液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與節(jié)能技術(shù)研究

侯福良

摘要：文章總結(jié)了幾方面經(jīng)驗(yàn)指導(dǎo)設(shè)計(jì)與考慮液壓系統(tǒng)的節(jié)能問題，在這個基礎(chǔ)上具體分析了在不同的條件下，需要面對不同使用條件選用合理液壓回路，這就能夠很好地解決在這一過程中所能面臨的一系列問題，有針對性地予以解決。

關(guān)鍵詞：液壓系統(tǒng)；節(jié)能設(shè)計(jì)；液壓回路

中圖分類號：TP273 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-2374（2013）12-0098-02

在我們的設(shè)計(jì)中，我們需要關(guān)注的要點(diǎn)是速度、方向要求及其調(diào)節(jié)功能，與此同時我們還需要關(guān)注其需要達(dá)到的目標(biāo)。設(shè)計(jì)這一過程我們主要的關(guān)注點(diǎn)就是節(jié)能問題，在當(dāng)前要求建設(shè)和諧社會的大的環(huán)境下有著現(xiàn)實(shí)的意義。在這里我們實(shí)現(xiàn)液壓系統(tǒng)的無用功會使系統(tǒng)的總效率下降、油溫升高、油液變質(zhì)。我們需要實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)就是在假定的正常條件下溫度上升15℃會使礦物油使用壽命降低90%，導(dǎo)致液壓設(shè)備發(fā)生故障。因此，我們就要求我們需要在設(shè)計(jì)中關(guān)注這一問題的解決，必須多途徑地考慮怎樣降低系統(tǒng)的功率損失。下面我們做以具體分析：

1 液壓回路的選取

首先我們需要考慮選取方面，在這方面的選擇至關(guān)重要，這是我們設(shè)計(jì)的前提與基礎(chǔ)，需要我們的設(shè)計(jì)人員很好的技術(shù)支持。在一般情況下我們所要選取的是傳動效率較高的液壓回路和適當(dāng)?shù)恼{(diào)速方式。我們現(xiàn)在的技術(shù)條件下，廣大廠家運(yùn)用相對比較普遍的就是定量泵節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)，但其的效率是較低的（η<0.385），這是因?yàn)槎勘门c液壓缸的效率分別為85%與95%左右，方向閥及管路等損失約為5%左右，在這樣的情況下很容易產(chǎn)生的狀況就是即使采用了這樣的技術(shù)手段，仍存在最低的25%的功率損失。還有就是在這一過程中一定會存在50%的浪費(fèi)情況，這些因素是造成溫度上升的關(guān)鍵。所有的情況也不是絕對的，也存在有在個別情況下的差異情況，液壓系統(tǒng)的效率還取決于外負(fù)載。那么我們就會發(fā)現(xiàn)如果是在這樣條件下就是要求我們的同種回路，當(dāng)負(fù)載流量與泵的最大流量比值大時，才能實(shí)現(xiàn)較高的效率。

2 定量泵節(jié)流調(diào)速回路的溢流損失

機(jī)械不是永動的，它會有暫時性的停止，在這樣的情況下我們就會發(fā)現(xiàn)液壓系統(tǒng)中的液壓泵空載運(yùn)轉(zhuǎn)，而不是頻繁啟閉電機(jī)。這樣是節(jié)能的要求，有助于我們實(shí)現(xiàn)極大地降低能耗，也即是機(jī)械的溫度得以降低。也就在很大程度上提升了使用性能，延長了使用周期。我們現(xiàn)在介紹幾種比較常用典型的卸荷回路。

在通用的情況下我們需要有針對的設(shè)計(jì)我們所需要的回路，實(shí)現(xiàn)我們對回路的要求。這樣的設(shè)計(jì)模式有其優(yōu)越性，但是我們也能發(fā)現(xiàn)其明顯不足，那就是在很大程度上加大了泵的壓力，這對泵的損傷也是易見的。

在另外的情況下我們的設(shè)計(jì)模式將發(fā)生變化，我們一般情況下會采用的模式就是二位二通閥的卸荷回路。當(dāng)我們采用這樣的模式情況下我們就能很好地實(shí)現(xiàn)我們的需要，當(dāng)二位二通閥通電，泵輸出的油液經(jīng)該閥直接流回油箱，液壓泵卸荷。二位二通閥的規(guī)格必須與泵的額定流量相適應(yīng)。因此這種卸荷方式不適用于大流量的場合，且換向時會產(chǎn)生液壓沖擊。通常用于泵的額定流量小于63L/min液壓系統(tǒng)。實(shí)現(xiàn)這一設(shè)計(jì)在技術(shù)上是很容易實(shí)現(xiàn)的，在實(shí)踐中有著很好的效果表現(xiàn)，我們可以在這樣基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)目標(biāo)要求。

3 采用容積調(diào)速回路和聯(lián)合調(diào)速回路

我們經(jīng)常采用的模式就是我們需要實(shí)現(xiàn)的回路，也是利用改變變量泵或變量液壓馬達(dá)的排量來調(diào)節(jié)執(zhí)行元件運(yùn)動速度的回路，這種情況下我們稱之為容積調(diào)速回路。這種技術(shù)條件使我們很好地解決了一系列問題，包括能耗的降低、振動的降低。這種技術(shù)在我們的生產(chǎn)中得到廣泛的使用，是最為廣泛的一種設(shè)計(jì)。

另外一種我們較為常見的技術(shù)設(shè)計(jì)聯(lián)合調(diào)速回路無溢流損失，其效率比節(jié)流調(diào)速回路高，這就是其顯著的優(yōu)勢，這也是一些技術(shù)人員愿意選用的原因。

4 發(fā)揮蓄能器的功用

4.1 輔助動力源

總的工作時間較短的間歇工作系統(tǒng)或在一個工作循環(huán)內(nèi)速度差別很大的系統(tǒng)，使用蓄能器作輔助動力源可降低泵的功率，在這樣的技術(shù)設(shè)計(jì)中很好實(shí)現(xiàn)了能效的降低，很好地解決了我們面臨的一列問題，在現(xiàn)實(shí)的技術(shù)中我們也得到很好的解決。

4.2 回收能量

蓄能器在液壓系統(tǒng)節(jié)能中的一個有效應(yīng)用是將運(yùn)動部件的動能和下落質(zhì)量的位能以壓力能的形式回收和利用，從而減小系統(tǒng)能量損失和由此引起的發(fā)熱。為了解決車輛的啟動、制動中能量的損耗，我們提出的解決方案就是添加蓄能裝置，從而實(shí)現(xiàn)資源的蓄積可利用，很好地做到了環(huán)保，同時實(shí)現(xiàn)資源的有效利用。

5 液壓元件與系統(tǒng)管路的選用

在液壓元件的選用上，效率高、能耗低的液壓元件應(yīng)當(dāng)成為我們的首選。在我們的生產(chǎn)中我們發(fā)現(xiàn)采用效率高的變量泵，根據(jù)負(fù)載的需要改變壓力，在很大程度上可以實(shí)現(xiàn)能耗的極大節(jié)約；選用集成閥以減少管連接的壓力損失；選擇壓降小、可連續(xù)控制的比例閥。這些在技術(shù)上的革新在很大程度上提高了能效，實(shí)現(xiàn)了資源的最優(yōu)化使用，確保了我們的效率的提高。

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（責(zé)任編輯：葉小堅(jiān)）