工程机械液压系统泄漏及预防研究

摘要：工程机械的快速发展极大推动了液压控制技术的创新，使得高效、节能、智能化及环保的液压系统成为这一领域的关键需求。然而，液压系统的泄漏问题却是工程机械中一个普遍而棘手的难题。这类泄漏在初期往往不易被发现，容易被忽视，但随着时间的推移，泄漏问题可能导致工作效率下降、环境污染加重，甚至引发人员伤亡。因此，对于工程机械液压系统泄漏的原因进行深入研究，并探索有效的预防措施，显得至关重要。这不仅有助于提高机械性能和安全性，还对环境保护和可持续发展具有重要意义。

关键词：工程机械液压系统泄漏分析预防措施

中图分类号：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

研究聚焦于工程机械液压系统泄漏问题及其预防措施。液压系统泄漏是工程机械中常见且难以避免的故障，不仅会降低工作效率和引发环境污染，还可能导致人员伤亡。本文深入探讨泄漏成因，提出有效的预防策略，分析了泄漏位置、原因，并提供了多种预防方法，以提高工程机械的液压系统效率和安全性。

1工程机械液压系统泄漏位置及原因分析

1.1液压胶管处泄漏

泄漏位置及其原因的分析对于整个系统的稳定性和效率至关重要。液压胶管通常负责输送高压油流，其连接的紧密性和材料的耐用性直接影响到系统的密封性能。泄漏的主要原因包括胶管材料老化、接头磨损或不适当的安装方式。随着时间的推移，胶管会因为长期承受高压和环境因素（如温度变化、腐蚀性物质）的影响而逐渐劣化，导致裂纹或硬化，产生泄漏。同样，接头部分如果安装不当或因振动和磨损出现松动，也会成为泄漏的重要原因。选择适合的材料和正确的胶管规格，以及确保高质量的制造和安装标准，是预防泄漏的关键。通过全面的分析和针对性的改进措施，可以有效降低或预防液压系统在胶管部分的泄漏问题，提高工程机械的整体性能和可靠性。

1.2液压件表面泄漏

液压件表面泄漏通常发生在液压缸、阀门、泵等部件的接缝和密封表面。液压件表面泄漏的主要原因包括密封件损坏、表面磨损、制造缺陷或装配误差。密封件的老化或损坏是常见原因，随着时间的推移，密封件会因长期暴露于高压、温度变化和液压油的化学影响而退化，导致泄漏。

液压件表面的精度和光滑度也会导致泄漏。任何微小的磨损或划痕都可能导致密封性能下降。此外，制造过程中的缺陷，如不均匀的材料密度、错误的尺寸公差，以及在装配过程中的误差，都可能导致液压件之间的不匹配，进而引发泄漏。

1.3液压元件结合面处的泄漏

液压元件结合面处泄漏主要发生在液压泵、阀门或缸体等元件的接合部位。结合面泄漏与接合面的密封不良有关，密封不良包括密封材料的磨损、老化、损坏以及接合面的加工精度不足、表面粗糙度不合标准或装配不当所引起的[1]。

液压元件结合面的密封性能对于系统稳定运作非常重要。结合面的密封效果不佳，会导致液压油泄漏，影响系统的工作效率，造成油液的污染和环境问题。

1.4密封件泄漏

密封件，如O型圈、油封等，是液压系统中保持油液密封的重要组成部分。密封件泄漏通常由于材料老化、磨损、不适当的材料选择或不正确的安装引起。随着时间的推移，密封件在重复的压力循环和化学侵蚀（如油液中的添加剂）的作用下，可能会出现硬化、裂纹或变形，从而失去其密封功能[2]。

选择密封件需要考虑其与液压油的兼容性、工作温度范围、压力等级及机械应力。错误的材料选择或设计不当可能导致密封件在实际应用中无法承受工作条件，进而发生泄漏（如图1所示）。安装过程中的错误，如扭曲、过度拉伸或不均匀的压力分布，也是导致密封件泄漏的常见原因。

1.5阀芯与阀体间的泄漏

阀芯与阀体间的泄漏通常发生在液压阀的内部，其中阀芯与阀体之间的密封不良是主要原因。泄漏可能由于阀芯或阀体的磨损、加工精度不足或污染物引起的卡滞而发生。磨损问题通常随着时间的推移逐渐显现，尤其在高压和高频使用环境下更为明显。如果阀体和阀芯的加工精度不够高或者存在微小的制造缺陷，也可能导致泄漏。系统中的污染物如灰尘或金属颗粒可能导致阀芯卡滞，影响其正常运动，进而引发泄漏[3]。

2工程机械液压系统泄漏的危害

（1）液压系统泄漏会导致液压油的损失，这不仅增加了运营成本，因为需要不断补充油液，而且油液的流失还会降低系统效率。液压油是系统中的传动介质，油量不足会导致压力降低，进而影响机械的工作性能。此外，油液在泄漏过程中可能会污染环境，给周围环境带来潜在的危害。

（2）液压系统泄漏可能导致系统中的空气混入，从而产生空化现象。空化不仅会损坏液压泵和其他组件，降低系统的寿命，还会导致系统运行不稳定，影响机械的正常工作。长期的泄漏和空化会严重损害液压系统，需要昂贵的维修和更换部件[4]。

（3）泄漏会污染工作和维修场所，造成地面滑腻，增加工作人员操作时的安全隐患。而且，泄漏的液压油若溅到发动机等热源上，还存在引发火灾的风险。这些问题说明，液压系统的泄漏不仅影响机械的性能，还对安全和环境造成威胁。

3预防工程机械液压系统泄漏的措施

3.1防止液压油污染

在工程机械的液压系统中，液压油的污染是导致系统泄漏的一个重要因素。首先，维持液压油的清洁是防止泄漏的基础。液压油污染主要来源于系统内部的磨损颗粒、外部的灰尘以及水分等。这些污染物会导致油液变质，增加液压系统的内部磨损，进而引起泄漏。定期更换液压油和滤芯，确保液压油的纯净是防止泄漏的重要步骤。其次，密封件的磨损或损坏是泄漏的直接原因。定期检查和更换密封件，可以有效防止外部污染物进入系统内部。同时，保持连接部位的紧固和完整，避免因松动或损坏导致的泄漏。另外，液压油在储存和加注过程中应避免与杂质和水分接触。使用专用的油桶和输油管，并在加油口设置过滤装置，可以大大减少油液污染的可能性，液压油在使用前应进行清洁度检测，确保其符合系统的要求。操作人员应了解液压系统的基本知识，正确操作和维护液压系统。通过培训，使操作人员意识到油污染对系统性能的影响，从而在日常工作中注意防止污染的发生。采用先进的滤油技术和设备也是防止液压油污染的有效措施。例如：使用高效的滤油机和油液分析设备，可以及时发现和处理油液污染问题，确保液压系统的稳定运行[5]。

3.2合理控制热平衡油温，防止液压油油温过高

液压油在工作中应保持在30～80℃的温度范围，确保回油温度不超过80℃。在大约25℃的环境下，应将液压油温度控制在55℃以下。因此，若自然散热不足以降温，工程机械的液压系统需配备如风冷或水冷的有效散热装置。常见的方法是采用独立的液压散热系统，通过液压泵驱动的液压马达来操作风扇，并通过散热器进行液压油的风冷。

为了降低液压系统产生的热量，减少系统中90°接头的使用，确保合流块内流道直径尽量大化，选择合适的管路直径，并合理设置系统的最大安全压力。高压力会增加溢流损失和产生更多热量。同时，要确保控制元件的通流能力能够满足系统的最大流量需求。通过这些措施，可以有效地降低液压系统的工作温度，减少能量损耗，从而提高系统的整体效率和性能。

3.3正确选择密封件，合理设计、加工密封沟槽

在挑选密封件时，必须考虑其与工作环境的适配性，尤其是和所使用的液压油的兼容性。推荐选择具有良好变形能力和弹性的材料。密封件需要具备出色的耐腐蚀性、稳定的硬度和尺寸、良好的压缩回弹性能、适宜的机械强度和硬度、广泛的温度适用范围、加工的方便性，以及高的性价比[6]。

为了确保密封件的高效性能，重要的是深入理解其密封原理和承压能力。正确选择密封类型；仔细设计沟槽的尺寸、直径、深度，明确关键尺寸的公差要求，包括尺寸公差和形位公差，并确保表面粗糙度符合要求；在动密封部位设计适当的挡圈和支撑结构；确保密封面圆角加工的精准性，彻底去除任何毛刺；在运输和安装过程中，应小心保护密封面，防止其受到碰撞或损伤。通过这些措施，可以确保密封件在液压系统中发挥最佳性能，延长其使用寿命。

3.4合理设计液压管路走向

在设计工程机械的液压系统管路时，包括胶管和钢管的配置，有一系列重要准则需要遵循：（1）安装软管时必须确保其不会扭曲；（2）在软管设计中应考虑合适的弯曲半径；（3）为补偿压力作用下胶管可能产生的长度变化，应当为胶管留出一定的松弛度；（4）选择胶管时要根据使用要求选取合适的压力等级；（5）为减少胶管与其他部件的摩擦磨损，应设计恰当的管夹固定胶管，如若胶管间接触不可避免，应使用保护套以增加保护；（6）软管的放置应避免靠近高温源，必要时需使用防火保护套；（7）对于较长的钢管，应确保其得到充分固定，以避免由于振动造成的焊点断裂。

3.5进行合理的维修保养

为确保工程机械的最佳性能，对驾驶员进行全面的操作和维护培训是至关重要的。增强他们对产品维护的理解，并定期对他们的技能和知识进行评估。应严格按照液压系统的保养程序，定期对系统进行维护。持续监测液压系统中可能发生泄漏的区域，以便能够及时识别并解决任何问题，从而防止小问题演变成大问题。在进行维护和检查时，必须确保液压元件得到适当的保护，以防止油液被污染。定期检查油品的清洁度，如果发现污染，需要立即确定原因并更换油品。

4结语

在长时间运行后，工程机械的液压系统往往难免会出现泄漏。实施有效的预防策略，最大限度地减少液压系统泄漏的负面影响，确保设备的安全运行和良好的经济效益。这种方法对于保持机械液压系统的最佳性能和使用寿命至关重要。

参考文献

[1]张禹群.机械液压传动系统泄漏分析及有效控制[J].冶金管理，2021（21）：86-87.

[2]孙贺龙.工程机械液压系统的使用、维护及保养分析[J].智能城市，2021，7（11）：79-80.

[3]刘青苑.工程机械液压传动系统故障分析与维护方案研究[J].南方农机，2023，54（24）：155-157，165.

[4]孙伟.工程机械液压系统泄漏分析及预防措施[J].设备管理与维修，2022（24）：52-54.

[5]刘霄.多功能液压实验台设计及研究[D].济南：山东大学，2021.

[6]宋禹润.混合式液压机械无级传动系统综合优化设计研究[D].重庆：重庆大学，2022.