徐高日　盧敏源

摘 要：隨著現(xiàn)代社會的發(fā)展，液壓傳動系統(tǒng)應(yīng)用越來越廣泛，但是有關(guān)其在環(huán)保節(jié)能中的探討還很少，所以該文對其在環(huán)保節(jié)能方面的兩個方面即發(fā)展生物可降解液壓油和液壓系統(tǒng)的節(jié)能環(huán)保中的設(shè)計(jì)進(jìn)行了探討和分析。

關(guān)鍵詞：液壓傳動系統(tǒng) 節(jié)能環(huán)保 探討

中圖分類號：TH 137 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2013）03（c）-00-01

1 生物可降解液壓油

1.1 生物可降解液壓油的概念

所謂生物可降解液壓油是指在液壓系統(tǒng)的工作過程中不僅能夠滿足系統(tǒng)的工作要求并且在此過程中不產(chǎn)生危害環(huán)境污染物的液壓油。其主要的指標(biāo)在于生物可降解特性，它是液壓系統(tǒng)產(chǎn)生的污染物被生物的分解作用分解為簡單的無機(jī)物的過程。

1.2 構(gòu)成生物可降解液壓油

與普通的礦物型液壓油一致的是生物可降解液壓油也是由基礎(chǔ)油和添加劑構(gòu)成的，但其特性決定了它與其他物質(zhì)的不同。

（1）基礎(chǔ)油。在通常情況下，基礎(chǔ)油在液壓油中的比重占到80%以上，所以在液傳動系統(tǒng)的工作過程中基礎(chǔ)油起著重要作用。在國外，生物可降解液壓油中使用的主要有植物油和合成酯兩種。由植物構(gòu)成基礎(chǔ)油的潤滑性能良好，并且因無毒性而很容易進(jìn)行生物降解。植物性的基礎(chǔ)油主要是有自然界中的植物提煉的，如大豆、向日葵等。較合成酯而言，植物油型基礎(chǔ)油更加便宜，但是植物型油的缺點(diǎn)在于其在溫度高于90 ℃時便會出現(xiàn)氧化，其傾點(diǎn)是-1 5 ℃，所以其高低溫性能較不理想。與植物油型相比，合成酯型油具有較好的降解能力同時能夠在低高溫時保持良好的使用狀態(tài)。所以在液壓傳動系統(tǒng)的工作過程中，合成酯型基礎(chǔ)油被廣泛使用。

（2）添加劑。潤滑油脂添加劑主要是對礦物油而言的，所以在制造過程中很少考慮環(huán)保和健康的因素。生物可降解潤滑油的設(shè)計(jì)過程中要注意無毒性和低污染以及可降解性。所以研制可降解的潤滑油是目前的重要研究內(nèi)容之一，但是現(xiàn)階段該工作的實(shí)施還處于起步階段。我們必須利用現(xiàn)有的各種先進(jìn)的信息技術(shù)、摩擦磨損技術(shù)以及新材料和潤滑技術(shù)等使可降解的潤滑油早日出現(xiàn)。

2 節(jié)能環(huán)保液壓技術(shù)的發(fā)展

針對液壓系統(tǒng)對環(huán)境的危害，需要在現(xiàn)代社會的液壓傳動系統(tǒng)的工作中發(fā)展環(huán)保液壓技術(shù)，提高生態(tài)環(huán)境與液壓傳統(tǒng)系統(tǒng)之間的和諧性。所以在綜合考慮對環(huán)境和資源的影響下提出了綠色設(shè)計(jì)和制造技術(shù)，這是機(jī)械制造業(yè)中可持續(xù)發(fā)展思想的主要應(yīng)用之一?；镜挠^念在于在液壓傳動系統(tǒng)工作的基礎(chǔ)上引入環(huán)境的概念，同時將環(huán)境的要求置于優(yōu)先考慮的地位。主要的設(shè)計(jì)原則有：（1）最佳的資源利用原則。針對原材料較少的情況，盡量使用代用材料，同時注意在使用過程中減少材料的使用，以利于在產(chǎn)品報廢之后對材料進(jìn)行積極的回收，提高產(chǎn)品的可靠性和使用時間。（2）環(huán)保型原件和材料的使用。對工作過程中用到的液體、密封件以及其他元件減少其對環(huán)境的損害。（3）最少的能耗原則。要使用相容性較好的各種材料，盡量不使用難以回收和不能回收的材料，在保證產(chǎn)品性能的基礎(chǔ)上，確定使用時間，減少其在使用中的消耗。（4）采用先進(jìn)理念設(shè)計(jì)原則。注意在設(shè)計(jì)過程中不斷的優(yōu)化產(chǎn)品的性能，樹立品牌意識。在產(chǎn)品性能相同時，盡量選擇結(jié)構(gòu)簡單易于拆裝的產(chǎn)品。

3 液壓系統(tǒng)中的節(jié)能環(huán)保設(shè)計(jì)

3.1 與功率相匹配液壓系統(tǒng)的使用

在液壓傳動系統(tǒng)的使用過程中，要盡量使用與之功率相當(dāng)?shù)囊簤合到y(tǒng)。應(yīng)盡量保證液壓泵輸出的能量與負(fù)載所需的能量保持一致，減少系統(tǒng)的能耗，提高液壓系統(tǒng)的工作效率。對負(fù)載系統(tǒng)壓力相近及負(fù)載流量的變化范圍較顯著時，需要使用恒壓的變量泵為動力來源；對承受較大負(fù)載功率并且其負(fù)載速度隨負(fù)載壓力的增大而減少的系統(tǒng)需要使用恒定功率的變量泵作為動力源。在工作過程中要保持泵輸出的壓力、流量以及負(fù)載壓力等相適應(yīng)，同時要注意泵與負(fù)載功率的一致性。在現(xiàn)階段出現(xiàn)了一種采用伺服電機(jī)和定量泵相一致的系統(tǒng)，在其工作過程中用交流調(diào)速系統(tǒng)代替了電液比例閥，因此被稱為無閥電液系統(tǒng)。應(yīng)用永磁無閥直流電機(jī)或者交流飼服電機(jī)與定量泵組裝而成的無閥液壓系統(tǒng)，可明顯減少傳統(tǒng)回路過程中的溢流損失及截留損失，顯著提高系統(tǒng)效率。無閥液壓系統(tǒng)是機(jī)電技術(shù)緊密結(jié)合的結(jié)晶，系統(tǒng)容易通過計(jì)算機(jī)控制，可靠性高，可控制性強(qiáng)，節(jié)能效果好，該系統(tǒng)回路占用空間小、易于集成、結(jié)構(gòu)緊密，抗污染能力顯著，已成功應(yīng)用于飛機(jī)電動靜液動作器、壓磚機(jī)、注塑機(jī)以及液壓電梯上。

3.2 系統(tǒng)能量的存儲及再回收利用

已有的液壓蓄能器及轉(zhuǎn)子蓄能器（機(jī)械飛輪）這兩種液壓蓄能裝置在現(xiàn)實(shí)生活中已得到廣泛應(yīng)用，這里不在對其進(jìn)行詳述，這里關(guān)鍵介紹一種新的液壓蓄能裝置，該裝置被稱為二次調(diào)節(jié)靜液傳動技術(shù)，可回收因慣性產(chǎn)生的動能及垂直方向上負(fù)載的重力勢能。在靜液傳動系統(tǒng)工作時，常常將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為液壓能中的元件，例如將液壓泵作為稱為一次元件；而液壓能和機(jī)械能可進(jìn)行相互轉(zhuǎn)換的元件稱之為二次元件。在液壓系統(tǒng)的工作過程中若依靠二次能量的裝換元件參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)時，稱之為二次調(diào)節(jié)靜液傳動。在工作過程中液壓馬達(dá)是二次元件，由變量油缸對其進(jìn)行調(diào)控，而電液伺服閥對變量油缸中通過的流量進(jìn)行控制。對于二次元件的轉(zhuǎn)速變化需要與二次元件相關(guān)的轉(zhuǎn)軸的光電編碼器或其他的設(shè)備傳輸給控制器，控制器采用一定的方法將產(chǎn)生的控制信號傳送到電液伺服閥，并在其作用下對變量油缸的左右移動進(jìn)行控制。通過該法將改變二次元件的斜盤傾角，同時將二次元件的排量進(jìn)行改變，并使系統(tǒng)處于穩(wěn)定的狀態(tài)。在此狀態(tài)下，可以產(chǎn)生各種設(shè)定轉(zhuǎn)速，在改變電液伺服閥的控制信號的情況下可使二次元件的轉(zhuǎn)速無級變化。通過改變二次元件的排量可以對二次調(diào)節(jié)靜夜液壓傳動系統(tǒng)中的二次元件的負(fù)載轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速等做出相適應(yīng)的反應(yīng)。在輸出區(qū)的二次元件上能夠?qū)崿F(xiàn)這種調(diào)節(jié)，該功能的實(shí)現(xiàn)主要是通過二次元件的作用，即其閉環(huán)反饋的控制實(shí)現(xiàn)的，同時在此過程中對系統(tǒng)的工作壓力無影響。對二次元件斜盤的擺動方向進(jìn)行改變能夠使二次元件在四個象限內(nèi)工作，提供了泵和馬達(dá)的工況，從而在一定程度上實(shí)現(xiàn)了能量回收的可能性。在二次元件處于“泵”的工作狀況時，能實(shí)現(xiàn)向系統(tǒng)回饋能量。在此種情況下，可以通過改變能量或不改變能量的形式實(shí)現(xiàn)能量的存儲，該能量可以由蓄能器儲存也可提供給用戶使用。在工作過程中液壓傳動系統(tǒng)中的壓力基本保持不變，二次元件與恒壓油源連接，所以在此系統(tǒng)中沒有原理性的節(jié)能損失，提高了系統(tǒng)的工作效率。在蓄能器中保存的液壓能夠滿足間歇的大功率使用情形，在設(shè)備的啟動中可用蓄能器中的能量對啟動過程進(jìn)行加速，以此提高系統(tǒng)的工作效率。在液壓傳動系統(tǒng)中有蓄能器的存在能夠是系統(tǒng)不形成壓力尖峰，可在一定程度上減少系統(tǒng)的沖擊壓力和安全閥的開啟，并減少冷卻的功率消耗。二次調(diào)節(jié)能量回收系統(tǒng)已在起重機(jī)械、油田抽油機(jī)等系統(tǒng)中得到廣泛的應(yīng)用。

4 結(jié)語

該文針對生物可降解液壓油和液壓系統(tǒng)的節(jié)能環(huán)保中的設(shè)計(jì)在液壓傳動系統(tǒng)中的應(yīng)用，旨在說明液壓系統(tǒng)中節(jié)能環(huán)保的重要性，以其使更多的人關(guān)注到液壓系統(tǒng)中的節(jié)能環(huán)保工作。

參考文獻(xiàn)

[1] 陳英.工程機(jī)械液壓系統(tǒng)保壓設(shè)計(jì)及改進(jìn)[J].煤礦機(jī)械，2010（9）.

[2] 賀文濤.塑料設(shè)備液壓系統(tǒng)的節(jié)能技術(shù)[J].橡塑技術(shù)與裝備，2009（3）.

[3] 桑勇，王占林，祁曉野，等.液壓傳動系統(tǒng)中節(jié)能技術(shù)的探討[J].機(jī)床與液壓，2007（3）.