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节能特性分析:探讨能源利用的优化方案

时间:2023-06-29 理论教育 版权反馈
【摘要】:理论上负载敏感系统无空载损耗,不过由于主液压泵内部润滑等的需要,不可能做到空载时无输出流量,因此,实际上负载敏感系统仍然有部分空流损耗。而负载敏感系统只表现为主液压泵至主液压阀2MPa左右控制压力损耗。研究表明,消耗在控制阀上的能耗超过30%。

节能特性分析:探讨能源利用的优化方案

(1)采用负载敏感技术后系统的节能原理

采用负载敏感技术后,对于定量泵负载敏感系统可以实现液压泵出口压力始终只比负载最大压力大某个压差,实现了按需供给;变量泵负载敏感技术更是同时实现了压力和流量都与负载相适应,因此液压泵功率是根据负载的需求提供的,液压系统中并没有多余的功率消耗。这就是负载敏感技术的节能原理。

(2)采用负载敏感技术后系统的能耗分析

1)空流损耗。空流损耗是指挖掘机在不工作状态下液压系统自身内部消耗的功率。理论上负载敏感系统无空载损耗,不过由于主液压泵内部润滑等的需要,不可能做到空载时无输出流量,因此,实际上负载敏感系统仍然有部分空流损耗。从空流损耗方面评价,负流量系统的损耗最高,正流量和负载敏感系统的损耗相对较低。

2)操作手柄全开时能量损耗。这时如为单执行机构,相比正、负流量系统其压力损耗约多1.3MPa;如为复合动作,相比正、负流量系统其压力损耗约多1.0MPa。在此种操作工况下,负载敏感系统的能量会多浪费一些。(www.xing528.com)

3)操作手柄非全开时的能量损耗。正、负流量同为旁路节流调速,当负载很大时,其旁路节流损耗将很大。这种情况最突出表现在精细模式。试想如果负载压力高达30MPa,负载又需慢速工作,此时对负流量来说,有近30L/min的旁路节流流量,这是很大的能量损耗。而负载敏感系统只表现为主液压泵至主液压阀2MPa左右控制压力损耗。因而在操作手柄非全开时负载敏感系统节能效果更好些,主要原因如下。

首先,虽然负载敏感系统采用闭中心的多路阀,不存在中位损耗,但负载敏感原理控制量是压差,可称为压力匹配型的负载敏感技术。这种技术的缺陷是存在较大的压差损耗,最低也在2MPa左右。

其次,在单泵多执行元件系统中,主管道仍然有附加节流损耗。尽管对单一执行元件,它的效率很接近闭式容积传动系统,但是,在多个变化较大的执行元件并联的工况下,由于只能与最大负载相适应,效率将大大下降。以液压挖掘机为例,由于挖掘机工作中各个执行元件驱动的负载相差很大,而负载敏感只能和最高负载相匹配,所以仍然存在很大的能耗,尤其是在轻负载执行元件的控制阀口上。研究表明,消耗在控制阀上的能耗超过30%。这也是为什么在中大型液压挖掘机上如果采用负载敏感技术,一般采用多泵负载敏感技术。

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