液壓系統的設計與節能技術研究

侯福良

摘要：文章總結了幾方面經驗指導設計與考慮液壓系統的節能問題，在這個基礎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。

關鍵詞：液壓系統；節能設計；液壓回路

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

在我們的設計中，我們需要關注的要點是速度、方向要求及其調節功能，與此同時我們還需要關注其需要達到的目標。設計這一過程我們主要的關注點就是節能問題，在當前要求建設和諧社會的大的環境下有著現實的意義。在這里我們實現液壓系統的無用功會使系統的總效率下降、油溫升高、油液變質。我們需要實現的目標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%，導致液壓設備發生故障。因此，我們就要求我們需要在設計中關注這一問題的解決，必須多途徑地考慮怎樣降低系統的功率損失。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重要，這是我們設計的前提與基礎，需要我們的設計人員很好的技術支持。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的調速方式。我們現在的技術條件下，廣大廠家運用相對比較普遍的就是定量泵節流調速系統，但其的效率是較低的（η<0.385），這是因為定量泵與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生的狀況就是即使采用了這樣的技術手段，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%的浪費情況，這些因素是造成溫度上升的關鍵。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，液壓系統的效率還取決于外負載。那么我們就會發現如果是在這樣條件下就是要求我們的同種回路，當負載流量與泵的最大流量比值大時，才能實現較高的效率。

2 定量泵節流調速回路的溢流損失

機械不是永動的，它會有暫時性的停止，在這樣的情況下我們就會發現液壓系統中的液壓泵空載運轉，而不是頻繁啟閉電機。這樣是節能的要求，有助于我們實現極大地降低能耗，也即是機械的溫度得以降低。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計我們所需要的回路，實現我們對回路的要求。這樣的設計模式有其優越性，但是我們也能發現其明顯不足，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計模式將發生變化，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。當我們采用這樣的模式情況下我們就能很好地實現我們的需要，當二位二通閥通電，泵輸出的油液經該閥直接流回油箱，液壓泵卸荷。二位二通閥的規格必須與泵的額定流量相適應。因此這種卸荷方式不適用于大流量的場合，且換向時會產生液壓沖擊。通常用于泵的額定流量小于63L/min液壓系統。實現這一設計在技術上是很容易實現的，在實踐中有著很好的效果表現，我們可以在這樣基礎上實現目標要求。

3 采用容積調速回路和聯合調速回路

我們經常采用的模式就是我們需要實現的回路，也是利用改變變量泵或變量液壓馬達的排量來調節執行元件運動速度的回路，這種情況下我們稱之為容積調速回路。這種技術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。這種技術在我們的生產中得到廣泛的使用，是最為廣泛的一種設計。

另外一種我們較為常見的技術設計聯合調速回路無溢流損失，其效率比節流調速回路高，這就是其顯著的優勢，這也是一些技術人員愿意選用的原因。

4 發揮蓄能器的功用

4.1 輔助動力源

總的工作時間較短的間歇工作系統或在一個工作循環內速度差別很大的系統，使用蓄能器作輔助動力源可降低泵的功率，在這樣的技術設計中很好實現了能效的降低，很好地解決了我們面臨的一列問題，在現實的技術中我們也得到很好的解決。

4.2 回收能量

蓄能器在液壓系統節能中的一個有效應用是將運動部件的動能和下落質量的位能以壓力能的形式回收和利用，從而減小系統能量損失和由此引起的發熱。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，從而實現資源的蓄積可利用，很好地做到了環保，同時實現資源的有效利用。

5 液壓元件與系統管路的選用

在液壓元件的選用上，效率高、能耗低的液壓元件應當成為我們的首選。在我們的生產中我們發現采用效率高的變量泵，根據負載的需要改變壓力，在很大程度上可以實現能耗的極大節約；選用集成閥以減少管連接的壓力損失；選擇壓降小、可連續控制的比例閥。這些在技術上的革新在很大程度上提高了能效，實現了資源的最優化使用，確保了我們的效率的提高。

參考文獻

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（責任編輯：葉小堅）