特殊的工作状况使挖掘机的液压管路及其元件经常受到液压油的冲击。较高的冲击压力不仅会影响液压系统的性能和工作可靠性，而且会引起振动和噪声、连接件松动、液体泄漏，甚至使系统中的管道、液压元件、密封装置和仪表等遭到破坏，进而影响系统的正常工作。因此探究液压冲击相关问题，并了解其防控措施具有重要的现实意义。

1.挖掘机工作特征

液压冲击是指液压系统中的液体速度因各种原因突然变化，从而致使系统中液体压力瞬时升高的现象。挖掘机的液压系统容易受到液压冲击是源于其独特的工作特点，工作中的挖掘机经常完成以下一系列动作：①挖掘作业。通常以铲斗液压缸或斗杆液压缸分别进行单独挖掘，或者两者配合进行挖掘。②举升回转。挖掘结束后，动臂缸将动臂顶起、满斗提升，同时回转液压马达使转台转向卸土处。③满斗卸载。回转至卸土位置时，转台制动，用斗杆调节卸载半径和卸载高度，用铲斗缸卸载。④空斗返回。卸载结束后、转台反向回转，同时动臂缸和斗杆缸相互配合动作，把空斗放到新的挖掘点。⑤行走转移。通过行走液压马达驱动挖掘机到达另一个作业面或工作地点。

从以上描述的动作中可以看出，挖掘机的多种机构（动臂、斗杆和铲斗、回转、行走等）所实现的动作皆由相关液压系统完成，同时由于挖掘机的工作条件恶劣、载荷变化剧烈，所以挖掘机液压系统，特别是缸、泵、阀、管路等元件经常受到液压冲击。

2.液压冲击成因分析

液压冲击的第一种类型是运动部件因受外界阻力作用而突然停止所引起的液压冲击。例如当挖掘机以铲斗液压缸进行单独挖掘作业时，若外部阻力突然增大而导致铲斗停止，那么带动铲斗运动的铲斗缸的活塞杆也会突然停止，从而引起进入铲斗缸进油腔的液压油停止流动，使铲斗缸进油腔活塞附近液体的流速突降至零，在这一瞬间，液体的动能转化为压力能，使液压缸进油腔内的液压油压力急剧升高，从而形成压力冲击波。

液压冲击的第二种类型是运动部件因被制动而引起的惯性液压冲击。从挖掘机的一系列动作中可以看到，无论是挖掘作业完毕后满载举升还是卸载作业完成后高空下落，挖掘机的工作装置（如动臂、斗杆）都绕各自的铰点转动，如果在转动过程中工作装置人为地被停止转动，则会形成液压冲击。例如操作人员通过操纵装置使动臂液压缸活塞杆伸出，那么与动臂液压缸活塞杆相连的动臂则会发生转动，此时操作人员若突然停止操纵，也就是将动臂液压缸小腔的回油突然关闭，那么液压冲击除了前述的由于流动液体流速突降至零而形成的压力冲击外，突然停止转动后的动臂惯性力也会引起相应的液压冲击。同理，当挖掘机前进、后退或左、右回转时突然被制动，也会引起相应的惯性液压冲击。用图1-6、图1-7可清楚地表明两种类型的液压冲击的成因是不同的。设J为被简化了的工作装置的转动惯量，F为外界阻力。图1-6为阻力型液压冲击，此时换向阀仍处于左位，冲击由外界阻力F引起；图1-7为制动型液压冲击，冲击因换向阀由左位突移至中位引起。

3.液压冲击的控制措施

（1）阀口突然关闭产生的压力冲击的防止

对于阀口突然关闭产生的压力冲击，可采取下列措施：

1）减慢换向阀的关闭速度，即增大换向时间t。若使执行器制动的换向时间t>0.2s，冲击压力就可大大降低，在液压系统中可采用换向时间可调的换向阀。

图1-6 阻力型液压冲击

图1-7 制动型液压冲击(www.daowen.com)

2）增大管径，减小流速v₀，从而可减小Δv，以减小冲击压力Δp。一般可将管道流速限制在4.5m/s以下。

3）缩短管长，避免不必要的弯曲，或采用软管。

4）在滑阀完全关闭前，减慢液体的流速。

（2）运动部件突然被制动、减速或停止时产生液压冲击的防止

运动部件突然被制动、减速或停止时，产生液压冲击的预防措施（如液压缸）：

1）在液压缸的入口及出口处设置反应快、灵敏度高的小型安全阀（直动型）。在中、低压系统中，其调整压力为最高工作压力的105%～115%；在高压系统中，其调整压力为最高工作压力的125%，这样可以防止冲击压力不会超过上述调节值。

2）在液压缸的行程终点采用减速阀，这样会由于缓慢关闭油路而缓和液压冲击。

3）限制运动部件的速度，运动部件速度一般不超过10m/min。

4）在液压缸端部设置缓冲装置（如单向节流阀）控制液压缸端部的排油速度，使液压缸运动到缸端停止时，平稳无冲击。

5）在液压缸回油控制油路中，设置平衡阀和背压阀，以控制快速下降或水平运动的突然向前的冲击，并适当调高背压压力。

6）采用橡胶软管吸收液压冲击能量，在易产生液压冲击的管路位置，设置蓄能器吸收冲击压力。

7）采用带阻尼的液动换向阀，并调大阻尼，即关小两端的单向节流阀。

8）可适当降低润滑压力。

9）液压缸缸体孔配合间隙（间隙密封时）过大或者密封损坏，而工作压力又调得很大时，易产生冲击，这时可采取的办法是更换活塞或活塞密封件并适当降低工作压力。