液压传动在工程机械中的应用

随着国民经济的迅速发展，作为主要施工设备的工程机械，在国家经济建设中发挥着越来越重要的作用。由于液压传动装置具有功率密度高、易于实现直线运动、速度刚度大、便于冷却散热、动作实现容易等突出优点，因而在工程机械中得到了广泛的应用。目前95%以上的工程机械都采用了液压技术，工程机械液压产品在整个液压工业销售总额中占40%以上，现在采用液压技术的程度是衡量一个国家工业水平的重要指标。

工程机械最初采用液压传动技术是为了解决车辆转向时的阻力问题，以减轻驾驶员的劳动强度，在转向系统中使用了液压助力器。由于液压助力器在应用过程中显示出的突出优点以及人们对液压元件和液压系统研究的深入，液压传动装置及技术很快在工程机械领域中推广应用，其发展经历了以下几个阶段。

1.应用初期

20世纪40年代和50年代是工程机械液压传动技术应用的初期阶段。人们摸索着将简单的液压元件和液压系统应用到工程机械中来解决其他方式比较难以实现的问题（如执行器的直线运动等）。其系统工作压力一般很低，只有2～7MPa。

2.高速发展阶段

工程机械液压传动技术的应用在20世纪60年代和70年代发展迅速，其液压传动系统向着高速、高压化发展，系统压力的提高使得液压传动功率密度大幅度增加，液压元件的自重明显下降。液压传动技术的应用逐渐由工程机械工作装置扩展到转向系统、行走系统、传动系统和制动系统，人们研制出了全液压挖掘机和全液压叉车等工程机械。

3.增强可靠性阶段

大多数工程机械都在野外作业，工作环境恶劣，其液压系统经常受到尘埃、振动、高温、寒冷以及风雨雪的影响；同时，由于液压元件（如泵）在高速、高压运转时所产生的噪声、振动的原因，工程机械的液压传动系统常常引发故障。因此，在20世纪80年代，降低工程机械液压系统污染、提高设备可靠性便成为这一时期的应用主题。(www.xing528.com)

4.电液控制技术应用阶段

随着微电子和计算机技术的迅猛发展，使现代控制理论在工程机械液压传动装置中的应用成为现实。计算机控制的变量泵系统、采用高速开关阀和步进电动机驱动的数字阀大大提高了液压系统的效率。出现了智能型液压挖掘机、凿岩隧道机器人、混凝土泵车等工程机械机型，大大提高了设备的作业精度和发动机的功率利用率。以计算机技术为核心的机电液一体化技术在液压系统中的应用标志着现代工程机械液压传动与控制的最高水平。

目前几乎所有工程机械的工作装置都采用了液压传动控制。即使以前很少采用液压技术的塔式起重机，现在也开始用低速、大转矩马达驱动起重机的提升、变幅、回转等机构，出现了全液压塔式起重机，大大提高了起重机的操作性能和调速性能。装载机采用了转向液压缸来实现整机转向控制，全液压挖掘机则通过对内、外侧车轮的驱动液压马达转速的控制实现滑移转向，甚至原地转向，大大提高了整机的机动性和灵活性。由于静液传动具有满载工况下起动平稳、功率损耗小、易于实现前进倒退的转换、可实现无级调速、传递功率大等优点，从而广泛应用在工程机械行走系统中。工程机械的变速箱大都采用了液压操作的动力换挡变速箱，大大减轻了驾驶员的劳动强度，提高了传动系统的换挡性能。此外，由于液压制动器动作响应快、制动平稳可靠，因而在工程机械制动系统中得到了广泛的应用。

总之，液压传动与控制技术几乎渗透到工程机械的每个部分，达到了“无液不成机”程度。液压传动与控制技术在工程装备领域的应用情况见表1-3。

表1-3 液压传动与控制技术在工程装备领域的应用情况