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1、液压系统的能量损失以及节能措施液压系统的能量损失以及节能措施XXX （XXX XXX）摘要摘要：本文介绍了液压系统总效率的计算，从能量转换、能量传输、能量匹配三方面分析了 液压系统主要的能量损失，并基于能耗分析提出了一些节能措施。关关 键键 字字：液压系统；能耗分析；节能措施EnergyEnergyEnergyEnergy consumptionconsumptionconsumptionconsumption andandandand energy-savingenergy-savingenergy-savingenergy-saving methodmethodmethodmethod o
2、fofofofhydraulichydraulichydraulichydraulic systemsystemsystemsystemXXX （XXX）Abstract:Abstract:Abstract:Abstract: This paper describes the calculation of the overall efficiency of the hydraulic system,from energy conversion,energy transfer and energy match analysis of the major energy loss of hydrau
3、lic system.Based on theanalysisof energy consumption,this proposed several energy-saving method of hydraulic system. KeyKeyKeyKey words:words:words:words: hydraulic system; energy consumption analysis; energy-saving method节能是液压技术领域的重要研究课题 之一，随着节能和环保要求的日益高涨， 有 效利用能源已成为液压行业的重要目标。 纵 观国内外液压技术的发展历程， 无时无刻
4、伴 随着节能的需要及创新13。 高能耗不仅与当前建设节约型社会不 相符， 并可能降低液压系统的可靠性和安全 性，如：高能耗会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4。 下文将从分析液压系统能量损失的原 理出发，并提出几种高效实用的节能措施。1 1 1 1 液压系统的效率液压系统的效率效率是衡量系统工作时能量利用情况 的主要指标， 为系统输出功率与输入功率之 比。 如果把驱动液压泵的原动机效率也计入 液压系统的效率之中， 则液压系统的总效率 为56：mtce=式中：e： 原动机效率， 其值为原动机的输出功率即：液压泵的输入功率与输入功率之 比；c：
5、转换效率， 其值为能量转换元件输出功率与输入功率之比， 即能量转换元件如 泵、 液压缸或液压马达等元件本身的效 率；t：传输效率，液体流动会造成能量损失，其中一部分是液压系统实现控制功 能 所必需的，例如节流阀、换向阀等阀口 的压力损失； 另一部分则是非必需的额 外损失， 例如液体在长直管路中流动时 由于管壁摩擦阻力而产生的压力损失； 但两者往往难以截然分开， 传输效率综 合 考 虑 了 液 体 传 输 过 程 中 两 种 压 力总损失的程度；m：匹配效率，其值为执行元件所需要的输入功率与除去传输损失后液压泵的 输出功率之比。 液压系统的节能技术主要研究如何提 高液压系统的匹配效率和传输效率6
6、， 因此， 把液压系统的匹配效率和传输效率的乘积 称为液压效率。2 2 2 2 液压系统的能耗分析液压系统的能耗分析液压系统节能的目的就是提高能量的 利用率，减小能量的浪费，尽量用最少的能 量输入保证所需要的能量输出。 液压系统中 的能量损失， 主要存在着一下三个方面的能 量损失79： 1.能量转换损失 能量转换损失是液压系统中能量转换 元件在对能量进行转换时产生的损失， 包括 机械摩擦损失、压力损失和容积损失。例如 液压泵把原动机输入的机械能转换为输出 的液压能， 能量转换过程中存在着转轴上的 机械摩擦损失以及由泵的内泄漏引起的容 积损失。 液压马达把输入的液压能转换为输 出的机械能， 转换
7、过程中也存在着液压马达 输出转轴上的机械摩擦损失以及由马达的 内泄漏引起的容积损失。 能量转换损失不仅 与能量转换元件类型有关， 还与运行工况以 及磨损情况等因素有关。 2.能量传输损失 能量传输损失是液压工作介质在整个 液压系统中传输时所产生的能量损失， 即流 动损失。 它决定于除能量转换元件之外的其 他元件的结构与布局， 例如控制类元件的结 构，蓄能器、滤油器、冷却器等辅助元件的 类型和布局，各元件之间管路的连接方式， 以及接头、管道的型式、数量、尺寸等。 3能量匹配损失 能量匹配损失是动力源提供的能量与 负载所需要的能量不相适应而产生的能量 损失。 液压动力源供给系统的能量往往不能 恰好
8、和该液压系统负载所需要的能量相适 应，这就会带来能量供过于求的匹配损失。 它取决于整个液压系统的设计及动力源的 选型等因素。3 3 3 3 节能措施节能措施1提高液压元件本身的效率和减小控 制该元件的能量损耗 主要可通过提高元件质量和开发新型 节能元件来实现。 例如通过优化设计驱动电 磁换向阀的电磁铁来降低电器控制元件的 耗电量， 通过优化设计各种液压阀阀口的流 道来降低油液流经阀口的压力损失， 以及通 过合理的设计配合间隙来减小泄漏量等方 法来实现节能。 同时， 也可以在满足系统要求的前提下 选择高效率低能耗型元件来满足节能要求。 如：表 1 例出了常用液压泵的效率1012。 表 1 常用液
9、压泵效率类别柱塞泵螺杆泵叶片泵齿轮泵容积效率0.850.980.850.950.800.950.700.90机械效率0.750.900.700.850.750.850.600.80总效率0.750.850.750.800.750.800.600.752改善能量的匹配关系 主要通过减少原动机输出轴的摩擦力 矩改善二者的功率匹配关系来实现， 以提高 原动机的运转效率。 亦可以通过设计具有功率自匹配的液 压系统， 目前有三种实现方式1315压力匹配 回路、流量匹配回路、功率匹配回路。 3减小传输中的压力损失 液压系统的压力损失包括局部的压力 损失和沿程的压力损失两部分。 降低局部压 力损失可通过合理
10、地设计液压元件的结构 以及减少弯管接头等的使用量来实现； 减小 沿程压力损失， 可通过使整个液压系统的结 构设计尽量紧凑1617， 以及尽量减小管路的 长度等方法来实现。 4减小液压泵与负载之间的功率过剩 减小液压泵与负载之间的功率过剩包 括减小压力过剩和流量过剩两部分1820。 减 小压力过剩可通过尽量使液压泵供油压力 与负载力需要相适应来实现， 减小流量过剩 也需通过尽量使液压泵供油流量与负载所需要流量相适应来实现。 5能量贮存和回收 对于存在能量回馈和需要量不均的液 压系统， 贮存和回收能量并加以利用是十分 有效的节能措施。4 4 4 4 总结总结本文工介绍了五种液压系统的技能措 施，
11、前四种是从节约首次使用能源来达到节 能的目的。 第五种方法是从能量的回收在利 用出发以达到节能的目标， 现有液压系统使 用并不大广发， 但随着能源技术的不断发展 该方法会不断的成熟和完善21， 可以预见在 不远的将来该方法将会使节能效果推向了 一个顶峰。参参考考文文献献1 路甬祥，李运华，陈建涛. 新挑战,新机 遇,新贡献未来流体动力技术的展望与 期盼J. 液压气动与密封. 2009(4): 1-3. 2 杨殿宝. 打造绿色液压系统开创持续 发展道路J. 液压气动与密封. 2011(3): 4-7. 3 赵静一，王巍，姚成玉，等. 交流液压 技术的研究现状及展望Z. 2003552-556.
12、4 强宝民，李洪光. 节能技术在液压系统 中的应用J. 液压气动与密封. 2008(3): 5-7. 5 Stusek A. Energy Saving in Hydraulic Systems.J.StrojniskiVestnik/Journalof MechanicalEngineering.1985,31(4-6): 78-82. 6 赵建. 液压系统节能分析与应用J. 流 体传动与控制. 2011(3): 49-51. 7 芦晓燕. 液压系统节能和提高工效的措 施 J. 科 技 情 报 开 发 与 经 济 . 2004(11): 290-291. 8 Nakano K, Tanaka
13、Y.ENERGY-SAVING TYPEELECTRO-HYDRAULICSERVO SYSTEM.J. Journal of fluid control. 1988, 18(3): 35-51. 9 张晓燕. 液压系统的节能技术J. 煤矿 机械. 2003(5): 33-34. 10 代平之，张作龙. 液压泵回路的节能措 施J. 流体传动与控制. 2007(1): 51-55. 11 彭熙伟，杨会菊. 液压泵效率特性建模的神经网络方法J. 机械工程学报. 2009(8): 106-111. 12TokumotoY.Developmentof energy-savingpumpforhydra
14、ulicpower steeringJ.JSAEreview.1997,18(3): 310-313. 13 Triet H H, Kyoung K A. Saving energy control of cylinder drive using hydraulic transformercombinedwithanassisted hydrauliccircuitZ.Fukuoka,Japan: 20092115-2120. 14 Gao Feng， GaoYu， Feng Pei En. Method ofloadmatchingcontrolofhydraulic excavators
15、energy savingJ. Tongji Daxue Xuebao/Journal of Tongji University. 2001, 29(9): 1036-1040. 15 Zhang Z, Lei X, Hou S, et al. The study of power-matching energy-saving hydraulic systemZ. Harbin, China: 1999227-231. 16 Jong IY,Ahn K K, Dinh QT.A study on anenergysavingelectro-hydraulic excavatorZ.Fukuok
16、a,Japan: 20093825-3830. 17 姚永明，刘顺安，尚涛，等. 基于恒压 液压系统的 ZL50 装载机节能技术J. 吉林 大学学报(工学版). 2011(1): 117-121. 18 吴先明，赵家宏，张宏. 负载反馈液压 系统的应用分析J. 工程机械. 1998(10): 25-27. 19 刘庆和，谢卓伟. 自行式工程机械液压 系统的节能技术J. 工程机械. 1987(1): 26-31. 20 童跃帜. 负载反馈液压系统在工程机 械中的应用J. 筑路机械与施工机械化. 2001(4): 26-27. 21 李艳杰，付晓云. 液压传动与控制系统 的新型节能技术探讨J. 沈阳理工大学学 报. 2010(6): 38-41.
