工程机械液压元件及节能液压系统的发展与思考

工程机械液压元件及节能液压系统的发展与思考

王宜斌

裕泰液压科技（上海）有限公司上海201619

摘要：随着我国科技的不断进步，工程机械液压系统节能技术已经取得了广泛的应用，通过节能技术，较好地满足了绿色环保产业的发展需求，且提升了企业的核心竞争能力。近年来，我国工程机械企业逐渐加强对发动机排放、噪声以及液压减震系统的研究，取得了较好的研究成果。因此，本文通过文献综述的方式探究工程机械液压系统节能技术的发展。

关键词：工程机械液压元件；节能液压系统；发展；思考

导言：在当前阶段中，随着随着各种一次资源开采力度的不断增加，我国各种一次能源的储存量在逐渐的较少，而其又是工程机械运行过程中的主要资源，逐渐的加强了人们对其的重视程度，对其液压系统的节能功能具有了更高的要求。同时，在我国节能液压研究过程中，研究的时间较晚，技术还不是很完善，通常都是使用外国的技术，不利于我国工程机械的发展。因此，加强对工程机械液压元件及节能液压系统的研究具有重要意义。

1现代工程机械液压元件

1.1液压泵

在现代机械液压系统中，液压元件是必不可少的组成零件，而液压泵则是液压元件中最为重要的元件之一。目前，工程机械液压系统应用的液压泵主要分为三大类：

1.1.1齿轮泵

它的总体构造相对简易，所以自身的体积和重量较小。除此之外，齿轮泵还具有较高的稳定性和可靠性。然而齿轮泵也存有部分不足，比如它运作时将引起较大的杂音，液压泵的轴承必须承受大部分的重量和压力，同时也不可以对自身的排放量开展有效的调整等，所以这些切实存在的缺陷也在一定程度上制约了齿轮泵的发展和运用。

1.1.2斜盘式轴向柱塞泵

它能够依照工程机械的实际运作状态，对自身的排放量开展有效调整。同时斜盘式轴向柱塞泵还拥有较高的运作效率，因此在现代大中型工程机械中最为常见。不仅如此，由于技术人员对斜盘式轴向柱塞泵探究的逐步深入，使得它慢慢朝着集成化方面靠拢。首先是把数台液压泵开展联合，产生了性能更为完善的多联泵，从而有效简化了现代发动机的构造。其次，使得液压泵的操控形式更为多样，从传统的单一恒功率操控，逐渐转变为负流量操控等，这样不但使工程机械的生产速率得到切实提高，还极大增强了液压泵的可靠性。

1.1.3斜轴式轴向柱塞泵

和上面两种液压泵相比起来，它具有更为稳定的构造，自身的体积和重量更小。同时斜轴式轴向柱塞泵还具有相对较小的倾覆力，当和配流盘进行联合的时候，生成的摩擦力明显降低，能量的损耗也有效降低，进而切实推动液压泵运作效率的提升。

1.2多路阀

多路阀是现代工程机械液压系统中的一大组成元件，对系统的运作等方面将产生重大影响。在现代工程机械液压系统中，只要对多路阀元件开展正确操控就能够完成系统制动、补油的一系列项目。目前，工程机械液压系统中常用的多路阀主要分为两大类型：

1.2.1LUDV多路阀

它的运作原理如下：如果主阀芯放在中央时，那么入油阀口闭合，而压力补偿器和单向阀连接，两方都将为闭合状态；如果多路阀开始运作，那么主阀芯将逐渐移动，直至把进油阀打开，使得油顺利经过主阀芯和进油阀最后流进油槽，进而完成对补油工作的操控；除此之外，LUDV多路阀中进油阀的压力将从补偿器转向负载敏感口内，从而将工程机械液压系统内流量和压力的需求数据反映到相应的执行元件里，最终实现回油工作的有效操控。LUDV多路阀的优点在于不管工程机械液压系统将要操控多少流量，它都可以依照进油阀的具体面积和元件承载比例，对流量开展科学的配置，从而将流量有序地引入各个元件。

1.2.2SCX多路阀

它的主要性能和LUDV多路阀大致相同，都可以对流量开展有效配置，同时补偿器内部也存在承载压力。然而它们之间仍存有部分差异，重点体现在两者油液流动形式的差异。在LUDV多路阀中，油液流动时将分为两路，其中一路流进承载敏感口内，另一路流进相应的执行元件中；而SCX多路阀中油液的流动过程为从主泵流出，然后径直流进承载敏感口内，不但有效防止了油液分流情况的发生，还提升了运作的总体效率。

2工程机械节能液压系统

随着工程机械应用的不断增加，逐渐加强了对节能液压系统的研究，在上世纪80年代初期，就发明出了负载敏感系统。该系统在运行的过程中，主要利用了压力反馈的原理，通过液压泵的输出流量，并结合阀口的面积，构建出相应的闭环控制系统，从而负载压力进行有效的控制。而与此同时，日本也研究出了一种节能液压系统，即负流量系统，当主阀出现运动，就会直接对节流口造成影响，增加了其中的流量，使其前部的压力提升，这时由于压力的作用下，就会使活塞逐渐产生活动，其所对应的阀芯出现移动，从而使阀口的工作面积进行了切换，到达了节能的目的。随着社会的发展，对节能液压系统具有了更高的要求，在上世纪80年代末开始对正流量系统进行研究，该系统是在负流量系统的基础上研制成功的，因此，两者之间具有一定的相似性，只是在节流口处接受的压力进行了改变，由前者的5MPa改变为了0.5MPa，具有了更强的节能作用。在当前阶段，工程机械的体积逐渐的增加，在使用以往的节能液压系统时，常常会出现不匹配的问题，因此，又逐渐的向着混合动力系统方向研究，该项研究中，主要就是HB205-1系统。该系统都是在经济工作区运行的，并通过相应的电机控制技术，在对所有液压缸进行控制时，全部应用闭式传动的方式，不再需要多路阀的使用，避免了阀内节流的问题，从而达到了节能的目的，与上述节能系统相比，节约了25%左右的资源。

3工程机械液压系统的发展趋势

产品自动化的提高和机电一体化的控制技术密切相关，随着工程机械技术的不断发展和进步也带动液压技术的更新，以目前的形式来看这项技术已经成为主要的技术发展方向，并不断的超智能化的方向发展。将计算机充分的运用到自动检测系统中去，有效的对各项参数进行系统化的监测和控制，保持自动控制发动机在一个比较高效节能的状态下工作。对于液压挖掘机的工作环境和效率进行系统化的控制操作，同时在自动控制和自动障碍分析等方面需要进行严格的控制和设计，为符合未来的发展要求而不断的改进。

工程机械的节能体系需要将系统作为最大的功率来进行匹配，和传统的匹配方式进行对比，在系统调节的灵活性和操作便捷上全局功率表现的更加突出和明显。在挖掘机中单纯的使用局部功率匹配在节能系统中的运用存在着一定的障碍，需要对泵的排量调节来实现发动机与泵之间的有效匹配。在负载与泵的匹配过程也是相似的，调节的过程中会出现诸多的干涉现象，造成节能系统的实际功效发挥存在困难。工程施工过程中，挖掘机的使用多是利用负载敏感系统以及变量泵对系统进行实际操作。因为，在流量以及负载压力上已经做到了相互适应，从而能够有效地实现泵和负载间的高效匹配，进而达成促进全局功效的匹配目标。

结束语

综上所述，在当前阶段中，工程机械的使用在很大程度上促进了我国经济的发展，但与此同时，还会消耗我国大量的一次能源，不利于我国可持续发展战略的实施。而使工程节能液压系统后，就会将这一问题改变，极大程度上降低了一次能源的应用，使我国向着更加良好的方向发展。通过本文对现有的液压元件与节能液压系统的研究，加强我国专业人员对液压系统的重视程度，能够积极主动的参与到研究当中，改变我国当前的状况。

参考文献：

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