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[摘 要]工程机械的液压系统在使用过程中经常会出现温升现象，液压系统在使用过程中温升过高的原因主要有液压系统内耗过大、产生过多热量以及系统散热不足两个方面。分析液压系统温升的原因，提出调整和解决措施，保证设备的正常有效运转。
[关键词]液压系统 温升 内耗 散热
中图分类号：C912 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2019）11-0044-01
0、引言
某型套管机液压系统连续工作不足2h，液压油温度便升高到55℃以上，导致系统无法正常工作。系统发热是困扰液压系统正常工作的重要问题之一，温升不仅使液压系统泄露增大，容积效率下降，而且使液压元件的性能发生变化[1]，引起机械机构的热变形造成机械卡死和破坏应有精度等。本文分析了液压系统温升的原因，提出调整和解决措施，保证设备的正常有效运转。
1、液压系统温升过高原因分析
导致液压系统温升过高有多种原因，具体主要有一下几类：
（1）设计缺陷。
在液压系统设计时，未能充分考虑实际的运行工况，而出现了油箱容积设计偏小，散热面积不足，同时未装冷却设备；液压系统中没有设置卸荷回路，停止工作时，油泵不能卸荷，泵的全部流量在高压下溢流，产生大量溢流损失而致温升高过高；液压系统在工作在不同工况下，比如快进、慢进等情况时，而设计时按快进速度选择油泵容量的定量泵供油系统，在工作时会有大部分多余的流量在高压下从溢流阀流回油箱而发热。
（2）使用不合理。
在液压系统使用过程中，由于长时间的工作，忽于维修和保养，导致磨损严重，系统内配合件间隙增大，内外泄露量增大，造成容积效率降低，温升加快；液压系统实际工作压力由于密封过紧，密封损坏等原因调整得比实际要高很多才能正常工作；液压油粘度不当，粘度大粘性阻力大、粘度小泄露大，两种情况均能造成温升过快。
（3）其他原因。
液压元件精度不够以及装配质量差，相对运动间的机械摩擦损失大；液压系统在安装到实际工作环境时，由于管路过细过长以及弯头过多也会增加局部压力损失和沿程压力损失；液压系统实际的工作环境温度较高；以上原因均会导致温升过快。
2、液压系统温升过高的危害
（1）加速液压油氧化变质，降低液压油的使用寿命，造成泄漏，甚至影响正常的工作；
（2）产生机械热变形，液压元件中热胀系数不同的运动部件因其配合间隙变小而卡死，引起动作失灵，影响液压系统的传动精度，甚至误动作，进而影响液压系统正常的工作。
（3）长时间在高温下工作，使油的粘度下降，泄漏增大，油泵的容积效率和整个系统的效率会明显下降。由于油的粘度降低，滑阀等移动部件的油膜变薄和被切破，摩擦阻力增大，导致损失增大。
3、液压系统温升过高的预防措施
（1）选择液压元件及液压系统装配时确保质量及自身精度，严格控制配合件的配合间隙和改善润滑条件，采用摩擦系数小的密封材料和改善密封结构。
（2）在设计液压系统时，充分考虑实际工况，根据具体工作环境对液压系统元器件选型计算，确保系统工作时能够在允许的压力范围和流量范围内。
（3）在液压系统工作过程中根据负载要求经常检测、调整溢流阀的压力，使之在系统设计范围内工作；加强对系统的维护保养，确保系统在高效率下工作。
4、液压系统工作原理
液压系统中电磁阀组6与7是两个并联系统，此处仅以电磁阀组6进行分析，电磁阀组7工作与6相同。
快上：电磁铁a通电，换向阀6换至左位，调速阀全开，液压杆向上运动。
快下：电磁铁a通电，换向阀6换至右位，调速阀全开，液压杆向下运动；
慢上：电磁铁a通电，换向阀6换至左位，调速阀全关，液压杆向上运动。
慢下：电磁铁a通电，换向阀6换至右位，调速阀全关，液压杆向下运动。
待机：液压油流量通过溢流阀高压下卸荷。
从图中不难看出，三位四通换向阀控制液压缸上下运动，系统中的节流阀控制液压缸运动的快慢。套装压力机的工作循环为：慢进对位 → 快进 → 慢压到位 → 快回。
1）慢进对位： 10～20毫米/秒；
2）快 进： 200毫米/秒；
3）慢压到位： 10～20毫米/秒；
4）快 回： 200毫米/秒；
考虑到工作实际过程中，主要以慢进、慢推为主，所以，在计算系统发热时，取液压缸速度20毫米/秒进行计算。
5、系统温升控制
5.1系统分析及优化
该液压系统用恒压定量泵提供液压缸上下运动动力源，在实际工作中，液压缸是间断性工作，而期间液压泵继续运行。经分析，造成液压系统温升过快的原因主要是液压系统设计有不合理之处：1、液压系统中无卸荷回路，液压缸不工作时液压泵不卸荷，泵全部流量均在高压下通过溢流阀溢流，溢流损失发热[2]，温升加快；2、液压系统采用采用阀控系统，液压缸运动速度20-200mm/s，通过节流阀进行调速，节流损失较大，发热快。3、液压油长时间处于较高温度下工作，油黏度下降，加速机械磨损和泄露，产生更高的温度。
解决液压系统温升过快的问题，通常采用采用增加冷却系统，或增大油箱容积。但是，在使用应用中，不改变现有结构，通过找出温升关键因素，对液压系统优化改进，更符合简洁、节能要求。液压系统在开机状态下，恒流量液压泵不能卸载，因此对液压系统改进优化方案如下：1、在液压泵上增加一个电磁换向阀，在液压缸不工作时，让油泵卸荷；2、增加一个单向阀，使系统保压；避免系统内压力冲击3、去掉一个溢流阀，避免液压系统共振。
液压系统改进后，液压泵在液压缸不工作时处于卸荷状态，只有A、B处电磁阀动作时，泵才向液压系统输出压力和流量，这样不仅减少了液压油的发热，而且减少了液压系统启动时的压力冲击。
5.2加强维护保养
（1）建立该液压设备技术档案，液压技术档案是备件管理、设备检修和技术改造的原始依据，只有建立液压设备技术档案才能分析和判断液压故障的产生原因，并为采取果断措施排除故障提供依据。
（2）严格执行定期紧固、清洗、过滤和更换制度。液压设备在工作过程中，由于冲击振动，磨损、污染等因素，使管件松动，金属件和密封件磨损，因此必须对液压件及油箱等实行定期清洗和维护，同时定期检测液压油并经常清洗滤器，严格按照说明对液压油进行更换。
（3）维护好液压系统工作环境，保持工作环境的清洁，条件允许适当控制工作环境温度，避免系统在高温环境下生产作业。
6、结束语
工程机械液压系统温升会产生多种故障问题，只有找出温升的原因，才能有效排除故障，才能保证设备持续高效运转，才能符合節能高效环保之要求。通过以上措施的改进，对液压系统进行优化设计并改进能够避免液压系统温升的进一步升高，保障设备的正常工作；同时通过建立相应的液压系统设备档案，对设备定期进行检测和分析，利于更好的发现设备的问题和故障，为生产的顺利进行打下基础。
参考文献：
[1] 成大先.机械设计手册[M].北京：化学工业出版社，2008.
[2] 徐效增，杨晓峰，液压系统发热原因及对策[J].液压与气动，2004.
[关键词]液压系统 温升 内耗 散热
中图分类号：C912 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2019）11-0044-01
0、引言
某型套管机液压系统连续工作不足2h，液压油温度便升高到55℃以上，导致系统无法正常工作。系统发热是困扰液压系统正常工作的重要问题之一，温升不仅使液压系统泄露增大，容积效率下降，而且使液压元件的性能发生变化[1]，引起机械机构的热变形造成机械卡死和破坏应有精度等。本文分析了液压系统温升的原因，提出调整和解决措施，保证设备的正常有效运转。
1、液压系统温升过高原因分析
导致液压系统温升过高有多种原因，具体主要有一下几类：
（1）设计缺陷。
在液压系统设计时，未能充分考虑实际的运行工况，而出现了油箱容积设计偏小，散热面积不足，同时未装冷却设备；液压系统中没有设置卸荷回路，停止工作时，油泵不能卸荷，泵的全部流量在高压下溢流，产生大量溢流损失而致温升高过高；液压系统在工作在不同工况下，比如快进、慢进等情况时，而设计时按快进速度选择油泵容量的定量泵供油系统，在工作时会有大部分多余的流量在高压下从溢流阀流回油箱而发热。
（2）使用不合理。
在液压系统使用过程中，由于长时间的工作，忽于维修和保养，导致磨损严重，系统内配合件间隙增大，内外泄露量增大，造成容积效率降低，温升加快；液压系统实际工作压力由于密封过紧，密封损坏等原因调整得比实际要高很多才能正常工作；液压油粘度不当，粘度大粘性阻力大、粘度小泄露大，两种情况均能造成温升过快。
（3）其他原因。
液压元件精度不够以及装配质量差，相对运动间的机械摩擦损失大；液压系统在安装到实际工作环境时，由于管路过细过长以及弯头过多也会增加局部压力损失和沿程压力损失；液压系统实际的工作环境温度较高；以上原因均会导致温升过快。
2、液压系统温升过高的危害
（1）加速液压油氧化变质，降低液压油的使用寿命，造成泄漏，甚至影响正常的工作；
（2）产生机械热变形，液压元件中热胀系数不同的运动部件因其配合间隙变小而卡死，引起动作失灵，影响液压系统的传动精度，甚至误动作，进而影响液压系统正常的工作。
（3）长时间在高温下工作，使油的粘度下降，泄漏增大，油泵的容积效率和整个系统的效率会明显下降。由于油的粘度降低，滑阀等移动部件的油膜变薄和被切破，摩擦阻力增大，导致损失增大。
3、液压系统温升过高的预防措施
（1）选择液压元件及液压系统装配时确保质量及自身精度，严格控制配合件的配合间隙和改善润滑条件，采用摩擦系数小的密封材料和改善密封结构。
（2）在设计液压系统时，充分考虑实际工况，根据具体工作环境对液压系统元器件选型计算，确保系统工作时能够在允许的压力范围和流量范围内。
（3）在液压系统工作过程中根据负载要求经常检测、调整溢流阀的压力，使之在系统设计范围内工作；加强对系统的维护保养，确保系统在高效率下工作。
4、液压系统工作原理
液压系统中电磁阀组6与7是两个并联系统，此处仅以电磁阀组6进行分析，电磁阀组7工作与6相同。
快上：电磁铁a通电，换向阀6换至左位，调速阀全开，液压杆向上运动。
快下：电磁铁a通电，换向阀6换至右位，调速阀全开，液压杆向下运动；
慢上：电磁铁a通电，换向阀6换至左位，调速阀全关，液压杆向上运动。
慢下：电磁铁a通电，换向阀6换至右位，调速阀全关，液压杆向下运动。
待机：液压油流量通过溢流阀高压下卸荷。
从图中不难看出，三位四通换向阀控制液压缸上下运动，系统中的节流阀控制液压缸运动的快慢。套装压力机的工作循环为：慢进对位 → 快进 → 慢压到位 → 快回。
1）慢进对位： 10～20毫米/秒；
2）快 进： 200毫米/秒；
3）慢压到位： 10～20毫米/秒；
4）快 回： 200毫米/秒；
考虑到工作实际过程中，主要以慢进、慢推为主，所以，在计算系统发热时，取液压缸速度20毫米/秒进行计算。
5、系统温升控制
5.1系统分析及优化
该液压系统用恒压定量泵提供液压缸上下运动动力源，在实际工作中，液压缸是间断性工作，而期间液压泵继续运行。经分析，造成液压系统温升过快的原因主要是液压系统设计有不合理之处：1、液压系统中无卸荷回路，液压缸不工作时液压泵不卸荷，泵全部流量均在高压下通过溢流阀溢流，溢流损失发热[2]，温升加快；2、液压系统采用采用阀控系统，液压缸运动速度20-200mm/s，通过节流阀进行调速，节流损失较大，发热快。3、液压油长时间处于较高温度下工作，油黏度下降，加速机械磨损和泄露，产生更高的温度。
解决液压系统温升过快的问题，通常采用采用增加冷却系统，或增大油箱容积。但是，在使用应用中，不改变现有结构，通过找出温升关键因素，对液压系统优化改进，更符合简洁、节能要求。液压系统在开机状态下，恒流量液压泵不能卸载，因此对液压系统改进优化方案如下：1、在液压泵上增加一个电磁换向阀，在液压缸不工作时，让油泵卸荷；2、增加一个单向阀，使系统保压；避免系统内压力冲击3、去掉一个溢流阀，避免液压系统共振。
液压系统改进后，液压泵在液压缸不工作时处于卸荷状态，只有A、B处电磁阀动作时，泵才向液压系统输出压力和流量，这样不仅减少了液压油的发热，而且减少了液压系统启动时的压力冲击。
5.2加强维护保养
（1）建立该液压设备技术档案，液压技术档案是备件管理、设备检修和技术改造的原始依据，只有建立液压设备技术档案才能分析和判断液压故障的产生原因，并为采取果断措施排除故障提供依据。
（2）严格执行定期紧固、清洗、过滤和更换制度。液压设备在工作过程中，由于冲击振动，磨损、污染等因素，使管件松动，金属件和密封件磨损，因此必须对液压件及油箱等实行定期清洗和维护，同时定期检测液压油并经常清洗滤器，严格按照说明对液压油进行更换。
（3）维护好液压系统工作环境，保持工作环境的清洁，条件允许适当控制工作环境温度，避免系统在高温环境下生产作业。
6、结束语
工程机械液压系统温升会产生多种故障问题，只有找出温升的原因，才能有效排除故障，才能保证设备持续高效运转，才能符合節能高效环保之要求。通过以上措施的改进，对液压系统进行优化设计并改进能够避免液压系统温升的进一步升高，保障设备的正常工作；同时通过建立相应的液压系统设备档案，对设备定期进行检测和分析，利于更好的发现设备的问题和故障，为生产的顺利进行打下基础。
参考文献：
[1] 成大先.机械设计手册[M].北京：化学工业出版社，2008.
[2] 徐效增，杨晓峰，液压系统发热原因及对策[J].液压与气动，2004.