浅谈几种液压节能技术的原理及应用

　　1 概述

　　同其他工业一样,节能是液压技术的重要课题之一。随着能源要求的日益高涨,有效活用能源和降低噪声已成为液压行业的最大目标。此种要求在注塑行业中尤为显著。综观国内液压技术发展历程,无时无刻不伴随节能的需要和创新,其方法大致有以下几种:压力匹配液压回路、二次调节系统原理、负载感应电液系统和定量泵+变频调速电液系统。本文从上述几个方面,简介液压节能技术的原理和应用,从其动向展望未来。

　　2 压力匹配液压回路

　　压力匹配液压回路(又称压力适应回路)包括定量泵、定差溢流阀与节流阀(实为溢流节流阀)。与普通回路不同的是,此回路中溢流阀不仅用来将多余的油液排回油箱,而且作为节流阀的压力补偿阀,保证在负载变化时,节流阀进、出口压差为一常数[1]。图1为一种使用比例方向阀的压力匹配回路。在此定差溢流阀实则成为具有节流功能的比例方向阀的压力补偿阀,使比例方向阀进、出口压差为常数。

　　该回路是液压系统基本调速回路之一,应用比较普遍,其优点如下:

　　(1)可保证节流阀两端的压差基本不受负载变化的影响,系统有良好的速度稳定性。

　　(2)泵的工作压力能自动和负载压力相适应,并始终比负载压力高一恒定值,有效减小功率损失,提高效率。

　　(3)系统构成及控制简单,性能价格比高。

　　该系统虽得到广泛应用,但从最大限度地利用能量角度出发,由于溢流阀的存在,不可避免地存在着功率损失。

　　3 二次调节系统原理

　　二次调节静液传动系统(简称二次调节系统)一般由恒压油源、二次元件(液压泵/马达)、工作机构和控制调节机构等组成[3]。二次调节系统是工作于恒压网络的压力耦联系统,其工作原理是:在恒压网络中,通过调节二次元件斜盘倾角来改变二次元件排量,以适应负载(工作机构)转矩的变化,使负载按设定的规律变化。原理图如图2所示。

　　二次元件3的排量由控制器4根据一定的控制方法,用以改变二次元件3斜盘倾角的大小和方向,进而改变二次元件的排量,使系统稳定地工作在某一工作状态,这个平衡态可产生于任何的设定转速,因此可使二次元件的转速无级变化。另外,p0点压力可直接调节变量泵1,以限制流量;当二次元件工作于液压泵工况时,向系统回馈能量,回收的能量既可以由蓄能器储存,也可以立即提供给其他用户使用。

　　二次调节系统是压力耦联系统,系统中的压力基本保持不变,二次元件直接与恒压油源相连,因此在系统中没有原理性节流损失,从而提高了系统效率。另外蓄能器的加入,不但抑制了压力限制元件发热所引起的功率损耗,而且还通过回收、释放液压能有效提高了系统的工作效率。