设备液压系统节能管理

第２期（总期４５期）　

２０１１年３月　澈体钴动与控副　

Ｆｌｕｉｄ　Ｐｏｗｅｒ　Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ　ａｎｄ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ｎｏ．２（Ｓｅｒｉａｌ　Ｎｏ．４５）　

Ｍａｔ．．２０１１　

液压系统节能的应用与发展　

苏欣平　杨钢　肖汇　杨成禹。吴学深。　

（１．军事交通学院军事物流系天津３００１６１；２．军事交通学院研究生二队天津３００１６１）　

摘要：节约能源已经成为当今社会的主流，对于液压技术领域中的液压节能技术的探讨也逐渐提到议事日程。为　此，文中主要介绍了几种节能液压元件和典型的节能液压系统的应用状况，并对液压技术的节能发展趋势进行了阐　述。　关键词：机械设计；液压元件；液压系统；节能技术　

中图分类号：ＴＨ１３７．３　文献标识码：Ｂ　文章编号：１６７２．８９０４（２０１１）０２．００６１．００３　

引言　

当前能源和节能问题１３益受到人们重视，液压　

系统的节能设计也成为液压技术工作者所关注的重　

大课题，液压系统节能的目的是提高系统的能量利用　

率或提高系统的效率。液压系统效率的高低是其重　

要性能指标之一。通过对液压系统的控制元件、执行　

元件、工作介质和辅助装置等方面进行改进，可收到　

良好的节能效果。　

ｌ液压元件的节能技术　

液压元件的能耗表现在液压元件在工作时，会引　

起元件及其在连接部位产生泄漏、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的回油路上　

的背压阀的压力损失等。常用的节能液压元件有限　

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、集成阀等。　

１．１低功耗电磁阀　

电磁阀是各类液压控制阀中使用最多的一种，故　

它们的总功耗不能忽视。以往电磁阀中配用的电磁　

铁耗能均在１０　ｗ以上，功耗较大。近年来，开发和研　

制的低功耗电磁阀，由于采用了先导式双级控制和合　

理设计阀内弹簧等技术措施，使电磁阀的驱动功率下　

收稿日期：２０１０．１１－１５　

２０１３年７月　第４１卷第１４期　机床与液压　

ＭＡＣＨＩＮＥ　ＴＯＯＬ＆ＨＹＤＲＡＵＬＩＣＳ　Ｊｕ１．２０１３　Ｖｏ１．４ｌ　Ｎｏ．１４　

ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１—３８８１．２０１３．１４．０５６　

压力机液压系统的节能改造　

周鹏　

（郧阳师范高等专科学校，湖北十堰４４２７００）　

摘要：ＹＧＬ３１－４１压力机是粉末冶金生产中重要的挤压成型设备，通过分析压力机液压系统，找出了其存在的间题，结　合液压系统节能设计的方法重新对系统进行设计，解决了换向不平稳、振动和噪声都比较大的问题，实际应用表明了系统　

的平稳性和可靠性，并且节能效果也十分明显。　关键词：压力机；液压系统；节能技术　中图分类号：ＴＰ２７３　文献标识码：Ｂ　文章编号：１００１—３８８ｌ（２０１３）ｌ４—１５２—２　

液力传动是通过高压介质（液压油）实现能量　

的传递，具有系统压力和流量可调、功率质量比大、　

系统热量可随介质一起返回油箱、容易实现技术革新　

的特点，所以大多数机械装备都广泛采用液力作为系　

统的动力源。液压机是工业生产中很重要的压力设　

备，可实现对可塑性材料的挤压成型，如冲孔、压　

装、翻边、压印压痕等工艺，也可以作为污泥脱水，　

织物脱水的挤压设备ｕ　。但是液压传动一般是通过原　

动机拖动液压泵实现能量的转换，其能量消耗比较　

大，传动效率比较低，据统计液压系统总效率只有　

７０％左右　，所以，提高液压系统的工作效率，采用　

节能手段对系统进行革新是十分必要的。液压传动系　

统节能设计就是要用尽可能小的能量输人得到尽可能　

大的能量输出，并且保证系统达到高效、可靠运行的　目的　引。　

１液压机的特点　

用于粉末冶金生产中的压制成型工艺的液压机，　

其系统需要满足以下几个方面的要求：　

（１）工艺要求。把混料（不同比例成分的金属　

粉末与金属粉末或金属粉末与非金属粉末混合物）　

挤压成具有一定形状、尺寸和一定密度、强度的型　

坯：　

（２）系统压力调节方便。针对不同类型的混料，　

浅析液压挖掘机节能控制技术

发表时间：2018-10-10T10:04:00.913Z 来源：《建筑模拟》2018年第20期 作者： 董守环

[导读] 随着我国经济建设的快速发展，液压挖掘机已经广泛应用于各类工程施工中，大大提高了施工效率，但其能量利用率较低。在能源危机与大力倡导节能减排的背景下，对液压挖掘机的节能技术研究具有重要的时代意义。

董守环

中铁六局太原铁路建设有限公司 山西晋中 030600

摘要：液压挖机已经成了现代工程施工当中不可或缺的土石方挖掘工具，大大促进了全球经济建设发展，然而正是其应用广泛，液压挖掘机消耗的能量不可忽视，尤其在当前能源危机，全球倡导节能减排的大环境下，对液压挖掘机的节能技术的研究显得尤为重要。

关键词：液压；挖掘机；节能控制

一、引言

液压挖掘机是土石方挖掘的主要机械设备，具有整机结构紧凑、传动平稳、能实现无级变速和自动控制以及功能强大，作业效率高等一系列的优点，广泛应用于建筑、交通运输、水利电力工程、农田改造、矿山采掘以及现代化军事工程等机械化施工中，它大大提高了施

工者的施工效率，根据研究显示，工程施工中约占65%-70%左右的土石方量是靠挖掘机完成的。液压挖掘机在我国经济的发展中也起着重

要的作用。随着我国经济建设的迅速发展，政府加大对基础公共设施如水利、铁路和公路等建设投资，另外我国正处于推进城镇化建设的

高速时期，房屋建筑及其相应的配套公共设施，离不开液压挖掘机的施工作业，挖掘机适应性强、作业效率高等的优点愈发凸现出来。

我国已成为世界上最大的挖掘机市场与产地，液压挖掘机在国民经济建设生活当中占有相当重要的地位。然而，挖掘机的能量有效利用率却非常低，能量损失相当大，据有关统计与估计，其功率有效利用率只能达到30%左右。其能量消耗巨大，且能量利用率低与挖掘机

的工作原理与工作环境分不开。其作业地理环境恶劣及工作方式改变频繁，大大降低了其能量利用率。液压挖掘机在施工作业时，作业对

Ｑ：塑　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｌｎｎｏｖａｔｉｏｎ　Ｈｅｒａｌｄ　液压传动系统在节能环保中的探讨　徐高日卢敏源　（台州市环科环保设备运营维护有限公司３１８０００）　工业技术　摘　要：随着现代社会的发展，液压传动系统应用越来越广泛，但是有关其在环保节能中的探讨还很少，所以该文对其在环保节能方面的两个　方面即发展生物可降解液压油和液压系统的节能环保中的设计进行了探讨和分析。　关键词：液压传动系统　节能环保探讨　中图分类号：ＴＨ　１３７　文献标识码：Ａ　文章编号：１６７４－０９８Ｘ（２ｏ１３）０３（ｃ）一００９０－－０１　１生物可降解液压油　１．１生物可降解液压油的概念　所谓生物可降解液压油是指在液压系统　的工作过程中不仅能够满足系统的工作要求并　且在此过程中不产生危害环境污染物的液压　油。其主要的指标在于生物可降解特性，它是　液压系统产生的污染物被生物的分解作用分　解为简单的无机物的过程。　１．２构成生物可降解液压油　与普通的矿物型液压油一致的是生物可　降解液压油也是由基础油和添加剂构成的，但　其特性决定了它与其他物质的不同。　（１）基础油。在通常情况下，基础油在液压　油中的比重占到８０％以上，所以在液传动系统　的工作过程中基础油起着重要作用。在国外，生　物可降解液压油中使用的主要有植物油和合成　酯两种。由植物构成基础油的润滑性能良好，　并且因无毒性而很容易进行生物降解。植物性　的基础油主要是有自然界中的植物提炼的，如　大豆、向日葵等。较合成酯而言，植物油型基础　油更加便宜，但是植物型油的缺点在于其在　温度高于９０℃时便会出现氧化，其倾点是一１　５℃，所以其高低温性能较不理想。与植物油　型相比，合成酯型油具有较好的降解能力同时　能够在低高温时保持良好的使用状态。所以在　液压传动系统的工作过程中，合成酯型基础油　被广泛使用。　（２）添加剂。润滑油脂添加剂主要是对矿　物油而言的，所以在制造过程中很少考虑环保　和健康的因素。生物可降解润滑油的设计过程　中要注意无毒性和低污染以及可降解性。所　以研制可降解的润滑油是目前的重要研究内　容之一，但是现阶段该工作的实施还处于起步　阶段。我们必须利用现有的各种先进的信息技　术、摩擦磨损技术以及新材料和润滑技术等使　可降解的润滑油早１３出现。　２节能环保液压技术的发展　针对液压系统对环境的危害，需要在现代　社会的液压传动系统的工作中发展环保液压　技术，提高生态环境与液压传统系统之间的和　谐性。所以在综合考虑对环境和资源的影响　下提出了绿色设计和制造技术，这是机械制造　业中可持续发展思想的主要应用之一。基本的　观念在于在液压传动系统工作的基础上引入　环境的概念，同时将环境的要求置于优先考虑　的地位。主要的设计原则有：（１）最佳的资源利　用原则。针对原材料较少的情况，尽量使用代　用材料，同时注意在使用过程中减少材料的使　用，以利于在产品报废之后对材料进行积极的　回收，提高产品的可靠性和使用时间。（２）环保　型原件和材料的使用。对工作过程中用到的液　体、密封件以及其他元件减少其对环境的损害。　（３）最少的能耗原则。要使用相容性较好的各　种材料，尽量不使用难以回收和不能回收的材　料，在保证产品性能的基础上，确定使用时间，　减少其在使用中的消耗。（４）采用先进理念设　计原则。注意在设计过程中不断的优化产品的　性能，树立品牌意识。在产品性能相同时，尽量　选择结构简单易于拆装的产品。　３液压系统中的节能环保设计　３．１与功率相匹配液压系统的使用　在液压传动系统的使用过程中，要尽量使　用与之功率相当的液压系统。应尽量保证液压　泵输出的能量与负载所需的能量保持一致，减　少系统的能耗，提高液压系统的工作效率。对　负载系统压力相近及负载流量的变化范围较　显著时，需要使用恒压的变量泵为动力来源；　对承受较大负载功率并且其负载速度随负载压　力的增大而减少的系统需要使用恒定功率的　变量泵作为动力源。在工作过程中要保持泵输　出的压力、流量以及负载压力等相适应，同时　要注意泵与负载功率的一致性。在现阶段出现　了一种采用伺服电机和定量泵相一致的系统，　在其工作过程中用交流调速系统代替了电液　比例阀，因此被称为无阀电液系统。应用永磁　无阀直流电机或者交流饲服电机与定量泵组　装而成的无阀液压系统，可明显减少传统回路　过程中的溢流损失及截留损失，显著提高系统　效率。无阀液压系统是机电技术紧密结合的结　晶，系统容易通过计算机控制，可靠性高，可控　制性强，节能效果好，该系统回路占用空间小、　易于集成、结构紧密，抗污染能力显著，已成功　应用于飞机电动静液动作器、压砖机、注塑机　以及液压电梯上　３．２系统能量的存储及再回收利用　已有的液压蓄能器及转子蓄能器（机械飞　轮）这两种液压蓄能装置在现实生活中已得到　广泛应用，这里不在对其进行详述，这里关键　介绍一种新的液压蓄能装置，该装置被称为二　次调节静液传动技术，可回收因惯性产生的动　能及垂直方向上负载的重力势能。在静液传动　系统工作时，常常将机械能转化为液压能中的　元件，例如将液压泵作为称为一次元件；而液　压能和机械能可进行相互转换的元件称之为　二次元件。在液压系统的工作过程中若依靠二　次能量的装换元件参数进行调节时，称之为二　次调节静液传动。在工作过程中液压马达是二　次元件，由变量油缸对其进行调控，而电液伺　９０　科技创新导报Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ　Ｈｅｒａｌｄ　服阀对变量油缸中通过的流量进行控制。对于　二次元件的转速变化需要与二次元件相关的　转轴的光电编码器或其他的设备传输给控制　器，控制器采用一定的方法将产生的控制信号　传送到电液伺服阀，并在其作用下对变量油缸　的左右移动进行控制。通过该法将改变二次元　件的斜盘倾角，同时将二次元件的排量进行改　变，并使系统处于稳定的状态。在此状态下，可　以产生各种设定转速，在改变电液伺服阀的控　制信号的情况下可使二次元件的转速无级变　化。通过改变二次元件的排量可以对二次调节　静夜液压传动系统中的二次元件的负载转矩　和转速等做出相适应的反应。在输出区的二次　元件上能够实现这种调节，该功能的实现主要　是通过二次元件的作用，即其闭环反馈的控制　实现的，同时在此过程中对系统的工作压力无　影响。对二次元件斜盘的摆动方向进行改变能　够使二次元件在四个象限内工作，提供了泵和　马达的工况，从而在一定程度上实现了能量回　收的可能性。在二次元件处于“泵”的工作状　况时，能实现向系统回馈能量。在此种情况下，　可以通过改变能量或不改变能量的形式实现　能量的存储，该能量可以由蓄能器储存也可提　供给用户使用。在工作过程中液压传动系统中　的压力基本保持不变，二次元件与恒压油源连　接，所以在此系统中没有原理性的节能损失，　提高了系统的工作效率。在蓄能器中保存的液　压能够满足间歇的大功率使用情形，在设备的　启动中可用蓄能器中的能量对启动过程进行加　速，以此提高系统的工作效率。在液压传动系　统中有蓄能器的存在能够是系统不形成压力尖　峰，可在一定程度上减少系统的冲击压力和安　全阀的开启，并减少冷却的功率消耗。二次调　节能量回收系统已在起重机械、油田抽油机等　系统中得到广泛的应用。　４结语　该文针对生物可降解液压油和液压系统　的节能环保中的设计在液压传动系统中的应　用，旨在说明液压系统中节能环保的重要性，　以其使更多的人关注到液压系统中的节能环　保工作。　参考文献　…１陈英．工程机械液压系统保压设计及改进　［Ｊ］．煤矿机械，２０１０（９）．　［２】贺文涛．塑料设备液压系统的节能技术［Ｊ］．　橡塑技术与装备，２００９（３）．　［３］桑勇，王占林，祁晓野，等．液压传动系统中　节能技术的探讨［Ｊ］．机床与液压，２００７（３）．