电动液压动力单元的一体化演变

　　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。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[1 -2]，具有重要研究价值和广阔的应用前景。

　　1 电动液压动力单元一体化发展背景

　　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。

　　( 3) 易出现气穴噪声和振动。离散式动力单元中电动机和液压泵靠联轴器连接，其同轴度不能得到绝对保证，工作过程中易产生机械振动和噪声; 复杂的管路连接造成流体阻力增加，极易产生局部负压而引起气泡析出，从而产生气穴噪声和振动[3 -6]。传统的液压动力单元的噪声控制往往以独立的电动机和液压泵为研究对象，降噪空间已不大、进一步降噪的难度很大，并且整体的降噪效果也不很明显。

　　( 4) 液压泵和电动机等壳体类零件成形工艺复杂。液压泵、电动机均为独立元件，壳体结构复杂，且需要分别铸造，增加了铸造和加工成本，同时也增加铸造过程中碳排放量。与离散式电动液压动力单元配合油箱使用的结构形式比较，电动液压动力单元一体化将使能量损失环节少，无需大量密封，可实现无管连接，因而具有效率高、无外泄漏、噪声和振动小、低碳制造等突出优点。近些年来，液压动力单元的一体化研究与发展得到了国内外的高度重视，尤其在德、日、美等发达国家，其产品开发得到大力推进，国内对液压动力单元的一体化研究逐渐开展[7 -8]。