，湖南 株洲 412000）

液壓系統在工程機械傳動中的應用和優勢

凌健

（湖南工業大學 機械工程學院，湖南 株洲 412000）

液壓系統是以液壓油作為傳遞介質，進行動力和能量傳遞的形式，在工程機械、冶金、農機、汽車、石油和機床等行業中得到了廣泛的應用。液壓系統在工程機械上的應用極大地提高了工程機械的工作效率和能源利用率，實現了工程機械動力的平穩傳動。文章主要介紹了液壓系統在工程機械中應用的特點、原理和未來的發展趨勢。

液壓系統；工程機械；應用

隨著各項工程建設的進行，工程機械的應用越來越多。現階段大部分工程機械都采用了先進的液壓傳動系統，具有工作效率高、操作方便的特點，但是由于液壓系統對油路密封性要求較高，系統設計成本較高，導致其應用受到了一定的限制。隨著電子技術和計算機技術的發展，液壓系統也將具有更加優良的性能，在工程機械中得到更好的應用。

1 系統系統的特點

液壓系統是工程機械中常用的傳動系統，能夠實現對工程機械的無級變速調節，被廣泛應用在裝載機、推土機以及挖掘機等工程機械中，跟其他傳動系統相比，液壓系統具有如下方面的特點：

（1）傳動效率高。液壓傳動的實現需要機械功率和液壓功率的結合，不但實現了對工程機械的無極調速，而且具有傳動效率高的特點。據統計，液壓傳動系統比一般液力傳動系統的工作效率要高30%左右，提高了系統工作過程中的能源利用率。

（2）自動換擋。液壓系統的使用能夠使工程機械完成自動換擋功能，工程機械操作人員只需要執行部件進行操作即可，液壓系統自動根據工程機械的負荷和速度實現對其檔位的調節，在很大程度上提高了工程機械的工作效率。

（3）穩定性好。液壓系統的應用能夠將工程機械工作過程中產生的熱量隨著液壓油的流動帶走，降低系統過程中出現局部過熱現象，提高了工程機械的運行穩定性，常被用于低速重載條件下。另外液壓系統屬于液力傳動，在使用過程中無法保證嚴格的傳動比，且具有一定的壓力損失和泄露損失，故不適宜長距離傳動。另外工程機械中液壓線路較長，一旦發生故障或者漏油現象，難以發現故障部位，不能夠及時對其進行維修處理。工程機械的工作環境比較惡劣，對速度變化的敏感性較差，允許液壓系統有一定的泄漏損失，所以液壓系統在工程機械中得到了非常廣泛的應用。

2 液壓系統在工程機械傳動中的應用

工程機械中的液壓系統主要用來實現對其速度的控制，即無級變速。通常情況下其液壓系統主要有變量泵和定量馬達兩個部分組成，工作過程中首先由發動機將動力分成兩個部分，一部分沿著離合器傳送到行星架，另一部分則通過液壓系統傳遞到太陽輪，這兩部分動力在差動輪系部分再進行合成，由差動輪系的齒圈向外輸出。一般情況下，離合器C1斷開，C2閉合，這時發動機發出的所有動力都會流向液壓系統，為工程機械的啟動做好準備工作。作業過程中，C1處于閉合狀態，C2斷開，這時通過控制系統將液壓馬達的轉速設置為0，發動機發出的全部動力由機械系統進行傳遞，降低了液壓系統傳遞的動力，提高了系統工作過程中的動力傳遞效率。調節系統中馬達的轉動方向，可以相應的調節系統輸出速度的大小，使系統能夠在任意速度下運行，實現了機械系統的無極調速。

目前大部分工程機械中都采用了液壓傳動系統，近些年來日本海開發了液壓傳動變速器，將其成功應用在裝載機和推土機上，推動了液壓系統在工程機械中的應用。

3 液壓系統在工程機械應用中的發展趨勢

工程機械數量多，且其體積龐大，工作過程中消耗的能源數量非常龐大，隨著節能減排政策的實施，液壓系統在工程機械中的應用將向著以下4個方向發展：

（1）能耗更低，能源利用率更高。液壓系統在工程機械中的應用非常廣泛，在使用過程中具有機械損失和容積損失兩種，造成液壓系統的能量損耗較大，這跟我國節能減排政策不符，所以在其未來發展過程中要不斷對其結構進行優化，降低液壓系統的能耗大小，提高其能源利用效率。

（2）自動故障診斷和維護。工程機械的數量非常龐大，其維護和維修所需人員數量較多，不利于其生產效率的提高。隨著各種先進的檢測技術的站，液壓系統也將由原有的簡單故障拆修向著自動故障診斷方向發展。對工程系統運行過程中的狀態參數進行實時采集和分析，一旦發現問題及時作出正確處理，將工程機械的事后維修轉變成事前預測，降低工程機械故障發生的概率和停止維修次數，提高工程機械的工作效率。

（3）機電一體化。液壓系統和電子技術的結合是未來液壓系統發展的另一個趨勢，利用電子技術實現對液壓系統的精確控制，實現其柔性化和智能化。如通過伺服電機實現對液壓系統的控制，實現對液壓系統中壓力、流量、溫度、速度和加速度的精確控制，同時將采集到的參數傳遞到自動故障診斷系統，對液壓系統的狀態進行監控。液壓系統和電子技術的結合能夠改變液壓系統傳動效率低的缺點，充分發揮液壓系統在工程機械傳動中的響應性。

（4）向著大型和中型方向發展。近些年來，隨著各種先進制造技術的發展和工藝的優化，液壓系統中的元器件制造質量得到了較大的提高，液壓系統也將向著大型化方向發展，功率在100kW以上，使工程機械具有良好的燃料經濟性和動力性，實現生產效率的提高。

綜上所述，液壓系統在未來會向著智能化、節能化和環保的方向發展，這也是未來工程機械的總體發展趨勢。

4 結語

液壓系統將液壓傳動和機械傳動結合在一起實現了動力和能量的傳遞，在工程機械的起步階段，發動機將所有能量通過液壓系統傳動，能夠使工程機械具有較好的起步平穩性；在工作過程中則將所有能量通過機械系統進行傳動，使工程機械具有較高的能量利用效率。

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On Application of Hydraulic System in Transmission of Engineering Mechanery and its Advantages

LING Jian
(Mechanical Engineering,Hunan University of Technology,Zhuzhou,Hunan 412000,China)

The hydraulic system ,which takes hydraulic oi as the transmission medium,is a way to transfer power and energy,it has been widely used in various industries,such as the engineering machinery,metallurgy, agricultural machinery,automobile,petroleum,machine tool and so on..It greatly improves the work efficiency of construction machinery and energy efficiency in engineering machinery,it also achieve the smooth transmission of engineering mechanical power.This paper mainly introduced the characteristics,the principle and the developing tendency of the hydraulic system.

hydraulic system;Engineering machinery;application

TH137

A

2095-980X（2015）01-0134-02

2014-12-18

凌健（1991-），男，湖南邵陽人，大學本科，主要研究方向：機械工程及其自動化。