绿色液压技术的发展与应用

重庆三峡职业学院 张兴友

绿色液压技术的发展与应用

重庆三峡职业学院 张兴友

随着节能环保意识在世界范围内的形成，人们也加快了绿色液压技术的发展和应用步伐。一方面由于世界经济的发展，能源危机日益严重，尤其是不可再生资源。能源问题成为制约世界各国的重要原因。另一方面，工业污染使环境的破坏达到史无前例的程度，“谁污染谁治理”原则的提出，使企业不得不重视环保产品的开发和利用。“绿色”这一理念在工业领域得到了推广与应用。“绿色”既包括原料和能源的节省，也包括与自然和谐发展方面的内容。传统的液压技术能量损失大、系统效率低、噪声大、液压泄漏对环境污染大，达不到节能和环保的要求。我国从20世纪90年代开始，研究绿色液压技术，并取得了一定的成果，本文，笔者对绿色液压技术的产生、发展和应用状况进行了详细介绍，对液压技术存在的问题及其发展趋势进行了深入探讨，以期对同行有所参考。

一、节能型液压元件的研究状况

1.液压泵。液压系统中的动力源主要是液压泵，液压泵在液压系统中占有十分重要的地位，能够提高液压系统效率，实现节能环保。一直以来，国内外学者都将通轴斜盘式研轴向柱塞泵作为主要研究对象。液压泵的系统控制方式变得更加多样化，其中总功率控制和功率较差控制在工程机械的行走液压占了重要部分。Bosch Rexroth， Eaton Vicker， Parker Hanruf i n，Sauer Danfoss是世界上四大液压元件生产公司，这四大公司都推出了绿色液压泵，节能环保效果十分有效。我国的一些著名企业也在引进国外先进技术的同时，加大自主创新的力度，相继开发研制出恒压控制、流量控制和恒功率控制等多种产品，在实际应用中都取得了较好的节能环保效果。随着电液处理技术的提高和传感技术的发展，多家公司都可以做到将电子控制和液压泵变量控制相结合，提高了节能型机械的智能化和信息化水平。

与此同时，液压泵与原动机的一体化和自由活塞内燃机的结合使用具有效率高、噪声低等优点，受到国内外研究人员的重视，但是，由于一些关键问题并没有得到有效解决，所以此研 究还处于实验室研究阶段，在工业实践中没有被大量使用。

2.液压控制阀。液压控制阀多采用节流工作原理，加大了压力的损失，大大降低了液压系统效率。因此，对电流变液和磁流变液控制阀的研究显得非常必要。

（1）对电流变液和磁流变液控制阀的研究。电流变液作为一种智能材料，在强直流电场的作用下，会变成一种胶体状的固体物质，在电场消失后，会变为原来的液态状，并且这种变化的速度非常快，这种效应被称为Electrorheological效应，这种电液便叫做电流变液，利用这种效应，使得液压控制阀的节能效果非常好。但是，在这种电液的使用中，强电场的得到比较难，安全性也不好控制，所以，电流变液的应用存在难题。磁流变液是一种流动性较好的牛顿流体，也是一种智能材料，但是性能比电流电液好，在较大的温度范围内具有强度高、黏度低、稳定性较高的特点，所以，磁流变液能够能快地应用于工程之中，商品化程度也较高。

（2）多路阀的研究应用。以两个或者两个以上换向阀为主体的多路阀也广泛应用于液压技术之中，特别是工程机械行走的液压设备上。多路阀种类较多，其中以开式四通型多路阀的节能效果最好。随着科学技术的发展，国内外，对多路阀的研究也取得越来越多的研究成果，多路阀的应用领域也随之不断扩大。

二、绿色液压技术的发展

液压本身是机械制造的一部分，其应用范围的要求确定了环境对它的要求。绿色液压要求改进液压设备和环境的关系，做到节能环保，实现经济与环境的和谐发展。

1.绿色液压的介质。液压介质是能量传输的关键，一般来说，液压介质大多为石油基液压油和水基液压油，这两种液压油，都会对环境产生一定程度的危害，老化的液压油还会带来经济上的损失。所以，绿色液压机的发展就要求使用新型液压介质，开发无污染、可降解的液压油，使液压油对环境的影响最小。

2.节能。液压技术在机械能与压力能的转换方面取得了较大的进展，但是能量损耗仍然很大。如果能够减少液压能的损耗，减少压力的损失，提高能量转化，进而提高液压机的节能功效，可以从以下几个方面做起。第一，减少元件和系统的内部压力损失，改进元件的内部结构，改进设计，采用高效的液压元件。第二，减少不必要的溢流量和压力，减少压力能的损失。第三，采用新型材料和静压技术，减少摩擦带来的损失。第四，改善液压系统功能，及时对液压系统进行必要的维护和整修，防止液压系统自身污染带来的安全问题。第五，减少液压系统中的热量，避免不必要的热量释放带来的故障。

3.减少噪声和振动。液压系统在工作时，往往会发生噪声和振动，不仅消耗能量，还会污染环境，高分贝的噪声还会给人的身体带来损伤。所以，要改进液压设备，合理安装液压管路，合理进行系统设计，以减少噪声的产生。

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