液压传动系统中的节能措施研究

李富梅

（甘肃能源化工职业学院，甘肃 兰州 730207）

液压传动系统在实际工作中发挥着重要的作用，但是也存在着一定的问题，那就是能源利用率不高，甚至会导致空气污染，不利于节能环保工作的推进。所以，应当对液压传动系统进行节能化改造。在此过程中，应当注重节能化改造的成本以及节能化改造的合理性，这样才能保证液压传动系统节能化改造后的正常运行。

1 节能设计的意义

在实际工作中，往往比较重视传统系统的拖动调节功能，对于其中能源消耗以及工作效率往往不够重视，这也导致液压系统在运行过程中产生大量的能源浪费问题。比如，运行效率相对不高，系统消耗的能量过大导致系统中元器件温度上升甚至受热变形的现象，这些情况都造成了大量的能源浪费[1]。所以，应当对液压传动系统进行节能化设计，其主要目的是提升液压传动系统的工作效率，减少主机发热变形的现象，进而减少相关设备的维修成本以及能源消耗。另外，设计液压传动节能系统还可以有效延长系统运行的寿命以及运行效率。目前，相关学者应该对液压传动系统在运行过程中所存在的问题进行积极的研究和探讨，通过结合实际工作情况进行综合考量，对液压系统进行节能化改造。

2 节能设计原理

由于液压传动系统在运行的过程中会发生多次能量转换，这也导致在能量转换的过程中出现能量损耗现象，所以液压传动系统的节能化设计的关键点在于减少能量转化程序，另外，根据相关专家学者的研究发现，液压传动系统的能量转化率可以决定液压传动系统的总效率，这也意味着，只有提升液压系统能量的转化率，才能有效减少液压系统在运行过程中所发生的能源损耗问题[2]。针对此问题，一方面应当选择工作效率更高的相关设备，工作效率高说明能源转化率高，从而减少能量的浪费现象，进而解决液压传动系统在工作过程中产生的能源损耗问题；另一方面，在液压传动系统运行过程中，应当尽量减少过剩压力和过剩流量，以免造成液压传动系统在运行过程中能量的不必要浪费。

3 液压传动系统节能设计的具体措施

（1）提高液压回路效率。对液压传动系统设备的选择也可以提高能量利用率，进而达到节能的效果，比如，对相关控制元件，系统管路进行合理化选择。因此，首先，应当对液压传动系统进行合理化设置，所谓的合理化设置是选择相对合适液压源以及相对合适的卸荷回路，从节能的角度来看，有以下几种液压源可以选择：①巨压源；②压力适应液压源；③功率适应液压源。在对这基础设备进行选择的过程中，应当通过先进设备对整个液压传动系统进行数据收集和分析，再经过相关工作人员对整个液压传动系统的评估，将评估意见和数据分析结果进行综合考虑，才能进行相关设备的选择。在相关设备的选择方面，应当根据综合结果选择适应液压传动系统的相关设备。同时，在选择相关设备的过程中，应当对液压传动系统的传动效率以及传动总功率进行综合考虑；其次，应当选择合适的控制元件以及系统管路，这样才能在最大程度上减少能源的损失，合理使用控制元件。主要有以下几种方法：①通过相关数据以及设备运行的实际情况科学选择原件的型号；②合理调节系统压力。根据相关设备在系统运行过程中可能出现的具体情况来选择合适规格的相关设备，比如，只有了解相关设备的压力需求以及流量的具体值，才能对控制元件做出合适的选择；最后，在液压传动系统运行过程中，如果液压传动系统能够正常运行，那么就有必要减少控制元件或者相关设备的数量，这样可以减少系统的复杂性，进而达到节能减排的目的。

（2）选取匹配程度相对较高的动力源。在实际工作中，液压系统产生能源损耗的原因在于，液压系统所产生的压力大于相关设备所需要的压力。这种情况是造成能源损耗的普遍状况。但是，在个别的工作场景中液压传动系统的能量损耗形式也不尽相同。这种情况会导致液压系统产生的压力与相关设备需求的压力不一致的现象。针对此现象，应当选择匹配程度相对较高的动力源。所以，在选择动力源方面，应当对动力源做适当的了解[3]。首先，定量泵恒压源的匹配程度相对较低，但是其操作难度相对较低，并且具有一定的价格优势，所以其应用场景仍然相对较广。如果液压传动系统不具有智能化设计的标准，一般情况下应当选择此动力源；其次，压力动力源与定量泵恒压源动力原理基本一致。所以，压力动力源的匹配程度也不满足液压传动系统的节能化设计；再次，流量动力源是科技发展的产物，其科学技术含量相对较高，进而导致其能量转化率较高，但是流量动力源的不足之处在于它的价格十分昂贵，并且在使用过程中调试过程相对复杂，因此，这种动力源在推广方面市场前景相对狭隘；最后，功率动力源是当前市场销售量以及应用场景最广的动力源，其匹配程度也相对较高。另外在资源利用率上、能源转化率上以及操作简便性方面都有其突出之处，所以，在动力源选择方面应当选择功率动力源。

（3）减少摩擦所带来的能量损失。在液压传动系统运行的过程中，各元器件会产生一定的摩擦，从而导致能量的损失，所以在此过程中应当减少液压传动系统在运行过程中所发生的摩擦现象，在这方面应当是具体了解摩擦产生的原因和方式。比较常见的摩擦方式具有以下几种：①液压油在流动过程中，对管壁或其他相关的器件产生一定的摩擦，既然造成能量损失；②因为液压阀对液压油有控制作用，而在控制过程中会对液压油造成一定的阻碍，因而导致液压油的运行受阻，进而造成能量损失；③液压油在传动过程中，由于元器件之间存在缝隙，从而导致压力外泄，进而造成能量损失，虽然元器件存在缝隙具有一定的合理性。但是，如果元器件的缝隙过大将会造成压力的浪费，进而造成能源的浪费。因此在选择元器件的过程中，应当选择质量合格且品质相对较高的元器件，这样元器件在使用过程中，不会发生缝隙突然增大的现象。

4 液压传动系统节能化设计的主要表现

4.1 调试液压泵和液压阀的控制能力

液压泵和液压阀的作用是对相关物质起到控制作用，而能量的损失也大多发生在液压泵和液压阀之间。因为液压泵和液压阀对相关物质进行控制的过程中，会造成相关物质的运动受到阻碍，进而造成能源浪费现象。因此，液压传动系统节能化设计的设计者，应当对液压泵和液压阀的控制能力进行调试，使其控制能力相对适中，不应过于严格，这样在一定程度上可以减少能量的浪费，提升能量的适用率。

4.2 保证液压泵所产生的动力被负载设备完全利用

液压传动系统在能量转换的过程中，所产生的能源浪费主要是因为，液压泵所产生的压力，被其他设备所利用。所以液压传动系统在运行过程中能够用到的有效压力是有局限性的，这也导致在一定程度上出现能量浪费的现象，所以设计人员应当保证液压泵所产生的压力尽量被负载设备所利用，所以，液压泵的适当选择也可以节约能源。

4.3 在液压系统中安装蓄能设备

在实际运作的过程中，由于能量的损耗，所以液压传动系统所产生的压力会大于相应设备所需求的压力，这也是导致能源浪费的主要原因之一。因此，可以对系统运行过程中所产生的过量能量进行储存，而储存的能量是可以回收利用的，这种方法可以极大减少能量的损失。比如，可以在液压传动系统中安装液压蓄能器或者转子蓄能器，通过相关设备的运行，可以对能量进行存储，从而在负载设备需要压力的时候将压力进行释放，进而达到接收能源的目的。同时，安装相关性能设备还不会影响传动效率，也不会导致系统在运行过程中产生多余的热量，所以蓄能设备是设计节能化液压传动系统的理想设备。

4.4 对节能回路加以研发

在对液压传动系统机能化设计过程中可以对节能回路进行优化或者研发，其目的是通过节能回路降低系统运行过程中所需要的热量输入。为此，应当对动力源以及荷载回路进行有效选择和设置，以此来保证控制原件以及相关运行方式的合理性。首先，在对动力源加以选择的过程中，应当选择适用率相对较高以及操作简便，价格低廉的动力源，这样的动力源才是符合实际工作的动力源。如果动力源的价格相对较高，那么一旦发生损坏及维修成本也会随之增加。所以在动力源的选择方面，动力源的价格也是参考因素之一；其次，应当对旁油路截流调整回路进行合理调整，进而使压力回路降低，并被液压传动系统运行效率提供相应的保障。而在实际系统运行优化的过程中，需要对管路系统进行适当的优化或者简化。这样才能保证液压传动系统在运行过程中所产生的能源不被浪费；最后，在系统设置完成之后，应当对液压传动系统进行总体调试以及试运行。检查节能系统设计的合理性以及实用性，对相关数据应当进行记录并进行随机抽查，记录相关节能系统随着运行时间的推移及节能状态是否能够保持在相对理想的程度。

5 结语

总而言之，液压传动系统中的节能措施有利于减少资源浪费，提高资源的利用率。在实际操作中，首先应当注重动力泵的选择，在此方面应当注意动力泵的物美价廉以及操作的简明性；其次，应当对液压传动系统中各元器件所产生的摩擦现象进行观察和修理，以减少元器件在摩擦过程中所产生的能量损耗；最后，应当对液压系统进行综合调试，观察液压系统在实际运行中的能源转化率，并且随着时间的推进，观察液压系统的能源利用率是否保持在相对理想的程度。