王立勝

摘 要：裝載機是一種多功能的工程機械，有著良好的工作性能和機動性能。雖然目前滑移裝載機在國內的用戶還很少，但是它的優(yōu)勢會令越來越多的人接受它。滑移裝載機的生產廠家也越來越多，競爭將會更加激烈。各生產廠家都在設法提高整機性能，來應對市場的挑戰(zhàn)。德工機械有限公司是國內制造滑移裝載機最早的廠家之一。我們從來沒有放棄對滑移裝載機提高整機性能的研究和探討。一直以來，油溫過高都是工程機械行業(yè)研究的重要課題?；蒲b載機的一體化結構使得這個問題更加突出?；诖?，本文主要對裝載機液壓系統(tǒng)油液溫度過高的原因進行分析探討。

關鍵詞：裝載機；液壓系統(tǒng)；油液溫度過高；原因分析

1、前言

工程機械的液壓系統(tǒng)在使用過程中常會出現(xiàn)系統(tǒng)過熱的問題。同一個型號的裝載機，由于各個廠家液壓系統(tǒng)元件的配置、設計水平、制造質量、使用環(huán)境以及使用維修單位的技術和管理水平各不相同，其液壓系統(tǒng)的發(fā)熱情況也各有差異，即使是同一廠家的產品，系統(tǒng)發(fā)熱情況也不盡相同。因此，保證工程機械液壓系統(tǒng)使用過程中的熱平衡處于正常運轉狀態(tài)，是非常關鍵的。

2、液壓系統(tǒng)溫度升高的危害

裝載機液壓系統(tǒng)工作油溫較高是影響系統(tǒng)及組件可靠性、降低生產率的主要原因之一。液壓系統(tǒng)油溫過高將導致液壓系統(tǒng)熱平衡溫度升高，使油液粘度降低、油液變稀和泄漏增加；引起熱膨脹，造成不同材質的運動副的配合間隙變化，使動作不靈或“卡死”，導致工作性能降低或泄漏增加，破壞運動副間的潤滑油膜，加速磨損；造成油液汽化，使“氣蝕”現(xiàn)象更加嚴重；密封件和高壓軟管的壽命受到影響，使其加速老化甚至變質（在油溫較高時，溫度每上升10℃，這些部件的壽命就要降低一半）；整個系統(tǒng)的性能、可靠性降低；容積效率下降，效率降低，造成整機生產率下降。根據(jù)有關測試數(shù)據(jù)統(tǒng)計，如果在50℃時動臂提升時間為8S，當溫度升到90℃時提升時間則變?yōu)?.6S。油溫過高，還將導致液壓油變質，致使產生的沉積物堵塞液壓系統(tǒng)組件的小孔和縫隙，從而影響機器的正常工作。

3、液壓系統(tǒng)溫度過熱的原因

液壓系統(tǒng)過熱主要是由系統(tǒng)產生的熱量過多或者系統(tǒng)的散熱能力不足這兩個方面的因素引起的。

3.1 液壓系統(tǒng)的發(fā)熱機理

系統(tǒng)溫升主要是由于功率損失引起的；其次，組件的磨損、油液的污染、空氣的進入和氣蝕現(xiàn)象等，也會引起系統(tǒng)升溫。系統(tǒng)中所有的運動組件包括流體介質在工作過程中都要產生熱量。歸結起來，發(fā)熱熱源一般來自動力系統(tǒng)（泵）的功率損失、執(zhí)行元件（液壓馬達、液壓缸）的泄漏與機械損失、管道沿程壓力損失和液壓閥本身的壓力損失；定量泵系統(tǒng)中溢流損失是發(fā)熱的主要原因。另外，油箱散熱面積不足、冷卻器熱交換量不足、環(huán)境溫度較高以及系統(tǒng)中混入空氣等也是系統(tǒng)過熱的原因。溢流閥、伺服閥以及轉向器等壓力、流量變化大的部件是液壓系統(tǒng)中的重要熱量產生源。由于節(jié)流孔和閥對液流起節(jié)流和壓力控制作用時產生熱量，尤其是溢流閥開啟時大量的油液從高壓腔通過溢流閥小孔泄回低壓腔，使油液攜帶的壓力能瞬時轉化為熱能，該能量的大部分使油液發(fā)熱，一小部分則使閥本身局部發(fā)熱。

另一個熱源是來自于液壓管道、管接頭、濾油器和各種組件（如閥、馬達和熱交換器管道）中的阻力壓降，又稱管道沿程壓力損失；管道截面過小或油道不潔、粗糙都可能產生熱損耗，但是該部分的熱量只占整個發(fā)熱量的3%一5%。泵、馬達和閥中的泄漏損失都會使系統(tǒng)的發(fā)熱量加大；密封摩擦、機械摩擦、渦流損耗、泵和馬達中接觸面間的粘性阻力等也都會產生熱量。再者，混入空氣的油液被壓縮至高壓時，油液中的氣泡受到?jīng)_擊和急劇壓縮后會突然破裂，破裂時也會釋放大量的熱量，使油液的溫度迅速升高。

3.2 使用過程中系統(tǒng)產生熱量過多的主要原因

系統(tǒng)過熱主要是由系統(tǒng)本身及系統(tǒng)外部兩種因素造成的。

（1）系統(tǒng)內部因素

選用不同的元件實現(xiàn)系統(tǒng)的功能，其達到熱平衡的溫度不會相同。大流量的系統(tǒng)選用定量系統(tǒng)比變量系統(tǒng)產生的熱量大，壓力損失較高的換向閥、性能較差的安全閥、過渡接頭較多的管路、油箱結構以及油品選用等問題，都會從源頭上造成系統(tǒng)的熱平衡溫度相對偏高。另外，制造和使用過程中，如果系統(tǒng)調節(jié)不當，尤其是閥類元件調整未到位，使閥桿的開度達不到設定值，或是操作方法不對，使閥桿擋位經(jīng)常處于半開狀態(tài)而產生節(jié)流；或者是系統(tǒng)過載，使過載閥長期處于開啟狀態(tài)，啟閉特性與要求的不相符；或者壓力損失超標等因素都會引起系統(tǒng)過熱。

（2）系統(tǒng)外部因素

使用、保養(yǎng)方法不當是引起系統(tǒng)過熱的主要原因。油品是維持系統(tǒng)正常作業(yè)的重要介質，保持油品良好的性能，是保證系統(tǒng)傳動性能和效率的關鍵。有些用戶對液壓系統(tǒng)的用油品質、牌號不注意，或是誤購假油，誤用粘度過高或過低的液壓油，都會使油液過早地氧化變質，造成運動副磨損而引起發(fā)熱。熱量可通過油箱及元件向四周散發(fā)或是流經(jīng)熱交換器冷卻。但如果液壓油散熱器和油箱的散熱面被灰塵、油泥等覆蓋，形成保溫層，則會因傳熱系數(shù)降低或散熱面積減小而影響整個系統(tǒng)的散熱；如果風扇轉速太低、風量不足，或者發(fā)動機雖轉速正常，但風扇因皮帶松弛而使速度偏低，引起風量不足；或是油路不暢，回油路堵塞引起背壓增加；或實際環(huán)境與原設計的使用環(huán)境溫度差別太大等因素，均會造成系統(tǒng)的散熱能力不足。

國內生產的裝載機除了較大機型采用變量液壓系統(tǒng)外，大部分機型主要由簡潔的缸、泵及閥組成，過熱時熱發(fā)生源也比較好分析。當機器使用過程中出現(xiàn)液壓系統(tǒng)過熱的現(xiàn)象時，首先要查明原因，查清問題是由于系統(tǒng)內部還是外部的因素所引起的，然后對癥下藥，采用正確的維修、保養(yǎng)方法才能加以解決。

最重要的是減少熱源，即采用傳動效率高的液壓系統(tǒng)，減少非安全需要的溢流量，選擇合適的元件，減少內部壓力能功率損失；合理地選擇流速和管路，減少節(jié)流損失；正確選擇油品，采用新型密封材料，減少摩擦損失。

參考文獻

[1]劉樂.孫蓓蓓.王業(yè)剛.滑移裝載機工作裝置液壓系統(tǒng)仿真研究[J].機械制造與自動化，2010（1）：110-113.

[2]郝國強.液壓油散熱器在裝載機上的應用和設計改進[J].工程機械.2006.