窺探機械液壓系統設計中節能理念的運用

曾航宇　羅毅　盧衛平　溫朝臣　覃廣志　喬自明

摘要：時代的發展使得我國綜合國力逐漸增強，同時也為建筑業的發展創造了有利條件，在工程建設過程中肯定會用到各種各樣的工程機械，這樣不僅可以減少勞動力和費用的支出，同時也促進了工作效率的提升，在很大程度上為工程建設節省了開支。工程機械所有組成部分中液壓系統占據著非常重要的位置，起到了不可缺少的作用?？墒俏覈诎l展過程中能源消耗越來越嚴重，使得能源資源匱乏，在這種局勢下對工程機械中液壓系統實施節能設計十分必要。該文主要分析了工程機械液壓系統設計中對節能理念的運用情況，并給予機械產品節能設計與液壓系統節能設計做出了深入研究，希望可以提升人們環保意識，注重工程機械的綠色設計。

關鍵詞：壓程機械；液壓；系統功能；設計

節能在不同的環境中有不同的體現，在工程機械的液壓系統中節能主要是根據在一定程度上降低消耗實現的液壓系統的節能設計在實際的應用中，不僅可降低油耗、減少排放還可促進對資源的節約利用，加強對生態環境的全面保護。雖然說從目前的發展狀況來看工程機械類的機動車排放量并沒有明確的規定，但是在生態環境的不斷惡化下必須加強對工程機械類車輛的尾氣排放進行一定的限制，這樣才能有效的控制環境惡化的問題。要減少尾氣的排放量必須加強對液壓系統的節能設計研究，只有將這項問題進行全面的解決才能從根本上實現節能。

1工程機械產品設計中環保節能理念的運用

工程機械在設計的過程中，節能的產品設計是非常重要的。在對液壓系統進行節能設計的過程中不僅僅是要將液壓系統進行節能型的設計，還要將整個機械進行節能設計。在設計中要綜合考慮的因素有很多，不僅要考慮其使用的性能還要綜合的考慮其節能的效果，以下對詳細的內容進行系統的闡述。

1.1大力采用低公害發動機

在節能設計中發動機是整個工程機械系統中對其影響最大的部件，在節能的設計中，一定要采用低油耗、少排放等原則進行設計，這樣可有效的減少發動機對環境產生的負荷。從目前的狀況來看，現有很多的國家都采用節能新技術，并且在節能新技術的應用中都能產生良好的效果，并綜合的促進對環境的保護。

1.2重視液壓系統的清潔與防滲漏

在對工程機械液壓系統進行節能設計時，還應對其傳動液壓油清潔度提高重視，因為這直接關系到液壓傳動的效果。通過設計可以將油液中的微塵垃圾、機械磨損物等進行全面的清楚，避免液壓元件出現故障或磨損，從而影響了液壓元件的使用壽命，使液壓油標準的更換頻率不斷降低；同時可有效避免液壓油在工作中溫度升得過高過快，延長換油間隔時間，減少對周邊作業環境的污染。另外通過采用增壓液壓油箱，可改善泵的吸油效果從而延長其使用壽命，并且能很好地防止外界灰塵和水分進入油箱，提高整個液壓系統的清潔度。液壓系統的滲漏對周圍環境的污染是目前部分工程機械產品中普遍存在的，液壓管路采用耐腐蝕、防老化、具備優良密封性能的進口優質膠管很有必要；為了減少損壞軟管的廢棄量，設計時應在可能的條件下盡量使用硬管；對設計過程中只能采用軟管并且容易破裂時油液流出而污染環境。

1.3機械系統的節能高效設計

工程系統的節能設計也是對生態環境保護的重要內容，在生態環境逐漸惡化的狀態下，綜合的對環境進行保護可有效的減少污染，并促進生態環境的可持續發展。在資源能源的利用中能源危機日益嚴重，在減少能耗的前提下可節省能源，并提高工程機械的使用效率；在對工程機械節能的設計中采用的雙泵分合流技術、液壓負荷傳感技術、靜液驅動技術等都可達到節能降耗的目的，從而促進對生態環境的保護。

2液壓系統設計中有效運用節能理念的策略

想要保證液壓系統節能設計達到預想的效果，在設計時要對設計的基礎原則充分了解，同時還應充分結合應用過程中的具體作用液壓元件選擇過程中要充分結合節能環保理念，在設計過程中要考慮到液壓泵的總效率，并綜合的控制好泄露。以下將對具體的液壓系統的節能設計進行闡述。

2.1采用節能性良好的液壓元件

在機械設計的過程中，對節能的液壓元件選擇也十分的重要，其中以液壓泵、馬達損失最大。其次是各種閥類加溢流閥的溢流損失，以及設在液壓缸或馬達回油路上的背壓閥的壓力損失等。常用的節能液壓元件有限壓式變量泵、恒功率變量泵、恒壓式變量泵、蓄能器、電液伺服閥、集成閥、變截面液壓缸等，采用節能型液壓元件是系統的重要節能手段，如負荷敏感式變量柱塞泵可隨負荷變化自動調節流量；變截面液壓缸可有效地避免選用大流量、大功率油泵帶來的能量浪費；自保持型電磁閥只需瞬間通電即可完成閥門開關動作，閥芯位置無需電來保持；插裝式錐閥可將每條流道上串聯閥的個數減到最小，使大流量的主回路得到簡化。

2.2強化液壓泵總效率的提升

從機械的總體設計來看，泵是初次能量的轉換裝置，并且對液壓系統的影響非常大，所以在設計的過程中還要充分的考慮液壓泵的工作總效率，綜合的選擇合適的動力源，全面的提高利用率，并提高其機械的綜合效率，促進其在應用的過程中有效的提升整個機械的工作效率。在一般的節能設計中通常有：（1）選擇合理的液壓泵形式，一般壓力在2.5MPa以下時選用齒輪泵；在2.5-6.3 MPa范圍內選用葉片泵；在6.3MPa以上選用柱塞泵。（2）選擇合理的液壓泵轉速，對提高效率而言液壓泵存在一個最佳轉速，一般在1000-1 800 r / mi n范圍內。（3）選用粘度合適的液壓油。高粘度油可使泄漏減少，容積效率提高，但內摩擦阻力增大，管道壓力損失增加，機械效率降低并導致泵的自吸能力下降，使用低粘度油時，情況正相反。

2.3有效控制系統泄漏問題

在對工程機械液壓系統實施節能設計時會受到來自多個方面因素的影響，其中最值得關注的問題就是油液的泄漏問題，一般油液的泄漏分為內外泄漏兩種，為了能夠有效避免這一問題發生要對密封材質進行全面改進。首先要選用節能材料進行設計，并根據密封材質自身的特點針對性的改善。其主要措施有：（1）采用間隙補償。內泄漏量與間隙厚度的立方成正比，減小間隙能顯著減少內泄漏量由于油膜潤滑和零件的加工工藝及熱脹冷縮等因素必須保證一定的間隙，因此液壓元件間隙密封的首要問題是控制間隙的大小。（2）考慮制造和裝配因素，減小泄漏。嚴格控制配合零件表面的加工質量，使配合表面幾何形狀誤差、表面粗糙度符合標準。裝配前應對零件進行仔細檢查，嚴格清洗并按裝配工藝要求進行裝配，拒絕因裝配引起的泄漏。（3）合理選擇液壓油。液壓油作為液壓傳動的介質，它的黏度隨溫度、壓力、剪切速度等條件的變化而變化。

3結論

總而言之，對工程機械液中的液壓系統實施節能設計時要全面考慮多個方面的影響因素，保證其設計能夠在不影響到系統正常運轉的同時，盡量降低損失，有效提升液壓裝置的工作效率，這樣才能夠將工程機械的工作效率全面提高。在正確的選擇油液并綜合的利用節能新技術過程中，液壓系統的節能技術還是較多的。在應用中也是各有各的優點，針對這樣的特性在應用中一定要掌握應用的靈活性，從而有效的提高液壓系統的工作效率。

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