液压系统在工程机械传动中的应用和优势

凌健

（湖南工业大学 机械工程学院，湖南 株洲 412000）

液压系统在工程机械传动中的应用和优势

凌健

（湖南工业大学 机械工程学院，湖南 株洲 412000）

液压系统是以液压油作为传递介质，进行动力和能量传递的形式，在工程机械、冶金、农机、汽车、石油和机床等行业中得到了广泛的应用。液压系统在工程机械上的应用极大地提高了工程机械的工作效率和能源利用率，实现了工程机械动力的平稳传动。文章主要介绍了液压系统在工程机械中应用的特点、原理和未来的发展趋势。

液压系统；工程机械；应用

随着各项工程建设的进行，工程机械的应用越来越多。现阶段大部分工程机械都采用了先进的液压传动系统，具有工作效率高、操作方便的特点，但是由于液压系统对油路密封性要求较高，系统设计成本较高，导致其应用受到了一定的限制。随着电子技术和计算机技术的发展，液压系统也将具有更加优良的性能，在工程机械中得到更好的应用。

1 系统系统的特点

液压系统是工程机械中常用的传动系统，能够实现对工程机械的无级变速调节，被广泛应用在装载机、推土机以及挖掘机等工程机械中，跟其他传动系统相比，液压系统具有如下方面的特点：

（1）传动效率高。液压传动的实现需要机械功率和液压功率的结合，不但实现了对工程机械的无极调速，而且具有传动效率高的特点。据统计，液压传动系统比一般液力传动系统的工作效率要高30%左右，提高了系统工作过程中的能源利用率。

（2）自动换挡。液压系统的使用能够使工程机械完成自动换挡功能，工程机械操作人员只需要执行部件进行操作即可，液压系统自动根据工程机械的负荷和速度实现对其档位的调节，在很大程度上提高了工程机械的工作效率。

（3）稳定性好。液压系统的应用能够将工程机械工作过程中产生的热量随着液压油的流动带走，降低系统过程中出现局部过热现象，提高了工程机械的运行稳定性，常被用于低速重载条件下。另外液压系统属于液力传动，在使用过程中无法保证严格的传动比，且具有一定的压力损失和泄露损失，故不适宜长距离传动。另外工程机械中液压线路较长，一旦发生故障或者漏油现象，难以发现故障部位，不能够及时对其进行维修处理。工程机械的工作环境比较恶劣，对速度变化的敏感性较差，允许液压系统有一定的泄漏损失，所以液压系统在工程机械中得到了非常广泛的应用。

2 液压系统在工程机械传动中的应用

工程机械中的液压系统主要用来实现对其速度的控制，即无级变速。通常情况下其液压系统主要有变量泵和定量马达两个部分组成，工作过程中首先由发动机将动力分成两个部分，一部分沿着离合器传送到行星架，另一部分则通过液压系统传递到太阳轮，这两部分动力在差动轮系部分再进行合成，由差动轮系的齿圈向外输出。一般情况下，离合器C1断开，C2闭合，这时发动机发出的所有动力都会流向液压系统，为工程机械的启动做好准备工作。作业过程中，C1处于闭合状态，C2断开，这时通过控制系统将液压马达的转速设置为0，发动机发出的全部动力由机械系统进行传递，降低了液压系统传递的动力，提高了系统工作过程中的动力传递效率。调节系统中马达的转动方向，可以相应的调节系统输出速度的大小，使系统能够在任意速度下运行，实现了机械系统的无极调速。

目前大部分工程机械中都采用了液压传动系统，近些年来日本海开发了液压传动变速器，将其成功应用在装载机和推土机上，推动了液压系统在工程机械中的应用。

3 液压系统在工程机械应用中的发展趋势

工程机械数量多，且其体积庞大，工作过程中消耗的能源数量非常庞大，随着节能减排政策的实施，液压系统在工程机械中的应用将向着以下4个方向发展：

（1）能耗更低，能源利用率更高。液压系统在工程机械中的应用非常广泛，在使用过程中具有机械损失和容积损失两种，造成液压系统的能量损耗较大，这跟我国节能减排政策不符，所以在其未来发展过程中要不断对其结构进行优化，降低液压系统的能耗大小，提高其能源利用效率。

（2）自动故障诊断和维护。工程机械的数量非常庞大，其维护和维修所需人员数量较多，不利于其生产效率的提高。随着各种先进的检测技术的站，液压系统也将由原有的简单故障拆修向着自动故障诊断方向发展。对工程系统运行过程中的状态参数进行实时采集和分析，一旦发现问题及时作出正确处理，将工程机械的事后维修转变成事前预测，降低工程机械故障发生的概率和停止维修次数，提高工程机械的工作效率。

（3）机电一体化。液压系统和电子技术的结合是未来液压系统发展的另一个趋势，利用电子技术实现对液压系统的精确控制，实现其柔性化和智能化。如通过伺服电机实现对液压系统的控制，实现对液压系统中压力、流量、温度、速度和加速度的精确控制，同时将采集到的参数传递到自动故障诊断系统，对液压系统的状态进行监控。液压系统和电子技术的结合能够改变液压系统传动效率低的缺点，充分发挥液压系统在工程机械传动中的响应性。

（4）向着大型和中型方向发展。近些年来，随着各种先进制造技术的发展和工艺的优化，液压系统中的元器件制造质量得到了较大的提高，液压系统也将向着大型化方向发展，功率在100kW以上，使工程机械具有良好的燃料经济性和动力性，实现生产效率的提高。

综上所述，液压系统在未来会向着智能化、节能化和环保的方向发展，这也是未来工程机械的总体发展趋势。

4 结语

液压系统将液压传动和机械传动结合在一起实现了动力和能量的传递，在工程机械的起步阶段，发动机将所有能量通过液压系统传动，能够使工程机械具有较好的起步平稳性；在工作过程中则将所有能量通过机械系统进行传动，使工程机械具有较高的能量利用效率。

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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，湖南邵阳人，大学本科，主要研究方向：机械工程及其自动化。