工程機械液壓元件及節(jié)能液壓系統(tǒng)的發(fā)展與思考

于寧光+李晏

摘 要：隨著社會的發(fā)展，科學(xué)技術(shù)的不斷提高，出現(xiàn)了大量的工程機械，這些機械在使用的過程中，往往需要應(yīng)用很高的動力，這種情況下，就需要使用工程機械液壓系統(tǒng)來對其提供動力，而在該系統(tǒng)中，需要使用一些液壓元件，這些元件的性能對整個系統(tǒng)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(fā)展，本文就對工程機械液壓元件及節(jié)能液壓系統(tǒng)的發(fā)展與思考進行了研究。

關(guān)鍵詞：工程機械；液壓元件；節(jié)能液壓系統(tǒng)

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

0 引言

在當(dāng)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(tǒng)的節(jié)能功能具有了更高的要求。同時，在我國節(jié)能液壓研究過程中，研究的時間較晚，技術(shù)還不是很完善，通常都是使用外國的技術(shù)，不利于我國工程機械的發(fā)展。因此，加強對工程機械液壓元件及節(jié)能液壓系統(tǒng)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(tǒng)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(dāng)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(nèi)部結(jié)構(gòu)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(yōu)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(chǎn)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(diào)節(jié)等，因此，又對其應(yīng)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(jù)工程機械的運行情況，隨時對其排放量進行調(diào)節(jié)，而且還具有容積效率高的特點，通常被應(yīng)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(fā)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(lián)泵，進一步縮減了發(fā)動機的結(jié)構(gòu)。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?yōu)榱藟毫η袛?、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(wěn)定。最后一種為斜軸式軸向柱塞泵，與前兩者相比，其結(jié)構(gòu)更加緊密，占用的體積更小，而且其內(nèi)部的傾覆力矩較小，在缸體與配流盤結(jié)合時，能夠更加的均勻，產(chǎn)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(tǒng)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(dāng)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(jù)以下原理：當(dāng)主閥芯放置在中間時，進油閥口關(guān)閉，壓力補償器與單向閥接觸，使兩者共同處于可靠關(guān)閉的狀態(tài)；當(dāng)多路閥運行時，導(dǎo)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(tǒng)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(dǎo)入到負載敏感口內(nèi)，感受到系統(tǒng)中壓力與流量的需求，并將這一信息反饋回執(zhí)行元件中，對回油進行控制。不論整個系統(tǒng)需要對多大的流量進行控制，其都能夠根據(jù)進油閥的面積，并結(jié)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(dǎo)入到不同元件中[2]。另一種為SCX多路閥，其余上述多閥發(fā)的功能基本一樣，也都夠?qū)α髁窟M行合理的分配，并且負載壓力也是在補償器中出現(xiàn)。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(zhí)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(fā)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(xiàn)象，因此，其動作效率更高，對信號的控制更加平穩(wěn)。

2 工程機械節(jié)能液壓系統(tǒng)

隨著工程機械應(yīng)用的不斷增加，逐漸加強了對節(jié)能液壓系統(tǒng)的研究，在上世紀80年代初期，就發(fā)明出了負載敏感系統(tǒng)。該系統(tǒng)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(jié)合閥口的面積，構(gòu)建出相應(yīng)的閉環(huán)控制系統(tǒng)，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(jié)能液壓系統(tǒng)，即負流量系統(tǒng)，當(dāng)主閥出現(xiàn)運動，就會直接對節(jié)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(chǎn)生活動，其所對應(yīng)的閥芯出現(xiàn)移動，從而使閥口的工作面積進行了切換，到達了節(jié)能的目的。隨著社會的發(fā)展，對節(jié)能液壓系統(tǒng)具有了更高的要求，在上世紀80年代末開始對正流量系統(tǒng)進行研究，該系統(tǒng)是在負流量系統(tǒng)的基礎(chǔ)上研制成功的，因此，兩者之間具有一定的相似性，只是在節(jié)流口處接受的壓力進行了改變，由前者的5MPa改變?yōu)榱?.5MPa，具有了更強的節(jié)能作用。在當(dāng)前階段，工程機械的體積逐漸的增加，在使用以往的節(jié)能液壓系統(tǒng)時，常常會出現(xiàn)不匹配的問題，因此，又逐漸的向著混合動力系統(tǒng)方向研究，該項研究中，主要就是HB205-1系統(tǒng)。該系統(tǒng)都是在經(jīng)濟工作區(qū)運行的，并通過相應(yīng)的電機控制技術(shù)，在對所有液壓缸進行控制時，全部應(yīng)用閉式傳動的方式，不再需要多路閥的使用，避免了閥內(nèi)節(jié)流的問題，從而達到了節(jié)能的目的，與上述節(jié)能系統(tǒng)相比，節(jié)約了25%左右的資源[3]。

3 總結(jié)

綜上所述，在當(dāng)前階段中，工程機械的使用在很大程度上促進了我國經(jīng)濟的發(fā)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(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的實施。而使工程節(jié)能液壓系統(tǒng)后，就會將這一問題改變，極大程度上降低了一次能源的應(yīng)用，使我國向著更加良好的方向發(fā)展。通過本文對現(xiàn)有的液壓元件與節(jié)能液壓系統(tǒng)的研究，加強我國專業(yè)人員對液壓系統(tǒng)的重視程度，能夠積極主動的參與到研究當(dāng)中，改變我國當(dāng)前的狀況。

參考文獻：

[1]姜曉峰.解析工程機械液壓節(jié)能技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J].山東工業(yè)技術(shù)，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(tǒng)及控制策略研究綜述[J].浙江大學(xué)學(xué)報（工學(xué)版），2016，05（03）：449-459.

[3]王福山.我國高壓液壓元件發(fā)展現(xiàn)狀與試驗平臺建設(shè)[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(shè)計開發(fā)。