淺談機(jī)械液壓系統(tǒng)的節(jié)能特性及優(yōu)勢

周文武

摘要：機(jī)械液壓系統(tǒng)在工業(yè)領(lǐng)域當(dāng)中的應(yīng)用十分廣泛，不僅能夠有效提升系統(tǒng)運(yùn)作效率，而且隨著新技術(shù)的更新還能在很大程度上實(shí)現(xiàn)節(jié)能環(huán)保效能，促進(jìn)系統(tǒng)升級?；诖?，在實(shí)際應(yīng)用機(jī)械液壓系統(tǒng)的時候，需要對其節(jié)能性質(zhì)進(jìn)行有效的分析和掌控，發(fā)揮系統(tǒng)的優(yōu)勢拓寬應(yīng)用領(lǐng)域，將信息技術(shù)以及人工智能科技等應(yīng)用到工業(yè)應(yīng)用當(dāng)中，繼而為社會的發(fā)展提供動力。本文主要研究機(jī)械液壓系統(tǒng)的節(jié)能性以及優(yōu)勢。

關(guān)鍵詞：機(jī)械液壓系統(tǒng);節(jié)能性;優(yōu)勢

0? 引言

隨著我國工業(yè)技術(shù)的發(fā)展以及工程建筑類型的多樣化，機(jī)械液壓系統(tǒng)的升級和更新速度也逐漸加快。想要充分發(fā)揮機(jī)械液壓系統(tǒng)的工作效能，除了要對其自身的特定進(jìn)行分析之外，還需要有效掌控其節(jié)能的特點(diǎn)，將最新技術(shù)和最新環(huán)保理念應(yīng)用到系統(tǒng)的升級和維護(hù)當(dāng)中，不斷拓寬機(jī)械液壓系統(tǒng)的應(yīng)用范圍，促進(jìn)系統(tǒng)設(shè)計工藝的更新，在有效提升機(jī)械液壓系統(tǒng)工作效率的同時，為工業(yè)行業(yè)的有效進(jìn)步奠定基礎(chǔ)。

1? 機(jī)械液壓系統(tǒng)的特征和節(jié)能要點(diǎn)分析

1.1 特征

在實(shí)際應(yīng)用中，常見的液壓系統(tǒng)包括兩種類型，即工程機(jī)械液壓以及工業(yè)液壓。兩種液壓系統(tǒng)均具有以下特征：首先，液壓的原件體積較小，在重量上要進(jìn)行嚴(yán)格有效的控制，因此實(shí)際安裝的過程中空間要求并不高，靈活布置是關(guān)鍵。其次是液壓泵一般由柴油機(jī)來進(jìn)行控制，其幅度較寬，而且荷載變化非常明顯。再次是液壓的工作環(huán)境一般都較為惡劣，而液壓過程中所產(chǎn)生的油污在一定程度上會對環(huán)境造成破壞。雖然液壓罐體自身的體積并不大，但是油體在經(jīng)過多次循環(huán)之后，會很難冷卻。最后是液壓系統(tǒng)通常都被設(shè)置在室外進(jìn)行，作業(yè)環(huán)境也相對較差。

1.2 機(jī)械液壓系統(tǒng)的節(jié)能技術(shù)分析

首先是排量控制技術(shù)。從當(dāng)前液壓系統(tǒng)的節(jié)能調(diào)節(jié)技術(shù)來看，排量技術(shù)是關(guān)鍵。該項(xiàng)技術(shù)主要集中于研究排量集中方面的問題，能夠?qū)σ恍毫^大的程序進(jìn)行移動位移控制，使以往的排量能夠從兩個端口有序留出，從而達(dá)到節(jié)能控制的目的。而流量控制也分為兩種，正流量控制和負(fù)流量控制。其中，正流量控制主要是對節(jié)流速度的調(diào)節(jié)，能夠直接控制系統(tǒng)中心設(shè)備的徑流量，但是由于系統(tǒng)中各部件以及閥門具有結(jié)構(gòu)性設(shè)置，流量控制的效果也參差不齊。而負(fù)流量控制則有效地解決了這一問題，能夠在減少與閥門碰撞對接的情況下有序地增加流量的反應(yīng)速度，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)能效果[1]。

其次是負(fù)載敏感控制系統(tǒng)。該控制系統(tǒng)首先具有泵排量結(jié)構(gòu)特征，不僅有效地調(diào)節(jié)了壓差模式，而且還在很大程度上解決了壓力之間不平衡的問題。該系統(tǒng)在運(yùn)行的過程中工作原理一般為，一旦彈簧壓力與先導(dǎo)壓力出現(xiàn)不平衡的時候，研究變量控制系統(tǒng)中的滑閥就可能出現(xiàn)偏移的情況，緊接著泵系統(tǒng)也會出現(xiàn)偏移，繼而起到負(fù)負(fù)得正的目的。但是該控制系統(tǒng)也存在一些問題，比如一旦閥門沒有完全閉合，泵結(jié)構(gòu)的供油能力就會下降，當(dāng)系統(tǒng)沒有對流量進(jìn)行明確要求的情況下，系統(tǒng)的負(fù)荷就會加重，而且各個零部件的運(yùn)行效率也會隨之降低，從而影響機(jī)械操作的靈活性和協(xié)調(diào)性，降低設(shè)備的使用壽命。

2? 機(jī)械液壓系統(tǒng)的優(yōu)勢分析

2.1 實(shí)現(xiàn)了機(jī)電一體化控制

隨著我國科學(xué)技術(shù)的逐漸發(fā)展，部分自動化產(chǎn)品的生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)逐漸提升，其中一大部分功勞要依賴于液壓控制系統(tǒng)的有效應(yīng)用。而且伴隨著后續(xù)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)以及人工智能技術(shù)有效的應(yīng)用，機(jī)電液壓比例以及液壓系統(tǒng)的配置也日漸升級，變得更加智能化和多元化。例如液晶顯示器、液晶電視的生產(chǎn)，都是液壓技術(shù)革新的標(biāo)致，均實(shí)現(xiàn)了機(jī)電一體化控制。通常情況下，計算機(jī)系統(tǒng)能夠?qū)Πl(fā)動機(jī)以及液壓系統(tǒng)中的參數(shù)進(jìn)行全面細(xì)致的覆蓋，并對其中的數(shù)據(jù)和參數(shù)進(jìn)行有效識別，檢測系統(tǒng)中各項(xiàng)配件是否處于正常運(yùn)行的狀態(tài)。以液壓挖掘機(jī)為例，整個系統(tǒng)已經(jīng)趨于成熟，因此其對駕駛員的操作并沒有設(shè)定太多或者是太嚴(yán)格的要求，無論操作地面是否平整，是否具有一定的坡度，整個系統(tǒng)都能夠在一定程度上實(shí)現(xiàn)半自動化操作，不僅極大地提升了工作效率，而且還能在控制的過程中實(shí)現(xiàn)故障檢修，有利于優(yōu)化環(huán)保技術(shù)的應(yīng)用效果[2]。

2.2 柴油機(jī)EFI控制效率明顯升級

當(dāng)前我國工業(yè)發(fā)展過程中采取的柴油機(jī)大多是以共軌和電控噴油等技術(shù)來實(shí)現(xiàn)的，而且應(yīng)用的范圍也越來越廣泛，逐漸應(yīng)用到機(jī)械和汽車行業(yè)等領(lǐng)域，為工業(yè)技術(shù)的有序更新奠定了基礎(chǔ)。在該技術(shù)實(shí)際應(yīng)用的過程中，負(fù)載大小一般是利用噴油時間進(jìn)行控制的，由執(zhí)行單元、控制單元以及傳感器等幾個要素構(gòu)成。整個系統(tǒng)應(yīng)用的根本任務(wù)是為了能夠?qū)娚湎到y(tǒng)的電子工作方式進(jìn)行控制，例如系統(tǒng)將檢測到的參數(shù)、溫度以及壓力數(shù)據(jù)等信息匯總到計算機(jī)內(nèi)，并與系統(tǒng)內(nèi)存儲的數(shù)據(jù)進(jìn)行比對和分析，從而使柴油機(jī)始終處于一個最佳的工作狀態(tài)。

2.3 多路閥組合控制效率得到了優(yōu)化

在機(jī)械油壓系統(tǒng)中，多路閥的應(yīng)用較為常見，該系統(tǒng)能夠依托傳感器的優(yōu)勢直接進(jìn)入到供油系統(tǒng)當(dāng)中，有效地根據(jù)壓力、流量等數(shù)據(jù)信號進(jìn)行系統(tǒng)的充足和升級，從而達(dá)到控制反饋單元和控制負(fù)荷傳感閥的目的。在實(shí)際應(yīng)用的過程中，要求技術(shù)人員將一個獨(dú)立的接口直接接通到閥門當(dāng)中，并利用相應(yīng)技術(shù)對閥門附近的各個部件進(jìn)行有效的清理和參數(shù)分析，保證其具有一定的工作效力，從而實(shí)現(xiàn)對流量負(fù)載感應(yīng)的有效控制[3]。

2.4 油泵多功能組合控制

機(jī)械液壓系統(tǒng)想要真正地實(shí)現(xiàn)節(jié)能控制，最關(guān)鍵的是要打造一個更為節(jié)能的工作環(huán)境，燃油泵節(jié)能組合措施就很好地滿足了這一要求。其主要功能集中于功率控制以及壓力切斷等幾個方面。而且隨著科學(xué)技術(shù)的逐漸發(fā)展，當(dāng)前也出現(xiàn)了很多泵控組合，使得市場上的微電子技術(shù)在液壓系統(tǒng)中的應(yīng)用越來越廣泛，使一些復(fù)雜的非線性問題得到了有效的解決。除此之外，該模式操作下的液壓系統(tǒng)還能夠直接對計算機(jī)進(jìn)行控制和模仿，并將油泵功率以及發(fā)動機(jī)的輸出功率進(jìn)行有效的組合設(shè)定，在降低燃料能耗的同時，也極大地提升了工作效率。

3? 機(jī)械液壓節(jié)能系統(tǒng)的應(yīng)用分析

3.1 變量泵節(jié)能系統(tǒng)的應(yīng)用

液壓系統(tǒng)其本身的設(shè)計結(jié)構(gòu)復(fù)雜，因此在應(yīng)用的過程中也會遇到很多復(fù)雜多變的情況，整個施工過程也會受到相對的影響，影響施工進(jìn)度和施工效率?；诖?，在節(jié)能設(shè)計中采取變量泵技術(shù)，利用其中僅有的一個排量控制對象，在承接不同控制方式的時候，利用其不同的輸出性能，限制其輸出量，繼而對排量進(jìn)行有效的管控，實(shí)現(xiàn)節(jié)能的目的。具體來講在排量控制的方面，可以直接更改變量泵的排量，實(shí)現(xiàn)正流量控制和負(fù)流量控制。正流量控制系統(tǒng)是在負(fù)流量控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上不斷發(fā)展起來的，能夠利用手柄的先導(dǎo)壓力實(shí)現(xiàn)閥門轉(zhuǎn)向輸出，繼而實(shí)現(xiàn)流量的控制和調(diào)節(jié)[4]。

3.2 電液比例控制節(jié)能

在部分機(jī)械工程中，信號量的輸出是十分龐大的，但是由于信號本身具有非穩(wěn)定性，因此需要利用測定電液比例的方式來液壓系統(tǒng)的節(jié)能。其核心原理就是電信號的液壓參數(shù)是固定的，但是隨著其響應(yīng)系統(tǒng)的更新，靈敏程度也相對較高，對于節(jié)能管理來講具有絕對的優(yōu)勢。在具體的實(shí)踐中，隨著科學(xué)技術(shù)的逐漸發(fā)展，如今的電液比例逐漸朝著自動化掌控的趨勢發(fā)展，計算機(jī)系統(tǒng)直接能夠?qū)C(jī)械液壓系統(tǒng)中的各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行有效的監(jiān)控和分析，智能化以及及數(shù)字化程度非常高。而且與傳統(tǒng)人力測試相比，智能化電液比例控制節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用，也極大地實(shí)現(xiàn)了環(huán)保功能，防止廢氣或其他有害物質(zhì)污染環(huán)境。

3.3 混合動力控制節(jié)能

在工程機(jī)械液壓系統(tǒng)中，隨著計算機(jī)的有效發(fā)展，液壓系統(tǒng)能夠直接與計算機(jī)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)智能化控制，并對液壓系統(tǒng)內(nèi)部的各項(xiàng)參數(shù)以及具體流程進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控，防止故障發(fā)生。而且由于計算機(jī)系統(tǒng)能夠讀工程機(jī)械的動力進(jìn)行有效調(diào)節(jié)，可以讓液壓系統(tǒng)隨時切換工作方式，使其能夠隨時保持高效、節(jié)能的工作狀態(tài)，防止能量的浪費(fèi)。而且混合動力系統(tǒng)中串聯(lián)系統(tǒng)無法和傳動系統(tǒng)直接進(jìn)行接觸，能夠保障裝置的穩(wěn)定性，延長其使用壽命。例如，如果混合動力系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速偏低，無法承載外界較高的荷載力，計算機(jī)就可以通過調(diào)節(jié)系統(tǒng)的工作屬性，來降低其工作頻率。除此之外，每一個動力系統(tǒng)在分析的過程中都需要以安全保障為最重要的依托，因?yàn)橐坏┏霈F(xiàn)定位的偏差，勢必會引發(fā)后續(xù)的蝴蝶效應(yīng)使整個系統(tǒng)的工作效能發(fā)生改變?；诖?，混合動力裝置還可以將傳動軸與液壓泵相連，使得油液泵能夠直接進(jìn)入到壓縮器當(dāng)中，提升氮?dú)馑惺艿膲毫?，使液壓系統(tǒng)成為動力源的角色設(shè)定，延長設(shè)備使用壽命的同時，防止廢氣對環(huán)境造成污染。

3.4 軋鋼生產(chǎn)線液壓系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)

機(jī)械液壓系統(tǒng)在工程建設(shè)領(lǐng)域的應(yīng)用范圍很廣，以鋼廠所涉及的機(jī)械液壓系統(tǒng)為例，液壓馬達(dá)和液壓缸為數(shù)眾多，而液壓站的比例也就相對分散。在實(shí)際應(yīng)用的過程中，要求技術(shù)人員盡量將就近的、同類型的液壓設(shè)備納入到同一液壓系統(tǒng)當(dāng)中，以防止裝機(jī)容量下降的問題。而在設(shè)計液壓系統(tǒng)的時候，也要求技術(shù)人員將節(jié)能生產(chǎn)工藝融入其中，在充分了解工藝順序、液壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)以及生產(chǎn)參數(shù)的情況下，不單獨(dú)設(shè)立備用泵組。同時，在設(shè)計中要體現(xiàn)蓄能器的重要性能，及時為液壓系統(tǒng)補(bǔ)充能量，以降低電機(jī)功率，節(jié)省投資成本。在準(zhǔn)備工作充足的情況下，需要考慮負(fù)載敏感系統(tǒng)等問題，有效強(qiáng)化泵與泵之間的匹配度，繼而完善機(jī)械液壓系統(tǒng)的節(jié)能功效[5]。

4? 結(jié)束語

隨著工業(yè)技術(shù)的逐漸發(fā)展，機(jī)械液壓系統(tǒng)的節(jié)能特性也越來越突出，不僅極大地改良了以往復(fù)雜的工作環(huán)境，而且還在一定程度上提升了工作效率，使得技術(shù)的應(yīng)用得到明顯升級?；诖耍夹g(shù)人員在實(shí)際應(yīng)用的過程中，還需要有效分析機(jī)械液壓系統(tǒng)的優(yōu)勢，將計算機(jī)科技、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)以及人工智能技術(shù)等結(jié)合到液壓系統(tǒng)當(dāng)中，實(shí)現(xiàn)對流量等數(shù)據(jù)的實(shí)時監(jiān)控。同時，還需要拓寬機(jī)械液壓系統(tǒng)的應(yīng)用范圍，將生產(chǎn)工藝與系統(tǒng)設(shè)計等操作緊密地結(jié)合在一起，優(yōu)化液壓系統(tǒng)的設(shè)計流程和技能，繼而為整個系統(tǒng)的優(yōu)化升級提供技術(shù)保障。

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