长期以来,离散式电动液压动力单元在液压系统中应用最为普遍,其基本结构形态为电动机、液压泵、油箱等独立元件的连接组合。其中,电动机与液压泵通过联轴器、连接套、支架等构成电机油泵组,再通过管道、管接头、截止阀与油箱相连。随着全球气候变暖、能源紧缺加剧,人们对节能降耗、清洁环保、低碳排放的要求不断提高,离散式液压动力单元的结构逐渐显现出一些难以克服的缺点,主要表现在以下几个方面:
( 1)效率较低。电动机、液压泵、油箱等独立部件多处连接使液压动力单元结构复杂,能量转换和动力传递环节较多,易产生机械摩擦损失、管路压力损失及泄漏损失等。
( 2)易出现外泄漏。液压泵与油箱之间的多处管路连接部位以及液压泵轴伸处的密封在长期工作条件下使密封装置腐化和磨损从而产生外泄漏,造成环境污染和管理维护不便。
液压动力单元是液压系统的“心脏”。目前,以电动机为原动机的液压动力单元多为离散式结构,其由电动机、联轴器、液压泵和油箱这些独立部件连接而成,存在结构复杂、效率较低、噪声大、有潜在外泄漏途径等问题。
因此近年来,电动液压动力单元的一体化受到了越来越广泛的重视和发展。在经过了电机油泵组、液压电机泵的发展后,出现了将电动机、液压泵、油箱及辅件高度集成于一体的液压动力站(集成液压动力站),使得电动液压动力单元的体积显著减小、泄漏减少、噪声大幅降低。一体化电动液压动力单元适应了液压技术向静音节能、低碳制造、人机友好的发展趋势,具有重要研究价值和广阔的应用前景。
早在20 世纪初国外就出现了将泵和电机一体化的思想。1911 年英国人JohnBREEZE 发明了一种电机离心水泵,后来又相继出现了各种将电动机和液压泵组合或集成的电动液压动力单元,如电机油泵组、液压电机泵等。起初的电动液压动力单元一体化形态是电机- 油泵组合,而后是由浸油电动机和液压泵通过简单“嫁接”并集成在一个壳体内,电机和液压泵转轴通过花键联接;随后出现了将液压泵集成在电机转子内部的液压电机泵,电机和液压泵共用同一根转轴。随着液压技术的迅速发展,近几年国外出现了将电动机、液压泵、油箱等部件集于一身的集成液压动力站。