在工程机械液压系统的几种操纵方式中,液压先导操纵由于具有安全、舒适、布置灵活及易于实现无级调速等优点而日益广泛地被采用,但与机械式操纵方式相比,液压先导操纵有明显的能量损耗。
供油单元由专用的先导泵供油,当蓄能器压力达到溢流阀的调定压力时,溢流阀开启、单向阀关闭;当由于操纵先导阀,蓄能器压力下降至低于溢流阀的调定压力时,溢流阀关闭、单向阀开启,先导泵向蓄能器供油。
在上述过程中,不论先导阀是否动作,先导泵都始终以先导系统工作压力供油,尤其当蓄能器处于非充液状态,先导泵供油经溢流阀回油箱进行有载无功循环,是一种无偿的能量损耗。
先导供油单元做细微改进后的油路.即将溢流阀的油控口移到单向阀后面,直接在蓄能器出口相连。
当蓄能器压力达到溢流阀的调定压力时,溢流阀开启、单向阀关闭,先导泵供油经溢流阀到油箱进行零压循环(忽略管路及阻尼损失);而当蓄能器压力下降至低于溢流阀的调定压力时,溢流阀关闭、单向阀开启,先导泵向蓄能器供油。
由于溢流阀油控腔直接利用了蓄能器的保压功能,使之与弹簧腔构成平衡转换,从而使得先导泵在蓄能器处于非充液状态时可以零压循环单而有效地实现了节能。又由于蓄能器的缓冲功效,这种改进不会影响操纵的平稳性。
对上述改进,举例粗略分析如下:
某台小型挖掘机,先导泵的排量3.5mL/r,先导系统压力3.5MPa,柴油机功率33kW,节能功率约为0.4kW,考虑到蓄能器非充液时间远远大于充液时间,取时间系数为0.9,实际节能功率约为0.4×0.9=0.36kW,节能相当于柴油机功率的1.65%。
从节能的角度来看,1.65%还是可观的,“勿因少而不为”。进一步看,任何一点点的节能,都可以减少系统产生的热量、降低油温和减少泄漏,延长密封件的使用寿命,提高整机的可靠性。
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