液压系统原理:在一定的机械、电子系统内,依靠液体介质的静压力,完成能量的积压、传递、放大,实现机械功能的轻巧化、科学化、大化。
利用液压原理,可以构建液压传动系统,也可以构建液压控制系统。
液压回路的基本机能在于以液体压力能的形式进行容易控制的能量传递。
从能量传递方面看:液压技术大致处于机械式能量传递和电气式能量传递之中间位置。
从传动特性方面看:机械传动和液力传动装置可以说有固定的特性,与此相反,液压传动装置和电气传动装置相同,具有无级变速装置的特性,除了恒功率外,还容易实现恒速和恒转矩等特性。
压力传感器在液压系统中主要是来完成力的闭环控制。当控制阀芯突然移动时,在极短的时间内会形成几倍于系统工作压力的尖峰压力。在典型的行走机械和工业液压中,如果设计时没有考虑到这样的极端工况,任何压力传感器很快就会被破坏。需要使用抗冲击的压力传感器,压力传感器实现抗冲击主要有2种方法,一种是换应变式芯片,另一种方法是外接盘管,一般在液压系统中采用种方法,主要是因为安装方便。此外还有一个原因是压力传感器还要承受来自液压泵不间断的压力脉动。
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。
1.泵和马达的发热
在液压传动当中,旋转式流体元件都在低于效率的情况下运转,这就意味着,输入到系统的能量比输出的能量多,其损失的能量主要为泵和马达的内部磨损形成温升转化成热能。
2.节流引起的能量损失
所有的流体动力控制阀都是利用节流来进行控制,这就意味着压降(压力损失),这种压降同样转化成热能(发热)。泄漏,流体在管路当中流动产生的压降均属此类问题。溢流阀在实际生产当中产生热量,或造成能量损失的现象为常见。
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。
液压系统节能的目的是使泵的流量与负载所要求的流量相一致,在不影响系统功能的前提下,尽量减少滋流损失。以前单一追求功能的设计思想已经行不通了,基于功率匹配是现时的大趋势。此外,提高初始的能量转换效率也非常有必要,这就要求在电动机一液压泵,液压泵一液压泵的组合上不断进行优化,并且不断在实践中通过改进液压元件的分布结构来节约能源,节约液压系统的运行成本。上述是从节约使用能源来达到节能的目的。现在,能量回收利用技术也是节能技术的一部分,而且变得越来越重要,它将节能效果推向了一个顶峰,也应用到了几乎每一个液压系统中。
展望前景,随着计算机技术、微电子技术和比例控制技术的发展,不断将这些新技术与节能理念相结合,这些将地提高液压系统的效率,提高产品的市场竞争力。
1.泵和马达的发热
在液压传动当中,旋转式流体元件都在低于效率的情况下运转,这就意味着,输入到系统的能量比输出的能量多,其损失的能量主要为泵和马达的内部磨损形成温升转化成热能。
2.节流引起的能量损失
所有的流体动力控制阀都是利用节流来进行控制,这就意味着压降(压力损失),这种压降同样转化成热能(发热)。泄漏,流体在管路当中流动产生的压降均属此类问题。溢流阀在实际生产当中产生热量,或造成能量损失的现象为常见。