淺談液壓傳動技術在工程機械中的應用與發展

趙姍+郭燕+張振華+任保飛

摘要：隨著我國國民經濟的不斷飛躍，在經濟建設中工程機械的作用不容小覷，對于促進經濟增長發揮著巨大的作用。而傳統的工程機械一般都采用液力機械傳動，近年來隨著液壓傳動技術的發展，此技術也被應用到工程機械設備中去，取得了良好的成效。

關鍵詞：液壓傳動；工程機械

1 液壓傳動的發展歷程

液壓傳動技術的出現，要從世界上第一臺水壓機的問世說起，這臺水壓機是英國人利用水作為傳遞動力的工作介質來設計的，迄今為止，而今的液壓傳動技術已經擁有了幾百年的發展歷史。之后又將工作介質水改成液壓油，液壓傳動技術又邁向了一個新的發展階段。在一戰后，這項技術的適用范圍不斷擴大，特別是在19世紀30年代以后，發展勢頭更加迅猛。然而，在不久以后再次爆發的二戰期間，因為前線對于軍事武器的迫切需要，漸漸出現了各種新型的軍事武器，而這些新型軍事武器大都是由液壓機構來對其進行控制的。當二戰落下了帷幕，液壓技術卻沒有停滯不前，反而轉向了具有偉大發展空間的民用工業領域，因此在自動機或者自動生產線中也不乏液壓技術的身影。當液壓技術被廣泛的用于工程機械中時，那已經到了20世紀。

在20世紀的60年代后，當出現了原子能和計算機等新興技術，液壓傳動技術再次獲得進步。在我們這個擁有無限潛力的國家，液壓傳動這門技術一開始的應用場合是鍛造和機床上，隨著這門技術的完善，之后才漸漸地應用到工程機械上。在以前，我國只能從發達國家進口液壓元件，購買他們的技術來用于自己的生產，而現在，我們可以對這些液壓元件從設計到生產逐步完成，大大減少了進口費用，因此液壓技術在工程機械這個領域上普遍應用。

2 液壓傳動的特點

現階段，液力機械傳動系統是大型工程機械中的首要選擇，為了讓發動機擁有更高的工作效率，又能節約能源，而且還可以獲取平穩的傳動性能，最恰當的方式是從以前的有級變速傳動轉換為無級變速傳動，操作的便捷性和傳動效率的高效性是液壓傳動系統最突出的優點，它避免了可能出現在有級傳動中的問題，能夠自動變速換擋。而拿這兩種傳動系統作比較來看，液壓傳動系統的特征主要有：

（1） 在液壓傳動系統的各類液壓元件，我們可以依據工作需求和放置空間的大小，對其進行自由的擺放。

（2） 操作控制方便，能夠實現更大范圍的無級調速。

（3） 擁有更高的傳動效率，而且使用的燃料更加綠色經濟，符合我國的可持續發展戰略。

（4）對于操作者來說，在作業過程中可以自動變速換擋，從而操作更加便利，操作者只需要集中注意力來控制工作裝置，而不用考慮作業負荷和車速大小等因素對工作的影響來調節擋位，因此這大大提高了工作效率，從而使企業的經濟效益也有了進一步的提高。

3 基于單一技術的傳動方式

3.1機械傳動

單一的純機械傳動因為具備穩態負荷高效率以及制造成本低廉的特點，其發動機平均負荷系數相對于其他的傳動方式是比較低下的，所以一般只能夠實現有級變速，而對于實現無級調速還是比較困難的，并且它的布局方式也大大受到了限制。當機械在不同工況下作業時，切斷發動機與傳動裝置之間的動力源主要是通過離合器來實現，操作者憑借工作經驗選取機械作業的最佳檔位，由此可以看出在機械變換檔位時，對功率損失太大，而且如果是由工作經驗薄弱的操作者來進行作業操作時，可能會產生更壞的效果。

3.2液力傳動

在此傳動系統中，將在機械傳動中所使用的離合器替換成了變矩器，因此實現了分段無級調速這個功能。由于變矩器的生產成本較低，因而在機械領域得到了大量應用。但是因為它在某些方面會受到限制，像是特性匹配和布局方式這兩方面，再加上其比較小的變矩范圍，以及薄弱的動力制動能力，由于上述因素的制約，對于速度穩定的情況此傳動系統不太適用。

3.3液壓傳動

把液壓傳動和機械傳動拿來作比較可以看出，對于流量和壓力的控制，液壓傳動在這方面的實現具有很大的優勢，而與液力傳動相比較而言，它的低速負荷特性更好一些。經過上述的比較，液壓傳動系統具備簡單的結構、理想的傳遞效率、比較優質的速度剛性以及容易實現其動作等多種優勢，因而液壓傳動在工程機械中得到了普及。現階段，在工程機械這個領域中隨處可見液壓技術的身影，因此其傳動方式大都采用液壓傳動。

將液壓傳動與單一的機械和液力傳動作比較，其自由的布局和方便的調節使得它的應用領域更勝一籌。自由的布局具體表現為我們可以根據工況的需要，來把各個部件布置在合理的位置；而方便的調節主要表現在省去了操作者根據工程機械作業的需要來頻繁的人工變換檔位這一過程。

4 液壓傳動技術的發展前景

目前，電子技術不斷發展，將電子技術與液壓傳動技術聯系起來，促進了對液壓系統的調節和控制的實現。隨著計算機技術的快速發展，用計算機來對其實現控制的功能已經成為可能，再加上各種傳感元件的使用，因此液壓元件的工作范圍獲得了進一步的擴展。所以說，為了使工程機械更趨于智能化和節能化，采用液壓傳動已經成為現在工程機械不可扭轉的發展趨向。

5 結束語

自20世紀90年代以來，可以說工程機械的發展邁向了一個嶄新的臺階。伴隨著微電子技術的日益進步，在工程機械中的作用也越來越明顯，因此工程機械會向著智能化和機電一體化的方向發展。現階段，液壓技術和液壓元件的同步發展，在工程機械傳動系統中液壓傳動的應用范圍不斷拓展，滲透在各個領域中，而其具有的獨特的優勢也日益顯現出來。我們有理由相信，伴著各種新興技術的不斷優化，而液壓傳動技術與它們的發展具有密不可分的關系，液壓傳動技術必然會在工程機械的發展中占有一席之地。

（作者單位：山東科技大學機械電子工程學院）

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作者簡介：趙姍，女，漢族，山東科技大學機械電子工程學院，機械工程專業。endprint