工程機械液壓節能技術的發展研究

陳燁

摘要：當今的社會中，環保問題已經成為各行業的共同發展要求，工程機械的運行中消耗大量的能源，雖然隨著技術的發展，工程機械在液壓方面取得了較大的進步，但是其節能效率只有70%，本文首先對工程機械的液壓系統能源消耗原理進行了分析，在此基礎上對機械液壓進行更好的節能技術做了研究，以供參考。

關鍵詞：工程機械;液壓;元件;能耗;回路

前言

在工程機械運行中進行液壓節能技術的應用，一方面能夠降低各個系統元件的能源耗費，能夠帶動機械運作效率的提升;另一方面能夠因降低了液壓元件的運行熱能，不至于使工程機械設備運行的液壓油溫度過高。減緩液壓元器件和液壓油的老化速度，使工程機械運行更加安全穩定，最終確保工程機械在能源利用方面的節能性和環保性。

1工程機械液壓系統的油耗基本原理

工程機械的液壓系統產生的油耗主要是液壓系統的各個組成元件相互摩擦、局部零件出現故障性泄漏、系統運行中有回路紊流的幾個現象。節流閥自身結構也會對液壓元件及液壓油產生影響。在液壓系統運行進行能源消耗中還會給液壓油帶來熱量，加速了液壓元件的損耗，對工程機械進行液壓節能技術研究主要是針對這幾個方面開展的。

2工程機械液壓的在節能上的具體措施

隨著節能環保技術向各個領域滲透，工程機械的液壓系統在節能方位上也呈現了多角度。具體如下：

2.1基于液壓系統組成元件的節能技術應用

2.1.1利用節能泵進行運行節能

工程機械的液壓系統能耗主要是由于系統的動力、執行及控制元件的能耗導致的。要想實現各個動力元件能耗的降低，可以借助節能泵進行系統運行優化，動力元件的能耗是壓力泵因高壓而出現溢流，節能泵能夠進行液壓能的提供，是主要的能耗結構。節能泵的選擇要考慮效率，更要注重成本和適用環境。目前比較節能的泵有日本的K3V140變頻液壓泵、美國的比例柱型的塞泵等。這些設備進行節能實施主要是對節能技術的優化，從控制溢流和節流兩方面的能耗來實現節能目的。

2.1.2對液壓缸進行設備更新

對液壓缸進行節能的考慮主要是基于液壓元件的系統優化。液壓缸是工程機械運行中重要的液壓能轉換設備。近幾年的液壓缸設備已經發展的非常成熟，在其設備上也只是基于小層面的優化。特別是最近出現的液壓缸主要是截面可變的液壓缸、復合式的增速液壓缸等等。隨著液壓缸技術的不斷成熟和完善，其雖然自身的結構沒有得到較大的改變，但是有效的實現了液壓整體系統的運行效率提升。

2.1.3對液壓系統的液壓閥進行更新

液壓系統中具有數個液壓閥，其在液壓全過程具有重要的作用，所以，對液壓閥進行節能實施能夠起到較為明顯的節能作用。目前的高效液壓閥有插裝式、多路式和疊加式。多路液壓閥結構比較簡單，主要有至少兩個閥塊組成，不會產生較大的能耗。可以與不同閥門進行組合使用來滿足回路的液壓要求，從而實現不同機械的運行狀態支持。其中QF28型液壓多路液壓閥，已經在起重設備中廣泛應用，以全負載形式的反饋來實現高精度的控制，且對施工環境的抗干擾能力比較強，能夠根據需要進行多樣性的控制操作。它在有效提升起重設備運行效率的同時，在環境保護和能源節約方面也有著非常重要的意義。

2.2針對液壓系統回路的節能技術應用

2.2.1定量泵與變頻調速液壓控制系統

很多液壓系統以異步電動機為主要動力，其轉子無須與其它的電源進行連接，定子來源于自交流電力系統。這時的電機總體結構簡化，運行高效，成本低。異步電動機與同類相比，其變頻效率更高，所以在液壓系統大力應用。變頻調速能夠使得設備運行效率提升，使得功率因數改變，有助于溢流的損耗改變，通過參數的精確設定來提升液壓系統的合理性，最大程度的降低溢流損耗，起到節能環保的效果。

2.2.2負載敏感閉環控制系統

負載敏感式的閉環控制系統可以結合工程機械設備的不同荷載需求和操作要求進行對應的液壓泵壓力及流量的輸入和輸出控制。能夠使不同情況下的泵輸出流量及壓力與對應的負載要求進行較為精準的需求匹配。對這種狀態的系統運行控制，幾乎不存在溢流帶來的能源損失，使得工程機械的原動功率得到較為充分的利用。通過負載敏感系統進行的節能控制具有非常明顯的效果，已經在工程機械集礦山類機械中得到了較為廣泛的應用。負載敏感控制系統在組成上主要有：比例轉向閥門、負載敏感閥門、變量泵及液壓馬達、液壓缸等。其運行主要是通過壓力進行信號的反饋和流量輸出，實現對液壓系統壓力的科學控制。

2.2.3靜液傳動的二次系統調節

靜夜二次調節的轉動系統基本構成為：二次元器件、恒壓調控機構和工作機構等，屬于耦合式壓力聯動系統。二次元件通過直接連接恒壓源，進行二次元件排量及負荷功率的匹配。相對閉環的自身反饋能夠使一次元在恒壓點穩定工作，存在非常低的節流損失。二次系統中具備儲能器來對壓力峰值的高壓進行充分吸收，降低了限壓元件的發熱量，使得冷卻成本降低。二次元件系統因為不存在節流元件，使得其運行中能耗幾乎沒有損失，極大的提升了系統的運行效率。

3液壓系統未來的節能發展趨勢

3.1運行的一體化和智能化發展方向

液壓系統在節能運行中將不斷走向智能化和自動化。液壓系統的運行將逐漸的形成以計算機為依托的節能控制，操作更加便捷高效和智能化。借助計算機，工程機械的液壓系統更加可靠，能夠進行參數化的精準流量控制，確保系統時刻處于較為穩定的工作狀態。隨著技術的發展，液壓節能還可以針對環境進行適應性的自我控制和修復，有效的降低人工工作量，大力提升機械運轉效率，這也是符合未來工業發展的一個主要方向。

3.2對液壓系統能源可回收部分進行再利用

在液壓系統進行節能運用方面，不同的技術角度有其針對性的研究思路，部分提倡通過更新液壓系統的元件來實現節能，有的是從液壓系統智能化和自動化角度進行研究。但實際上，如何對液壓系統運行中的能量進行再次的回收利用也是個較為關鍵的問題。對液壓系統的內部能量進行循環式的再利用，可以有效的降低能源消耗，降低系統運行中的熱量，從而也能夠使液壓元器件及液壓油耐用性增強。

4結語

總而言之，工程機械液壓系統在進行節能技術應用上已經有很多節能方式，每種也有其不同的特點。隨著現代技術的進步，未來的機械液壓節能降不斷的走向智能化和自動化，能夠以節能環保為目標，在提升系統施工效率，優化性能，降低工程機械運行成本方面具有更加廣闊的發展空間。