液壓系統(tǒng)在工程機(jī)械傳動中的應(yīng)用和優(yōu)勢

凌健

（湖南工業(yè)大學(xué) 機(jī)械工程學(xué)院，湖南 株洲 412000）

液壓系統(tǒng)在工程機(jī)械傳動中的應(yīng)用和優(yōu)勢

凌健

（湖南工業(yè)大學(xué) 機(jī)械工程學(xué)院，湖南 株洲 412000）

液壓系統(tǒng)是以液壓油作為傳遞介質(zhì)，進(jìn)行動力和能量傳遞的形式，在工程機(jī)械、冶金、農(nóng)機(jī)、汽車、石油和機(jī)床等行業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用。液壓系統(tǒng)在工程機(jī)械上的應(yīng)用極大地提高了工程機(jī)械的工作效率和能源利用率，實(shí)現(xiàn)了工程機(jī)械動力的平穩(wěn)傳動。文章主要介紹了液壓系統(tǒng)在工程機(jī)械中應(yīng)用的特點(diǎn)、原理和未來的發(fā)展趨勢。

液壓系統(tǒng)；工程機(jī)械；應(yīng)用

隨著各項(xiàng)工程建設(shè)的進(jìn)行，工程機(jī)械的應(yīng)用越來越多?，F(xiàn)階段大部分工程機(jī)械都采用了先進(jìn)的液壓傳動系統(tǒng)，具有工作效率高、操作方便的特點(diǎn)，但是由于液壓系統(tǒng)對油路密封性要求較高，系統(tǒng)設(shè)計(jì)成本較高，導(dǎo)致其應(yīng)用受到了一定的限制。隨著電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，液壓系統(tǒng)也將具有更加優(yōu)良的性能，在工程機(jī)械中得到更好的應(yīng)用。

1 系統(tǒng)系統(tǒng)的特點(diǎn)

液壓系統(tǒng)是工程機(jī)械中常用的傳動系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)對工程機(jī)械的無級變速調(diào)節(jié)，被廣泛應(yīng)用在裝載機(jī)、推土機(jī)以及挖掘機(jī)等工程機(jī)械中，跟其他傳動系統(tǒng)相比，液壓系統(tǒng)具有如下方面的特點(diǎn)：

（1）傳動效率高。液壓傳動的實(shí)現(xiàn)需要機(jī)械功率和液壓功率的結(jié)合，不但實(shí)現(xiàn)了對工程機(jī)械的無極調(diào)速，而且具有傳動效率高的特點(diǎn)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，液壓傳動系統(tǒng)比一般液力傳動系統(tǒng)的工作效率要高30%左右，提高了系統(tǒng)工作過程中的能源利用率。

（2）自動換擋。液壓系統(tǒng)的使用能夠使工程機(jī)械完成自動換擋功能，工程機(jī)械操作人員只需要執(zhí)行部件進(jìn)行操作即可，液壓系統(tǒng)自動根據(jù)工程機(jī)械的負(fù)荷和速度實(shí)現(xiàn)對其檔位的調(diào)節(jié)，在很大程度上提高了工程機(jī)械的工作效率。

（3）穩(wěn)定性好。液壓系統(tǒng)的應(yīng)用能夠?qū)⒐こ虣C(jī)械工作過程中產(chǎn)生的熱量隨著液壓油的流動帶走，降低系統(tǒng)過程中出現(xiàn)局部過熱現(xiàn)象，提高了工程機(jī)械的運(yùn)行穩(wěn)定性，常被用于低速重載條件下。另外液壓系統(tǒng)屬于液力傳動，在使用過程中無法保證嚴(yán)格的傳動比，且具有一定的壓力損失和泄露損失，故不適宜長距離傳動。另外工程機(jī)械中液壓線路較長，一旦發(fā)生故障或者漏油現(xiàn)象，難以發(fā)現(xiàn)故障部位，不能夠及時對其進(jìn)行維修處理。工程機(jī)械的工作環(huán)境比較惡劣，對速度變化的敏感性較差，允許液壓系統(tǒng)有一定的泄漏損失，所以液壓系統(tǒng)在工程機(jī)械中得到了非常廣泛的應(yīng)用。

2 液壓系統(tǒng)在工程機(jī)械傳動中的應(yīng)用

工程機(jī)械中的液壓系統(tǒng)主要用來實(shí)現(xiàn)對其速度的控制，即無級變速。通常情況下其液壓系統(tǒng)主要有變量泵和定量馬達(dá)兩個部分組成，工作過程中首先由發(fā)動機(jī)將動力分成兩個部分，一部分沿著離合器傳送到行星架，另一部分則通過液壓系統(tǒng)傳遞到太陽輪，這兩部分動力在差動輪系部分再進(jìn)行合成，由差動輪系的齒圈向外輸出。一般情況下，離合器C1斷開，C2閉合，這時發(fā)動機(jī)發(fā)出的所有動力都會流向液壓系統(tǒng)，為工程機(jī)械的啟動做好準(zhǔn)備工作。作業(yè)過程中，C1處于閉合狀態(tài)，C2斷開，這時通過控制系統(tǒng)將液壓馬達(dá)的轉(zhuǎn)速設(shè)置為0，發(fā)動機(jī)發(fā)出的全部動力由機(jī)械系統(tǒng)進(jìn)行傳遞，降低了液壓系統(tǒng)傳遞的動力，提高了系統(tǒng)工作過程中的動力傳遞效率。調(diào)節(jié)系統(tǒng)中馬達(dá)的轉(zhuǎn)動方向，可以相應(yīng)的調(diào)節(jié)系統(tǒng)輸出速度的大小，使系統(tǒng)能夠在任意速度下運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)了機(jī)械系統(tǒng)的無極調(diào)速。

目前大部分工程機(jī)械中都采用了液壓傳動系統(tǒng)，近些年來日本海開發(fā)了液壓傳動變速器，將其成功應(yīng)用在裝載機(jī)和推土機(jī)上，推動了液壓系統(tǒng)在工程機(jī)械中的應(yīng)用。

3 液壓系統(tǒng)在工程機(jī)械應(yīng)用中的發(fā)展趨勢

工程機(jī)械數(shù)量多，且其體積龐大，工作過程中消耗的能源數(shù)量非常龐大，隨著節(jié)能減排政策的實(shí)施，液壓系統(tǒng)在工程機(jī)械中的應(yīng)用將向著以下4個方向發(fā)展：

（1）能耗更低，能源利用率更高。液壓系統(tǒng)在工程機(jī)械中的應(yīng)用非常廣泛，在使用過程中具有機(jī)械損失和容積損失兩種，造成液壓系統(tǒng)的能量損耗較大，這跟我國節(jié)能減排政策不符，所以在其未來發(fā)展過程中要不斷對其結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，降低液壓系統(tǒng)的能耗大小，提高其能源利用效率。

（2）自動故障診斷和維護(hù)。工程機(jī)械的數(shù)量非常龐大，其維護(hù)和維修所需人員數(shù)量較多，不利于其生產(chǎn)效率的提高。隨著各種先進(jìn)的檢測技術(shù)的站，液壓系統(tǒng)也將由原有的簡單故障拆修向著自動故障診斷方向發(fā)展。對工程系統(tǒng)運(yùn)行過程中的狀態(tài)參數(shù)進(jìn)行實(shí)時采集和分析，一旦發(fā)現(xiàn)問題及時作出正確處理，將工程機(jī)械的事后維修轉(zhuǎn)變成事前預(yù)測，降低工程機(jī)械故障發(fā)生的概率和停止維修次數(shù)，提高工程機(jī)械的工作效率。

（3）機(jī)電一體化。液壓系統(tǒng)和電子技術(shù)的結(jié)合是未來液壓系統(tǒng)發(fā)展的另一個趨勢，利用電子技術(shù)實(shí)現(xiàn)對液壓系統(tǒng)的精確控制，實(shí)現(xiàn)其柔性化和智能化。如通過伺服電機(jī)實(shí)現(xiàn)對液壓系統(tǒng)的控制，實(shí)現(xiàn)對液壓系統(tǒng)中壓力、流量、溫度、速度和加速度的精確控制，同時將采集到的參數(shù)傳遞到自動故障診斷系統(tǒng)，對液壓系統(tǒng)的狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控。液壓系統(tǒng)和電子技術(shù)的結(jié)合能夠改變液壓系統(tǒng)傳動效率低的缺點(diǎn)，充分發(fā)揮液壓系統(tǒng)在工程機(jī)械傳動中的響應(yīng)性。

（4）向著大型和中型方向發(fā)展。近些年來，隨著各種先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展和工藝的優(yōu)化，液壓系統(tǒng)中的元器件制造質(zhì)量得到了較大的提高，液壓系統(tǒng)也將向著大型化方向發(fā)展，功率在100kW以上，使工程機(jī)械具有良好的燃料經(jīng)濟(jì)性和動力性，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)效率的提高。

綜上所述，液壓系統(tǒng)在未來會向著智能化、節(jié)能化和環(huán)保的方向發(fā)展，這也是未來工程機(jī)械的總體發(fā)展趨勢。

4 結(jié)語

液壓系統(tǒng)將液壓傳動和機(jī)械傳動結(jié)合在一起實(shí)現(xiàn)了動力和能量的傳遞，在工程機(jī)械的起步階段，發(fā)動機(jī)將所有能量通過液壓系統(tǒng)傳動，能夠使工程機(jī)械具有較好的起步平穩(wěn)性；在工作過程中則將所有能量通過機(jī)械系統(tǒng)進(jìn)行傳動，使工程機(jī)械具有較高的能量利用效率。

[1]夏海南,葛建人,陳明宏.液壓機(jī)械傳動在工程機(jī)械上的應(yīng)用[J].工程機(jī)械，2000，(3)∶17～19.

[2]程振東,賈會星,田晉躍.車輛差速靜液傳動系統(tǒng)應(yīng)用特性分析[J].液壓與氣動，2005，(1).

[3]顏榮慶,李自光,賀尚紅.現(xiàn)代工程機(jī)械液壓與液力系統(tǒng)[M].北京∶人民交通出版社，2001.

[4]馬意龍.裝載機(jī)液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)及典型故障分析［J］.長沙鐵道學(xué)院學(xué)報(bào)(社會科學(xué)版)，2009，(2)∶222-224.

On Application of Hydraulic System in Transmission of Engineering Mechanery and its Advantages

LING Jian
(Mechanical Engineering,Hunan University of Technology,Zhuzhou,Hunan 412000,China)

The hydraulic system ,which takes hydraulic oi as the transmission medium,is a way to transfer power and energy,it has been widely used in various industries,such as the engineering machinery,metallurgy, agricultural machinery,automobile,petroleum,machine tool and so on..It greatly improves the work efficiency of construction machinery and energy efficiency in engineering machinery,it also achieve the smooth transmission of engineering mechanical power.This paper mainly introduced the characteristics,the principle and the developing tendency of the hydraulic system.

hydraulic system;Engineering machinery;application

TH137

A

2095-980X（2015）01-0134-02

2014-12-18

凌健（1991-），男，湖南邵陽人，大學(xué)本科，主要研究方向：機(jī)械工程及其自動化。