工程機械液壓系統泄漏及預防研究

摘要：工程機械的快速發展極大推動了液壓控制技術的創新，使得高效、節能、智能化及環保的液壓系統成為這一領域的關鍵需求。然而，液壓系統的泄漏問題卻是工程機械中一個普遍而棘手的難題。這類泄漏在初期往往不易被發現，容易被忽視，但隨著時間的推移，泄漏問題可能導致工作效率下降、環境污染加重，甚至引發人員傷亡。因此，對于工程機械液壓系統泄漏的原因進行深入研究，并探索有效的預防措施，顯得至關重要。這不僅有助于提高機械性能和安全性，還對環境保護和可持續發展具有重要意義。

關鍵詞：工程機械液壓系統泄漏分析預防措施

中圖分類號：TH137

ResearchontheLeakageandPreventionoftheHydraulicSysteminConstructionMachinery

WANGFei

ShanxiEngineeringVocationalCollege，Taiyuan，ShanxiProvince，030009China

Abstract：The?;rapiddevelopmentofconstructionmachineryhasgreatlypromotedinnovationinhydrauliccontroltechnology，makinganefficient，energy-saving，intelligentandenvironmentally-friendlyhydraulicsystemakeyrequirementinthisfield.However，theleakageproblemofthehydraulicsystemisacommonandchallengingprobleminengineeringmachinery.Thistypeofleakageisoftendifficulttobedetectedandeasytobeoverlookedintheearlystage，butovertime，leakageproblemsmayleadtodecreasedworkefficiency，increasedenvironmentalpollutionandevencasualties，soitiscrucialtodeeplystudythecausesoftheleakageofthehydraulicsysteminconstructionmachineryandexploreeffectivepreventivemeasures，whichnotonlyhelpstoimprovemechanicalperformanceandsafety，butisalsoofgreatsignificanceforenvironmentalprotectionandsustainabledevelopment.

KeyWords：Constructionmachinery;Hydraulicsystem;Leakageanalysis;Preventivemeasure

研究聚焦于工程機械液壓系統泄漏問題及其預防措施。液壓系統泄漏是工程機械中常見且難以避免的故障，不僅會降低工作效率和引發環境污染，還可能導致人員傷亡。本文深入探討泄漏成因，提出有效的預防策略，分析了泄漏位置、原因，并提供了多種預防方法，以提高工程機械的液壓系統效率和安全性。

1工程機械液壓系統泄漏位置及原因分析

1.1液壓膠管處泄漏

泄漏位置及其原因的分析對于整個系統的穩定性和效率至關重要。液壓膠管通常負責輸送高壓油流，其連接的緊密性和材料的耐用性直接影響到系統的密封性能。泄漏的主要原因包括膠管材料老化、接頭磨損或不適當的安裝方式。隨著時間的推移，膠管會因為長期承受高壓和環境因素（如溫度變化、腐蝕性物質）的影響而逐漸劣化，導致裂紋或硬化，產生泄漏。同樣，接頭部分如果安裝不當或因振動和磨損出現松動，也會成為泄漏的重要原因。選擇適合的材料和正確的膠管規格，以及確保高質量的制造和安裝標準，是預防泄漏的關鍵。通過全面的分析和針對性的改進措施，可以有效降低或預防液壓系統在膠管部分的泄漏問題，提高工程機械的整體性能和可靠性。

1.2液壓件表面泄漏

液壓件表面泄漏通常發生在液壓缸、閥門、泵等部件的接縫和密封表面。液壓件表面泄漏的主要原因包括密封件損壞、表面磨損、制造缺陷或裝配誤差。密封件的老化或損壞是常見原因，隨著時間的推移，密封件會因長期暴露于高壓、溫度變化和液壓油的化學影響而退化，導致泄漏。

液壓件表面的精度和光滑度也會導致泄漏。任何微小的磨損或劃痕都可能導致密封性能下降。此外，制造過程中的缺陷，如不均勻的材料密度、錯誤的尺寸公差，以及在裝配過程中的誤差，都可能導致液壓件之間的不匹配，進而引發泄漏。

1.3液壓元件結合面處的泄漏

液壓元件結合面處泄漏主要發生在液壓泵、閥門或缸體等元件的接合部位。結合面泄漏與接合面的密封不良有關，密封不良包括密封材料的磨損、老化、損壞以及接合面的加工精度不足、表面粗糙度不合標準或裝配不當所引起的[1]。

液壓元件結合面的密封性能對于系統穩定運作非常重要。結合面的密封效果不佳，會導致液壓油泄漏，影響系統的工作效率，造成油液的污染和環境問題。

1.4密封件泄漏

密封件，如O型圈、油封等，是液壓系統中保持油液密封的重要組成部分。密封件泄漏通常由于材料老化、磨損、不適當的材料選擇或不正確的安裝引起。隨著時間的推移，密封件在重復的壓力循環和化學侵蝕（如油液中的添加劑）的作用下，可能會出現硬化、裂紋或變形，從而失去其密封功能[2]。

選擇密封件需要考慮其與液壓油的兼容性、工作溫度范圍、壓力等級及機械應力。錯誤的材料選擇或設計不當可能導致密封件在實際應用中無法承受工作條件，進而發生泄漏（如圖1所示）。安裝過程中的錯誤，如扭曲、過度拉伸或不均勻的壓力分布，也是導致密封件泄漏的常見原因。

1.5閥芯與閥體間的泄漏

閥芯與閥體間的泄漏通常發生在液壓閥的內部，其中閥芯與閥體之間的密封不良是主要原因。泄漏可能由于閥芯或閥體的磨損、加工精度不足或污染物引起的卡滯而發生。磨損問題通常隨著時間的推移逐漸顯現，尤其在高壓和高頻使用環境下更為明顯。如果閥體和閥芯的加工精度不夠高或者存在微小的制造缺陷，也可能導致泄漏。系統中的污染物如灰塵或金屬顆粒可能導致閥芯卡滯，影響其正常運動，進而引發泄漏[3]。

2工程機械液壓系統泄漏的危害

（1）液壓系統泄漏會導致液壓油的損失，這不僅增加了運營成本，因為需要不斷補充油液，而且油液的流失還會降低系統效率。液壓油是系統中的傳動介質，油量不足會導致壓力降低，進而影響機械的工作性能。此外，油液在泄漏過程中可能會污染環境，給周圍環境帶來潛在的危害。

（2）液壓系統泄漏可能導致系統中的空氣混入，從而產生空化現象。空化不僅會損壞液壓泵和其他組件，降低系統的壽命，還會導致系統運行不穩定，影響機械的正常工作。長期的泄漏和空化會嚴重損害液壓系統，需要昂貴的維修和更換部件[4]。

（3）泄漏會污染工作和維修場所，造成地面滑膩，增加工作人員操作時的安全隱患。而且，泄漏的液壓油若濺到發動機等熱源上，還存在引發火災的風險。這些問題說明，液壓系統的泄漏不僅影響機械的性能，還對安全和環境造成威脅。

3預防工程機械液壓系統泄漏的措施

3.1防止液壓油污染

在工程機械的液壓系統中，液壓油的污染是導致系統泄漏的一個重要因素。首先，維持液壓油的清潔是防止泄漏的基礎。液壓油污染主要來源于系統內部的磨損顆粒、外部的灰塵以及水分等。這些污染物會導致油液變質，增加液壓系統的內部磨損，進而引起泄漏。定期更換液壓油和濾芯，確保液壓油的純凈是防止泄漏的重要步驟。其次，密封件的磨損或損壞是泄漏的直接原因。定期檢查和更換密封件，可以有效防止外部污染物進入系統內部。同時，保持連接部位的緊固和完整，避免因松動或損壞導致的泄漏。另外，液壓油在儲存和加注過程中應避免與雜質和水分接觸。使用專用的油桶和輸油管，并在加油口設置過濾裝置，可以大大減少油液污染的可能性，液壓油在使用前應進行清潔度檢測，確保其符合系統的要求。操作人員應了解液壓系統的基本知識，正確操作和維護液壓系統。通過培訓，使操作人員意識到油污染對系統性能的影響，從而在日常工作中注意防止污染的發生。采用先進的濾油技術和設備也是防止液壓油污染的有效措施。例如：使用高效的濾油機和油液分析設備，可以及時發現和處理油液污染問題，確保液壓系統的穩定運行[5]。

3.2合理控制熱平衡油溫，防止液壓油油溫過高

液壓油在工作中應保持在30～80℃的溫度范圍，確保回油溫度不超過80℃。在大約25℃的環境下，應將液壓油溫度控制在55℃以下。因此，若自然散熱不足以降溫，工程機械的液壓系統需配備如風冷或水冷的有效散熱裝置。常見的方法是采用獨立的液壓散熱系統，通過液壓泵驅動的液壓馬達來操作風扇，并通過散熱器進行液壓油的風冷。

為了降低液壓系統產生的熱量，減少系統中90°接頭的使用，確保合流塊內流道直徑盡量大化，選擇合適的管路直徑，并合理設置系統的最大安全壓力。高壓力會增加溢流損失和產生更多熱量。同時，要確保控制元件的通流能力能夠滿足系統的最大流量需求。通過這些措施，可以有效地降低液壓系統的工作溫度，減少能量損耗，從而提高系統的整體效率和性能。

3.3正確選擇密封件，合理設計、加工密封溝槽

在挑選密封件時，必須考慮其與工作環境的適配性，尤其是和所使用的液壓油的兼容性。推薦選擇具有良好變形能力和彈性的材料。密封件需要具備出色的耐腐蝕性、穩定的硬度和尺寸、良好的壓縮回彈性能、適宜的機械強度和硬度、廣泛的溫度適用范圍、加工的方便性，以及高的性價比[6]。

為了確保密封件的高效性能，重要的是深入理解其密封原理和承壓能力。正確選擇密封類型；仔細設計溝槽的尺寸、直徑、深度，明確關鍵尺寸的公差要求，包括尺寸公差和形位公差，并確保表面粗糙度符合要求；在動密封部位設計適當的擋圈和支撐結構；確保密封面圓角加工的精準性，徹底去除任何毛刺；在運輸和安裝過程中，應小心保護密封面，防止其受到碰撞或損傷。通過這些措施，可以確保密封件在液壓系統中發揮最佳性能，延長其使用壽命。

3.4合理設計液壓管路走向

在設計工程機械的液壓系統管路時，包括膠管和鋼管的配置，有一系列重要準則需要遵循：（1）安裝軟管時必須確保其不會扭曲；（2）在軟管設計中應考慮合適的彎曲半徑；（3）為補償壓力作用下膠管可能產生的長度變化，應當為膠管留出一定的松弛度；（4）選擇膠管時要根據使用要求選取合適的壓力等級；（5）為減少膠管與其他部件的摩擦磨損，應設計恰當的管夾固定膠管，如若膠管間接觸不可避免，應使用保護套以增加保護；（6）軟管的放置應避免靠近高溫源，必要時需使用防火保護套；（7）對于較長的鋼管，應確保其得到充分固定，以避免由于振動造成的焊點斷裂。

3.5進行合理的維修保養

為確保工程機械的最佳性能，對駕駛員進行全面的操作和維護培訓是至關重要的。增強他們對產品維護的理解，并定期對他們的技能和知識進行評估。應嚴格按照液壓系統的保養程序，定期對系統進行維護。持續監測液壓系統中可能發生泄漏的區域，以便能夠及時識別并解決任何問題，從而防止小問題演變成大問題。在進行維護和檢查時，必須確保液壓元件得到適當的保護，以防止油液被污染。定期檢查油品的清潔度，如果發現污染，需要立即確定原因并更換油品。

4結語

在長時間運行后，工程機械的液壓系統往往難免會出現泄漏。實施有效的預防策略，最大限度地減少液壓系統泄漏的負面影響，確保設備的安全運行和良好的經濟效益。這種方法對于保持機械液壓系統的最佳性能和使用壽命至關重要。

參考文獻

[1]張禹群.機械液壓傳動系統泄漏分析及有效控制[J].冶金管理，2021（21）：86-87.

[2]孫賀龍.工程機械液壓系統的使用、維護及保養分析[J].智能城市，2021，7（11）：79-80.

[3]劉青苑.工程機械液壓傳動系統故障分析與維護方案研究[J].南方農機，2023，54（24）：155-157，165.

[4]孫偉.工程機械液壓系統泄漏分析及預防措施[J].設備管理與維修，2022（24）：52-54.

[5]劉霄.多功能液壓實驗臺設計及研究[D].濟南：山東大學，2021.

[6]宋禹潤.混合式液壓機械無級傳動系統綜合優化設計研究[D].重慶：重慶大學，2022.