液压传动系统中节能技术的探讨

当前社会状态下，随着环境污染与资源枯竭等问题在全球范围内的不断出现和加剧，节能环保已经成为世界各国普遍关注的重要问题，针对这些现状，我国各行业工业设计工艺中不断要求将节能环保作为设计的主要依据，在考虑成本的前提下，以节能环保为基础进行设计和运作，液压传动系统是工业中应用十分广泛的一种传动技术，具有功率大，流量可调节性好和工作压力高等特点，但由于系统运行过程中主要是以液压作用力克服负载阻力来进行传递动力，因而系统在设计过程中主要考虑其产生的工业效应即系统在运作过程中的动力调节效能，忽略了工业应用中的系统运行效率低与能耗使用量大等问题，既影响了运行过程中的生产成本也降低了能源的使用效率，因此，为响应国家节能环保的要求，在液压传动系统中应用节能技术来降低能源的消耗和对环境的污染有着极其重要的现实意义。
1 液压传动系统的基本工作原理及其不利影响
液压传动系统在运行过程中主要有动力元件、执行元件、控制调节元件，再配一些辅助装置和不同种类工作介质即液压油组成，其中动力元件指的是液压传动系统提供压力油的液压泵，执行元件指液压缸或者液压马达，控制调节元件指系统传动过程中控制液体流动的各种类型的液压阀。液压传动系统是依靠流动着的液体介质产生的压力能来传递动能的，从本质上说，液压传动装置是一种能量转换装置，系统在工作过程中，液压泵能够将原动机输入的机械能转变为压力能，然后执行元件进一步将压力能转变为机械能进行输出，系统中的工作介质是在执行元件和控制调节元件的同时调节和控制下进行工作的，是一个完整的调节和控制传动系统。
根据液压系统传动的工作原理, 液压系统工作时必然会对生态环境造成一定的危害, 主要表现在以下几个方面：首先，液压传动系统运作过程中功率损失大，能耗高。根据液压传动系统的工作原理，系统运行主要通过各种能量之间的相互转换完成，但这一转换过程必然会产生一些机械摩擦损失，液体在油路中流动时也必然会收到管壁的沿程阻力，同时，一些局部压力损失也会明显存在，除此之外，液体在各控制元件流动过程中由于各机械设备之间密封性问题会造成液体介质的部分流量损失，基于以上探究的液体传动系统运行过程中存在的损失，可以看出系统运行直接造成了系统的功率损失，降低了系统运行过程中的工作效率。其次，传动系统运作过程中的振动及噪音大。随着液压传动系统逐渐向高速，高压和大功率方向快速发展，随之而来产生了一系列新的问题，液压系统的电动机和转速马达等设备都是以系统高转速运行而存在的，但当设备组件运行过程中存在穿线不平衡等问题时，会造成设备周期性的振动，当这种振动效果传至油箱和管路时，会引发共振作用，产生更大的噪音，一般称之为流体噪音，另外，液压系统运作过程中也会产生由于机械零件缺陷和不合格装配等问题而产生的机械噪音，这些不仅会直接造成系统设备的使用寿命变短，噪音的存在，还会对车间工作人员的听力及精神状态产生潜在的危害，甚至影响周边居民的正常生活和休息。最后，系统运行还会产生大量的环境污染问题。一般传动系统中常用的液体介质主要是矿物型液压油或者难燃性液压油，矿物型液压油极易燃烧且极难降解，一旦泄露到环境中会产生很大的火灾隐患，而且无法降解条件下会严重污染生态环境，难燃性液压油虽然难燃但是毒性极大，一旦泄露到环境中会对生物产生潜在的安全威胁。
2 液压传动系统中节能技术的应用技术与意义探讨
根据液压传动的系统的工作原理可知，一般情况下系统工作过程中的能量转换过程主要有电能、机械能和液压能，在运行过程中能量的损耗主要表现在能量的转换过程中，因此，要想实现液压传动系统的节能和高效运作，关键要减少系统运作是的各种压力、阻力和流量损失来提高回路的运作效率。液压系统的传动效率主要由系统的能量转换效率和原动机效率两部分组成，两者的作用效果会受到液压泵、执行元件以及回路压力等诸多因素的多重影响，通过对液压传动系统的全方位分析可以看出，液压传动系统运行效率的提高主要是减少原动机和液压泵等机械设备运行过程中的能量损失，以及减少运作过程中的过剩压力和过剩流量。
基于以上对液压传动系统节能原理的分析，笔者认为，在实际运行过程中节能技术在系统中的应用主要可以从以下几个方面来实现：
第一：选择合理动力源，提高系统的回路效率。通过前面的分析已经得出液压系统损耗较高的主要原因是系统及设备运行过程中产生大量的压力、阻力和流量损失，一般来说，不同的动力源在不同的工作情况下的能耗损失不尽相同，因此，要想使液压传动系统更加节能，选择匹配程度高的动力源是一种行之有效的解决手段，从目前液压传动系统使用的动力源种类来看，使用最为广泛的是定量泵恒压源，其操作简便但匹配程度较低，液压动力需要借助定量泵才能发挥作用，也存在匹配程度较低等问题，但其并不适应在长期高压环境下运转，因此泵的使用寿命相对较长，有一定的发展前景；流量动力源需借助流量泵，但流量泵价格昂贵，调试过程十分复杂，应用不太广泛；功率动力源是匹配程度最高的，能耗较低，它需要质量较高且昂贵的功率适应变量泵，通过负载多变的功率系统来发挥其功能，因此，推广过程存在一定的难度。第二，提高能量转换率，合理选择操控元件及管理系统。能量转换效率与系统运行的诸多因素有关，液压泵的工作效率从根本上决定了系统的能量转换率，因此，节能技术在提高能量转换率的方向上可以通过提高系统运行过程中的部件质量或者开发新型部件等方式来实现，例如，定量泵加液压缸组成的迅速回路能够使相应的阀门及时高效的发挥作用，这种回路能够自动调节液体流量并改变压力大小，极大地改善了系统的运作性能，除此之外，还可以以集成的方式进行连接以减少系统压力方面的损失；选取压力小、可持续操控的电液比例操控阀，凭借计算机输出的数据信息来操控液压系统的压力等多种方式来提高系统的能量转换率。第三，研发及利用节能回路，提高系统工作效率。节能回路的工作目的主要是用最少的热能输出来完成定量的工作，具体的一些操作方法比如选取合适的控制元件和动力元件等，液压源也就是以上提到的动力源，在选择时需要注意根据液压系统的实际操作条件来合理匹配，且在应用过程中可以和管路系统的优化相结合来降低回路压力，提高系统的工作效率，除此之外，可通过合理选用控制元件及系统管路来提高回路效率，但由于各类控制元件在不同液压传动系统的最大压力和流量均有所不同，在控制元件的选择方面应当考虑系统自身的操作条件，比如减少和缩短弯头，优化系统管路等来实现系统工作效率的大幅提升。
结合以上节能技术在液压传动技术中的应用与推广，可以得出节能技术的应用有利于企业自身的长期发展，这项技术的主要目的是减少液压传动系统在使用过程中的资源过多消耗和使用功率过大等问题，一些仪器设备随着使用时间的增长，不必要的资源损耗也在日益增加，不仅浪费了过多的社会资源，还增加了企业运行的成本，但节能技术的推广一方面可以节省系统运行过程中的能源消耗过多等问题，提高液压系统的工作效率，帮助企业减少大量成本，一方面在节省资源的同时还降低了企业发展对环境的污染影响，也响应国家号召企业节能环保的要求，提高了国家对于企业的支持力度和机会，不仅有利于企业自身的长期发展，也有利于在行业内树立良好的企业形象。