1、2/2023 年第 12 期黎明液压有限公司供稿/黎明液压有限公司 周乃希 采编/邹铁汉 张韦微多回路液压系统的经济过滤方案吸回油过滤器SPECIALIZATION REFINEMENT DIFFERENTIATION AND INNOVATION专精特新2021 年，黎明液压有限公司正式被认定为专精特新中小企业。公司建于 1984 年，是国内以生产液压过滤器为主的较大型液压产品研发、制造主要厂家之一，产品广泛应用于各行各业的液压系统，是国产液压附件的首选品牌，在行业内享有较高的知名度。40 年来，专精特新已经成为黎明人的一种理念，深深烙印在研发、生产、管理等企业行为中，公司拥有有效专利 50
2、 项,其中发明专利 6项，累计主持、参与编写液压过滤器相关国家标准 22 项，为引领、规范行业的发展做出了贡献。液压系统根据其回路的形式，一般可以分为 3 种基本类型：开式液压系统、闭式液压系统和半开半闭式液压系统。其中开式液压系统的执行机构的回路通过主控制阀回到油箱；闭式液压系统是指封闭式回路液压系统，即泵将液压油输送到执行机构（马达或者液压缸），驱动执行机构后，又直接回到油泵，而不是回到油箱；半开半闭式液压系统可以理解为开式和闭式的结合体，一般需要通过补油单向阀（或预充阀）对系统进行补油。对于闭式系统而言，理论上泵输送到马达和马达返回至泵的液压油是一致的，但实际情况下却并非如此。因马达与泵
3、在运作过程中有多个部位存在摩擦，而这些摩擦都需要进行润滑，同时任何液压元件都会存在内泄漏，所以泵输送至马达和马达返回的液压油量无法保持一致。由于散热需要，冲洗阀的工作，也会导致部分油液的损失。故闭式回路液压系统会有相应的补油回路，以确保闭式回路正常运行。为了实现整机的性能，闭式系统一般还配置有控制回路。液压过滤器按功能可分为吸油过滤器、回油过滤器和压力过滤器，分别安装在泵吸口、回油管路和压力管路上，确保系统油液的清洁，图 1 闭式液压系统应用案例维持系统的正常运行。在多个回路的液压系统中，如闭式系统、补油和控制回路都需要分别配置吸油、回油过滤器，但过滤器功能的单一性（如回油过滤器不能提供吸油功
4、能），就显得不太方便，需要分别配置多组吸油、回油过滤器或者多组多通过渡接头，不利于系统集成、结构优化。吸回油过滤器结合了回油过滤器和吸油过滤器的优点，通过结构革新、机构集成等方式，解决了单一的过滤器提供多种过滤工况、多组油口的难题，特别适用于具有 2 个或者更多回路的系统。图1 为闭式回路应用示例，补油及控制回路的吸油、回油过滤均有同一个过滤器完成。32023 年第 12 期/SPECIALIZATION REFINEMENT DIFFERENTIATION AND INNOVATION专精特新吸回油过滤器适用于多回路液压系统，特别是闭式回路，其主要由回油滤芯、吸油滤芯、吸油阀、安全阀、旁通阀
5、、积污环、发讯器等功能模块组成，以下为 4 种工作状态，图 2、图 3 分别为吸回油过滤器结构剖视和原理图，R 为回油口、S 为吸油口、TS 为发讯器、F1为回油滤芯、F2 为吸油滤芯、T 为油箱回油口、V1 为旁通阀、V2 为安全阀、V3 为吸油阀。1）理想状态 系统回油量和吸油量一致。系统回油油液经过回油滤芯过滤后，洁净油液到达吸油预压腔，全部供给到油泵吸油口，完成油液过滤循环。2）补油状态 系统回油量小于吸油量。系统回油油液经过回油滤芯过滤后，直接将洁净油液全部供给到过滤器吸油口，但由于元件本身存在内泄漏、自润滑、冲洗阀工作等总成油液损失，需要进行油液补偿。此时吸油阀开启，油箱油液经吸油
6、滤芯过滤后，补充到泵吸油口，弥补油液的缺失，维持系统的正常运行。3）卸荷状态 系统回油量大于吸油量。系统回油油液经过回油滤芯过滤后，洁净油液到达吸油预压腔，全部供给到油泵吸油口，但由于系统卸荷等因素，回油油液经泵产品介绍图 3 吸回油过滤器液压原理图供给系统后，仍有部分剩余，此时安全阀开启，部分洁净油液经吸油滤芯扩散后回流油箱。4）旁通状态 回油滤芯已经堵塞，非正常工作状态。滤芯在过滤过程中，会一直拦截污染物，当污染物累积到一定程度时，滤芯过滤压差达到滤芯更换寿命设定值（即发讯器给出信号，提醒用户更换或清洗滤芯）时，需及时更换或清洗滤芯。若用户未能按照发讯器提示对过滤器维护，压差会持续上升，为
7、防止滤芯压溃风险，旁通阀开启，此时部分油液未经过高精度过滤回到油箱。虽然积污环的设计可以缓和对拦截污染物的冲刷，补偿吸油也经吸油滤芯过滤后提供油泵，但对油箱整体污染仍有一定的风险。1.回油滤芯 2.积污环 3.吸油阀 4.安全阀 5.旁通阀 6.吸油滤芯 7.回油箱 8.吸油预压腔图 2 吸回油过滤器结构示意图吸回油过滤器将回油过滤、吸油过滤、吸油阀、安全阀、旁通阀、滤芯堵塞报警等功能集成为一体，功能创新具有以下显著的特征。1）具有高效的回油过滤能力，较大的通油能力 过滤精度定义：过滤器所能有效捕获(Bx(c)100 时)的 最小 颗粒 x(c)，以 m 为单位。由于过滤4/2023 年第 1
8、2 期精度是根据过滤比来确定，所以即使标注同样精度，其不同的过滤比会导致不同的过滤效率。图 4 为不同 x值下游油液质量示意。该过滤器的回油机构采用高效低阻玻璃纤维作为过滤材料：单次过滤比x(c)200，即过滤效率 n 99.5，有效滤除系统回油中的颗粒杂质；额定流量下的具有更小的原始压力损失和较大的纳污能力，确保滤芯使用寿命。图 5 为公称流量 250 L/min，精度 10 m 的回油滤芯压差-流量曲线。2）简化油路管路布置，节省空间同时具备吸油过滤、回油过滤的功能，实现吸、回油过滤由 2 个减少到仅需 1 个过滤器，节省了管路布置空间。正常工作时，控制回路回油油液通过过滤器回油口 R（可
9、提供 1 个或多个），经高精度回油滤芯 F1 过滤后，直接供给过滤器吸油口 S（可提供 1 个或多个），供应控制回路油泵吸油，完成油液循环。在系统运行过程中，由于泄漏、冲洗阀工作等原因造成回流油液量小于吸油所需油液量时，过滤器吸油口与油箱间会形成真空，吸油阀V3 开启，油箱中油液经吸油滤芯过滤后，补充到泵吸口，恢复系统正常工作；由于卸荷等原因造成回流油液量大于吸油所需油液量时，吸油预压腔内压力持续上升，安全阀V2 开启，部分油液回至油箱。3）易于维护、降低成本1个过滤器实现2种过滤功能，使得所需要的过滤器数量减半，安装以及后续维护所需要的时间减半，直接降低配套使用成本，如节约仓储空间、降低服务
10、支持费用、减少人工工时等。4）提高吸油系统可靠性回油经回油滤芯 F1 过滤后，油液流动方向变成内向外流动供给给吸油滤芯 F2，由于背压阀 V2 的存在，会产生一定的正向压力，即为图 4 不同 x值下游油液质量图 5 回油滤芯压差-流量曲线图 6 应用机型示例SPECIALIZATION REFINEMENT DIFFERENTIATION AND INNOVATION专精特新吸油口提供预压，特别适合增压泵及冷启动时油液粘度偏大的工况下提供辅助吸油，大大降低了吸入空气产生气蚀的风险。回油过滤器具有综合性能稳定、功能齐全、滤芯更换维护便捷等特点，产品集吸油、回油 2 种性能为一体，并同时提供多个吸油接口和回油接口，适用于各种工程设备液压系统的行走驱动液压系统及、回转液压系统的补油、控制回路，如平地机、摊铺机等筑路设备，高空作业特种车，物料处理特种设备等行业。可以有效的滤除油液中固体颗粒杂质、防止油泵吸空，为设备整机的正常、平稳运行提供保障，同时降低配套、维护成本。
