对机械液压系统节能设计的研究

贺胜利，肖博涛

(上海振华重工(集团)股份有限公司，上海 200125)



对机械液压系统节能设计的研究

贺胜利，肖博涛

(上海振华重工(集团)股份有限公司，上海 200125)

从机械液压系统的节能设计工作入手，在分析提升机械液压系统节能效果重要价值的基础上，提出了提高机械液压系统内流量的管控水平、优化机械液压系统内负荷水平、提高机械液压系统的一体性、提高机械液压系统关键位置的节能效果、提高机械液压系统的自动化水平等对策，从设计、系统和思想上，对机械液压系统节能目标的实现进行了探索。

机械液压系统；流量；负荷；一体性；位置；节能；自动化

装备机械和工程机械一般工作在特殊环境中，具有工作强度大、时间长等特点，因此机械一般都有液压系统的设计和搭配。液压系统可以整合机械的动力系统、传动系统、控制系统、分动系统，这些都是机械液压系统的核心。机械液压系统的节能化设计与制造已成为趋势和方向，应全面了解机械液压系统的节能目标，明确提升机械液压系统节能效果的重要价值。在机械液压系统设计中，要全面体现节能、高效的目标，形成装备产业稳定、连续、高效发展的新基础。

1 提升机械液压系统节能效果的重要价值

机械液压系统是当前大型机械、工程机械的主要传动和辅助系统，机械制造水平和运行状态直接反映企业和国家的工业状况和发展质量，从加快经济建设、实现绿色发展的角度看，提升机械液压系统节能效果具有现实性和战略性作用。

1.1 节能对稳定机械液压系统功能的意义

机械液压系统运行在巨大的负荷状态中，系统内部会产生摩擦、噪声，这会大大降低机械液压系统的运行效率，导致机械液压系统不稳定、不连续、高能耗等问题。在设计环节，强调机械液压系统节能有利于提升系统的稳定性，避免机械液压系统运行中出现摩擦过大、回油损失、空负荷、溢流等问题，在有效提升机械液压系统稳定性的同时，可实现机械液压系统的高效率、高安全运行。

1.2 机械液压系统节能对装备产业的意义

机械液压系统节能水平不单是衡量机械液压系统设计与制造水平的重要标志，也是一个国家装备制造产业发展水平的关键参数。加强机械液压系统节能不但可有效提升机械液压系统设计的合理性、工作的稳定性，还能全面提升装备产业的综合实力和技术水平，达到促进装备产业高效率、集约化发展的目的。

2 实现机械液压系统节能目标的设计对策

2.1 提高机械液压系统内流量的管控水平

机械液压系统由多重阀门和多道管路组成，要将节能目标和价值体现在机械液压系统设计中，就应以机械液压系统内部流量为前提，做好机械液压系统阀门、管路、油泵等关键部位器材的选择与搭配。在油泵设计中，要确立输出量、流量、压力、中位等关键参数，针对机械液压系统的工作状态，确定油泵的选择标准，避免油泵在高负荷状态下出现损坏和消耗，提升机械液压系统的稳定性和节能性。在阀门设计中，要确定排量、方向、压力、行程等关键参数，尽量选择数字控制的自动化阀门，这样既能有效提高机械液压系统的稳定性，也能为智能、绿色、节能机械液压系统的设计提供前提和基础。

2.2 优化机械液压系统内负荷水平

机械液压系统内负荷设计必须依循系统工作的设定，确立指标、参数等关键数据，建构出机械液压系统自适应的路径。在负荷传感的设计中，应强化补偿阀的设计，一般应将补偿阀设计在油泵间、管路节点、执行器之间，有效优化补偿阀、回油路与整个系统的关系，布设与执行器间相适应的补偿阀，实现机械液压系统的精确控制和自动管路，让供应的流量得到准确调控，从而建构节能路径。在操纵阀与体系配有的油泵间，安设压力补偿类的阀门，借助体系产出的压差，管控现有的油泵排量。若总流量没能升至饱和，在建构复合动作的路径内，要凸显低负荷情形下的动作。机械液压系统油泵在机械液压系统特有的控制器内，设计中要提升指令电流的精确性，要覆盖机械液压系统作业内涵、现有的作业路径。电液控制阀，会接纳这样的指令电流。电流量的更替会改变现有的活塞推力，而这种活塞转动，会更替原有的输出功率，以便与需求契合。

2.3 提高机械液压系统的一体性

要将机械液压系统节能目标内化在机械液压系统框架设计和机械液压系统管控路径设计中，要突出机械液压系统设计中的节约和效率原则，尽量缩减不必要的机械液压系统结构，增加具有功能性和一体性的设备，有效提高机械液压系统的作业适应性和运行稳定性，达到对机械液压系统的多样化、功能化控制。搭建机械液压系统的一体控制体系，将模糊控制、模块控制引入机械液压系统节能设计中，构建机械液压系统全功率、全体系的控制系统。对机械液压系统的运行、装配和维护进行流程化、自动化、一体化的改进，以有效避免机械液压系统运行中的能量损失，形成智能控制机械液压系统的技术与系统框架，稳定机械液压系统的输出，提升机械液压系统的体系功能，降低机械液压系统运行中的能耗和损耗。

2.4 提高机械液压系统关键位置的节能效果

压力传感器、功率调节器、阀门、管道、中控设备是机械液压系统的关键部件和核心元器件，在设计机械液压系统时，要以节能化作为方向，有效提升机械液压系统关键部位、元器件的节能水平，不断优化机械液压系统核心元器件和关键部件的运行稳定性和准确性，实现高效率运行、全面控制、系统节能的设计价值目标。对于机械液压系统控制器和调节装置的设计，要强调节能目标，要提升装置的动作连贯性与稳定性，优化机械液压系统关键节点的控制结构和动作体系，稳定机械液压系统的控制和调整，实现机械液压系统工作的连续和高效。对于机械液压系统的调节体系，要设置控制体系和动作体系的自动化设备，通过网络形成覆盖机械液压系统的体系，通过各类信号的感知、收发，实现机械液压系统的节能目标，在提升机械液压系统整体性能的同时，提高单位时间、单位能耗中机械液压系统输出的准确性和稳定性。

2.5 提高机械液压系统的自动化水平

要将自动化和智能化技术全面引入机械液压系统设计工作中，通过先进技术的应用有效优化机械液压系统，使机械液压系统功率输出更加稳定，使机械液压系统动力调整更加连续，全面控制机械液压系统的流量和能耗。在机械液压系统节能设计工作中，应积极引入以微电子技术为代表的现代化控制体系，有效提升机械液压系统的安全性，实现机械液压系统的总线控制和智能控制，有效缩减调控机械液压系统的结构、插件和体系，控制机械液压系统的空间和大小。

3 结语

提升机械液压系统节能水平，实现节能化的机械液压系统设计目标，要有超前的意识和实际的思维，将机械液压系统节能整合在具体的细节工作中，将机械液压系统节能的工作进行系统性整合，有计划地推进机械液压系统设计工作向高效率、科学化方向发展，实现机械液压系统稳定、节能、高效的设计、生产和运行，为装备产业的跨越式发展，为机械工业产业大发展提供技术、体系、价值和功能上的多维度保障。

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Research on energy-saving design of mechanical hydraulic system

HE Sheng-li, XIAO Bo-tao

(Shanghai Zhenhua Heavy Industry (Group) Co., Ltd., Shanghai 200125, China)

Based on the analysis of energy saving design of mechanical hydraulic system, this paper puts forward measures on improving the control level of flow rate, optimizing the load level in mechanical hydraulic system, improving the integration of mechanical hydraulic system, enhancing energy saving effect of mechanical hydraulic system and automation level. The target on energy saving of mechanical hydraulic system was explored from the aspects of design, system and thoughts.

Mechanical hydraulic system; Flow; Load; Integration; Location; Energy saving; Automation

2016-12-28

贺胜利(1989-)，男，工程师，本科； 肖博涛(1985-)，男，工程师，本科。

TH137.9

A

1674-8646(2017)04-0134-02