解讀工程機械液壓技術發展

徐 剛

（山東鋼鐵集團日照有限公司，山東日照 276800）

1 工程機械液壓系統存在的主要問題

1.1 液壓傳動效率偏低

根據相關數據統計資料顯示，液壓傳動工程機械使用能為5%～7%。基于此，注重提升工程機械液壓系統效率，成為當前行業面臨的主要問題。液壓系統效率之所以效率偏低，有諸多方面的影響因素，其中主要有3 個：①液壓元件工作中產生能量損失；②液壓系統設計缺乏合理性，致使其出現能量損失等問題；③液壓泵與負載運動特性嚴重不符。

長期以來，人們一直致力于提高液壓系統效率、減少液壓元件壓力的損失，同時對系統設計與匹配等進行了大量的嘗試，也取得了一些成效。例如，工程機械行走系統主要采用的靜壓傳動系統，它在實際應用過程中省略了主回路中引起壓力損失的平衡閥、方向控制閥、節流閥，致使其成為當前較為理想的節能系統，擁有著較高的應用優勢。但是也存在一定的局限性，主要局限于執行元件為液壓馬達的閉式回路系統。雖然運用了當前先進的技術，使得其效率得到了提升，但仍然存在不足之處，而工程機械液壓系統整體效率，仍然是未來發展過程中行業需要解決的問題。

1.2 漏油現象較為嚴重

對工程機械所有故障而言，漏油作為嚴重的故障之一，其故障約占據20%～30%。一旦出現漏油故障，輕則造成油資源的浪費，嚴則還會引發停機損失，在很大程度上降低了系統的效率。與國外工程機械相比較，國內工程機械的漏油現象較為嚴重。為了解決這一問題，20 世紀90 年代，相關管理部門就針對這一問題，加大了管理力度，做出了關于防漏治漏的部署：出廠的液壓件保證100%不會出現漏油現象，在正常使用的情況下兩年內不會出現漏油事件，而液壓系統保證出廠不漏。

1.3 液壓系統污染嚴重

根據相關數據調查顯示，由液壓系統所引發的機械故障率高達70%～80%，而導致這一故障的主要原因是液壓油不清潔。工程機械液壓系統污染物主要有3 種類型，即生成污染物、入侵污染物、裝配污染物。前兩種污染物主要產生于設備的使用過程中，與工程機械維修水平、保養工作、作業環境等有密切的聯系。由于工程機械長期在惡劣的環境中工作，再加上惡劣的維修環境等因素，致使液壓系統受到嚴重的污染。工程機械液壓系統的污染主要有侵入污染物與生成污染物，而這種有形污染物不僅嚴重危害著液壓系統，在一定程度上加劇泄漏，還會造成閥體內部的阻尼孔堵塞，進而引發了故障、造成嚴重的后果。

2 工程機械液壓技術的發展分析

2.1 注重自身系統設計

隨著科學技術不斷的深入發展，了新材料、新工藝、新技術的迅速發展。這些新型技術的出現，不但有助于提升液壓元件額質量，而且在某種程度上保障了其性能與使用周期。液壓轉動系統在實際應用中，為了更好地發揮其應用優勢，需要做好以下兩個方面的工作：一是要給予液壓轉動系統整體匹配合理性足夠的重視，做到其匹配的科學性；二是盡可能地選擇高質量的液壓元件。液壓系統設計是否科學合理，不僅影響著液壓技術的節能環保效果，而且在很大程度上影響著其整體性能。因此，在液壓系統設計過程中，在保證其工程性與實踐性的基礎上，還要注重科學理論做指導。只有實現理論與實踐相結合，才能保證液壓系統設計的科學性與有效性。

（1）在保證液壓系統使用性能的基礎上，最大限度地實現系統的模塊化、集成化目標，以此來提升其操作性與可靠性。例如，在系統設計過程中，要嚴格按照設計流程進行，盡可能減少接頭與密封環節，實現可靠的管路布局。另外，設計者還需要制定相應的措施預防共振情況。

（2）合理設計液壓系統的各項參數，如蓄能器容量、充氣壓力、力量與壓力等。通過參數控制，來提升系統的節能環保性，并在此基礎上，最大限度地提高其使用壽命。同時，還要科學地使用高架油箱，改善液壓泵的吸油性能，降低大排量液壓泵噪聲。

（3）在技術設計方案的研究與分析過程中，要考慮液壓系統的節能環保性。這樣可以降低成本，提高其競爭力。

（4）在信息化時代的背景下，要注重發揮信息技術的優勢，充分利用計算機網絡技術、電子技術等，提升機電液體一體化技術水平。只有實現了這一目標，才能增強液壓系統的可靠性，也有助于降低維護費用等。

2.2 新材料、新工藝、新技術的使用

當前，新材料、新工藝及新技術的投入，尤其是那些復合材料的推廣應用，不僅在一定程度上提升了產品的質量，還有助于降低生產成本，這對于提高產品的市場競爭力具有重要意義。例如，在閥體與集成塊領域引進鑄造工藝，成功地實現了鑄造流道，而這種目標的實現，將最大程度地減少液體流動壓力損失。對于液壓元件中的部分金屬材料而言，可以用工程陶瓷進行替換，這主要是因為工程材料具有較高的應用優勢，具備較強的耐磨性、抗腐蝕性，并摩擦系數較低，有助于最大程度地優化液壓元件性能。而柱塞泵的生產材料，主要歸屬一種成熟的復合耐磨材料，這在一定程度上提升了產品的產量。而高速沖壓工藝生產零部件的應用實施，通過該零部件的有效應用，保障了生產效率，增加了產品的核心競爭力。此外，結合高溫、高壓液壓系統、水液壓系統等發展需要，需要研發全新的密封材料、密封結構形式。為了能夠有效解決水液壓的強腐蝕性問題，就需要及時采取有效措施，加大對新型耐腐蝕材料研發力度，以滿足水液壓元件制造的需要。

2.3 機電一體化發展方向

通常情況下，機電一體化主要指計算機網絡技術、電子技術、液壓技術的有機結合，以此來促進機械一體化自動化，以及新型液壓技術。

首先，實現電子技術與液壓元件的有機融合，進而促進帶內藏電子線路液壓元件得以順利的發展。例如，帶內藏電子控制器的伺服閥與比例閥，主要將電子信號進行調節、處理等操作，使其集成到閥體上，這就最大程度地減少了插件與導線，進而全面提升其可靠性。不但可以有效降低成本，而且還使安裝、調試工作更加便捷性。

其次，推廣電液比例控制比例。相對于產生設備而言，不僅要保證其具有較強的完成功能，還需要提升其整體可靠性，進而降低能源消耗。

然后，通過其可編程控制技術范圍的拓展，促使元件與系統狀態監測、故障診斷得以實現。當前情況下，如果單純地運用手工方式進行操作，難以實現上述這一目標。因此，為了解決這些問題，實現上述目標，就需要不斷提升其自動化水平。

最后，重點發展具有綜合性的變量液壓力泵。這也是其未來發展的主流趨勢。基于微處理器、功率放大器、電液比例元件等功能電子裝置所具備的調節控制，實現液壓泵的壓力與流量調節目標，進而使得功率得以合理匹配，促使其工作狀態始終處于最佳階段。

3 結束語

通過對工程機械液壓技術發展的角度分析，液壓轉動的主要競爭對手主要在于電氣轉動與機械轉動。尤其是當前，隨著科學技術不斷的深入發展，要想實現工程機械液壓技術的廣泛應用，就需要注重發揮工程機械液壓技術的優勢，使其功能得到最大限度的發揮。與此同時，針對當前工程機械液壓系統存在的問題，應當加大科研力度，不斷創新液壓元件、對系統進行改進升級。這不但有助于降低生產成本，而且還能提升其競爭力，對于工程機械液壓技術的應用推廣具有重要意義。