一、工作原理
通過液壓泵將發動機輸出的機械能轉換為液壓油的壓力能,液壓油在管路中流動,經過各種控制閥的調節和控制,被輸送到液壓缸、液壓馬達等執行元件中,將液壓油的壓力能再轉換為機械能,從而驅動挖掘機的鏟斗、臂架、回轉機構、行走機構等部件進行各種動作,實現挖掘、裝載、回轉、行走等作業任務。
二、組成部件
動力元件:主要是液壓泵,常見的有齒輪泵、葉片泵、柱塞泵等。其作用是將發動機的機械能轉換為液壓油的壓力能,為整個液壓系統提供動力。
執行元件:包括液壓缸和液壓馬達。液壓缸用于實現直線往復運動,如推動鏟斗、臂架的伸縮;液壓馬達則用于實現旋轉運動,如驅動回轉平臺的轉動和行走機構的行進。
控制元件:有各種控制閥,如溢流閥、減壓閥、順序閥、換向閥等。它們的作用是控制液壓油的壓力、流量和流向,從而實現對執行元件的運動速度、方向和力的控制。
輔助元件:包含油箱、濾清器、油管、管接頭、壓力表等。油箱用于儲存液壓油;濾清器用于過濾液壓油中的雜質,保證油液清潔;油管和管接頭用于連接各個液壓元件,形成液壓油的流通通道;壓力表則用于監測液壓系統的壓力。

三、系統類型
開式液壓系統:液壓泵從油箱吸油,將壓力油輸送到執行元件,執行元件的回油直接返回油箱。這種系統結構簡單、散熱性好,但能量損失較大,效率相對較低。
閉式液壓系統:液壓泵的出油口直接與執行元件的進油口相連,執行元件的回油直接回到液壓泵的吸油口,形成一個封閉的循環回路。閉式系統的優點是能量損失小、效率高、系統緊湊,但結構復雜,散熱和過濾問題相對較難解決。
四、特點
高壓大流量:礦用挖掘機需要挖掘和裝載大量的礦石等物料,因此需要液壓系統提供高壓和大流量的液壓油,以產生強大的挖掘力和提升力,滿足工作需求。
可靠性高:礦山作業環境惡劣,工作時間長,要求液壓系統具有很高的可靠性,能夠在惡劣的工況下穩定運行,減少故障發生的概率,降低維修成本和停機時間。
耐污染能力強:礦山環境中灰塵、雜質較多,容易進入液壓系統,因此液壓系統需要具備良好的耐污染能力,配備高效的過濾裝置,防止油液污染導致元件磨損和故障。
復合動作能力強:礦用挖掘機在作業過程中常常需要同時進行多個動作,如挖掘的同時進行回轉和提升等復合動作,這就要求液壓系統能夠精確地控制各個執行元件的動作,實現復合動作的協調配合,提高工作效率。
五、先進技術應用
智能控制系統:采用電子控制技術,通過傳感器實時監測液壓系統的壓力、流量、溫度等參數,以及挖掘機的工作狀態,如鏟斗的位置、臂架的角度等。控制器根據這些信息對液壓系統進行智能調節和控制,實現挖掘機的自動化操作和優化作業,提高工作效率和燃油經濟性。
負載敏感系統:該系統能夠根據執行元件的負載變化自動調節液壓泵的輸出流量和壓力,使液壓系統的輸出功率與負載需求相匹配,避免了傳統液壓系統在輕載時的能量浪費,提高了系統的效率,降低了能耗。
能量回收技術:在挖掘機的動臂下降、斗桿回收等動作過程中,利用負載的重力勢能將液壓油回流到油箱或儲存起來,在需要時再重新利用這些能量,如博世力士樂的 RCS 系統可實現無動力下降,同時避免動作吸空停頓,從而達到節能的目的。