液壓傳動系統中的節能措施研究

李富梅

（甘肅能源化工職業學院，甘肅 蘭州 730207）

液壓傳動系統在實際工作中發揮著重要的作用，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，不利于節能環保工作的推進。所以，應當對液壓傳動系統進行節能化改造。在此過程中，應當注重節能化改造的成本以及節能化改造的合理性，這樣才能保證液壓傳動系統節能化改造后的正常運行。

1 節能設計的意義

在實際工作中，往往比較重視傳統系統的拖動調節功能，對于其中能源消耗以及工作效率往往不夠重視，這也導致液壓系統在運行過程中產生大量的能源浪費問題。比如，運行效率相對不高，系統消耗的能量過大導致系統中元器件溫度上升甚至受熱變形的現象，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進行節能化設計，其主要目的是提升液壓傳動系統的工作效率，減少主機發熱變形的現象，進而減少相關設備的維修成本以及能源消耗。另外，設計液壓傳動節能系統還可以有效延長系統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，對液壓系統進行節能化改造。

2 節能設計原理

由于液壓傳動系統在運行的過程中會發生多次能量轉換，這也導致在能量轉換的過程中出現能量損耗現象，所以液壓傳動系統的節能化設計的關鍵點在于減少能量轉化程序，另外，根據相關專家學者的研究發現，液壓傳動系統的能量轉化率可以決定液壓傳動系統的總效率，這也意味著，只有提升液壓系統能量的轉化率，才能有效減少液壓系統在運行過程中所發生的能源損耗問題[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象，進而解決液壓傳動系統在工作過程中產生的能源損耗問題；另一方面，在液壓傳動系統運行過程中，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在運行過程中能量的不必要浪費。

3 液壓傳動系統節能設計的具體措施

（1）提高液壓回路效率。對液壓傳動系統設備的選擇也可以提高能量利用率，進而達到節能的效果，比如，對相關控制元件，系統管路進行合理化選擇。因此，首先，應當對液壓傳動系統進行合理化設置，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進行數據收集和分析，再經過相關工作人員對整個液壓傳動系統的評估，將評估意見和數據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，應當根據綜合結果選擇適應液壓傳動系統的相關設備。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通過相關數據以及設備運行的實際情況科學選擇原件的型號；②合理調節系統壓力。根據相關設備在系統運行過程中可能出現的具體情況來選擇合適規格的相關設備，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，在液壓傳動系統運行過程中，如果液壓傳動系統能夠正常運行，那么就有必要減少控制元件或者相關設備的數量，這樣可以減少系統的復雜性，進而達到節能減排的目的。

（2）選取匹配程度相對較高的動力源。在實際工作中，液壓系統產生能源損耗的原因在于，液壓系統所產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的能量損耗形式也不盡相同。這種情況會導致液壓系統產生的壓力與相關設備需求的壓力不一致的現象。針對此現象，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的了解[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勢，所以其應用場景仍然相對較廣。如果液壓傳動系統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的節能化設計；再次，流量動力源是科技發展的產物，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。在液壓傳動系統運行的過程中，各元器件會產生一定的摩擦，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在運行過程中所發生的摩擦現象，在這方面應當是具體了解摩擦產生的原因和方式。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，不會發生縫隙突然增大的現象。

4 液壓傳動系統節能化設計的主要表現

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象。因此，液壓傳動系統節能化設計的設計者，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 保證液壓泵所產生的動力被負載設備完全利用

液壓傳動系統在能量轉換的過程中，所產生的能源浪費主要是因為，液壓泵所產生的壓力，被其他設備所利用。所以液壓傳動系統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能量浪費的現象，所以設計人員應當保證液壓泵所產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約能源。

4.3 在液壓系統中安裝蓄能設備

在實際運作的過程中，由于能量的損耗，所以液壓傳動系統所產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，可以對系統運行過程中所產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，也不會導致系統在運行過程中產生多余的熱量，所以蓄能設備是設計節能化液壓傳動系統的理想設備。

4.4 對節能回路加以研發

在對液壓傳動系統機能化設計過程中可以對節能回路進行優化或者研發，其目的是通過節能回路降低系統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，并被液壓傳動系統運行效率提供相應的保障。而在實際系統運行優化的過程中，需要對管路系統進行適當的優化或者簡化。這樣才能保證液壓傳動系統在運行過程中所產生的能源不被浪費；最后，在系統設置完成之后，應當對液壓傳動系統進行總體調試以及試運行。檢查節能系統設計的合理性以及實用性，對相關數據應當進行記錄并進行隨機抽查，記錄相關節能系統隨著運行時間的推移及節能狀態是否能夠保持在相對理想的程度。

5 結語

總而言之，液壓傳動系統中的節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中各元器件所產生的摩擦現象進行觀察和修理，以減少元器件在摩擦過程中所產生的能量損耗；最后，應當對液壓系統進行綜合調試，觀察液壓系統在實際運行中的能源轉化率，并且隨著時間的推進，觀察液壓系統的能源利用率是否保持在相對理想的程度。