盾構機液壓系統的工作原理基于液壓傳動的基本規律，即通過液壓泵將原動機（如電動機）的機械能轉化為液壓油的壓力能，再通過管道將壓力油輸送到各個執行元件（液壓缸或液壓馬達），將壓力能重新轉化為機械能，實現盾構機的各種動作（如刀盤旋轉、推進、管片拼裝等），最后通過回油管路將液壓油回流至油箱，完成一個循環。

1. 動力轉換：機械能→液壓能（液壓泵的作用）

核心元件：液壓泵（如軸向柱塞泵、齒輪泵等，盾構機中多采用高壓柱塞泵以適應大負載需求）。

原理：

電動機驅動液壓泵旋轉，泵的內部容腔（如柱塞與缸體形成的密封空間）通過周期性變化（擴張時吸油、收縮時排油），將油箱中的液壓油吸入，并以高壓形式排出。這一過程將電動機的旋轉機械能轉化為液壓油的壓力能（壓力 × 流量），為整個系統提供動力源。

例如，刀盤驅動液壓系統中，主泵輸出的高壓油會通過管道輸送至刀盤液壓馬達，為刀盤旋轉提供能量。

2. 能量傳輸與控制：通過液壓閥組調節參數

核心元件：各類控制閥（壓力閥、流量閥、方向閥等）。

原理：

高壓液壓油從泵輸出后，需通過控制閥組調節其壓力、流量和方向，以匹配執行元件的工作需求：

方向控制：通過換向閥（如電液換向閥）改變液壓油的流動方向，控制執行元件的動作方向（如推進油缸的伸出 / 縮回、拼裝機的旋轉方向）。

壓力控制：通過溢流閥、減壓閥等調節系統壓力，確保執行元件輸出的力或力矩符合要求（如推進系統根據地質硬度調整推進壓力，避免過載）。

流量控制：通過調速閥、比例閥等調節液壓油的流量，控制執行元件的運動速度（如刀盤轉速隨地質變化調整，螺旋輸送機的出渣速度匹配掘進速度）。

3. 執行動作：液壓能→機械能（執行元件的作用）

核心元件：液壓缸（實現直線運動）和液壓馬達（實現旋轉運動）。

原理：

經過控制的高壓液壓油進入執行元件后，通過壓力推動內部部件運動，將液壓能轉化為機械能：

液壓缸：壓力油進入缸筒后，推動活塞伸縮，實現直線運動。例如，推進系統的推進油缸伸出時，通過支撐管片提供反力，推動盾構機整體前進；管片拼裝機的平移油缸伸縮，可調整管片的位置。

液壓馬達：壓力油進入馬達后，推動內部轉子旋轉，輸出扭矩和轉速。例如，刀盤驅動液壓馬達通過齒輪傳動帶動刀盤旋轉，切削土體；螺旋輸送機的液壓馬達驅動螺旋葉片轉動，將渣土排出。

4. 循環與輔助：保障系統穩定運行

核心元件：油箱、濾清器、冷卻器、蓄能器等輔助裝置。

原理：

執行元件完成動作后，低壓液壓油通過回油管路流回油箱，完成循環。輔助裝置在此過程中發揮關鍵作用：

油箱儲存液壓油，同時分離油中的空氣和雜質；

濾清器過濾油中雜質，防止元件磨損；

冷卻器降低因摩擦產生的油溫，避免油液變質或系統過熱；

蓄能器儲存壓力油，可在系統瞬間需求增大時補充流量，或吸收壓力脈動，穩定系統壓力（如刀盤負載突變時，蓄能器可緩沖沖擊）。