节能技术在液压系统中的应用

　　0 概述

　　随着能源的日益紧缺，节能无疑具有十分重要的现实意义。在设计液压系统时，设计人员更多的是将注意力集中在实现系统的功能和提高可靠性上，在能耗方面考虑得不够多，由此不但造成液压油温度升高而增大了泄漏量，降低了密封效果，危及到装备使用的可靠性和安全性，而且这也是与当前建设节约型社会不相符的。因此，应该将节能技术应用到液压系统的每个环节，对于已有装备，应用已发展成熟的节能技术进行改造;对于正在设计中的液压系统，要充分考虑对整个系统节能控制，避免以后不必要的损失，延长装备的使用寿命，提高系统工作的可靠性。基于此，从分析液压系统能量损失的原理出发，介绍了几种高效的节能措施，并对它们的应用前景进行了展望。

　　1 液压系统的能耗分析

　　液压系统包括五大部分：(1)能源装置;(2)执行装置;(3)控制调节装置;(4)辅助装置;(5)传动介质。每一个环节功能的实现都是通过能量来驱动的，工作过程的三次能量转换包括在液压泵中形成高压油时机械能转换为压力能，将压力能转换为机械能驱动执行装置工作以及高压油经过系统各液压元件时的热量。能量的转换过程必然伴随着能量损失。整个液压系统的能量利用情况可用系统的总效率η来表示：

　　式中η_e———电动机的效率;

　　η_p———液压泵的总效率;

　　η_a———液压执行器的总效率;

　　η_c———液压回路总效率;

　　η_cp———回路的压力效率;

　　η_cv———回路的容积效率;

　　p1、Q₁———负载压力、流量;

　　p_p、Q_p———液压泵的输出压力、流量;

　　Δp、ΔQ———液压油输送过程中产生的总压力损失和旁路流量。

　　由上述4 个公式可看出：液压系统的总效率是电动机、液压泵、液压执行器和液压回路等的效率之乘积，任一项效率的降低都会影响液压系统的总效率，只有当所有项都为最高值时，总效率才会最高。

　　2 液压系统的节能措施

　　液压系统能好的主要原因是压力损失和旁路损失，节能的目的就是减少这两种损失提高整个系统的效率。下面从主动使用能源节能和能量回收节能两大方面介绍了比较实用的措施。

　　2.1 选择高效率低能耗的液压泵

　　泵作为初次能量转换装置，对液压系统的总效率影响很大。选择合适的动力源，对提高能源利用率非常重要。常用液压泵的效率，如表1 所示，可以看出，从节能的目标出发，柱塞泵运行效果最好，其次是螺杆泵，叶片泵、齿轮泵次之。对于复杂，流量精度要求比较高的系统应尽量选择组合泵源，通过变频调速可以使效率更高，输出功率也可以适时调节。