液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的節(jié)能問題

1選用傳動(dòng)率較高的液壓回路和適當(dāng)?shù)恼{(diào)速方式

目前普遍使用著的定量泵節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)，其率較低(<0.385)，這是因?yàn)槎勘门c油缸的率分別為85%與95%左右，方向閥及管路等損失約為5%左右。所以，即使不進(jìn)行流量控制，也有25%的功率損失。加上節(jié)流調(diào)速，至少有半以上的浪費(fèi)。此外，還有泄漏及其它的壓力損失和容積損失，這些損失均會(huì)轉(zhuǎn)化為熱能導(dǎo)致液壓油溫升。所以，定量泵加節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)只能用于小流量系統(tǒng)。為了提高率減少溫升，應(yīng)采用高節(jié)能回路，上表為幾種回路功率損失比較。另外，液壓系統(tǒng)的率還取決于負(fù)載。同種回路，當(dāng)負(fù)載流量QL與泵的流量Qm比值大時(shí)回路的率高。例如可采用手動(dòng)伺服變量、壓力控制變量、壓力補(bǔ)償變量、流量補(bǔ)償變量、速度傳感功率限制變量、力矩限制器功率限制變量等多種形式，力求達(dá)到負(fù)載流量Q L與泵的流量的匹配。

2對于常用的定量泵節(jié)流調(diào)速回路，應(yīng)力求減少溢流損失

2.1采用卸荷回路

機(jī)械的工作部件短時(shí)停止工作時(shí)，般都讓液壓系統(tǒng)中的液壓泵空載運(yùn)轉(zhuǎn)(即讓泵輸出的油液部在零壓或很低壓力下流回油箱)，而不是頻繁地啟閉電機(jī)。這樣做可以節(jié)省功率消耗，減少液壓系統(tǒng)的發(fā)熱，延長泵和電機(jī)的使用壽命，般功率大于3kw的液壓系統(tǒng)都設(shè)有卸荷回路。下面介紹幾種典型的卸荷回路。

2.1.1采用三位閥的卸荷回路

采用具有中位卸荷機(jī)能的三位換向閥，可以使液壓泵卸荷。這種方法簡單、可靠。中位卸荷機(jī)能是M、H、K型。圖1為采用具有M型中位機(jī)能換向閥的卸荷回路。這種方法比較簡單，閥處于中位時(shí)泵卸荷。它適用于低壓小流量的液壓系統(tǒng)；用于高壓大流量系統(tǒng)，為使泵在卸荷時(shí)仍能提供定的控制油壓[(2~3)×105Pa]，可在泵的出口處(或回油路上)增設(shè)單向閥(或背壓閥)。但這將使泵的卸荷壓力相應(yīng)增加。

2.1.2采用二位二通閥的卸荷回路

采用二位二通閥的卸荷回路，圖示位置為泵的卸荷狀態(tài)。這種卸荷回路，二位二通閥的規(guī)格必須與泵的額定流量相適應(yīng)。因此這種卸荷方式不適用于大流量的場合，且換向時(shí)會(huì)產(chǎn)生液壓沖擊。通常用于泵的額定流量小于63L/min液壓系統(tǒng)。

2.1.3用先導(dǎo)式溢滾閥的卸荷回路

在先導(dǎo)式溢流閥1的遙控口接小規(guī)格的二位二通電磁閥2。其卸荷壓力的大小取決于溢流閥主閥彈簧的強(qiáng)弱，般為(2~4)×105Pa。由于閥2只須通過先導(dǎo)式溢流閥1控制油路中的油液，故可選用較小規(guī)格的閥，并可進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。這種型式卸荷回路適用于流量較大的液壓系統(tǒng)。

卸荷回路還有很多，如雙聯(lián)泵供油系統(tǒng)中常用外控制序閥的卸荷回路；壓力補(bǔ)償變量泵的卸荷回路；液壓泵卸荷時(shí)系統(tǒng)仍需保持壓力的保壓卸荷回路；適應(yīng)于大流量系統(tǒng)的二通插裝閥卸荷回路；“蓄能器＋壓力繼電器＋電磁溢流閥”構(gòu)成的卸荷回路等。

2.2采用雙泵雙壓供油回路

雙泵供油的快速運(yùn)動(dòng)回路。液壓泵1為高壓小流量泵，其流量應(yīng)略大于工作速度所需要的流量，其工作壓力由溢流閥5調(diào)定。泵2為低壓大流量泵(兩泵的流量也可相等)，其流量與泵1流量之和應(yīng)等于液壓系統(tǒng)快速運(yùn)動(dòng)所需要的流量，其工作壓力應(yīng)低于液控順序閥3的調(diào)定壓力。

這種快速回路功率利用合理，率較高，缺點(diǎn)是回路較復(fù)雜，成本較高。