李富梅

（甘肅能源化工職業(yè)學(xué)院，甘肅 蘭州 730207）

液壓傳動系統(tǒng)在實(shí)際工作中發(fā)揮著重要的作用，但是也存在著一定的問題，那就是能源利用率不高，甚至?xí)?dǎo)致空氣污染，不利于節(jié)能環(huán)保工作的推進(jìn)。所以，應(yīng)當(dāng)對液壓傳動系統(tǒng)進(jìn)行節(jié)能化改造。在此過程中，應(yīng)當(dāng)注重節(jié)能化改造的成本以及節(jié)能化改造的合理性，這樣才能保證液壓傳動系統(tǒng)節(jié)能化改造后的正常運(yùn)行。

1 節(jié)能設(shè)計(jì)的意義

在實(shí)際工作中，往往比較重視傳統(tǒng)系統(tǒng)的拖動調(diào)節(jié)功能，對于其中能源消耗以及工作效率往往不夠重視，這也導(dǎo)致液壓系統(tǒng)在運(yùn)行過程中產(chǎn)生大量的能源浪費(fèi)問題。比如，運(yùn)行效率相對不高，系統(tǒng)消耗的能量過大導(dǎo)致系統(tǒng)中元器件溫度上升甚至受熱變形的現(xiàn)象，這些情況都造成了大量的能源浪費(fèi)[1]。所以，應(yīng)當(dāng)對液壓傳動系統(tǒng)進(jìn)行節(jié)能化設(shè)計(jì)，其主要目的是提升液壓傳動系統(tǒng)的工作效率，減少主機(jī)發(fā)熱變形的現(xiàn)象，進(jìn)而減少相關(guān)設(shè)備的維修成本以及能源消耗。另外，設(shè)計(jì)液壓傳動節(jié)能系統(tǒng)還可以有效延長系統(tǒng)運(yùn)行的壽命以及運(yùn)行效率。目前，相關(guān)學(xué)者應(yīng)該對液壓傳動系統(tǒng)在運(yùn)行過程中所存在的問題進(jìn)行積極的研究和探討，通過結(jié)合實(shí)際工作情況進(jìn)行綜合考量，對液壓系統(tǒng)進(jìn)行節(jié)能化改造。

2 節(jié)能設(shè)計(jì)原理

由于液壓傳動系統(tǒng)在運(yùn)行的過程中會發(fā)生多次能量轉(zhuǎn)換，這也導(dǎo)致在能量轉(zhuǎn)換的過程中出現(xiàn)能量損耗現(xiàn)象，所以液壓傳動系統(tǒng)的節(jié)能化設(shè)計(jì)的關(guān)鍵點(diǎn)在于減少能量轉(zhuǎn)化程序，另外，根據(jù)相關(guān)專家學(xué)者的研究發(fā)現(xiàn)，液壓傳動系統(tǒng)的能量轉(zhuǎn)化率可以決定液壓傳動系統(tǒng)的總效率，這也意味著，只有提升液壓系統(tǒng)能量的轉(zhuǎn)化率，才能有效減少液壓系統(tǒng)在運(yùn)行過程中所發(fā)生的能源損耗問題[2]。針對此問題，一方面應(yīng)當(dāng)選擇工作效率更高的相關(guān)設(shè)備，工作效率高說明能源轉(zhuǎn)化率高，從而減少能量的浪費(fèi)現(xiàn)象，進(jìn)而解決液壓傳動系統(tǒng)在工作過程中產(chǎn)生的能源損耗問題；另一方面，在液壓傳動系統(tǒng)運(yùn)行過程中，應(yīng)當(dāng)盡量減少過剩壓力和過剩流量，以免造成液壓傳動系統(tǒng)在運(yùn)行過程中能量的不必要浪費(fèi)。

3 液壓傳動系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)的具體措施

（1）提高液壓回路效率。對液壓傳動系統(tǒng)設(shè)備的選擇也可以提高能量利用率，進(jìn)而達(dá)到節(jié)能的效果，比如，對相關(guān)控制元件，系統(tǒng)管路進(jìn)行合理化選擇。因此，首先，應(yīng)當(dāng)對液壓傳動系統(tǒng)進(jìn)行合理化設(shè)置，所謂的合理化設(shè)置是選擇相對合適液壓源以及相對合適的卸荷回路，從節(jié)能的角度來看，有以下幾種液壓源可以選擇：①巨壓源；②壓力適應(yīng)液壓源；③功率適應(yīng)液壓源。在對這基礎(chǔ)設(shè)備進(jìn)行選擇的過程中，應(yīng)當(dāng)通過先進(jìn)設(shè)備對整個(gè)液壓傳動系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)收集和分析，再經(jīng)過相關(guān)工作人員對整個(gè)液壓傳動系統(tǒng)的評估，將評估意見和數(shù)據(jù)分析結(jié)果進(jìn)行綜合考慮，才能進(jìn)行相關(guān)設(shè)備的選擇。在相關(guān)設(shè)備的選擇方面，應(yīng)當(dāng)根據(jù)綜合結(jié)果選擇適應(yīng)液壓傳動系統(tǒng)的相關(guān)設(shè)備。同時(shí)，在選擇相關(guān)設(shè)備的過程中，應(yīng)當(dāng)對液壓傳動系統(tǒng)的傳動效率以及傳動總功率進(jìn)行綜合考慮；其次，應(yīng)當(dāng)選擇合適的控制元件以及系統(tǒng)管路，這樣才能在最大程度上減少能源的損失，合理使用控制元件。主要有以下幾種方法：①通過相關(guān)數(shù)據(jù)以及設(shè)備運(yùn)行的實(shí)際情況科學(xué)選擇原件的型號；②合理調(diào)節(jié)系統(tǒng)壓力。根據(jù)相關(guān)設(shè)備在系統(tǒng)運(yùn)行過程中可能出現(xiàn)的具體情況來選擇合適規(guī)格的相關(guān)設(shè)備，比如，只有了解相關(guān)設(shè)備的壓力需求以及流量的具體值，才能對控制元件做出合適的選擇；最后，在液壓傳動系統(tǒng)運(yùn)行過程中，如果液壓傳動系統(tǒng)能夠正常運(yùn)行，那么就有必要減少控制元件或者相關(guān)設(shè)備的數(shù)量，這樣可以減少系統(tǒng)的復(fù)雜性，進(jìn)而達(dá)到節(jié)能減排的目的。

（2）選取匹配程度相對較高的動力源。在實(shí)際工作中，液壓系統(tǒng)產(chǎn)生能源損耗的原因在于，液壓系統(tǒng)所產(chǎn)生的壓力大于相關(guān)設(shè)備所需要的壓力。這種情況是造成能源損耗的普遍狀況。但是，在個(gè)別的工作場景中液壓傳動系統(tǒng)的能量損耗形式也不盡相同。這種情況會導(dǎo)致液壓系統(tǒng)產(chǎn)生的壓力與相關(guān)設(shè)備需求的壓力不一致的現(xiàn)象。針對此現(xiàn)象，應(yīng)當(dāng)選擇匹配程度相對較高的動力源。所以，在選擇動力源方面，應(yīng)當(dāng)對動力源做適當(dāng)?shù)牧私鈁3]。首先，定量泵恒壓源的匹配程度相對較低，但是其操作難度相對較低，并且具有一定的價(jià)格優(yōu)勢，所以其應(yīng)用場景仍然相對較廣。如果液壓傳動系統(tǒng)不具有智能化設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)，一般情況下應(yīng)當(dāng)選擇此動力源；其次，壓力動力源與定量泵恒壓源動力原理基本一致。所以，壓力動力源的匹配程度也不滿足液壓傳動系統(tǒng)的節(jié)能化設(shè)計(jì)；再次，流量動力源是科技發(fā)展的產(chǎn)物，其科學(xué)技術(shù)含量相對較高，進(jìn)而導(dǎo)致其能量轉(zhuǎn)化率較高，但是流量動力源的不足之處在于它的價(jià)格十分昂貴，并且在使用過程中調(diào)試過程相對復(fù)雜，因此，這種動力源在推廣方面市場前景相對狹隘；最后，功率動力源是當(dāng)前市場銷售量以及應(yīng)用場景最廣的動力源，其匹配程度也相對較高。另外在資源利用率上、能源轉(zhuǎn)化率上以及操作簡便性方面都有其突出之處，所以，在動力源選擇方面應(yīng)當(dāng)選擇功率動力源。

（3）減少摩擦所帶來的能量損失。在液壓傳動系統(tǒng)運(yùn)行的過程中，各元器件會產(chǎn)生一定的摩擦，從而導(dǎo)致能量的損失，所以在此過程中應(yīng)當(dāng)減少液壓傳動系統(tǒng)在運(yùn)行過程中所發(fā)生的摩擦現(xiàn)象，在這方面應(yīng)當(dāng)是具體了解摩擦產(chǎn)生的原因和方式。比較常見的摩擦方式具有以下幾種：①液壓油在流動過程中，對管壁或其他相關(guān)的器件產(chǎn)生一定的摩擦，既然造成能量損失；②因?yàn)橐簤洪y對液壓油有控制作用，而在控制過程中會對液壓油造成一定的阻礙，因而導(dǎo)致液壓油的運(yùn)行受阻，進(jìn)而造成能量損失；③液壓油在傳動過程中，由于元器件之間存在縫隙，從而導(dǎo)致壓力外泄，進(jìn)而造成能量損失，雖然元器件存在縫隙具有一定的合理性。但是，如果元器件的縫隙過大將會造成壓力的浪費(fèi)，進(jìn)而造成能源的浪費(fèi)。因此在選擇元器件的過程中，應(yīng)當(dāng)選擇質(zhì)量合格且品質(zhì)相對較高的元器件，這樣元器件在使用過程中，不會發(fā)生縫隙突然增大的現(xiàn)象。

4 液壓傳動系統(tǒng)節(jié)能化設(shè)計(jì)的主要表現(xiàn)

4.1 調(diào)試液壓泵和液壓閥的控制能力

液壓泵和液壓閥的作用是對相關(guān)物質(zhì)起到控制作用，而能量的損失也大多發(fā)生在液壓泵和液壓閥之間。因?yàn)橐簤罕煤鸵簤洪y對相關(guān)物質(zhì)進(jìn)行控制的過程中，會造成相關(guān)物質(zhì)的運(yùn)動受到阻礙，進(jìn)而造成能源浪費(fèi)現(xiàn)象。因此，液壓傳動系統(tǒng)節(jié)能化設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)者，應(yīng)當(dāng)對液壓泵和液壓閥的控制能力進(jìn)行調(diào)試，使其控制能力相對適中，不應(yīng)過于嚴(yán)格，這樣在一定程度上可以減少能量的浪費(fèi)，提升能量的適用率。

4.2 保證液壓泵所產(chǎn)生的動力被負(fù)載設(shè)備完全利用

液壓傳動系統(tǒng)在能量轉(zhuǎn)換的過程中，所產(chǎn)生的能源浪費(fèi)主要是因?yàn)椋簤罕盟a(chǎn)生的壓力，被其他設(shè)備所利用。所以液壓傳動系統(tǒng)在運(yùn)行過程中能夠用到的有效壓力是有局限性的，這也導(dǎo)致在一定程度上出現(xiàn)能量浪費(fèi)的現(xiàn)象，所以設(shè)計(jì)人員應(yīng)當(dāng)保證液壓泵所產(chǎn)生的壓力盡量被負(fù)載設(shè)備所利用，所以，液壓泵的適當(dāng)選擇也可以節(jié)約能源。

4.3 在液壓系統(tǒng)中安裝蓄能設(shè)備

在實(shí)際運(yùn)作的過程中，由于能量的損耗，所以液壓傳動系統(tǒng)所產(chǎn)生的壓力會大于相應(yīng)設(shè)備所需求的壓力，這也是導(dǎo)致能源浪費(fèi)的主要原因之一。因此，可以對系統(tǒng)運(yùn)行過程中所產(chǎn)生的過量能量進(jìn)行儲存，而儲存的能量是可以回收利用的，這種方法可以極大減少能量的損失。比如，可以在液壓傳動系統(tǒng)中安裝液壓蓄能器或者轉(zhuǎn)子蓄能器，通過相關(guān)設(shè)備的運(yùn)行，可以對能量進(jìn)行存儲，從而在負(fù)載設(shè)備需要壓力的時(shí)候?qū)毫M(jìn)行釋放，進(jìn)而達(dá)到接收能源的目的。同時(shí)，安裝相關(guān)性能設(shè)備還不會影響傳動效率，也不會導(dǎo)致系統(tǒng)在運(yùn)行過程中產(chǎn)生多余的熱量，所以蓄能設(shè)備是設(shè)計(jì)節(jié)能化液壓傳動系統(tǒng)的理想設(shè)備。

4.4 對節(jié)能回路加以研發(fā)

在對液壓傳動系統(tǒng)機(jī)能化設(shè)計(jì)過程中可以對節(jié)能回路進(jìn)行優(yōu)化或者研發(fā)，其目的是通過節(jié)能回路降低系統(tǒng)運(yùn)行過程中所需要的熱量輸入。為此，應(yīng)當(dāng)對動力源以及荷載回路進(jìn)行有效選擇和設(shè)置，以此來保證控制原件以及相關(guān)運(yùn)行方式的合理性。首先，在對動力源加以選擇的過程中，應(yīng)當(dāng)選擇適用率相對較高以及操作簡便，價(jià)格低廉的動力源，這樣的動力源才是符合實(shí)際工作的動力源。如果動力源的價(jià)格相對較高，那么一旦發(fā)生損壞及維修成本也會隨之增加。所以在動力源的選擇方面，動力源的價(jià)格也是參考因素之一；其次，應(yīng)當(dāng)對旁油路截流調(diào)整回路進(jìn)行合理調(diào)整，進(jìn)而使壓力回路降低，并被液壓傳動系統(tǒng)運(yùn)行效率提供相應(yīng)的保障。而在實(shí)際系統(tǒng)運(yùn)行優(yōu)化的過程中，需要對管路系統(tǒng)進(jìn)行適當(dāng)?shù)膬?yōu)化或者簡化。這樣才能保證液壓傳動系統(tǒng)在運(yùn)行過程中所產(chǎn)生的能源不被浪費(fèi)；最后，在系統(tǒng)設(shè)置完成之后，應(yīng)當(dāng)對液壓傳動系統(tǒng)進(jìn)行總體調(diào)試以及試運(yùn)行。檢查節(jié)能系統(tǒng)設(shè)計(jì)的合理性以及實(shí)用性，對相關(guān)數(shù)據(jù)應(yīng)當(dāng)進(jìn)行記錄并進(jìn)行隨機(jī)抽查，記錄相關(guān)節(jié)能系統(tǒng)隨著運(yùn)行時(shí)間的推移及節(jié)能狀態(tài)是否能夠保持在相對理想的程度。

5 結(jié)語

總而言之，液壓傳動系統(tǒng)中的節(jié)能措施有利于減少資源浪費(fèi)，提高資源的利用率。在實(shí)際操作中，首先應(yīng)當(dāng)注重動力泵的選擇，在此方面應(yīng)當(dāng)注意動力泵的物美價(jià)廉以及操作的簡明性；其次，應(yīng)當(dāng)對液壓傳動系統(tǒng)中各元器件所產(chǎn)生的摩擦現(xiàn)象進(jìn)行觀察和修理，以減少元器件在摩擦過程中所產(chǎn)生的能量損耗；最后，應(yīng)當(dāng)對液壓系統(tǒng)進(jìn)行綜合調(diào)試，觀察液壓系統(tǒng)在實(shí)際運(yùn)行中的能源轉(zhuǎn)化率，并且隨著時(shí)間的推進(jìn)，觀察液壓系統(tǒng)的能源利用率是否保持在相對理想的程度。