液壓傳動系統(tǒng)中的節(jié)能措施研究

李富梅

（甘肅能源化工職業(yè)學院，甘肅 蘭州 730207）

液壓傳動系統(tǒng)在實際工作中發(fā)揮著重要的作用，但是也存在著一定的問題，那就是能源利用率不高，甚至會導致空氣污染，不利于節(jié)能環(huán)保工作的推進。所以，應當對液壓傳動系統(tǒng)進行節(jié)能化改造。在此過程中，應當注重節(jié)能化改造的成本以及節(jié)能化改造的合理性，這樣才能保證液壓傳動系統(tǒng)節(jié)能化改造后的正常運行。

1 節(jié)能設計的意義

在實際工作中，往往比較重視傳統(tǒng)系統(tǒng)的拖動調節(jié)功能，對于其中能源消耗以及工作效率往往不夠重視，這也導致液壓系統(tǒng)在運行過程中產(chǎn)生大量的能源浪費問題。比如，運行效率相對不高，系統(tǒng)消耗的能量過大導致系統(tǒng)中元器件溫度上升甚至受熱變形的現(xiàn)象，這些情況都造成了大量的能源浪費[1]。所以，應當對液壓傳動系統(tǒng)進行節(jié)能化設計，其主要目的是提升液壓傳動系統(tǒng)的工作效率，減少主機發(fā)熱變形的現(xiàn)象，進而減少相關設備的維修成本以及能源消耗。另外，設計液壓傳動節(jié)能系統(tǒng)還可以有效延長系統(tǒng)運行的壽命以及運行效率。目前，相關學者應該對液壓傳動系統(tǒng)在運行過程中所存在的問題進行積極的研究和探討，通過結合實際工作情況進行綜合考量，對液壓系統(tǒng)進行節(jié)能化改造。

2 節(jié)能設計原理

由于液壓傳動系統(tǒng)在運行的過程中會發(fā)生多次能量轉換，這也導致在能量轉換的過程中出現(xiàn)能量損耗現(xiàn)象，所以液壓傳動系統(tǒng)的節(jié)能化設計的關鍵點在于減少能量轉化程序，另外，根據(jù)相關專家學者的研究發(fā)現(xiàn)，液壓傳動系統(tǒng)的能量轉化率可以決定液壓傳動系統(tǒng)的總效率，這也意味著，只有提升液壓系統(tǒng)能量的轉化率，才能有效減少液壓系統(tǒng)在運行過程中所發(fā)生的能源損耗問題[2]。針對此問題，一方面應當選擇工作效率更高的相關設備，工作效率高說明能源轉化率高，從而減少能量的浪費現(xiàn)象，進而解決液壓傳動系統(tǒng)在工作過程中產(chǎn)生的能源損耗問題；另一方面，在液壓傳動系統(tǒng)運行過程中，應當盡量減少過剩壓力和過剩流量，以免造成液壓傳動系統(tǒng)在運行過程中能量的不必要浪費。

3 液壓傳動系統(tǒng)節(jié)能設計的具體措施

（1）提高液壓回路效率。對液壓傳動系統(tǒng)設備的選擇也可以提高能量利用率，進而達到節(jié)能的效果，比如，對相關控制元件，系統(tǒng)管路進行合理化選擇。因此，首先，應當對液壓傳動系統(tǒng)進行合理化設置，所謂的合理化設置是選擇相對合適液壓源以及相對合適的卸荷回路，從節(jié)能的角度來看，有以下幾種液壓源可以選擇：①巨壓源；②壓力適應液壓源；③功率適應液壓源。在對這基礎設備進行選擇的過程中，應當通過先進設備對整個液壓傳動系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)收集和分析，再經(jīng)過相關工作人員對整個液壓傳動系統(tǒng)的評估，將評估意見和數(shù)據(jù)分析結果進行綜合考慮，才能進行相關設備的選擇。在相關設備的選擇方面，應當根據(jù)綜合結果選擇適應液壓傳動系統(tǒng)的相關設備。同時，在選擇相關設備的過程中，應當對液壓傳動系統(tǒng)的傳動效率以及傳動總功率進行綜合考慮；其次，應當選擇合適的控制元件以及系統(tǒng)管路，這樣才能在最大程度上減少能源的損失，合理使用控制元件。主要有以下幾種方法：①通過相關數(shù)據(jù)以及設備運行的實際情況科學選擇原件的型號；②合理調節(jié)系統(tǒng)壓力。根據(jù)相關設備在系統(tǒng)運行過程中可能出現(xiàn)的具體情況來選擇合適規(guī)格的相關設備，比如，只有了解相關設備的壓力需求以及流量的具體值，才能對控制元件做出合適的選擇；最后，在液壓傳動系統(tǒng)運行過程中，如果液壓傳動系統(tǒng)能夠正常運行，那么就有必要減少控制元件或者相關設備的數(shù)量，這樣可以減少系統(tǒng)的復雜性，進而達到節(jié)能減排的目的。

（2）選取匹配程度相對較高的動力源。在實際工作中，液壓系統(tǒng)產(chǎn)生能源損耗的原因在于，液壓系統(tǒng)所產(chǎn)生的壓力大于相關設備所需要的壓力。這種情況是造成能源損耗的普遍狀況。但是，在個別的工作場景中液壓傳動系統(tǒng)的能量損耗形式也不盡相同。這種情況會導致液壓系統(tǒng)產(chǎn)生的壓力與相關設備需求的壓力不一致的現(xiàn)象。針對此現(xiàn)象，應當選擇匹配程度相對較高的動力源。所以，在選擇動力源方面，應當對動力源做適當?shù)牧私鈁3]。首先，定量泵恒壓源的匹配程度相對較低，但是其操作難度相對較低，并且具有一定的價格優(yōu)勢，所以其應用場景仍然相對較廣。如果液壓傳動系統(tǒng)不具有智能化設計的標準，一般情況下應當選擇此動力源；其次，壓力動力源與定量泵恒壓源動力原理基本一致。所以，壓力動力源的匹配程度也不滿足液壓傳動系統(tǒng)的節(jié)能化設計；再次，流量動力源是科技發(fā)展的產(chǎn)物，其科學技術含量相對較高，進而導致其能量轉化率較高，但是流量動力源的不足之處在于它的價格十分昂貴，并且在使用過程中調試過程相對復雜，因此，這種動力源在推廣方面市場前景相對狹隘；最后，功率動力源是當前市場銷售量以及應用場景最廣的動力源，其匹配程度也相對較高。另外在資源利用率上、能源轉化率上以及操作簡便性方面都有其突出之處，所以，在動力源選擇方面應當選擇功率動力源。

（3）減少摩擦所帶來的能量損失。在液壓傳動系統(tǒng)運行的過程中，各元器件會產(chǎn)生一定的摩擦，從而導致能量的損失，所以在此過程中應當減少液壓傳動系統(tǒng)在運行過程中所發(fā)生的摩擦現(xiàn)象，在這方面應當是具體了解摩擦產(chǎn)生的原因和方式。比較常見的摩擦方式具有以下幾種：①液壓油在流動過程中，對管壁或其他相關的器件產(chǎn)生一定的摩擦，既然造成能量損失；②因為液壓閥對液壓油有控制作用，而在控制過程中會對液壓油造成一定的阻礙，因而導致液壓油的運行受阻，進而造成能量損失；③液壓油在傳動過程中，由于元器件之間存在縫隙，從而導致壓力外泄，進而造成能量損失，雖然元器件存在縫隙具有一定的合理性。但是，如果元器件的縫隙過大將會造成壓力的浪費，進而造成能源的浪費。因此在選擇元器件的過程中，應當選擇質量合格且品質相對較高的元器件，這樣元器件在使用過程中，不會發(fā)生縫隙突然增大的現(xiàn)象。

4 液壓傳動系統(tǒng)節(jié)能化設計的主要表現(xiàn)

4.1 調試液壓泵和液壓閥的控制能力

液壓泵和液壓閥的作用是對相關物質起到控制作用，而能量的損失也大多發(fā)生在液壓泵和液壓閥之間。因為液壓泵和液壓閥對相關物質進行控制的過程中，會造成相關物質的運動受到阻礙，進而造成能源浪費現(xiàn)象。因此，液壓傳動系統(tǒng)節(jié)能化設計的設計者，應當對液壓泵和液壓閥的控制能力進行調試，使其控制能力相對適中，不應過于嚴格，這樣在一定程度上可以減少能量的浪費，提升能量的適用率。

4.2 保證液壓泵所產(chǎn)生的動力被負載設備完全利用

液壓傳動系統(tǒng)在能量轉換的過程中，所產(chǎn)生的能源浪費主要是因為，液壓泵所產(chǎn)生的壓力，被其他設備所利用。所以液壓傳動系統(tǒng)在運行過程中能夠用到的有效壓力是有局限性的，這也導致在一定程度上出現(xiàn)能量浪費的現(xiàn)象，所以設計人員應當保證液壓泵所產(chǎn)生的壓力盡量被負載設備所利用，所以，液壓泵的適當選擇也可以節(jié)約能源。

4.3 在液壓系統(tǒng)中安裝蓄能設備

在實際運作的過程中，由于能量的損耗，所以液壓傳動系統(tǒng)所產(chǎn)生的壓力會大于相應設備所需求的壓力，這也是導致能源浪費的主要原因之一。因此，可以對系統(tǒng)運行過程中所產(chǎn)生的過量能量進行儲存，而儲存的能量是可以回收利用的，這種方法可以極大減少能量的損失。比如，可以在液壓傳動系統(tǒng)中安裝液壓蓄能器或者轉子蓄能器，通過相關設備的運行，可以對能量進行存儲，從而在負載設備需要壓力的時候將壓力進行釋放，進而達到接收能源的目的。同時，安裝相關性能設備還不會影響傳動效率，也不會導致系統(tǒng)在運行過程中產(chǎn)生多余的熱量，所以蓄能設備是設計節(jié)能化液壓傳動系統(tǒng)的理想設備。

4.4 對節(jié)能回路加以研發(fā)

在對液壓傳動系統(tǒng)機能化設計過程中可以對節(jié)能回路進行優(yōu)化或者研發(fā)，其目的是通過節(jié)能回路降低系統(tǒng)運行過程中所需要的熱量輸入。為此，應當對動力源以及荷載回路進行有效選擇和設置，以此來保證控制原件以及相關運行方式的合理性。首先，在對動力源加以選擇的過程中，應當選擇適用率相對較高以及操作簡便，價格低廉的動力源，這樣的動力源才是符合實際工作的動力源。如果動力源的價格相對較高，那么一旦發(fā)生損壞及維修成本也會隨之增加。所以在動力源的選擇方面，動力源的價格也是參考因素之一；其次，應當對旁油路截流調整回路進行合理調整，進而使壓力回路降低，并被液壓傳動系統(tǒng)運行效率提供相應的保障。而在實際系統(tǒng)運行優(yōu)化的過程中，需要對管路系統(tǒng)進行適當?shù)膬?yōu)化或者簡化。這樣才能保證液壓傳動系統(tǒng)在運行過程中所產(chǎn)生的能源不被浪費；最后，在系統(tǒng)設置完成之后，應當對液壓傳動系統(tǒng)進行總體調試以及試運行。檢查節(jié)能系統(tǒng)設計的合理性以及實用性，對相關數(shù)據(jù)應當進行記錄并進行隨機抽查，記錄相關節(jié)能系統(tǒng)隨著運行時間的推移及節(jié)能狀態(tài)是否能夠保持在相對理想的程度。

5 結語

總而言之，液壓傳動系統(tǒng)中的節(jié)能措施有利于減少資源浪費，提高資源的利用率。在實際操作中，首先應當注重動力泵的選擇，在此方面應當注意動力泵的物美價廉以及操作的簡明性；其次，應當對液壓傳動系統(tǒng)中各元器件所產(chǎn)生的摩擦現(xiàn)象進行觀察和修理，以減少元器件在摩擦過程中所產(chǎn)生的能量損耗；最后，應當對液壓系統(tǒng)進行綜合調試，觀察液壓系統(tǒng)在實際運行中的能源轉化率，并且隨著時間的推進，觀察液壓系統(tǒng)的能源利用率是否保持在相對理想的程度。