浅谈液压系统的绿色设计与制造

余 楠 徐艳军

（广东伊之密精密机械股份有限公司，佛山 528306）

随着时代的不断发展，绿色环保理念与可持续发展战略成为当前人们关注的热点话题，促使面向环境的设计与制造逐渐成为未来行业发展的主要方向。工业技术的发展促进了液压技术的发展，液压技术已经被广泛应用到我国的很多行业中，如工程机械制造、机械冶金制造、农业机械、车辆运输和航天航空等。科学的液压系统具有耗能低、无污染等优势，符合我国的可持续发展理念与生态环保理念[1]。

1 液压系统绿色设计需要坚持的原则

1.1 液压系统节能原则

液压系统在设计的过程中要考虑系统的生命周期，全面地考虑设计内容。在设计中，人们不仅要考虑液压系统与绿色发展的融合，还要考虑其基本工作状况，将液压系统与特殊的环境进行充分融合。其间可以融入节能的价值理念，将节能程度作为评定液压系统的核心理念，在节约能源的同时，达到液压系统的工作要求[2]。

1.2 液压系统环保原则

在液压系统的设计中坚持绿色环保的原则，要考虑影响液压系统的环境因素，还要重视变质液压油的回收与处理。在液压系统的装配与使用过程中，要控制其对环境的影响，尽可能地提高资源的利用率，尤其是油液污染、噪音问题更加需要重视。

1.3 液压系统友好设计原则

在液压系统的设计中融入友好设计是指要在设计阶段充分考虑液压件的加工制造、装配、操作及维修保养等问题。这样可以使设计更加友好和人性化，以便加工制造、装配、操作和维修保养。

2 液压系统绿色设计的方法及要点

2.1 液压系统节能设计方法探究

在实际的液压系统设计中，节能可以主要从液压元件的选型、泵站的设计、液压回路设计、管路布局入手。

2.1.1 液压元件选型

人们要根据具体工况需要的流量和压力，选择合适的液压阀及附件，避免因型号不合适导致高能耗或者功率浪费。例如，阀的通流量过小会导致压降过大，流量过大会导致阀的规格偏大，成本增加。此外，液压泵容积效率的高低也会直接影响液压系统效率，液压系统的效率偏低会造成大量的功率浪费。

2.1.2 泵站设计

人们需要考虑如何给液压系统提供所需要的流量和压力，避免流量过剩，产生大量的节流损失和溢流损失。节流和溢流产生的能量损失都会以热量的形式散发，会导致油液的温度升高，进而影响液压系统的稳定运行。例如，人们可以选择变量泵、负载敏感泵、普通电机+变量泵、变频器+普通电机+定量泵、定量泵+伺服电机等改变系统流量的方法，使泵站只提供液压系统所需要的流量，以减少溢流和节流损失。

2.1.3 液压回路设计

设计应尽可能用简单可靠的回路实现所需功能，例如，需要高速大流量的场合，并不需要一味加大油泵，可以增加蓄能器，以满足系统在短时间内对流量的需求。需要高压力时，人们可以设计增压回路等。

2.1.4 管路布局

人们应尽可能避免因急弯、流道通径忽大忽小造成不必要的压力损失，液压系统结构如图1所示。

2.2 液压系统的环保设计方法

环保方面，液压系统主要存在油液泄漏污染和噪音污染。针对不同的污染，人们要采取不同的预防措施。

2.2.1 油液泄漏污染

作为液压系统的三大顽疾之一，油液泄漏对工作环境造成极大的污染。虽然泄漏难以避免，但是人们可以采取预防措施。

一是液压管路的连接避免使用过多的管接头进行转换，多一个连接点就多一个泄漏的风险；二是液压管路在布局时要考虑软管的弯曲半径，过小的弯曲半径会降低软管的使用寿命，使油管提前破裂产生喷漏油现象；三是管路的布局，在合适的位置，如油管转接处、弯曲处、长直线段，设置合适的管夹和支撑，以减少接头处或油管焊接处的漏油；对于易发生漏油的地方设置接油盘，将泄漏的油液加以回收，进行集中处理；五是未来可用水作为工作介质。

2.2.2 噪声污染

在液压系统的所有噪声中，人们要对流体产生的声音给予重视。在系统运行过程中，流速与压力发生变化，导致其出现周期性的气压变化，造成气压泵困油、气穴等，进而导致其出现噪音[3]。人们可以采取以下措施来控制液压系统噪音。

一是减少油内气体的进入，设计时要尽可能保障其有足够大的吸油口，使其油箱以下的深度能够保障其正常运行，以防止吸油不足产生吸空；二是降低液压的冲击，设计者可以增加阻力，控制阀门的关闭时间，在液压容易产生冲击的部位安装蓄能器等装置，有效降低压力冲击；三是通过增大管径和软硬管配合使用，可达到减少振动频率和减弱振动强度的目的。

2.3 液压系统的友好设计要点

液压系统的友好设计主要体现在设计是否人性化，是否便于装配、操作和维护。设计时需要注意：一是安装设备时，要保证调节处方便操作，开关手柄要留有较大的回旋余地。液压集成块的装配要有合理的吊装措施；二是铭牌标识要完整，例如，在危险处设置警示标牌以提醒操作人员注意安全，在液压集成块附近设置液压元件标牌，以便于调试和维修；三是容易损坏的器件要方便更换。

3 结论

在液压系统的绿色设计与制造过程中，相关工作人员应全方面考虑液压系统的各方面性能，通过综合全面的分析，充分发挥液压系统的功能。但是，目前绿色设计仍存在一些问题，需要设计人员不断创新，从而实现液压系统的可持续发展。