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有效降低液压系统功率损失的六个办法!
发布日期:2015-3-4 浏览次数:7147
液压系统不但要实现其拖动与调节功能，还要尽可能地利用能量，达到高效、可靠运行的目的。液压系统的功率损失会使系统的总效率下降、油温升高、油液变质，导致液压设备发生故障。因此，液压系统时必须多途径地考虑降低系统的功率损失。
一、选用传动效率较高的液压回路和适当的调速方式
目前普遍使用着的定量泵节流调速系统，其效率较低（<0.385），这是因为定量泵与油缸的效率分别为85%与95%左右，方向阀及管路等损失约为5%左右。所以，即使不进行流量控制，也有25%的功率损失。加上节流调速，至少有一半以上的浪费。此外，还有泄漏及其它的压力损失和容积损失，这些损失均会转化为热能导致液压油温升。所以，定量泵加节流调速系统只能用于小流量系统。为了提高效率减少温升，应采用高效节能回路。另外，液压系统的效率还取决于负载。同一种回路，当负载流量QL与泵的最大流量Qm比值大时回路的效率高。例如可采用手动伺服变量、压力控制变量、压力补偿变量、流量补偿变量、速度传感功率限制变量、力矩限制器功率限制变量等多种形式，力求达到负载流量QL与泵的流量的匹配。
二、对于常用的定量泵节流调速回路，应力求减少溢流损失
1、采用卸荷回路
机械的工作部件短时停止工作时，一般都让液压系统中的液压泵空载运转（即让泵输出的油液全部在零压或很低压力下流回油箱），而不是频繁地启闭电机。
这样做可以节省功率消耗，减少液压系统的发热，延长泵和电机的使用寿命，一般功率大于3kw的液压系统都设有卸荷回路。下面介绍几种典型的卸荷回路。
(1)、采用三位阀的卸荷回路
(2)、采用二位二通阀的卸荷回路
(3)、用先导式溢滚阀的卸荷回路
2、采用双泵双压供油回路
三、采用容积调速回路和联合调速回路
1、利用改变量泵或变量液压马达的排量来调节执行元件运动速度的回路，称为容积调速回路。这种调速回路无溢流损失和节流损失，故效率高、发热少，适用于高压大流量、大功率设备的液压系统。
2、联合调速回路无溢流损失，其效率比节流调速回路高。在采用联合调速方式中，应区别不同情况而选不同方案：对于进给速度要求随负载的增加而减少的工况，宜采用限压式变量泵节流调速回路；对于在负载变化的情况下进给速度要求恒定的工况，宜采用稳流式变量泵节流调速回路；对于在负载变化的情况下，供油压力要求恒定的工况，宜采用恒压变量泵节流调速回路。
四、发挥蓄能器的功用
1、作辅助动力源
总的工作时间较短的间歇工作系统或在一个工作循环内速度差别很大的系统，使用蓄能器作辅助动力源可降低泵的功率，提高效率，降低温升，节省能源。图5所示为一液压机的液压系统。当液压缸带动模具接触工件慢进和保压时，泵的部分流量进入蓄能器1被储存起来，达到设定压力后，卸荷阀2打开，泵卸荷。此时，单向阀3使压力油路密封保压。当液压缸快进快退时，蓄能器与泵一起向缸供油，使液压缸得到快速运动。故系统设计时，只需按平均流量选用泵，使泵的选用和功率利用比较合理。
2、回收能量
蓄能器在液压系统节能中的一个有效应用是将运动部件的动能和下落质量的位能以压力能的形式回收和利用，从而减小系统能量损失和由此引起的发热。如为了防止行走车辆在频繁制动中将动能全部经制动器转化为热能，可在车辆行走系的机械传动链中加入蓄能器，将动能以压力能的形式回收利用。
五、选用高效率的节能液压元件
在液压元件的选用方面，应尽量选用那些效率高、能耗低的。如：选用效率高的变量泵，根据负载的需要改变压力，可节约能源的损耗；选用集成阀以减小管连的压力损失；选择压降小、可连续控制的比例阀等等。
六、合理选用控制元件及系统管路
各类控制元件应根据其在系统中相应位置可能出现的最大压力和流量来确定其规格，不宜过大或过小。对于系统管路，应尽量缩短管长，减小弯头，弯头处的角度不宜过小（通常应≥90°）；应根据管道类型合理选择管中流速，管路系统应尽量采用集成化方式进行连接。设计方案中还应注意优化管路系统，在满足功能要求的前提下，力求系统简单可靠，避免多余的元件和油路，以达到节能效果。
一、选用传动效率较高的液压回路和适当的调速方式
目前普遍使用着的定量泵节流调速系统，其效率较低（<0.385），这是因为定量泵与油缸的效率分别为85%与95%左右，方向阀及管路等损失约为5%左右。所以，即使不进行流量控制，也有25%的功率损失。加上节流调速，至少有一半以上的浪费。此外，还有泄漏及其它的压力损失和容积损失，这些损失均会转化为热能导致液压油温升。所以，定量泵加节流调速系统只能用于小流量系统。为了提高效率减少温升，应采用高效节能回路。另外，液压系统的效率还取决于负载。同一种回路，当负载流量QL与泵的最大流量Qm比值大时回路的效率高。例如可采用手动伺服变量、压力控制变量、压力补偿变量、流量补偿变量、速度传感功率限制变量、力矩限制器功率限制变量等多种形式，力求达到负载流量QL与泵的流量的匹配。
二、对于常用的定量泵节流调速回路，应力求减少溢流损失
1、采用卸荷回路
机械的工作部件短时停止工作时，一般都让液压系统中的液压泵空载运转（即让泵输出的油液全部在零压或很低压力下流回油箱），而不是频繁地启闭电机。
这样做可以节省功率消耗，减少液压系统的发热，延长泵和电机的使用寿命，一般功率大于3kw的液压系统都设有卸荷回路。下面介绍几种典型的卸荷回路。
(1)、采用三位阀的卸荷回路
(2)、采用二位二通阀的卸荷回路
(3)、用先导式溢滚阀的卸荷回路
2、采用双泵双压供油回路
三、采用容积调速回路和联合调速回路
1、利用改变量泵或变量液压马达的排量来调节执行元件运动速度的回路，称为容积调速回路。这种调速回路无溢流损失和节流损失，故效率高、发热少，适用于高压大流量、大功率设备的液压系统。
2、联合调速回路无溢流损失，其效率比节流调速回路高。在采用联合调速方式中，应区别不同情况而选不同方案：对于进给速度要求随负载的增加而减少的工况，宜采用限压式变量泵节流调速回路；对于在负载变化的情况下进给速度要求恒定的工况，宜采用稳流式变量泵节流调速回路；对于在负载变化的情况下，供油压力要求恒定的工况，宜采用恒压变量泵节流调速回路。
四、发挥蓄能器的功用
1、作辅助动力源
总的工作时间较短的间歇工作系统或在一个工作循环内速度差别很大的系统，使用蓄能器作辅助动力源可降低泵的功率，提高效率，降低温升，节省能源。图5所示为一液压机的液压系统。当液压缸带动模具接触工件慢进和保压时，泵的部分流量进入蓄能器1被储存起来，达到设定压力后，卸荷阀2打开，泵卸荷。此时，单向阀3使压力油路密封保压。当液压缸快进快退时，蓄能器与泵一起向缸供油，使液压缸得到快速运动。故系统设计时，只需按平均流量选用泵，使泵的选用和功率利用比较合理。
2、回收能量
蓄能器在液压系统节能中的一个有效应用是将运动部件的动能和下落质量的位能以压力能的形式回收和利用，从而减小系统能量损失和由此引起的发热。如为了防止行走车辆在频繁制动中将动能全部经制动器转化为热能，可在车辆行走系的机械传动链中加入蓄能器，将动能以压力能的形式回收利用。
五、选用高效率的节能液压元件
在液压元件的选用方面，应尽量选用那些效率高、能耗低的。如：选用效率高的变量泵，根据负载的需要改变压力，可节约能源的损耗；选用集成阀以减小管连的压力损失；选择压降小、可连续控制的比例阀等等。
六、合理选用控制元件及系统管路
各类控制元件应根据其在系统中相应位置可能出现的最大压力和流量来确定其规格，不宜过大或过小。对于系统管路，应尽量缩短管长，减小弯头，弯头处的角度不宜过小（通常应≥90°）；应根据管道类型合理选择管中流速，管路系统应尽量采用集成化方式进行连接。设计方案中还应注意优化管路系统，在满足功能要求的前提下，力求系统简单可靠，避免多余的元件和油路，以达到节能效果。
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