液压传动系统的节能设计

　　液压传动系统节能设计就是用最小的输入能量确保系统一定的输出功率,达到高效、可靠运行的目的。液压系统的功率损失会使系统的总效率下降、油温升高、油液变质,导致液压设备发生故障。

　　在液压系统中,执行机构输出的有效功率与输入动力装置功率的比值,称为系统总效率。即

　　式中　η_p,η_z———能量转换效率,(ηp为动力装置的总效率,ηz为执行机构的总效率);

　　η_c———系统回路效率;

　　P_pi———动力装置的输入功率;

　　P_P0———动力装置的输出功率;

　　P_zi———执行机构的输入功率;

　　P_z0———执行机构的输出功率。

　　1　选择匹配适应性的动力源,提高系统回路效率

　　液压传动系统过剩的流量损失和过剩的压力损失是产生液压系统功率损失的根本原因,必须注意到其中也包含了实现控制功能所需的合理限度的耗损值。系统的节能就是研究如何使这两块值尽可能地减少,从而提高系统工作效率。

　　在液压系统中,执行机构输入功率与动力装置(简称动力源)输出功率的比值,称为系统回路效率。即

　　式中　pL,qL———分别为执行机构的输入压力、流量。

　　ppqp———分别为动力装置的输出压力、流量。

　　不同工况时液压设备的能量消耗往往有很大差别。供过于求,动力源的输出流量过剩和压力过剩,是造成能耗的根本原因。所以选择匹配适应性的动力源是提高回路效率的最有效办法。表1为4种液压动力源回路效率比较。①定量泵恒压源的缺点是匹配效率最低,但是简单实用,从社会总效率考虑,不少场合仍有其应用价值。②压力适应动力源可借助定量泵实现,具有定量泵的所有特点。由于泵不是总处于高压下运行,故运行条件得到改善,有利于泵的使用寿命,是一种较有发展的动力源。③流量适应动力源需要价格较贵的变量泵才能实现。泵的调节比阀的调节麻烦,最低稳定流量更难控制,这种动力源适用于流量多变而压力变化小的系统。④功率适应动力源匹配效率最高,能量得到充分的利用,节能效果最好,但是需要质量要求高且昂贵的功率适应变量泵,适用于负载多变的中等功率系统。

　　另外,液压系统的效率还取决于负载。同一种回路,当负载流量与泵的最大流量比值大时回路的效率高。力求达到负载流量与泵的流量的匹配。

　　2　研制和采用节能回路,提高系统回路效率