中 μ是液压油的运动黏度 。由上式可知 ,管路系统的
沿程压力损失与液压油黏度成正比例增加 ,因此 ,降低
液压油黏度 ,减小流动阻力 ,可减小管路压力损失 ,如
当黏度由 56 mm

2

/ s 下降到 10 mm

2

/ s 时 ,压力降减小到

1/ 3 左右 。当液压油一定时 ,应根据管道类型合理选
择油液流速和管长 。

3 　液压回路的节能设计

设计节能液压系统时不但要保证系统的输出功率

要求 ,还要保证尽可能经济 、

有效地利用能量 ,达到高

效 、

可靠运行的目的 。

3

11 　常用的几种高效回路

a

1 差动回路 ———利用换向阀的中位机能 P 型或

一端机能是 R 型 ,都具有差动功能 。

b

1 蓄能器回路 ———用蓄能实现辅助动力源或快

速运动动力源及系统保压要求等目的 ,减少功率损耗 。

c

1 双泵双速回路 ———当执行元件快速工进时 ,双

泵低压大流量供油 ;当执行元件慢速工进时 ,单泵高压
小流量供油 ,大泵卸载 ,系统几乎没有溢流损失 ,效率
高 。

d

1 流量适应回路 ———变量泵的输出流量按执行

器的速度要求调节 ,与负载流量相适应 ,没有溢流损
失 ,效率高 。

此外 ,还有压力适应回路 、

多泵比例系数调速回路

等 ,这些常用的经典回路具有一定的代表性 ,可以参考
借鉴 ,但不能照搬 。随着应用场合 、

功能要求 、

技术参

数的不同 ,也就使得设计方案各有侧重 。

3

12 　采用现代液压技术节能

采用现代液压技术是提高系统效率 、

降低能耗的

重要手段 。如采用定量泵 + 比例阀的压力匹配系统 ,
系统效率可提高 30 % ;变量泵 + 比例节流阀 、

变量泵

+ 比例换向阀 、

多联泵 + 比例节流溢流阀系统 ,效率可

提高 28 %～45 %。节能效果更好一些的有负载信号
传感液压泵 、

负载信号传感液压控制阀 、

功率匹配式液

压系统等 。

1) 负载传感液压系统
目前以变量泵和定差压力控制为基础的负载传感

液压系统被广泛使用 ,美国国际采矿技术设备公司

(MTI′

s) 提供的研究资料表明 ,负载传感液压系统比定

量泵系统可节能 65 %。图 3 所示是配有负载传感元
件的定量泵调速系统 。负载传感元件就是利用压力补

偿装置使得系统的压力与变化的负载压力相适应 ,从
而减少压力过剩 。以负载传感元件为对象 ,列平衡方

1

1 定量泵 　

2

1 负载传感元件 　

3

1 溢流阀 　

4

1 节流阀

图

3

　配有负载传感元件的定量泵调速系统

程 :

p

2

A + F

s

= p

1

A

　　即

:

p

1

- p

2

=

Δ

p = F

s

/ A

式中 　

A

—

—

—负载传感元件两端作用面积

p

1

—

—

—泵输出压力

p

2

—

—

—负载压力

Δ

p

—

—

—节流前后压差

F

s

—

—

—弹簧力

负载传感元件的弹簧力决定着节流阀前后的压

差 ,如果使

F

s

保持不变 ,则Δ

p

为一定值 。因此 ,在通

过节流阀流量不变的情况下可减少过剩压力 ,多余流
量由负载传感元件流回油箱 ,减少了溢流损耗 。随着
负载的不断变化 ,系统压力可通过负载传感元件作适
当调整 ,尽管存在流量过剩 ,但相对于定量泵 + 节流阀
的调速系统 ,具有明显的节能效果 。

2) 功率匹配式液压系统
功率匹配式是既无压力过剩又无流量过剩的的功

率自适应系统 。以数控轴向柱塞泵的功率匹配液压系

统为例说明 (见图 4) 。把执行器的速度转换成脉冲信

1

1 变量缸 　

2

1 安全阀 　

3

1 换向阀 　

4

1 步进电动机

5

1 驱动电源 　

6

1 滑阀式数字阀

图

4

　功率匹配式液压系统

号 ,通过微机控制步进电机的旋转运动转换成直线运
动 ,控制滑阀式数字阀的开度及方向 ,从而控制进入变
量缸的油液的压力和方向 ,以实现对斜盘倾角的控制 ,

2

2

液压与气动

2005

年第

8

期