移動(dòng)液壓技術(shù)越來(lái)越少

全球范圍內(nèi)完成了骯臟的工作。從安卡拉到蘇黎世，他們提供了挖掘，提升和推動(dòng)泥土從一個(gè)地方到另一個(gè)地方的力量。他們推動(dòng)，操縱和攔截了數(shù)千輛越野車(chē)。在建筑方面，他們?cè)谕仆翙C(jī)，平地機(jī)，裝載機(jī)和挖掘機(jī)中發(fā)揮了關(guān)鍵作用。在農(nóng)業(yè)方面，它們一直是拖拉機(jī)和聯(lián)合收割機(jī)的支柱。

為何選擇液壓系統(tǒng)?因?yàn)?，?dāng)談到將純粹的肌肉與移動(dòng)性相結(jié)合時(shí)，很少有其他動(dòng)力源可以匹配它。液壓系統(tǒng)可產(chǎn)生超過(guò)5,000 psi的壓力，使其能夠提供重型挖掘所需的力。它們可以承受污垢和水分的存在。它們可以輕松地用于旋轉(zhuǎn)或線(xiàn)性應(yīng)用。“在移動(dòng)領(lǐng)域，許多負(fù)載是線(xiàn)性的，”維克斯移動(dòng)控制產(chǎn)品銷(xiāo)售經(jīng)理Raj Oberoi說(shuō)。“與電氣設(shè)備不同，液壓系統(tǒng)可輕松移動(dòng)旋轉(zhuǎn)或線(xiàn)性負(fù)載。”

這些原因和其他原因是液壓系統(tǒng)沒(méi)有失去對(duì)移動(dòng)市場(chǎng)的控制。每年，建筑，農(nóng)業(yè)和材料處理的制造商在液壓設(shè)備上的花費(fèi)估計(jì)為110億美元。

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因此，液壓設(shè)備制造商不斷創(chuàng)新。大多數(shù)人都在努力使液壓設(shè)備更安靜，更高效，更省油，更可靠，更清潔。

但最重要的是，液壓制造商正在將更多功能集成到更小的包裝中。通過(guò)他們的努力，客戶(hù)可以實(shí)現(xiàn)更高的流量和壓力，同時(shí)消除了大量的軟管，配件，外部閥門(mén)和其他組件。

以下是移動(dòng)流體動(dòng)力創(chuàng)新的例子。這些例子說(shuō)明了液壓系統(tǒng)制造商為將更多功能集成到更小的封裝中以及將更高效率集成到現(xiàn)有系統(tǒng)中所做的大量努力。

液壓控制器可以停止“急動(dòng)”轉(zhuǎn)向

大型鉸接式施工車(chē)輛因生澀而臭名昭著。無(wú)論駕駛員如何努力平穩(wěn)駕駛，車(chē)輛的大負(fù)荷都會(huì)發(fā)生變化，從而導(dǎo)致其反彈和搖晃。

大部分彈跳和搖晃通過(guò)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)傳遞。對(duì)于工程師來(lái)說(shuō)，這是一個(gè)不容易解決的問(wèn)題。為了盡量減少急動(dòng)，一些工程師增加了緩沖閥和止回閥，但在此過(guò)程中增加了成本和復(fù)雜性。

現(xiàn)在，來(lái)自明尼蘇達(dá)州伊甸草原的伊頓公司的工程師表示他們找到了更好的方法。該公司新推出的Char-Lynn 20系列轉(zhuǎn)向控制單元據(jù)說(shuō)可以在不增加成本和復(fù)雜性的情況下最大限度地減少急動(dòng)。

該系統(tǒng)的關(guān)鍵是一種新的液壓設(shè)計(jì)，在機(jī)構(gòu)的閥芯和套筒之間具有較寬的偏轉(zhuǎn)角。傳統(tǒng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)通常采用10-15度的偏轉(zhuǎn)角，而Char-Lynn單元?jiǎng)t提供30度。

通過(guò)采用更寬的偏轉(zhuǎn)角，該裝置可以更有效地調(diào)節(jié)加壓流體的流動(dòng)，使系統(tǒng)能夠在操作者感覺(jué)到之前吸收急動(dòng)。在操作過(guò)程中，操作員轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤(pán)，方向盤(pán)通過(guò)軸連接到閥芯。隨著車(chē)輪轉(zhuǎn)動(dòng)，偏轉(zhuǎn)角增加，從而使得液壓流體能夠通過(guò)齒輪轉(zhuǎn)子計(jì)量到氣缸，從而使輪胎移動(dòng)。伊頓高級(jí)設(shè)計(jì)工程師William J. Novacek表示，當(dāng)設(shè)計(jì)使用較淺的偏轉(zhuǎn)角時(shí)，泵不會(huì)在操作員達(dá)到最大偏轉(zhuǎn)角之前，有足夠的時(shí)間達(dá)到全行程。“通過(guò)設(shè)計(jì)它以使用更寬的角度，我們?cè)试S操作員在進(jìn)行硬停止之前將車(chē)輪進(jìn)一步轉(zhuǎn)動(dòng)，”Novacek說(shuō)。“這使泵和優(yōu)先閥有時(shí)間在操作員達(dá)到最大偏轉(zhuǎn)之前提供必要的壓力和流量。”結(jié)果：操作員在轉(zhuǎn)向中感覺(jué)不到那么多的抽搐和“踢”。

Char-Lynn 20系列目前的額定功率為25加侖/分鐘，但由于新功能，某些單元最終將被評(píng)為高達(dá)33加侖/分鐘。Novacek說(shuō)，通過(guò)消除對(duì)緩沖閥和/或蓄能器的需求，該裝置可在更小的包裝中提供更多的流量。據(jù)說(shuō)它非常適用于鉸接式車(chē)輛，例如輪式裝載機(jī)，原木集材機(jī)，鏟運(yùn)機(jī)和農(nóng)用拖拉機(jī)。

集成可降低成本，提高可靠性

Sauer-Sundstrand與New Holland UK之間的工程合作伙伴關(guān)系降低了安裝成本，提高了可靠性，并最大限度地減少了農(nóng)用拖拉機(jī)新液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的潛在泄漏。

這款拖拉機(jī)被稱(chēng)為New Holland Series 40，采用閉式中央負(fù)載感應(yīng)系統(tǒng)(CCLS)，可確保在各種條件下進(jìn)行響應(yīng)式轉(zhuǎn)向。由于采用了新設(shè)計(jì)，即使在低發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下，轉(zhuǎn)向也不受液壓系統(tǒng)要求的影響。

更重要的是，該系統(tǒng)集成了大量軟管和配件，從而降低了成本并消除了泄漏路徑。CCLS由Sauer-Sundstrand位于英國(guó)威爾特郡的工程師設(shè)計(jì)，包括一個(gè)可變排量軸向柱塞泵和兩個(gè)固定排量齒輪泵。集成單元為高壓和低壓拖拉機(jī)功能以及轉(zhuǎn)向提供加壓流體。它還集成了一體式閥門(mén)，用于調(diào)節(jié)增壓，過(guò)濾器保護(hù)和活塞泵負(fù)載感應(yīng)。

通過(guò)其整合工作，New Holland在液壓系統(tǒng)上節(jié)省了高達(dá)30%的成本。大部分減少的原因是消除了部件和降低了勞動(dòng)力成本。Sauer-Sundstrand的工程師說(shuō)，新的集成設(shè)計(jì)消除了11個(gè)管道，20個(gè)配件和80個(gè)泄漏點(diǎn)?？傊?，它包含21個(gè)獨(dú)立的端口。

在運(yùn)行過(guò)程中，變速泵為拖拉機(jī)的拖車(chē)制動(dòng)器，液壓升降系統(tǒng)，遙控閥，離合器，四輪驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和取力器提供壓力。其中一個(gè)固定排量泵為主泵提供油，而另一個(gè)為轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，冷卻和傳動(dòng)潤(rùn)滑回路提供流量。

工程師表示，集成封裝的緊湊性使New Holland能夠?yàn)槠渌M件留出最大空間。由于流動(dòng)通道，配件和彎頭的減少，功率損失最小化。此外，所有油箱返回都位于泵，不需要額外的管道。

CCLS單位已有十多年的發(fā)展歷史，預(yù)計(jì)將在農(nóng)業(yè)之外尋找應(yīng)用。“在有多種液壓服務(wù)要求的地方，集成系統(tǒng)的概念是合適的，”Sauer-Sundstrand工程總監(jiān)John Hudson說(shuō)。“它同樣適用于卡車(chē)，公共汽車(chē)和建筑設(shè)備，也適用于農(nóng)業(yè)設(shè)備。”

制動(dòng)閥停止管道'噩夢(mèng)'

為越野設(shè)備布置管道可能是一個(gè)液壓噩夢(mèng)。在建筑設(shè)備上存在大量液壓系統(tǒng) - 制動(dòng)，轉(zhuǎn)向和推進(jìn)等 - 使管道復(fù)雜性更加復(fù)雜。“有經(jīng)驗(yàn)的用戶(hù)知道復(fù)雜液壓回路的缺陷，”明尼蘇達(dá)州北曼凱托MICO公司的設(shè)計(jì)師Ronald P. Middendorf指出，他是液壓元件制造商。“他們可能是一個(gè)主要的安裝問(wèn)題。”

然而，通過(guò)將三個(gè)單元合二為一，MICO工程師希望能夠緩解一些令人頭痛的問(wèn)題。該公司的踏板驅(qū)動(dòng)集成串聯(lián)全功率制動(dòng)閥將制動(dòng)調(diào)節(jié)，蓄能器充電和制動(dòng)踏板組件包裝成單個(gè)閥組件。

用于帶有負(fù)載感應(yīng)優(yōu)先閥的挖掘機(jī)，新裝置消除了四條液壓管路。這些包括兩條蓄能器管線(xiàn)和兩條油箱管線(xiàn)，如果蓄能器充電和制動(dòng)器調(diào)制分開(kāi)包裝，則這兩條線(xiàn)路都是必需的。

該裝置用于分離回路制動(dòng)系統(tǒng)，在預(yù)定的壓力范圍內(nèi)為兩個(gè)蓄能器充電。蓄能器通過(guò)串聯(lián)的直動(dòng)式閥芯裝置為制動(dòng)器的致動(dòng)提供必要的體積和壓力。該閥芯裝置向制動(dòng)系統(tǒng)的兩半提供調(diào)節(jié)壓力控制，使得如果任一半失效，則閥的剩余部分繼續(xù)起作用。

新裝置將用于采礦，建筑和林業(yè)設(shè)備。

Middendorf說(shuō)，系統(tǒng)的關(guān)鍵是消除液壓連接。“這就是業(yè)界想要的，”他說(shuō)，“為了簡(jiǎn)化這些機(jī)器上的液壓回路。”

液壓系統(tǒng)提高了打樁機(jī)的效率

每年，承包商都會(huì)為建筑工地的專(zhuān)家提供數(shù)千美元的資金。問(wèn)題是，這些成本中大約有一半是在打樁機(jī)運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場(chǎng)期間產(chǎn)生的。在小型工作崗位上，運(yùn)輸成為總成本的重要比例。

然而，使用新的水力設(shè)計(jì)，北愛(ài)爾蘭的一個(gè)承包商可能已經(jīng)解決了這個(gè)問(wèn)題。北愛(ài)爾蘭安特里姆郡拉恩的Precast Foundations Piling的所有者James B. Russell用一種緊湊的新型液壓設(shè)計(jì)取代了傳統(tǒng)的打樁機(jī)。使用獨(dú)特的液壓設(shè)計(jì)使Russell能夠?qū)⒀b配好的打樁裝置安裝在6 x 4英尺卡車(chē)底盤(pán)的背面，將其運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場(chǎng)，并在沒(méi)有安裝時(shí)間的情況下使用。

新設(shè)計(jì)的關(guān)鍵是快速作用的液壓閥，大大減小了整個(gè)系統(tǒng)的尺寸。例如，使用這種技術(shù)的三輪錘打樁機(jī)的重量不到3.5噸。相比之下，傳統(tǒng)的三噸打樁系統(tǒng)通常重達(dá)五六噸。羅素的各種系統(tǒng)采用重量從3噸到10噸不等的錘子。

然而，結(jié)合快速作用的先導(dǎo)閥使Russell能夠顯著降低任何尺寸系統(tǒng)的總重量。他說(shuō)，關(guān)鍵是機(jī)械效率更高。在操作過(guò)程中，一組兩個(gè)直徑為2英寸的液壓缸將三噸重的錘子移動(dòng)到鉆機(jī)的框架內(nèi)。錘子頂部的可調(diào)節(jié)臂使Hamworthy工程有限公司提供的先導(dǎo)閥跳閘。這又打開(kāi)一個(gè)“傾卸”閥，將加壓液壓油引導(dǎo)到系統(tǒng)油箱后部的平衡腔中。結(jié)果，三噸錘落下，

該系統(tǒng)的動(dòng)力來(lái)自240馬力的Cummings渦輪增壓柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，該發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)Dowty Industrial Corp.的兩臺(tái)25加侖/分鐘的泵。

Russell使用液壓技術(shù)代替齒輪和滑輪方法估計(jì)他的系統(tǒng)效率為90%。他說(shuō)，典型的絞盤(pán)式系統(tǒng)效率約為50%。由此產(chǎn)生的效率使他能夠?qū)㈠N子的下落距離減半。一個(gè)三噸的系統(tǒng)需要一個(gè)只有18英寸的下落距離來(lái)驅(qū)動(dòng)一個(gè)80噸的容量樁，相比之下，一個(gè)三英尺的下落距離可以實(shí)現(xiàn)與絞盤(pán)式鉆機(jī)相同的操作。“錘子的效率是我們能夠使這個(gè)系統(tǒng)比其他系統(tǒng)小得多的原因，”拉塞爾說(shuō)。

拉塞爾正在考慮快速作用閥門(mén)技術(shù)的其他應(yīng)用。他希望將該技術(shù)許可用于機(jī)械沖頭，斷頭臺(tái)或自動(dòng)關(guān)閉大型防火門(mén)，例如發(fā)電站的防火門(mén)。“這個(gè)系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)，”他說(shuō)，“它保留了負(fù)載并迅速降低了它。”

如何使移動(dòng)液壓系統(tǒng)使用壽命更長(zhǎng)

當(dāng)一個(gè)9個(gè)月大的泵在最后的工作日喘息時(shí)，用戶(hù)通常會(huì)認(rèn)為它已經(jīng)過(guò)了充實(shí)的生活。

維克斯的工程師說(shuō)，不是這樣。泵和其他液壓元件應(yīng)在數(shù)年后磨損，而不是數(shù)月。“液壓系統(tǒng)是可靠的，”維克斯主動(dòng)維護(hù)計(jì)劃全球業(yè)務(wù)經(jīng)理David C. Downs指出。“問(wèn)題在于液壓系統(tǒng)越來(lái)越復(fù)雜。今天的系統(tǒng)提供更高的性能并在更高的壓力下運(yùn)行。因此，它們對(duì)污染更敏感。”

Downs估計(jì)，所有液壓系統(tǒng)故障的70%至90%是由液體污染引起的。在越野建筑和農(nóng)業(yè)的塵土飛揚(yáng)的環(huán)境中，問(wèn)題更加復(fù)雜。

這就是維克斯推出系統(tǒng)污染和主動(dòng)維護(hù)計(jì)劃的原因。該計(jì)劃提供技術(shù)解決方案和產(chǎn)品，以解決污染引起的問(wèn)題。其三個(gè)步驟涉及設(shè)定目標(biāo)清潔度水平，選擇適當(dāng)?shù)倪^(guò)濾器和采樣液。產(chǎn)品包括高效過(guò)濾器和呼吸器，現(xiàn)場(chǎng)顆粒計(jì)數(shù)器和流體實(shí)驗(yàn)室服務(wù)。

該計(jì)劃對(duì)于設(shè)計(jì)工程師至關(guān)重要，他們可以在一開(kāi)始就通過(guò)適當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)消除大部分的液壓故障。Downs建議OEM工程師在設(shè)計(jì)液壓機(jī)械時(shí)考慮以下幾點(diǎn)：

包括有效的呼吸器，以防止不需要的水分和顆粒。在大多數(shù)情況下，這意味著使用阻擋2-3微米顆粒和水的呼吸器。

確保氣缸桿具有足夠的刮水器能力或者它們上有靴子。

密封儲(chǔ)液器，以防止污垢進(jìn)入。儲(chǔ)存器檢修板必須密封，回流管必須密封或焊接。

提供有效的過(guò)濾，適當(dāng)?shù)胤胖迷谡麄€(gè)系統(tǒng)中。

將潤(rùn)滑油添加到新機(jī)器時(shí)，請(qǐng)使用最佳過(guò)濾器。在正常操作期間，油多次通過(guò)過(guò)濾器。但是當(dāng)它最初添加時(shí)，它只通過(guò)過(guò)濾器一次。

許多主要原始設(shè)備制造商在發(fā)貨前對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行測(cè)試，以確保它們?cè)诘竭_(dá)客戶(hù)現(xiàn)場(chǎng)之前包含清潔的油和適當(dāng)?shù)倪^(guò)濾。一些制造商還指定了流體清潔度等級(jí)，并要求客戶(hù)定期報(bào)告以證明機(jī)器得到適當(dāng)維護(hù)。