工程机械液压元件及节能液压系统的发展与思考

于宁光+李晏

摘 要：随着社会的发展，科学技术的不断提高，出现了大量的工程机械，这些机械在使用的过程中，往往需要应用很高的动力，这种情况下，就需要使用工程机械液压系统来对其提供动力，而在该系统中，需要使用一些液压元件，这些元件的性能对整个系统的正常运行起到重要的作用。为了使我国工程机械向着更健康的方向发展，本文就对工程机械液压元件及节能液压系统的发展与思考进行了研究。

关键词：工程机械；液压元件；节能液压系统

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

0 引言

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 工程机械液压元件

1.1 液压泵

在工程机械液压系统中使用了很多的元件，其中液压泵是其中最主要的一个元件，在当前阶段使用的液压泵中，通常有以下三种，第一种为齿轮泵，该元件内部结构较为简单，使其具有很小的体系以及较轻的重量，并且工作性能较为可靠，正是这些优点，成为了最为常用的一种液压泵。但是该液压泵也具有一定的缺陷，如运行的过程中，会产生较大的噪音，轴承需要承载很大的负荷，不能对其排放量进行调节等，因此，又对其应用进行了一定的限制。第二种为斜盘式轴向柱塞泵，该液压泵可以根据工程机械的运行情况，随时对其排放量进行调节，而且还具有容积效率高的特点，通常被应用于大型工程机械中。而且，随着对其不断地研究，逐渐使其向着集成化的方向发展，首先是将多台液压泵进行了整合，形成了一种功能更加强大的多联泵，进一步缩减了发动机的结构。其次是对其控制的方式更加的丰富，由以往单一的恒功率控制，改变为了压力切断、负流量控制等多种形式，不仅进一步提升了其工作效率，而且还使其更加的稳定。最后一种为斜轴式轴向柱塞泵，与前两者相比，其结构更加紧密，占用的体积更小，而且其内部的倾覆力矩较小，在缸体与配流盘结合时，能够更加的均匀，产生的摩擦较小，能量的损失较低，从而使其运行效率较高[1]。

1.2 多路阀

在工程机械液压系统中，另一个重要的元件为多路阀，通过对其进行控制，就可以完成补油、制动等多项工作。在当前阶段中，使用广泛的多路阀有两种，一种为LUDV多路阀，其运行主要根据以下原理：当主阀芯放置在中间时，进油阀口关闭，压力补偿器与单向阀接触，使两者共同处于可靠关闭的状态；当多路阀运行时，导致主阀芯开始移动，将进油阀打开，使油液前通过两者流入到进油槽中，从而对液压系统的一种功能进行了控制；另外，进油阀中的压力，由补偿器径流中间小孔，最终导入到负载敏感口内，感受到系统中压力与流量的需求，并将这一信息反馈回执行元件中，对回油进行控制。不论整个系统需要对多大的流量进行控制，其都能够根据进油阀的面积，并结合不同元件负载的比例，对流量进行有效的分配，使流量合理的导入到不同元件中[2]。另一种为SCX多路阀，其余上述多阀发的功能基本一样，也都够对流量进行合理的分配，并且负载压力也是在补偿器中出现。但两者之间也存在一定的差异，主要是两者油液的流动方式不同，前者是在流动的过程中，分成了两部分，一部分流入到了执行元件中，另一部分油液流入到负载敏感口中，而后者在主泵中出发后，直接流入到负载敏感口中，这样在其运行的过程中，就避免了分流的现象，因此，其动作效率更高，对信号的控制更加平稳。

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]。

3 总结

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：

[1]姜晓峰.解析工程机械液压节能技术的现状及发展趋势[J].山东工业技术，2016，03（01）：111-112.

[2]赵鹏宇，陈英龙，周华.油液混合动力工程机械系统及控制策略研究综述[J].浙江大学学报（工学版），2016，05（03）：449-459.

[3]王福山.我国高压液压元件发展现状与试验平台建设[J].工程机械，2012，09（10）：1-7.

作者简介：于宁光（1985-），男，浙江临海人，中级工程师，研究方向：液压元件的设计开发。