淺談液壓傳動(dòng)系統(tǒng)中的節(jié)能技術(shù)

徐　元

淺談液壓傳動(dòng)系統(tǒng)中的節(jié)能技術(shù)

徐元

（沈陽理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，遼寧沈陽 110159）

在能源資源越來越稀缺以及節(jié)能意識(shí)不斷提高的大背景下，節(jié)約能源，開發(fā)節(jié)能減排技術(shù)是目前機(jī)械行業(yè)研發(fā)的主要課題。液壓技術(shù)是機(jī)械行業(yè)的基礎(chǔ)技術(shù)，研發(fā)液壓傳動(dòng)系統(tǒng)中的節(jié)能技術(shù)是機(jī)械行業(yè)尋求節(jié)能技術(shù)的重要手段，對(duì)促進(jìn)機(jī)械行業(yè)節(jié)能事業(yè)發(fā)展具有極大的推動(dòng)作用。針對(duì)液壓傳動(dòng)系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)的主要原理進(jìn)行分析，從而為液壓傳動(dòng)系統(tǒng)中節(jié)能技術(shù)提出相關(guān)建議。

液壓傳動(dòng)系統(tǒng)；節(jié)能技術(shù)；技術(shù)研究

液壓機(jī)是通過液體壓力產(chǎn)生能量傳遞的機(jī)器，是機(jī)械制造業(yè)中不可缺少的加工設(shè)備。液壓機(jī)廣泛應(yīng)用于飛機(jī)汽車等工業(yè)制造部門，對(duì)液壓傳動(dòng)系統(tǒng)中的節(jié)能技術(shù)進(jìn)行研究，能夠極大提高液壓機(jī)使用效率、降低能效，從基礎(chǔ)技術(shù)層面為機(jī)械制造業(yè)提供新發(fā)展契機(jī)，促進(jìn)機(jī)械制造業(yè)的節(jié)能高效。

1　液壓傳動(dòng)系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)的意義

液壓系統(tǒng)的工作原理是借助于液體負(fù)載中產(chǎn)生的阻力綜合壓力，讓兩者之間平衡，滿足動(dòng)力傳輸工作的要求。在實(shí)際操作中往往側(cè)重液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的拖動(dòng)調(diào)節(jié)功能，忽略能源消耗以及液壓系統(tǒng)的工作效率，以致于液壓系統(tǒng)在運(yùn)行中存在諸多問題。例如：運(yùn)行效率未能達(dá)到特定值、系統(tǒng)消耗能量過大以及在運(yùn)行中元件發(fā)熱升溫等不良情況，這些不良情況造成了大量能源的浪費(fèi)，同時(shí)也容易引起主機(jī)熱變形，影響機(jī)械設(shè)備功能的發(fā)揮以及使用壽命的延長(zhǎng)?；谀壳耙簤簜鹘y(tǒng)系統(tǒng)中存在的問題，應(yīng)積極研究、改良液壓傳動(dòng)系統(tǒng)，采用節(jié)能技術(shù)，提高液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的工作品質(zhì)。節(jié)能技術(shù)下的液壓傳動(dòng)系統(tǒng)不僅具備穩(wěn)定的運(yùn)行系統(tǒng)，且能夠做到節(jié)能減排，高效益，低能耗。

2　液壓傳動(dòng)系統(tǒng)節(jié)能的理論依據(jù)

液壓傳統(tǒng)系統(tǒng)中拖動(dòng)調(diào)節(jié)功能時(shí)，主要的工作流程如下：電能帶動(dòng)、機(jī)械能運(yùn)作、液壓能推進(jìn)、機(jī)械能做能量轉(zhuǎn)移，在能量轉(zhuǎn)換過程中，將會(huì)損失一定的能量。而液壓傳動(dòng)系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)主要是針對(duì)能量轉(zhuǎn)換過程中造成的能量損失進(jìn)行優(yōu)化節(jié)能設(shè)計(jì)，其主要設(shè)計(jì)原理為：①選擇功率強(qiáng)、能耗低的原動(dòng)機(jī)，搭配適中的液壓泵，并與液壓執(zhí)行器共同作用產(chǎn)生能量，從而提高能量轉(zhuǎn)換的使用效率。②通過減小過剩壓力和過剩流量來提高液壓回路效率。其中過剩壓力包含過高供液壓力以及在運(yùn)行中造成的沿程壓力和局部壓力損失；過剩流量包含過多供液流量和系統(tǒng)中的各種泄露，故此，為了達(dá)到提高液壓回路效率可以采取兩種辦法：

a）減少系統(tǒng)中壓力及流量的損耗；

b）減小由于壓力過高而導(dǎo)致的供液壓力剩余以及壓力過多而造成的供液流量浪費(fèi)，促使回路輸入功率與所需要承載的功率適中，從而提高液壓回路效率。

3　液壓傳動(dòng)系統(tǒng)所采取的節(jié)能措施

3.1提升能量轉(zhuǎn)換效率

液壓系統(tǒng)的能量轉(zhuǎn)換效率與各部件，即原動(dòng)機(jī)、液壓泵和液壓執(zhí)行元件的配合緊密程度具有重要影響作用，同時(shí)與使用情況的合理與否有著重要聯(lián)系。提高能量轉(zhuǎn)換效率應(yīng)從以上三種因素的選型、調(diào)試以及維修過程中的科學(xué)選擇、合理使用著手。

首先，注重液壓源與原動(dòng)機(jī)的功率匹配。從節(jié)能的目標(biāo)出發(fā)，在選擇原動(dòng)機(jī)時(shí)應(yīng)側(cè)重選擇高效原動(dòng)機(jī)，以達(dá)到液壓源輸出功率與原動(dòng)機(jī)功率的合理匹配，使原動(dòng)機(jī)的功率得以充分使用。目前，最普遍的是采用功率比較均衡，能夠根據(jù)要求進(jìn)行調(diào)節(jié)控制的液壓泵，其優(yōu)點(diǎn)是可以根據(jù)負(fù)載需求進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)流量和壓力，在原動(dòng)機(jī)長(zhǎng)期處于均衡的功率輸出下，將對(duì)原動(dòng)機(jī)的工作效率以及使用壽命具有積極的促進(jìn)作用，而另一種提升能量轉(zhuǎn)換效率的方法是使用電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的液壓泵，在一個(gè)循環(huán)周期內(nèi)，負(fù)載壓力和流量變化都比較大，為避免功率過高及過低情況，可以適當(dāng)降低電動(dòng)機(jī)功率。其次，在選擇液壓泵時(shí)，應(yīng)根據(jù)流量需求選擇恰當(dāng)容量的液壓泵，如果相反，其工作壓力以及工作流量未能達(dá)到泵機(jī)能的完全釋放，將會(huì)使泵的整體效率下降。最后，由于液壓執(zhí)行元件的節(jié)能可能較小，此處不做贅述。

3.2提高液壓回路效率

通過合理選擇液壓源并設(shè)置合適的卸荷回路以及合理選擇控制元件、系統(tǒng)管路的方法能夠達(dá)到提高液壓回路效率的目標(biāo)。

首先，合理選擇液壓源并設(shè)置合適的卸荷回路。從節(jié)能角度出發(fā)，有四種液壓源可供選擇，即恒壓源、壓力適應(yīng)液壓源、流量適應(yīng)液壓源以及功率適應(yīng)液壓源。在對(duì)這四種液壓源進(jìn)行選擇時(shí)，應(yīng)對(duì)工況進(jìn)行切合實(shí)際的調(diào)查和全面的分析，明確對(duì)負(fù)載壓力的需求以及對(duì)功率和流量區(qū)間的需求。同時(shí)，對(duì)傳動(dòng)效率、社會(huì)總效率進(jìn)行綜合考慮。其次，合理選擇控制元件及系統(tǒng)管路能夠最大限度減少壓力損失，實(shí)現(xiàn)合理使用控制元件主要通過兩種方法，（1）通過科學(xué)選擇元件的型號(hào)。（2）合理調(diào)節(jié)系統(tǒng)壓力，即根據(jù)控制元件在使用過程中可能出現(xiàn)的壓力上限和流量的最大值來選擇合適的規(guī)格。同時(shí)，在選擇管路彎頭時(shí)應(yīng)注意選擇管短且彎頭角度超過90度為最佳。在實(shí)現(xiàn)液壓力正常運(yùn)行的基礎(chǔ)上，控制元件和油路數(shù)，減少系統(tǒng)的繁瑣性，以達(dá)到節(jié)能目標(biāo)。

3.3其他節(jié)能方法

3.3.1蓄能器節(jié)能

在特定的工況下進(jìn)行節(jié)能設(shè)計(jì)，需采用儲(chǔ)備能量的蓄能器作為輔助動(dòng)力源。其對(duì)均衡一個(gè)循環(huán)周期內(nèi)對(duì)壓力油的需求具有重要作用，能夠減少能耗，降低液壓容量，均衡電動(dòng)機(jī)功率等作用。

3.3.2根據(jù)工況選擇液壓元件

特定的工況下進(jìn)行特定功能液壓元件的選擇能夠降低能耗消耗的同時(shí)減少成本，例如：在機(jī)器運(yùn)行中快速與慢速交替使用的工況下，選擇增速缸，使液壓缸流量得以降低，同時(shí)減少運(yùn)行能耗。在運(yùn)行中偶爾和間斷需要高壓力，并且運(yùn)行時(shí)間較短的情況下可以采用增壓器，代替價(jià)格成本較高的高壓泵等其他元件。

4　結(jié)束語

通過分析可知，常見的液壓傳統(tǒng)系統(tǒng)中的節(jié)能設(shè)計(jì)方案，應(yīng)針對(duì)具體工況進(jìn)行具體分析，在進(jìn)行節(jié)能設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)對(duì)不同工況的個(gè)體性進(jìn)行全面分析，以制定適宜的設(shè)計(jì)策略。在我國(guó)工業(yè)快速發(fā)展的今天，追求節(jié)能高效是目前新工業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)，對(duì)液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的節(jié)能技術(shù)研究具有劃時(shí)代的意義，對(duì)節(jié)能技術(shù)的研究具有推陳出新的意義，適應(yīng)新工業(yè)高效、節(jié)能、環(huán)保的發(fā)展目標(biāo)。

［1］ 趙尚福.裝載機(jī)工作裝置液壓系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)研究［J］.吉林大學(xué). 2014，（12）：10-11.

On the Hydraulic System of Energy-Saving Technology

Xu Yuan

In the increasingly scarce energy resources and increasing awareness of energy conservation in the background，energy conservation，development of energy saving technology is a major topic of current research and development of the machinery industry. Hydraulic technology is the basic technology of the machinery industry，the development of energy-saving technology in the hydraulic drive system is an important means machinery industry to seek energy-saving technologies，to promote the development of energy-saving machinery industry has a great role in promoting.This paper analyzed the main principles for the design of energy-efficient hydraulic drive system，which made recommendations to the hydraulic system of energy-saving technologies.

hydraulic drive system；energy-saving technology；technology

TH137

A

1003-6490（2016）06-0057-02

2016-05-29

徐元（1993—），男，遼寧臺(tái)安人，本科在讀，主要研究方向?yàn)闄C(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化。