随着能源的日益紧缺,节能无疑具有十分重要的现实意义。在设计液压系统时,设计人员更多的是将注意力集中在实现系统的功能和提高可靠性上,在能耗方面考虑得不够多,由此不但造成液压油温度升高而增大了泄漏量,降低了密封效果,危及到装备使用的可靠性和安全性,而且这也是与当前建设节约型社会不相符的。因此,应该将节能技术应用到液压系统的每个环节,对于已有装备,应用已发展成熟的节能技术进行改造;对于正在设计中的液压系统,要充分考虑对整个系统节能控制,避免以后不必要的损失,延长装备的使用寿命,提高系统工作的可靠性。基于此,从分析液压系统能量损失的原理出发,介绍了几种的节能措施,并对它们的应用前景进行了展望
基于其在国内外发展和应用的现状,分析了液压系统能量损失的原因,液压系统要进行两次能量转换,即由电机和泵把电能转化为流体势能,再通过液压执行元件把流体势能转化为机械能,能量损失较大,所以效率较低。液压系统的能量损失全部以热能的形式释放。
调试、维护、使用不当带来能量损失
在企业当中,由于调试、维护和操作不当导致的液压系统油温较高,而出现能量损失和元件损坏的现象,也是比较普遍存在的问题。 为常见的现象有恒压变量泵的溢流阀同系统的安全阀调整不匹配,导致泵始终存在流量输出,安全阀(或溢流阀、平衡阀)出现故障或压力调整过低,压力继电器出现故障或调整不当等。
一个完整的液压系统由五个部分组成,即动力元件、执行元件、控制元件、辅助元件(附件)和液压油。
1、动力元件
动力元件的作用是将原动机的机械能转换成液体的压力能,指液压系统中的油泵,它向整个液压系统提供动力。液压泵的结构形式一般有齿轮泵、叶片泵、柱塞泵和螺杆泵。
2、执行元件
执行元件(如液压缸和液压马达)的作用是将液体的压力能转换为机械能,驱动负载作直线往复运动或回转运动。
3、控制元件
控制元件(即各种液压阀)在液压系统中控制和调节液体的压力、流量和方向。根据控制功能的不同,液压阀可分为压力控制阀、流量控制阀和方向控制阀。压力控制阀包括溢流阀(安全阀)、减压阀、顺序阀、压力继电器等。
流量控制阀包括节流阀、调整阀、分流集流阀等;方向控制阀包括单向阀、液控单向阀、梭阀、换向阀等。根据控制方式不同,液压阀可分为开关式控制阀、定值控制阀和比例控制阀。
4、辅助元件
辅助元件包括油箱、滤油器、冷却器、加热器、蓄能器、油管及管接头、密封圈、快换接头、高压球阀、胶管总成、测压接头、压力表、油位计、油温计等。
5、液压油
液压油是液压系统中传递能量的工作介质,有各种矿物油、乳化液和合成型液压油等几大类。
在液压系统中,各被压元件都有相对运动的表面,如液压缸内表面和活塞外表面,因为要有相对运动,所以它们之间都有一定的间隙。如果间隙的一边为高压油,另一边为低压油,则高压油就会经间隙流向低压区从而造成泄漏。
同时,由于液压元件密封不完善,一部分油液也会向外部泄漏。这种泄漏造成的实际流量有所减少,这就是我们所说的流量损失。
流量损失影响运动速度,而泄漏又难以避免,所以在液压系统中泵的额定流量要略大于系统工作时所需的大流量。通常也可以用系统工作所需的大流量乘以一个1.1~1.3的系数来估算
控制元件
控制元件(即各种液压阀)在液压系统中控制和调节液体的压力、流量和方向。根据控制功能的不同,液压阀可分为压力控制阀、流量控制阀和方向控制阀。压力控制阀包括溢流阀(安全阀)、减压阀、顺序阀、压力继电器等;流量控制阀包括节流阀、调整阀、分流集流阀等;方向控制阀包括单向阀、液控单向阀、梭阀、换向阀等。根据控制方式不同,液压阀可分为开关式控制阀、定值控制阀和比例控制阀。