娄底生产中煤操车液压系统,节能液压系统

一套完整的液压设备 ,它的液压系统由液压马达、液压泵、液压控制阀及液压辅件四大部分组成。液压系统的能量消耗与液压泵的工作性能有很大关系 ,也与其他元件的工作状况密不可分。提高液压泵的总效率液压泵是将机械能转换成液压能的能量转换装置 ,在不考虑压力损失的情况下 ,液压泵的总效率ηz=ηrηj,若提高液压泵的总效率 ,提高其容积效率 ηr 和机械效率 ηj,这不仅取决于液压泵的结构形式 ,而且和使用压力、液压泵转速及液体粘度等因素有关。液压泵的形式和压力对总效率的影响由齿轮泵、柱塞泵的总效率和压力的关系可知 ,高压泵在低压区域内使用时 ,总效率是低的。而低压泵在高压区域内使用时 ,总效率也低。因此 ,根据负载压力情况适当选择泵的形式 ,使其能在较高的效率下工作。一般压力在 2 5MPa以下时选用齿轮泵 ;压力在 2 5～ 6 3MPa范围内选用叶片泵 ;压力在 6 3MPa以上选用柱塞泵。

系统设计引起的能量损失
在液压系统设计当中，如果泵选用的流量比系统使用的流量过高，会导致泵在执行元件工作的前提下，多余的流量通过溢流阀卸掉，从而产生能量损失。在系统设计当中，设计者要在考虑系统压力、执行元件的工作周期的条件下去考虑主泵的流量问题，泵的工作总流量同蓄能器相结合的条件下，可以实现系统流量低于泵工作的总流量，这样既能执行元件的正常工作又能使能量损失小，这一点系统设计人员要尤为注意。在液压系统设计当中要充分考虑，各个执行元件的工作并发性和互持性的问题，否则会造成很大能源浪费问题。另外，在液压系统设计当中，中开式四通阀中的压降不得超过50psi，阀的流通面积至少要为相应管路流通面积的75%，如果可能管路尺寸选取应使得流体为层流状态。

液压系统节能的目的是使泵的流量与负载所要求的流量相一致，在不影响系统功能的前提下，尽量减少滋流损失。以前单一追求功能的设计思想已经行不通了，基于功率匹配是现时的大趋势。此外，提高初始的能量转换效率也非常有必要，这就要求在电动机一液压泵，液压泵一液压泵的组合上不断进行优化，并且不断在实践中通过改进液压元件的分布结构来节约能源，节约液压系统的运行成本。上述是从节约使用能源来达到节能的目的。现在，能量回收利用技术也是节能技术的一部分，而且变得越来越重要，它将节能效果推向了一个顶峰，也应用到了几乎每一个液压系统中。
展望前景，随着计算机技术、微电子技术和比例控制技术的发展，不断将这些新技术与节能理念相结合，这些将地提高液压系统的效率，提高产品的市场竞争力。

压力损失
由于液体具有黏性，在管路中流动时又不可避免地存在着摩擦力，所以液体在流动过程中必然要损耗一部分能量。这部分能量损耗主要表现为压力损失。
压力损失有沿程损失和局部损失两种。沿程损失是当液体在直径不变的直管中流过一段距离时，因摩擦而产生的压力损失。局部损失是由于管路截面形状突然变化、液流方向改变或其他形式的液流阻力而引起的压力损失。总的压力损失等于沿程损失和局部损失之和。由于压力损失的必然存在，所以泵的额定压力要略大于系统工作时所需的大工作压力，一般可将系统工作所需的大工作压力乘以一个1.3~1.5的系数来估算。 [2]

流量损失
在液压系统中，各被压元件都有相对运动的表面，如液压缸内表面和活塞外表面，因为要有相对运动，所以它们之间都有一定的间隙。如果间隙的一边为高压油，另一边为低压油，则高压油就会经间隙流向低压区从而造成泄漏。同时，由于液压元件密封不完善，一部分油液也会向外部泄漏。这种泄漏造成的实际流量有所减少，这就是我们所说的流量损失。
流量损失影响运动速度，而泄漏又难以避免，所以在液压系统中泵的额定流量要略大于系统工作时所需的大流量。通常也可以用系统工作所需的大流量乘以一个1.1~1.3的系数来估算。 [

空穴现象
现象：如果液压系统中渗入空气，液体中的气泡随着液流运动到压力较高的区域时，气泡在较高压力作用下将迅速破裂，从而引起局部液压冲击，造成噪声和振动。另外，由于气泡破坏了液流的连续性，降低了油管的通油能力，造成流量和压力的波动，使液压元件承受冲击载荷，影响其使用寿命。
原因：液压油中总含有一定量的空气，通常可溶解于油中，也可以气泡的形式混合于油中。当压力低于空气分离压力时，溶解于油中的空气分离出来，形成气泡；当压力降至油液的饱和蒸气压力以下时，油液会沸腾而产生大量气泡。这些气泡混杂于油液中形成不连续状态，这种现象称为空穴现象。
部位：吸油口及吸油管中低于大气压处，易产生气穴；油液流经节流口等狭小缝隙处时，由于速度的增加，使压力下降，也会产生气穴。
危害：气泡随油液运动到高压区，在高压作用下迅速破裂，造成体积突然减小、周围高压油高速流过来补充，引起局部瞬间冲击，压力和温度急剧升高并产生强烈的噪声和振动。
措施：要正确设计液压泵的结构参数和泵的吸油管路，尽量避免油道狭窄和急弯，防止产生低压区；合理选用机件材料，增加机械强度、提高表面质量、提高抗腐蚀能力。 [2]
气蚀现象
原因：空穴伴随着气蚀发生，空穴中产生的气泡中的氧也会腐蚀金属元件的表面，我们把这种因发生空穴现象而造成的腐蚀叫气蚀。
部位：气蚀现象可能发生在油泵、管路以及其他具有节流装置的地方，特别是油泵装置，这种现象为常见。气蚀现象是液压系统产生各种故障的原因之一，特别在高速、高压的液压设备中更应注意。
危害和措施与空穴现象的相同。 [2]