节能回路的对比分析

　　0 引言

　　液压技术经过近几十年快速发展， 在几乎所有的工业门类均得到应用，尤其在机床、钢铁、水利、机械、特车、航天等自动化装备中应用广泛。 但是，随着经济的不断发展，发展所带来的诸如噪声、污染、能耗、气候等环境和健康问题日益突出， 环境问题已经成为全球关注的焦点。 环境的核心是能源的消耗，液压机构作为能量转换装置，因其实际使用中的多执行机构、多变负载工况造成系统效率低、 能量损耗大的问题。 系统节能、 以及如何提高系统效率一直是液压技术领域研究的重点、技术制高点和产品竞争核心。

　　我国的液压技术由于受限于整体工业基础和核心技术，现有工业产品所应用的液压系统效率不高、能量消耗较大；在现有的国际形式下，将严重影响我国产品在国际市场上的竞争能力。 所以，总结现有的节能研究成果、分析各种节能方案的节能效果、推动节能思想的普及和节能技术的主动应用具有十分重要的意义。

　　1 能源消耗的几个渠道和方式

　　如图 1 所示，完整的液压系统包括多个环节（或部分）：原动机环节、液压动力环节、液压控制环节、执行机构环节、辅助环节（作为液压系统构成的冷却器、滤油器、阀块等）、机械机构环节，各环节均有效率的问题。

　　原动机环节能量消耗主要体现为电功消耗和机械效率。 目前，我国电动机产品效率比国外先进水平平均低约 2%～3%。 此外，电动机的效率与它拖动的负载有关，从节能而言，希望电动机的负载接近电动机的最高效率时的输出功率。

　　液压动力（主要指液压泵）环节能量消耗主要体现为机械效率、容积效率。 常用、常见的齿轮泵、叶片泵、柱塞泵各有特点，可以适应不同应用场合的需要。 在额定工况条件下， 柱塞泵的容积效率和机械效率与其它两种泵比较是最高的； 齿轮泵和叶片泵的容积效率相近，叶片泵的机械效率略高于齿轮泵。

　　液压控制环节能量消耗主要体现为节流损失。 安全阀溢流、阀口压力损失、管路压降、元件泄漏均为节流损失。 目前普遍使用的定量泵恒压节流调速系统整体效率经常在 30%~40%以下，甚至更低。

　　执行机构环节， 对于马达来说有容积效率和机械效率，对于液压缸主要指机械效率。 齿轮式、叶片式、柱塞式马达的容积效率和机械效率特性比较， 与其同类泵的相似。 任何一种泵或马达都有在一定条件下的高效率区，应当选取在这一区域中工作。 液压缸的机械效率主要受到密封形式和密封件性能的影响。

　　辅助元件环节的能量消耗主要反映的节流损失。系统选取时要注意流量匹配。