工程機械液壓系統設計及改進研究

薛傳林

摘要：液壓系統產生的壓力進一步在推動工程機械進行工作時，有可能會因為操作驟停及其他故障，導致機械的設備安全，威脅操作人員的生命。本文對于液壓系統傳動保壓進行設計改進，希望為當前系統設計，提供一定參考。

關鍵詞：工程機械；液壓系統；系統設計

工程機械的液壓系統設計是對于工程機械運行安全性，穩定性具有重要意義的部分。而在工程機械出現剎車滑坡等等情況時，良好的保壓系統設計，能夠對于工程機械的正常運行起到積極作用。

一、系統概述

一個完善的液壓系統包含以下幾個基本部件，其中1為油箱，其中的液壓油，主要為系統提供壓力傳遞、冷卻、潤滑等作用。2為泵，主要起到提供動力的作用，一般而言，泵由于結構的不同，往往分為齒輪、葉片、柱塞等油泵分類，從而適用不同的工程機械，將電動機中的動能進行轉化，成為液壓能。3為控制閥中的壓力控制裝置，作為系統的控制開關，對于液體的壓力進行控制，其中根據需要的不同，分為益流、減壓、順序等等類型。4為控制閥中的方向控制裝置，因此，可以針對液體的流向進行控制，從而進一步保證液體流向的正確性，其中，根據不同的液壓系統設計，我們可采用不用形式的裝置類型，如，單向、雙向、換向等等。除此之外，控制閥還包含流量控制裝置，通過設計，進行節流、分流等等，因此，流量控制裝置配合方向及壓力控制裝置共同組成液壓系統的控制系統，其各個元件即為控制元件。5為液壓缸，即為將壓力能通過往復運動轉化為機械動能的重要元件。6為濾芯，作為液壓油過濾裝置，是液壓系統中較為重要的輔助附件，主要服務對象為液壓油，而液壓油作為能量介質，其質量及持續性是非常重要的。7為馬達，作為與液壓缸同等重要的執行元件，為油缸提供轉矩與轉速的變化和動力，作為能量的轉換裝置，由不同的轉速和轉矩需求，分為高速并小轉矩以及低速并大轉矩的類型。

因此，完整的系統離不開動力、執行、控制、輔助以及液壓油的共同作用，對其系統進行設計，需要進一步考慮到這幾個部分的相關聯系。

二、改進研究

（一）傳動回路保壓調壓改進

液壓系統的工作壓力保證是保證工程機械在運行過程中能夠始終維持一定的壓力，從而使工作維持正常運行。而在實際系統保壓成效方面，高壓器件的適用性對于系統回路保壓能力，有較大的決定作用。因此，針對于回路壓力穩定性的改善，我們對于液控單向閥，蓄能器這兩種器件進行分析，從而加以對系統保壓能力進行改進。

在試驗過程中，我們將液壓回路的基本所需器件進行構建，其中應當包括油泵，液壓缸，方向控制閥，流量控制閥等等裝置，分別將這兩種器件進入連接，使系統壓力達到固定數值后，使液壓缸及油泵停止工作，測定兩種器件分別產生的保壓時間。

一般而言，當變向控制裝置存在結構問題，從而導致運行誤差較大時，控制閥門就會由于縫隙過大，從而最終使系統運行的性能產生下降。在這種情況下，就需要對于回路方案進行重新設計。通過液控單向閥與y型的電磁換向閥進行結合，能夠使油缸的封閉面轉變為錐形，在密閉性以及鎖屏效果方面具有良好的改進效果[1]。在工程機械應用方面對于各類運輸機械，起重機械等等具有較好的應用價值。在測定液控單向閥保壓時間時，我們對比以往的單向閥，保壓效果進行分析，其保壓成效有了明顯提升。在10分鐘的時間內，壓力一直沒有出現明顯的降低，在10分鐘后，開始逐步出現超過0.1千帕的數值波動。

而在測定蓄能器元件的保壓效果時，我們對比液控單向閥，壓力出現明顯波動的時間明顯延長。最長可達到24小時。在采用蓄能器進行保壓時，如，氣囊式，一方面由于殼體的結構材質等等，使之能夠形成無縫式的能量貯存空間，從而進一步確保其貯藏能量的有效性。另一方面，在工作時，其內部壓力大于系統壓力，就會自動使氣囊結構出現膨脹，液壓油在高壓氣體的推動一下，進一步，由內部流向外部，從而使之形成短時供油的效果，保持壓力相對恒定。其內部壓力小于系統壓力時，油液壓力進一步會通過氣體的轉化，形成內能，此時其貯存模式開始啟動，進一步保證其壓力的正常及穩定[2]。當出現泵體工作停擺及工程機械的壓力過大時，能夠通過調節保證裝置的安全及壓力的恒定。在挖掘機，硫化機等工程機械上，不僅能夠保證壓力穩定，也能夠進一步保證工程機械的運行安全。

（二） 傳動回路保壓增壓改進

對于常規的系統保壓設計，主要通過元器件的改進調整進行，因此，主要以元器件的性能保證壓力的穩定。而非常規的創新性保壓辦法，主要可以通過增壓的方式保證壓力的穩定。通過增壓器的運用，使缸體在運行的過程中形成局部高壓，當增壓倍數越大時，油缸的兩腔有效面積獲得的比值就越大，而進一步使活塞缸及小活塞缸形成復合缸體，在運行的過程中保壓效果有所保證。

三、 結束語

綜上所述，蓄能器在保壓效果方面，能夠對于整個保壓回路形成壓力穩定控制，對比單向閥結構，其效果更好。而通過增壓器的使用，進一步使其缸體在工作過程中，參與了壓力的控制，從而實現良好的保壓效果。

參考文獻：

[1]張利.工程機械液壓行走系統的設計及理論研究[J].環球市場，2016（35）：59-60.

[2]孫鵬，田雨，龔元明，等.基于ZigBee與CAn的工程機械液壓系統參數監測系統設計[J].計算機測量與控制，2018，26（1）：64-67.

（作者單位：江蘇沃得機電集團有限公司）