液压系统节能技术综述

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1、月2010年4月任光合：液压系统节能技术综述液压系统节能技术综述摘要：介绍了液压系统的节能技术与途径，包括液压系统的基本节能途径和液压系统的调节控制节能技术。分析了液压系统能量损失的原因，从液压系统的五大组成部分出发，介绍了几种相比而言高效率低能耗的节能措施，并展望它们的应用前景。关键词：液压系统节能控制技术能耗分析中图分类号：TG156SummaryonEnergy-savinginHydraulicSystemRENGuanghe(CollegeofMechanicalEngineering,YanshanUniversity,Qinhuangdao

2、066004)Abstract：Thispaperintroducesthetechnologiesandapproachesofenergy-saving,includingthebasicapproachesandcontroltechnologyononenergy-savinginhydraulicsystem.Itranalysesthereasonsofenergylossinthehydraulicsystem,andintroducessomemoreeffectiveandlowerwasteenergy—savingmeansamon

3、gthefivepartsofhydraulicsystem，andexpectsthefutureoftheirapplication．Keywords：hydraulicsystemenergysavingcontroltechnologyenergyloss月2010年4月任光合：液压系统节能技术综述0前言2010年4月10日初稿，2010年4月20日修改稿液压系统在机械装置和设备中的应用十分广泛，但液压传动存在多次能量转换，其效率较低，例如挖掘机的能量的总利用率仅为20％左右【1】。液压系统在传递运动和动力过程中的无功损耗都变为热能，使系统温度升

4、高，引起很多不良影响，液压系统的每个组成部分在系统工作时都会产生能量损失，因此，必须合理使用高效率的液压元件，合理设置和分配元件、管路，正确选择油液，并对系统进行综合调节以提高系统的效率。在设计液压系统时，应该将节能技术应用到液压系统的每个环节。在能源日益紧缺的今天，提高液压系统的效率有十分重要的意义。1液压系统的能耗分析液压系统包括：能源装置、执行装置、控制调节装置、辅助装置、传动介质。每一个环节功能的实现都是通过能量来驱动的，工作过程的三次能量转换包括在液压泵中形成高压油时机械能转换为压力能，将压力能转换为机械能驱动执行装置工作以及高压油经过系统各液

5、压元件时的热量。能量的转换过程必然伴随着能量损失。整个液压系统的能量利用情况可用系统的总效率η来表示，总效率（1）（2）式中——电动机的效率；——液压泵的总效率；——液压执行器的总效率；——液压回路总效率；一液压回路摩擦效率；一液态油的压缩效率；一层流，紊流效率。由以上两式可以看出：液压系统的总效率是电动机、液压泵、液压执行器和液压回路等的效率的乘积，任一项效率的降低都会影响液压系统的总效率，只有当所有项都为最高值时，总效率才会最高。同时，根据能量守恒，在输入功率一定的情况下，越大，损耗的能量越少，回路中的紊流越少，回路的摩擦系数越小，系统的效率越高。因

6、而液压系统中的摩擦，泄漏，压力损失，流体流动的损失，不匹配损失均是节能设计中须注意的方面。此外，液压系统的回路也会有不同的效率损失，如回油节流回路会有节流损失和溢流损失，旁路节流回路会有节流损失，所以，根据系统需要实现的功能，液压回路的选择是节能需注意的一大方面。2液压系统的基本节能途径2.1节能液压元件的选用月2010年4月任光合：液压系统节能技术综述液压元件的能耗表现在液压元件工作时引起的元件及其连接部位的能源泄漏、内摩擦及发热等。其中以液压泵、马达损失最大，其次是各种阀类，如溢流阀的溢流损失，以及设在液压缸或马达回油路上的背压阀的压力损失等。常用的

7、节能液压元件有限压式变量泵、恒功率变量泵、恒压式变量泵、蓄能器、电液伺服阀、集成阀、变截面液压缸等。采用节能型液压元件是系统的重要节能手段。如负荷敏感式变量柱塞泵可随负荷变化自动调节流量；变截面液压缸可有效地避免选用大流量、大功率油泵带来的能量浪费；自保持型电磁阀只需瞬间通电即可完成阀门开关动作，阀芯位置无需电来保持；插装式锥阀可将每条流道上串联阀的个数减到最小，使大流量的主回路得到简化[2]。2.2提高液压泵总效率泵作为初次能量转换装置，对液压系统的总效率影响很大。选择合适的动力源，对提高能源利用率非常重要。若要提高液压泵的总效率，必须提高其容积效率和

8、机械效率，这不仅取决于液压泵的结构形式，而且与使用压力、液压泵转速及液体粘度等因