液压节能技术探讨

　　0　前言

　　液压系统的每个组成部分在系统工作时都会产生能量损失,因此,必须合理使用高效率的液压元件,合理设置和分配元件、管路,正确选择油液,并对系统进行综合调节以提高系统的效率,应用新技术、新材料等方面以达到节能的目的。本文作者从以上几个方面进行简介与展望。

　　1　减少液压系统能量损耗的措施

　　液压系统在将机械能转换成压力能及反转换过程中,总存在能量损耗。为了减少能量的损失,可采取以下措施。

　　1·1　减少元件和系统的内部压力损失

　　1·1·1　在液压系统中,两种不同损失对系统的影响及比较

　　在压力管路中,由于液体流动速率存在稳定和不稳定两种状态,造成在液体流动时产生能量损耗机理的不同。液体在稳定流动状态下的能量损耗:一是由于液体在管路中相对运动;二是由于管路内表面粗糙度和管路横截面的变化;三是由于流动方向的变化。液体在不稳定流动状态下的能量损耗是由于在系统工作时,各元件的瞬间开启和关闭,引起流量变化造成的压力损失以及可压缩流体的能量损耗。

　　1·1·2　合理地布局液压管路,选择合适结构的管件

　　液体流动时管道会产生阻力,为了克服阻力,流动的液体需要消耗掉一部分能量,这种损失称为压力损失。压力损失分为沿程压力损失和局部压力损失。为了减少损失,应依据液压系统的工作压力、流量、工作环境和液压元件的安装位置等选择合适的管件。泵的吸入管路管径不应小于泵的吸入口,泵的排出管路,一般应安装止回阀。一般也应增设旁路,且与吸入管路连通,以防止超载。为减少机械冲击,在泵的吸油口和出油口采用软连接,液压缸等执行元件的两腔采取软管连接。阀间连接一般有下列方式,根据不同要求选择合理的连接方式,如表1所示。

　　1·2　减少液压元件内部损失以及动力源与系统参数不适应造成的匹配损失

　　当液压系统的输出压力、输出流量与执行元件所需的压力、流量不匹配时,会产生溢流损失或压力损失。匹配程度越低,系统效率就越低,能量损失就必然越大。因此需采用节能高效的液压元件及技术。电液比例组合阀。工程机械中高新技术产品和随着市场要求的提高而技术升级的产品中,大量使用电液比例阀,这种阀与定量泵组合使用可减少液压系统的溢流损失,达到压力匹配的目的;与负载敏感变量泵组合使用,可实现压力流量匹配,更多地减少液压系统的能量损失。

　　多种控制形式的变量泵(特别是大中排量液压泵)。如恒压、恒功率、负载传感、电液比例以及上述控制形式的任意组合,用户可根据使用场合和需要达到的目的方便地选择。例如变频调速液压系统,它是定量泵加变频调速电机电液系统,交流变频调速液压系统避免了节流损耗和溢流损耗;另外,交流变频调速液压系统还大大提高了原动机———异步电动机的效率,并显著改善功率因数,是其它液压调速方式所无法比拟的。利用变频器改变泵的转速,使泵的输出流量与系统所要求的相适应,可以使溢流损失降至最低,有效地节约了能量。交流变频调速液压系统在大功率间歇运动的调速系统中,其优越性更为显著。静压驱动技术。静压驱动技术在工程机械的行走传动系统中被广泛采用。牵引部分和行走部分共用一套动力源,很好地实现了功率的匹配。例如其关键元件采用双向变量泵和双向变量马达所构成的自动变速静压驱动系统,方便地实现了车辆的无级调速,具有较好的负载匹配特性,能在相应工况下保持较高的功率利用率及较低的燃油消耗。