工程機械液壓節(jié)能技術(shù)的發(fā)展研究

陳燁

摘要：當(dāng)今的社會中，環(huán)保問題已經(jīng)成為各行業(yè)的共同發(fā)展要求，工程機械的運行中消耗大量的能源，雖然隨著技術(shù)的發(fā)展，工程機械在液壓方面取得了較大的進步，但是其節(jié)能效率只有70%，本文首先對工程機械的液壓系統(tǒng)能源消耗原理進行了分析，在此基礎(chǔ)上對機械液壓進行更好的節(jié)能技術(shù)做了研究，以供參考。

關(guān)鍵詞：工程機械;液壓;元件;能耗;回路

前言

在工程機械運行中進行液壓節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用，一方面能夠降低各個系統(tǒng)元件的能源耗費，能夠帶動機械運作效率的提升;另一方面能夠因降低了液壓元件的運行熱能，不至于使工程機械設(shè)備運行的液壓油溫度過高。減緩液壓元器件和液壓油的老化速度，使工程機械運行更加安全穩(wěn)定，最終確保工程機械在能源利用方面的節(jié)能性和環(huán)保性。

1工程機械液壓系統(tǒng)的油耗基本原理

工程機械的液壓系統(tǒng)產(chǎn)生的油耗主要是液壓系統(tǒng)的各個組成元件相互摩擦、局部零件出現(xiàn)故障性泄漏、系統(tǒng)運行中有回路紊流的幾個現(xiàn)象。節(jié)流閥自身結(jié)構(gòu)也會對液壓元件及液壓油產(chǎn)生影響。在液壓系統(tǒng)運行進行能源消耗中還會給液壓油帶來熱量，加速了液壓元件的損耗，對工程機械進行液壓節(jié)能技術(shù)研究主要是針對這幾個方面開展的。

2工程機械液壓的在節(jié)能上的具體措施

隨著節(jié)能環(huán)保技術(shù)向各個領(lǐng)域滲透，工程機械的液壓系統(tǒng)在節(jié)能方位上也呈現(xiàn)了多角度。具體如下：

2.1基于液壓系統(tǒng)組成元件的節(jié)能技術(shù)應(yīng)用

2.1.1利用節(jié)能泵進行運行節(jié)能

工程機械的液壓系統(tǒng)能耗主要是由于系統(tǒng)的動力、執(zhí)行及控制元件的能耗導(dǎo)致的。要想實現(xiàn)各個動力元件能耗的降低，可以借助節(jié)能泵進行系統(tǒng)運行優(yōu)化，動力元件的能耗是壓力泵因高壓而出現(xiàn)溢流，節(jié)能泵能夠進行液壓能的提供，是主要的能耗結(jié)構(gòu)。節(jié)能泵的選擇要考慮效率，更要注重成本和適用環(huán)境。目前比較節(jié)能的泵有日本的K3V140變頻液壓泵、美國的比例柱型的塞泵等。這些設(shè)備進行節(jié)能實施主要是對節(jié)能技術(shù)的優(yōu)化，從控制溢流和節(jié)流兩方面的能耗來實現(xiàn)節(jié)能目的。

2.1.2對液壓缸進行設(shè)備更新

對液壓缸進行節(jié)能的考慮主要是基于液壓元件的系統(tǒng)優(yōu)化。液壓缸是工程機械運行中重要的液壓能轉(zhuǎn)換設(shè)備。近幾年的液壓缸設(shè)備已經(jīng)發(fā)展的非常成熟，在其設(shè)備上也只是基于小層面的優(yōu)化。特別是最近出現(xiàn)的液壓缸主要是截面可變的液壓缸、復(fù)合式的增速液壓缸等等。隨著液壓缸技術(shù)的不斷成熟和完善，其雖然自身的結(jié)構(gòu)沒有得到較大的改變，但是有效的實現(xiàn)了液壓整體系統(tǒng)的運行效率提升。

2.1.3對液壓系統(tǒng)的液壓閥進行更新

液壓系統(tǒng)中具有數(shù)個液壓閥，其在液壓全過程具有重要的作用，所以，對液壓閥進行節(jié)能實施能夠起到較為明顯的節(jié)能作用。目前的高效液壓閥有插裝式、多路式和疊加式。多路液壓閥結(jié)構(gòu)比較簡單，主要有至少兩個閥塊組成，不會產(chǎn)生較大的能耗?？梢耘c不同閥門進行組合使用來滿足回路的液壓要求，從而實現(xiàn)不同機械的運行狀態(tài)支持。其中QF28型液壓多路液壓閥，已經(jīng)在起重設(shè)備中廣泛應(yīng)用，以全負(fù)載形式的反饋來實現(xiàn)高精度的控制，且對施工環(huán)境的抗干擾能力比較強，能夠根據(jù)需要進行多樣性的控制操作。它在有效提升起重設(shè)備運行效率的同時，在環(huán)境保護和能源節(jié)約方面也有著非常重要的意義。

2.2針對液壓系統(tǒng)回路的節(jié)能技術(shù)應(yīng)用

2.2.1定量泵與變頻調(diào)速液壓控制系統(tǒng)

很多液壓系統(tǒng)以異步電動機為主要動力，其轉(zhuǎn)子無須與其它的電源進行連接，定子來源于自交流電力系統(tǒng)。這時的電機總體結(jié)構(gòu)簡化，運行高效，成本低。異步電動機與同類相比，其變頻效率更高，所以在液壓系統(tǒng)大力應(yīng)用。變頻調(diào)速能夠使得設(shè)備運行效率提升，使得功率因數(shù)改變，有助于溢流的損耗改變，通過參數(shù)的精確設(shè)定來提升液壓系統(tǒng)的合理性，最大程度的降低溢流損耗，起到節(jié)能環(huán)保的效果。

2.2.2負(fù)載敏感閉環(huán)控制系統(tǒng)

負(fù)載敏感式的閉環(huán)控制系統(tǒng)可以結(jié)合工程機械設(shè)備的不同荷載需求和操作要求進行對應(yīng)的液壓泵壓力及流量的輸入和輸出控制。能夠使不同情況下的泵輸出流量及壓力與對應(yīng)的負(fù)載要求進行較為精準(zhǔn)的需求匹配。對這種狀態(tài)的系統(tǒng)運行控制，幾乎不存在溢流帶來的能源損失，使得工程機械的原動功率得到較為充分的利用。通過負(fù)載敏感系統(tǒng)進行的節(jié)能控制具有非常明顯的效果，已經(jīng)在工程機械集礦山類機械中得到了較為廣泛的應(yīng)用。負(fù)載敏感控制系統(tǒng)在組成上主要有：比例轉(zhuǎn)向閥門、負(fù)載敏感閥門、變量泵及液壓馬達、液壓缸等。其運行主要是通過壓力進行信號的反饋和流量輸出，實現(xiàn)對液壓系統(tǒng)壓力的科學(xué)控制。

2.2.3靜液傳動的二次系統(tǒng)調(diào)節(jié)

靜夜二次調(diào)節(jié)的轉(zhuǎn)動系統(tǒng)基本構(gòu)成為：二次元器件、恒壓調(diào)控機構(gòu)和工作機構(gòu)等，屬于耦合式壓力聯(lián)動系統(tǒng)。二次元件通過直接連接恒壓源，進行二次元件排量及負(fù)荷功率的匹配。相對閉環(huán)的自身反饋能夠使一次元在恒壓點穩(wěn)定工作，存在非常低的節(jié)流損失。二次系統(tǒng)中具備儲能器來對壓力峰值的高壓進行充分吸收，降低了限壓元件的發(fā)熱量，使得冷卻成本降低。二次元件系統(tǒng)因為不存在節(jié)流元件，使得其運行中能耗幾乎沒有損失，極大的提升了系統(tǒng)的運行效率。

3液壓系統(tǒng)未來的節(jié)能發(fā)展趨勢

3.1運行的一體化和智能化發(fā)展方向

液壓系統(tǒng)在節(jié)能運行中將不斷走向智能化和自動化。液壓系統(tǒng)的運行將逐漸的形成以計算機為依托的節(jié)能控制，操作更加便捷高效和智能化。借助計算機，工程機械的液壓系統(tǒng)更加可靠，能夠進行參數(shù)化的精準(zhǔn)流量控制，確保系統(tǒng)時刻處于較為穩(wěn)定的工作狀態(tài)。隨著技術(shù)的發(fā)展，液壓節(jié)能還可以針對環(huán)境進行適應(yīng)性的自我控制和修復(fù)，有效的降低人工工作量，大力提升機械運轉(zhuǎn)效率，這也是符合未來工業(yè)發(fā)展的一個主要方向。

3.2對液壓系統(tǒng)能源可回收部分進行再利用

在液壓系統(tǒng)進行節(jié)能運用方面，不同的技術(shù)角度有其針對性的研究思路，部分提倡通過更新液壓系統(tǒng)的元件來實現(xiàn)節(jié)能，有的是從液壓系統(tǒng)智能化和自動化角度進行研究。但實際上，如何對液壓系統(tǒng)運行中的能量進行再次的回收利用也是個較為關(guān)鍵的問題。對液壓系統(tǒng)的內(nèi)部能量進行循環(huán)式的再利用，可以有效的降低能源消耗，降低系統(tǒng)運行中的熱量，從而也能夠使液壓元器件及液壓油耐用性增強。

4結(jié)語

總而言之，工程機械液壓系統(tǒng)在進行節(jié)能技術(shù)應(yīng)用上已經(jīng)有很多節(jié)能方式，每種也有其不同的特點。隨著現(xiàn)代技術(shù)的進步，未來的機械液壓節(jié)能降不斷的走向智能化和自動化，能夠以節(jié)能環(huán)保為目標(biāo)，在提升系統(tǒng)施工效率，優(yōu)化性能，降低工程機械運行成本方面具有更加廣闊的發(fā)展空間。