一、系統組成與核心元件
柴油液壓系統主要由以下五部分組成,各部分通過液壓油(工作介質)和管路連接:
動力單元:
柴油機:提供原始機械能(旋轉動力),通過聯軸器或皮帶驅動液壓泵。
液壓泵:核心元件,將柴油機的機械能轉化為液壓能(壓力油),常見類型包括齒輪泵、葉片泵、柱塞泵(高壓系統首選柱塞泵)。
執行單元:
液壓缸:將液壓能轉化為直線往復運動(如挖掘機的鏟斗升降)。
液壓馬達:將液壓能轉化為旋轉運動(如起重機的回轉機構)。
控制調節單元:
壓力控制閥:如溢流閥(限制系統最高壓力,防止過載)、減壓閥(降低局部油路壓力)。
流量控制閥:如節流閥、調速閥(調節液壓油流量,控制執行元件速度)。
方向控制閥:如換向閥(改變油液流動方向,控制執行元件動作方向)。
輔助元件:
油箱:儲存液壓油,散熱并沉淀雜質。
濾油器:過濾油液中的雜質,防止元件磨損(如吸油濾、管路濾、回油濾)。
油管與接頭:傳輸液壓油,需耐壓、密封可靠。
散熱器:防止油液因高溫變質(尤其在長時間大負荷工況下)。
工作介質:
液壓油:傳遞能量、潤滑元件、散熱及防銹,需根據系統壓力、溫度等選擇合適黏度(如 L-HM 抗磨液壓油)。
二、柴油液壓系統的特點與優勢
功率密度高:
液壓系統可在較小體積下輸出大功率,例如一臺小型柱塞泵配合柴油機,可驅動數十噸的挖掘機動作,這是機械傳動難以實現的。
傳動平穩且可控性強:
液壓油的柔性傳遞特性可緩沖沖擊和振動,同時通過控制閥實現無級調速(如起重機吊裝時的微動控制),精度遠高于機械傳動。
過載保護便捷:
溢流閥等壓力控制元件可實時限制系統壓力,避免柴油機和液壓元件因過載損壞,無需額外機械保護裝置。
布局靈活:
油管可靈活布置,實現遠距離傳動(如船舶甲板機械通過液壓系統由船艙內的柴油機驅動),簡化機械結構。
三、典型應用場景
工程機械:
挖掘機:柴油機驅動柱塞泵,通過多路換向閥控制動臂、斗桿、鏟斗液壓缸及回轉馬達,實現挖掘、回轉、卸料等動作。
起重機:液壓馬達驅動卷揚機和回轉機構,液壓缸控制支腿伸縮和吊臂變幅,滿足吊裝作業的多維度運動需求。
農業機械:
聯合收割機:液壓系統驅動割臺升降、脫粒滾筒旋轉及糧箱傾翻,適應田間復雜工況的快速調節。
船舶與海洋工程:
船舶舵機:柴油機驅動液壓泵,通過液壓油缸推動舵葉轉向,實現船舶航向控制;甲板起重機采用液壓馬達驅動旋轉和起升機構,適應海上顛簸環境。
四、常見問題與維護要點
壓力不足:
原因:液壓泵磨損(如齒輪泵齒面間隙過大)、溢流閥故障(彈簧疲軟或閥芯卡滯)、油液泄漏(管路接頭松動或密封圈老化)。
排查:用壓力表檢測各測點壓力,檢查泵體溫度(過熱可能因磨損或泄漏導致),觀察管路是否有油跡。
油溫過高:
原因:散熱器堵塞、油液黏度過高、系統長時間滿負荷工作或卸荷回路失效(如換向閥中位時泵未卸荷)。
維護:定期清洗散熱器,按季節更換合適黏度的液壓油(如夏季用高黏度油,冬季用低黏度油)。
異常振動與噪聲:
原因:液壓泵吸空(油箱油位過低、吸油濾堵塞)、管路共振、元件磨損(如葉片泵葉片斷裂)。
解決:檢查油箱油位,清洗吸油濾,加固管路或更換磨損元件。