關于液壓系統設計中的節能問題是專門為用戶解決疑難問題的,非常具有代表性,在客戶進行產品選型前,我們一般建議用戶先看下關于液壓系統設計中的節能問題。這樣能對用戶選型有非常大的幫助。
1選用傳動效率較高的液壓回路和適當的調速方式
目前液壓傳動設備普遍使用著的定量泵節流調速系統,其效率較低(<0.385),這是因為定量泵與油缸的效率分別為85%與95%左右,方向閥及管路等損失約為5%左右。所以,即使不進行流量控制,也有25%的功率損失。加上節流調速,至少有一半以上的浪費。此外,還有泄漏及其它的壓力損失和容積損失,這些損失均會轉化為熱能導致液壓油溫升。所以,定量泵加節流調速系統只能用于小流量系統。為了提高效率減少溫升,應采用高效節能回路,上表為幾種回路功率損失比較。另外,液壓系統的效率還取決于負載。同一種回路,當負載流量QL與泵的最大流量Qm比值大時回路的效率高。例如可采用手動伺服變量、壓力控制變量、壓力補償變量、流量補償變量、速度傳感功率限制變量、力矩限制器功率限制變量等多種形式,力求達到負載流量Q L與泵的流量的匹配。
2對于常用的定量泵節流調速回路,應力求減少溢流損失
2.1采用卸荷回路
機械的工作部件短時停止工作時,一般都讓液壓系統中的液壓泵空載運轉(即讓泵輸出的油液全部在零壓或很低壓力下流回油箱),而不是頻繁地啟閉電機。這樣做可以節省功率消耗,減少液壓系統的發熱,延長泵和電機的使用壽命,一般功率大于3kw的液壓傳動系統都設有卸荷回路。下面介紹幾種典型的卸荷回路。
2.1.1采用三位閥的卸荷回路
采用具有中位卸荷機能的三位換向閥,可以使液壓泵卸荷。這種方法簡單、可靠。中位卸荷機能是M、H、K型。圖1為采用具有M型中位機能換向閥的卸荷回路。這種方法比較簡單,閥處于中位時泵卸荷。它適用于低壓小流量的液壓系統;用于高壓大流量系統,為使泵在卸荷時仍能提供一定的控制油壓[(2~3)×105Pa],可在泵的出口處(或回油路上)增設一單向閥(或背壓閥)。但這將使泵的卸荷壓力相應增加。
2.1.2采用二位二通閥的卸荷回路
采用二位二通閥的卸荷回路,圖示位置為泵的卸荷狀態。這種卸荷回路,二位二通閥的規格必須與泵的額定流量相適應。因此這種卸荷方式不適用于大流量的場合,且換向時會產生液壓沖擊。通常用于泵的額定流量小于63L/min液壓系統。
2.1.3用先導式溢滾閥的卸荷回路
在先導式溢流閥1的遙控口接一小規格的二位二通電磁閥2。其卸荷壓力的大小取決于溢流閥主閥彈簧的強弱,一般為(2~4)×105Pa。由于閥2只須通過先導式溢流閥1控制油路中的油液,故可選用較小規格的閥,并可進行遠程控制。這種型式卸荷回路適用于流量較大的液壓系統。
卸荷回路還有很多,如雙聯泵供油系統中常用外控制序閥的卸荷回路;壓力補償變量泵的卸荷回路;液壓泵卸荷時系統仍需保持壓力的保壓卸荷回路;適應于大流量系統的二通插裝閥卸荷回路;“蓄能器+壓力繼電器+電磁溢流閥”構成的卸荷回路等。
2.2采用雙泵雙壓供油回路
雙泵供油的快速運動回路。液壓泵1為高壓小流量泵,其流量應略大于最大工作速度所需要的流量,其工作壓力由溢流閥5調定。泵2為低壓大流量泵(兩泵的流量也可相等),其流量與泵1流量之和應等于液壓系統快速運動所需要的流量,其工作壓力應低于液控順序閥3的調定壓力。
這種快速回路功率利用合理,效率較高,缺點是回路較復雜,成本較高。