小型混凝土泵液压系统节能-换向能量均衡

lukezg · 发表于 2020-1-3 17:00:53

相比电气、机械传动而言，液压传动系统的不足在于其能量损失较大，传动效率较低，是小型混凝土泵能源损耗的主要源头之一，采用节能技术降低液压系统能耗，对于节省小型混凝土泵送作业成本，提高产品市场竞争力意义重大。
小型混凝土泵液压系统的功率等于系统压力与流量的乘积，故液压系统的功率损失主要体现在液压系统压力的损失和流量的损失上。因此，液压系统节能的出发点在于如何减小液压系统压力的损失和流量损失以及节省液压油这三个方面。
小型混凝土泵主液压缸包含吸料、换向和压送料三个往复循环的工作过程，在换向过程中发动机处于高速重载工况，绝大多数的能量转化为热量，不仅造成了功率损耗，还带来了液压系统油温过高的问题，为此提出了压差感应换向技术。在液压缸末端的适当位置开有信号口，将液压缸工作压力引人压差传感器，在换向过程中根据压差信号，实时控制主液压泵的排量，在换向开始后，将主液压泵的排量调到较小，使液压系统处于低功耗状态，使发动机接近空载工作;在换向结束后逐步提高主液压泵排量。因此减小了换向过程中的功率损失，提升了换向效率，降低了液压系统能耗。
从理论上来说，在换向过程中相应地降低发动机转速也能减少能耗，但液压泵排量的响应时间为毫秒级，而发动机转速的动态响应时间达到了秒级，无法实规换向过程中的变速节能。同时，当面临突发大载荷时，发动机由于功率密度小，无法满足突发载荷的要求，容易导致发动机转速急速降低，甚至是熄火，这对系统的燃油消耗影响也很大，为此，提出了换向能量回收及载荷均衡的节能新方法，在小型混凝土泵主液压系统中增设了蓄能器，吸料和泵料时，主液压泵输出波压能驱动主液压缸，而在换向过程中，切换液压阀将主液压泵输出的液压能存储于蓄能器，从而减少换向过程的功率损失;当系统面临突发大载荷时，通过蓄能器存储的能量辅助发动机实现双动力输出，宏观上达到载荷均衡的效果，避免了发动机熄火后再次起动带来的能源损耗。
新型液压主阀块提高了液压系统集成度，解决了在液压泵流量约束以及各液压回路相互影响下，小型混凝土泵多个液压执行机构的解耦控制难题，实现了液压阀的快速切换。