浅析变量泵节能原理及应用

　　随着人们对环保要求的不断提高，工程机械的节能性指标越来越受到用户的重视。对用户来说，在使用过程中，节能性好的工程机械不仅能够节约大量的燃油，还可以提高发动机的功率、利用率和传动元件的寿命及可靠性，减少机器故障率和维修成本，提高用户的投资回报率，对企业来说，则可以增强产品的竞争优势。

　　液压技术的应用大大提高了工程机械的节能效果。据统计，两台功率相当的装载机，使用静液压传动的可比机械传动的可节约燃油 60% ～70%，液压技术的节能效果可见一斑。液压泵是液压系统的“心脏”，其性能的好坏对整个液压系统的节能效果有着重要的影响。

　　1　节流调速回路能耗分析

　　节流调速的基本原理是调节液压回路中节流元件的液阻大小和配置分流支路，以控制进入执行元件的流量和工作速度。

　　图1为由定量泵、节流阀和溢流阀组成的液压调速回路简图，节流阀和溢流阀在调速过程中要产生能量损失。忽略定量泵吸油口负压力，有的功率损失，或者说是定量泵的输出压力相对于负载压力过剩而造成的能量损失 ;溢流损失功率ΔNs是泵的输出流量相对负载有流量过剩而造成的能量损失。液压系统的效率为

式中N_b—泵输出功率;

　　P_b—泵出口压力;

　　Q_b—泵输出流量。

　　当溢流阀工作时流量方程为:

　　油液通过溢流阀产生的功率损失为

　　油液通过节流阀产生的压力损失为

式中K— 节流阀流量系数 ;

　　A—节流阀开口面积 ;

　　m—与节流口形式有关的系数。

　　节流阀处的功率损失为

　　负载消耗的功率为

　　此时定量泵的输出功率N_b分成三部分：负载消耗的功率N_L、节流损失功率ΔN_c和溢流损失功率ΔN_s，即

　　其中负载的输入功率NL为系统输出的有用功;节流损失功率ΔNc为负载流量流过节流阀时因压降产生的功率失，或者说是定量泵的输出压力相对于负载压力过剩而造成的能量损失 ;溢流损失功率ΔNs是泵的输出流量相对负载有流量过剩而造成的能量损失。

　　液压系统的效率为

　　由式(8) 可知，要提高液压回路的效率，应从降低节流能耗损失(压力过剩)和溢流能耗损失(流量过剩)两个主要因素着手，如果能够使泵的输出压力和流量都能随负载压力和速度的变化自动调节而不产生过剩，就可以使泵产生的功率得到充分利用，达到节能的目的，这就是负载敏感型变量泵节能的理论基础。