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浅谈如何提高液压传动的效率
王丽华
赤峰市巴林左旗农机管理局
[摘要]液压传动技术水平的高低已成为一个国家工业发展水平的重要标志，但传动效率低
成为阻碍液压传动技术发展的重要因素。为了使液压技术适应高新技术发展的需求，本文通过介绍合理选用和配置液压元件、合理选择液压回路及改进液压系统、采用静液压传动和负荷传感技术等几项措施，以达到降低液压系统能量损失，提高传动效率的目的。
[关键词]液压系统能量损失传动效率
1引言
液压传动技术现已成为工业机械、工程建
正因为液压传动有许多突出的优点，因此它的应用非常广泛，如一般工业用的塑料加工机械、压力机械、机床等；行走机械中的工程机械、建筑机械、农业机械、汽车等；钢铁工业用的冶金机械、提升装置、轧辊调整装置等；矿山机械中的液压钻机、采煤机、提升机、液压支架等［２］；液压传动与控制是现代机械工程的基础技术，由于其在功率重量比、无级调速、自动控制、过载保护等方面的独特技术优势，使其成为国民经济中各行业、各类机械装备实现传动与控制的重要技术手段［３］。
筑机械及国防尖端产品不可缺少的重要技术。但液压传动仍一直存在着一个缺点，传动效率低。在液压系统中，传动效率低，影响液压元件的使用寿命和系统工作的可靠性，阻碍了液压技术的进一步发展。因此在液压传动设计中必须考虑提高效率的问题。
为使液压技术向更深、更广阔的领域拓展，适应高新技术发展的需求，我们应该特别重视液压传动的效率问题。为此，在本文中我们阐述了以后在液压传动设计中，为提高液压传动效率问题所应注意的几个方面。
2提高液压系统的有效途径
合理选用和配置液压元件是提高液压系统
1.1液压传动的定义及其地位
液压传动是以流体（液压油液）为工作介质
效率的有效途径。
2.1动力元件
液压泵是液压系统中提供一定流量和压力
进行能量传递和控制的一种传动形式。它们通过各种元件组成不同功能的基本回路，再由若干基本回路有机地组合成具有一定控制功能的传动系统［１］。液压传动，是机械设备中发展速度最快的技术之一，特别是近年来，随着机电一体化技术的发展，与微电子、计算机技术相结合，液压传动进入了一个新的发展阶段［１］。
的液压油动力元件，它是每个液压系统不可缺少的核心元件，合理地选择液压泵对于降低液压系统的能耗、提高系统的效率、降低噪声、改善工作性能和保证系统的可靠性都十分重要，而选择液压泵的原则是根据主机工况、功率大小和系统对工作性能的要求而定。
1.2液压传动技术工业应用概况2.2执行元件
·４６·
农村牧区机械化2015期））农村牧区机械化年第第1期（（总总第第116２００７年２期７１期
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1-低压大流量泵2-高压小流量泵
图1双泵供油快速运动回路
图2见图１。
采用蓄能器辅助供油的快速运动回路
液压系统的执行元件有液压马达、液压缸两种。选取液压马达时，一方面应注意不要降低马达的容量规格，另一方面应注意提高容积效率。对执行元件而言，机械效率要比容积效率更重要。但如果马达速度过低时，压差较大，容积效率便会下降，其总效率也会降低，一般将马达转速控制在１０００￣１８００ｒ／ｍｉｎ较为适宜。
3.2采用蓄能器的回路
用蓄能器和小流量泵匹配，可满足液压系
统大流量需求，液压缸停止运动时，泵对蓄能器充油；当液压缸工作时，泵和蓄能器同时供油，见图２。
3.3远控平衡回路
远控平衡阀的开启压力与液压油缸的背压
2.3控制元件及管路
每个液压系统都安装有大量的控制元件液
无关，一般只需系统压力的３０％￣４０％。活塞下行平衡阀被控制油打开，背压消失，系统效率较高，见图３。
压阀，液压系统的能量损失主要体现在阀的阻力损失上。如果能够根据液压系统实际功能要求，合理选择液压阀和系统的管路规格，则可极大地减小油路的压力损失，提高系统效率。
对于一般液压设备，通常选用开关式定值控制元件。而对一些自动化程度高、动作复杂的液压设备，为力求简化油路和元件数量，降低压力损耗，可考虑选用能对输出油液的压力或流量进行连续控制和远程控制的电液比例控制阀，此类阀能对执行元件的位置、速度和作用力进行连续控制，而且能防止（减少）压力或速度变换时的冲击。
3.4容积调速回路
容积调速回路是通过改变回路中变量泵或
者变量马达的排量来调节执
行元件的运动速度
。与节流调速回路相比，
因为液压泵的输出液
3合理选择液压回路，改进液压系统
液压回路选择得当，可明显地提高效率，降
低能耗。
3.1双泵并联供油回路
快速运动时两泵同时供油，工作进给时，高
压小流量泵供油，从而实现了能量的合理使用，
图3单向顺序阀（平衡阀）
·４７·
农村牧区机械化2015期农村牧区机械化年第第1期（（总第116））２００７年２期７１期
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载启动，见图５。
要想使一个液压系统达到理想的节能效果，应对系统的功率损失、复杂程度、成本及可靠性等因素进行综合考虑，在满足系统工作性能的基础上有效降低能耗，使设计出的液压系统不仅具有良好的工作性能，而且能高效可靠地运行。
（a）变量泵-缸回路（b）变量泵-定量马达回路
4
量
减少能耗，充分利用能液压技术在将机械能
图4平衡回路
压油直接进入执行元件，没有溢流损失和节流损失，所以功率损失小，并且其工作压力随负载的变化而变化，所以效率高，发热少。见图４。
转换成压力能及反转换方
面，已取得很大进展，但一直存在能量损耗，主要反映在系统的容积损失和机械损失上。如果全部压力能都能得到充分利用，则将使能量转换过程的效率得到显著提高。这里我们主要采用静液压传动和负荷传感技术来解决这个问题。
静液压传动是以液压泵和液压马达为主，辅以调节控制装置和速度匹配装置等组成的无级变速传动系统，负荷传感技术是通过执行器负荷传感系统，实现压力、流量、功率控制的节能控制技术。
3.5卸荷回路
卸荷回路就是使油泵空载运转（输出功率很
小）的回路。根据公式Ｎ＝Ｐｑ可知，如泵的输出流量ｑ为零，或输出压力Ｐ为零，都可使泵的输出功率Ｎ为零而实现卸荷。当系统中各个执行元件暂时不工作时，若液压泵仍以溢流阀调定的压力值排流回油箱，则造成功率损失和油液发热，所以使泵空载运行可以节能，某些功率较大的液压泵，为保护电机也应在卸荷情况下轻
5其他节能途径
蓄能器、电液比例控制、高
水基传动介质、采用新型密封、及时维护系统等。———————————参考文献：
[1]陈奎生．液压与气压传动[M]．
武汉：武汉理工大学出版社，
图5
·４８·
卸荷回路
2001.
[2]谢锡纯，李晓豁．矿山机械与设备[M]．徐州：中国矿业大学出版社，2000.
[3]张利平．现代液压技术应用220例
（第1版）．北京：化学工业出版社，
2004.
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浅谈如何提高液压传动的效率
王丽华
赤峰市巴林左旗农机管理局
[摘要]液压传动技术水平的高低已成为一个国家工业发展水平的重要标志，但传动效率低
成为阻碍液压传动技术发展的重要因素。为了使液压技术适应高新技术发展的需求，本文通过介绍合理选用和配置液压元件、合理选择液压回路及改进液压系统、采用静液压传动和负荷传感技术等几项措施，以达到降低液压系统能量损失，提高传动效率的目的。
[关键词]液压系统能量损失传动效率
1引言
液压传动技术现已成为工业机械、工程建
正因为液压传动有许多突出的优点，因此它的应用非常广泛，如一般工业用的塑料加工机械、压力机械、机床等；行走机械中的工程机械、建筑机械、农业机械、汽车等；钢铁工业用的冶金机械、提升装置、轧辊调整装置等；矿山机械中的液压钻机、采煤机、提升机、液压支架等［２］；液压传动与控制是现代机械工程的基础技术，由于其在功率重量比、无级调速、自动控制、过载保护等方面的独特技术优势，使其成为国民经济中各行业、各类机械装备实现传动与控制的重要技术手段［３］。
筑机械及国防尖端产品不可缺少的重要技术。但液压传动仍一直存在着一个缺点，传动效率低。在液压系统中，传动效率低，影响液压元件的使用寿命和系统工作的可靠性，阻碍了液压技术的进一步发展。因此在液压传动设计中必须考虑提高效率的问题。
为使液压技术向更深、更广阔的领域拓展，适应高新技术发展的需求，我们应该特别重视液压传动的效率问题。为此，在本文中我们阐述了以后在液压传动设计中，为提高液压传动效率问题所应注意的几个方面。
2提高液压系统的有效途径
合理选用和配置液压元件是提高液压系统
1.1液压传动的定义及其地位
液压传动是以流体（液压油液）为工作介质
效率的有效途径。
2.1动力元件
液压泵是液压系统中提供一定流量和压力
进行能量传递和控制的一种传动形式。它们通过各种元件组成不同功能的基本回路，再由若干基本回路有机地组合成具有一定控制功能的传动系统［１］。液压传动，是机械设备中发展速度最快的技术之一，特别是近年来，随着机电一体化技术的发展，与微电子、计算机技术相结合，液压传动进入了一个新的发展阶段［１］。
的液压油动力元件，它是每个液压系统不可缺少的核心元件，合理地选择液压泵对于降低液压系统的能耗、提高系统的效率、降低噪声、改善工作性能和保证系统的可靠性都十分重要，而选择液压泵的原则是根据主机工况、功率大小和系统对工作性能的要求而定。
1.2液压传动技术工业应用概况2.2执行元件
·４６·
农村牧区机械化2015期））农村牧区机械化年第第1期（（总总第第116２００７年２期７１期
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1-低压大流量泵2-高压小流量泵
图1双泵供油快速运动回路
图2见图１。
采用蓄能器辅助供油的快速运动回路
液压系统的执行元件有液压马达、液压缸两种。选取液压马达时，一方面应注意不要降低马达的容量规格，另一方面应注意提高容积效率。对执行元件而言，机械效率要比容积效率更重要。但如果马达速度过低时，压差较大，容积效率便会下降，其总效率也会降低，一般将马达转速控制在１０００￣１８００ｒ／ｍｉｎ较为适宜。
3.2采用蓄能器的回路
用蓄能器和小流量泵匹配，可满足液压系
统大流量需求，液压缸停止运动时，泵对蓄能器充油；当液压缸工作时，泵和蓄能器同时供油，见图２。
3.3远控平衡回路
远控平衡阀的开启压力与液压油缸的背压
2.3控制元件及管路
每个液压系统都安装有大量的控制元件液
无关，一般只需系统压力的３０％￣４０％。活塞下行平衡阀被控制油打开，背压消失，系统效率较高，见图３。
压阀，液压系统的能量损失主要体现在阀的阻力损失上。如果能够根据液压系统实际功能要求，合理选择液压阀和系统的管路规格，则可极大地减小油路的压力损失，提高系统效率。
对于一般液压设备，通常选用开关式定值控制元件。而对一些自动化程度高、动作复杂的液压设备，为力求简化油路和元件数量，降低压力损耗，可考虑选用能对输出油液的压力或流量进行连续控制和远程控制的电液比例控制阀，此类阀能对执行元件的位置、速度和作用力进行连续控制，而且能防止（减少）压力或速度变换时的冲击。
3.4容积调速回路
容积调速回路是通过改变回路中变量泵或
者变量马达的排量来调节执
行元件的运动速度
。与节流调速回路相比，
因为液压泵的输出液
3合理选择液压回路，改进液压系统
液压回路选择得当，可明显地提高效率，降
低能耗。
3.1双泵并联供油回路
快速运动时两泵同时供油，工作进给时，高
压小流量泵供油，从而实现了能量的合理使用，
图3单向顺序阀（平衡阀）
·４７·
农村牧区机械化2015期农村牧区机械化年第第1期（（总第116））２００７年２期７１期
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载启动，见图５。
要想使一个液压系统达到理想的节能效果，应对系统的功率损失、复杂程度、成本及可靠性等因素进行综合考虑，在满足系统工作性能的基础上有效降低能耗，使设计出的液压系统不仅具有良好的工作性能，而且能高效可靠地运行。
（a）变量泵-缸回路（b）变量泵-定量马达回路
4
量
减少能耗，充分利用能液压技术在将机械能
图4平衡回路
压油直接进入执行元件，没有溢流损失和节流损失，所以功率损失小，并且其工作压力随负载的变化而变化，所以效率高，发热少。见图４。
转换成压力能及反转换方
面，已取得很大进展，但一直存在能量损耗，主要反映在系统的容积损失和机械损失上。如果全部压力能都能得到充分利用，则将使能量转换过程的效率得到显著提高。这里我们主要采用静液压传动和负荷传感技术来解决这个问题。
静液压传动是以液压泵和液压马达为主，辅以调节控制装置和速度匹配装置等组成的无级变速传动系统，负荷传感技术是通过执行器负荷传感系统，实现压力、流量、功率控制的节能控制技术。
3.5卸荷回路
卸荷回路就是使油泵空载运转（输出功率很
小）的回路。根据公式Ｎ＝Ｐｑ可知，如泵的输出流量ｑ为零，或输出压力Ｐ为零，都可使泵的输出功率Ｎ为零而实现卸荷。当系统中各个执行元件暂时不工作时，若液压泵仍以溢流阀调定的压力值排流回油箱，则造成功率损失和油液发热，所以使泵空载运行可以节能，某些功率较大的液压泵，为保护电机也应在卸荷情况下轻
5其他节能途径
蓄能器、电液比例控制、高
水基传动介质、采用新型密封、及时维护系统等。———————————参考文献：
[1]陈奎生．液压与气压传动[M]．
武汉：武汉理工大学出版社，
图5
·４８·
卸荷回路
2001.
[2]谢锡纯，李晓豁．矿山机械与设备[M]．徐州：中国矿业大学出版社，2000.
[3]张利平．现代液压技术应用220例
（第1版）．北京：化学工业出版社，
2004.
农村牧区机械化2015期））农村牧区机械化年第第1期（（总总第第116２００７年２期７１期