工程機械液壓元件及節能液壓系統的發展與思考

于寧光+李晏

摘 要：隨著社會的發展，科學技術的不斷提高，出現了大量的工程機械，這些機械在使用的過程中，往往需要應用很高的動力，這種情況下，就需要使用工程機械液壓系統來對其提供動力，而在該系統中，需要使用一些液壓元件，這些元件的性能對整個系統的正常運行起到重要的作用。為了使我國工程機械向著更健康的方向發展，本文就對工程機械液壓元件及節能液壓系統的發展與思考進行了研究。

關鍵詞：工程機械；液壓元件；節能液壓系統

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.24.108

0 引言

在當前階段中，隨著隨著各種一次資源開采力度的不斷增加，我國各種一次能源的儲存量在逐漸的較少，而其又是工程機械運行過程中的主要資源，逐漸的加強了人們對其的重視程度，對其液壓系統的節能功能具有了更高的要求。同時，在我國節能液壓研究過程中，研究的時間較晚，技術還不是很完善，通常都是使用外國的技術，不利于我國工程機械的發展。因此，加強對工程機械液壓元件及節能液壓系統的研究具有重要意義。

1 工程機械液壓元件

1.1 液壓泵

在工程機械液壓系統中使用了很多的元件，其中液壓泵是其中最主要的一個元件，在當前階段使用的液壓泵中，通常有以下三種，第一種為齒輪泵，該元件內部結構較為簡單，使其具有很小的體系以及較輕的重量，并且工作性能較為可靠，正是這些優點，成為了最為常用的一種液壓泵。但是該液壓泵也具有一定的缺陷，如運行的過程中，會產生較大的噪音，軸承需要承載很大的負荷，不能對其排放量進行調節等，因此，又對其應用進行了一定的限制。第二種為斜盤式軸向柱塞泵，該液壓泵可以根據工程機械的運行情況，隨時對其排放量進行調節，而且還具有容積效率高的特點，通常被應用于大型工程機械中。而且，隨著對其不斷地研究，逐漸使其向著集成化的方向發展，首先是將多臺液壓泵進行了整合，形成了一種功能更加強大的多聯泵，進一步縮減了發動機的結構。其次是對其控制的方式更加的豐富，由以往單一的恒功率控制，改變為了壓力切斷、負流量控制等多種形式，不僅進一步提升了其工作效率，而且還使其更加的穩定。最后一種為斜軸式軸向柱塞泵，與前兩者相比，其結構更加緊密，占用的體積更小，而且其內部的傾覆力矩較小，在缸體與配流盤結合時，能夠更加的均勻，產生的摩擦較小，能量的損失較低，從而使其運行效率較高[1]。

1.2 多路閥

在工程機械液壓系統中，另一個重要的元件為多路閥，通過對其進行控制，就可以完成補油、制動等多項工作。在當前階段中，使用廣泛的多路閥有兩種，一種為LUDV多路閥，其運行主要根據以下原理：當主閥芯放置在中間時，進油閥口關閉，壓力補償器與單向閥接觸，使兩者共同處于可靠關閉的狀態；當多路閥運行時，導致主閥芯開始移動，將進油閥打開，使油液前通過兩者流入到進油槽中，從而對液壓系統的一種功能進行了控制；另外，進油閥中的壓力，由補償器徑流中間小孔，最終導入到負載敏感口內，感受到系統中壓力與流量的需求，并將這一信息反饋回執行元件中，對回油進行控制。不論整個系統需要對多大的流量進行控制，其都能夠根據進油閥的面積，并結合不同元件負載的比例，對流量進行有效的分配，使流量合理的導入到不同元件中[2]。另一種為SCX多路閥，其余上述多閥發的功能基本一樣，也都夠對流量進行合理的分配，并且負載壓力也是在補償器中出現。但兩者之間也存在一定的差異，主要是兩者油液的流動方式不同，前者是在流動的過程中，分成了兩部分，一部分流入到了執行元件中，另一部分油液流入到負載敏感口中，而后者在主泵中出發后，直接流入到負載敏感口中，這樣在其運行的過程中，就避免了分流的現象，因此，其動作效率更高，對信號的控制更加平穩。

2 工程機械節能液壓系統

隨著工程機械應用的不斷增加，逐漸加強了對節能液壓系統的研究，在上世紀80年代初期，就發明出了負載敏感系統。該系統在運行的過程中，主要利用了壓力反饋的原理，通過液壓泵的輸出流量，并結合閥口的面積，構建出相應的閉環控制系統，從而負載壓力進行有效的控制。而與此同時，日本也研究出了一種節能液壓系統，即負流量系統，當主閥出現運動，就會直接對節流口造成影響，增加了其中的流量，使其前部的壓力提升，這時由于壓力的作用下，就會使活塞逐漸產生活動，其所對應的閥芯出現移動，從而使閥口的工作面積進行了切換，到達了節能的目的。隨著社會的發展，對節能液壓系統具有了更高的要求，在上世紀80年代末開始對正流量系統進行研究，該系統是在負流量系統的基礎上研制成功的，因此，兩者之間具有一定的相似性，只是在節流口處接受的壓力進行了改變，由前者的5MPa改變為了0.5MPa，具有了更強的節能作用。在當前階段，工程機械的體積逐漸的增加，在使用以往的節能液壓系統時，常常會出現不匹配的問題，因此，又逐漸的向著混合動力系統方向研究，該項研究中，主要就是HB205-1系統。該系統都是在經濟工作區運行的，并通過相應的電機控制技術，在對所有液壓缸進行控制時，全部應用閉式傳動的方式，不再需要多路閥的使用，避免了閥內節流的問題，從而達到了節能的目的，與上述節能系統相比，節約了25%左右的資源[3]。

3 總結

綜上所述，在當前階段中，工程機械的使用在很大程度上促進了我國經濟的發展，但與此同時，還會消耗我國大量的一次能源，不利于我國可持續發展戰略的實施。而使工程節能液壓系統后，就會將這一問題改變，極大程度上降低了一次能源的應用，使我國向著更加良好的方向發展。通過本文對現有的液壓元件與節能液壓系統的研究，加強我國專業人員對液壓系統的重視程度，能夠積極主動的參與到研究當中，改變我國當前的狀況。

參考文獻：

[1]姜曉峰.解析工程機械液壓節能技術的現狀及發展趨勢[J].山東工業技術，2016，03（01）：111-112.

[2]趙鵬宇，陳英龍，周華.油液混合動力工程機械系統及控制策略研究綜述[J].浙江大學學報（工學版），2016，05（03）：449-459.

[3]王福山.我國高壓液壓元件發展現狀與試驗平臺建設[J].工程機械，2012，09（10）：1-7.

作者簡介：于寧光（1985-），男，浙江臨海人，中級工程師，研究方向：液壓元件的設計開發。