0导言
液力传动是以液压油为介质实现能量转换和传递的一种装置。具有结构简单、输出力大、无级变速、易于自动化等优点。它已广泛应用于工业生产的各个部门。由于能量传递过程中的泄漏和压力损失，传动系统的工作效率相对较低，根据数据，液压传动系统的效率仅为70%左右。因此，为了提高液压系统的效率，有必要对液压系统进行节能改造。以某给料机液压系统设计为例，分析了系统存在的能量损失，提出了合理的节能改造方案。
1给料机液压系统的工作原理
驱动给料机的液压系统应完成“快速升/慢升/降”的工作周期。快速上升行程为350 mm，速度为≥45 mm/s，慢升行程为100 mm，速度为8mm/s~45 mm/s，快速下降行程为450 mm，所需速度为≥55 mm/s，驱动馈线液压系统的原理图见图1。
1.1快速上升
螺线管2YA通电，电磁阀换向阀6向右连接，双叶片泵1和2同时给系统供油。进油路径为：双叶片泵1、2电磁定向阀6、液体控制阀7、单向阀8/液压缸11下腔、回路：液压油缸11、上腔电磁阀9/电磁阀6/燃料箱。
1.2缓慢上升
液压缸快速上升350 mm后，行程开关发出信号，电磁阀9获得电，系统压力升高，外部控制顺序阀5开启，此时泵2卸载，泵1给液压缸供油，液压缸上升缓慢，回流油通过调速阀10，最后返回油箱。在此过程中，液压回路采用了调速阀的回油节流阀调速方式，其特点是转速稳定，重物重量变化不会发生变化，但存在溢流损失和节流阀损失，当转速上升缓慢时，压力能损失最大。
1.3停挡停留
当给料机的滑台上升到指定的高度时，停止块停留，液压缸停止运动。此时，回路中的所有电磁阀都被切断，电磁定向阀6的阀芯回到中间，液压控制单向阀7控制油罐，控制压力为零，液压缸由于下腔内的油被密封而被锁定。这样，在液压缸停留期间，重物的位置保持不变。

1，2-双叶片泵；3-安全阀；4-单向阀；5-外部控制顺序阀；6-电磁阀；7-液体控制单向阀；8-单向顺序阀；9-电磁阀；10-单向调速阀；11-液压缸
图1驱动给料机液压系统原理图
1.4快速下降
螺线管1YA接通，两个双叶片泵1和2同时供油系统。进油路径为：双叶片泵1和2电磁阀6/电磁阀9/液压油缸11上腔；回油通道：液压缸11下腔/单程顺序阀8/液压控制单向阀7/电磁阀6/燃料箱。
2.液压系统性能分析
在完成液压系统上述工作周期的过程中，液压泵的效率、回路中的压力损失和液压缸的泄漏都会影响液压系统的效率。
2.1回路压力损失分析
通过对液压回路的性能校核计算(计算过程较小)，当滑台自重为1kN，货物提升5kN时，回路的总压力损失(沿程压力、局部压力损失)为0.4MPa。主要压力损失是速度调节阀两端在缓慢上升过程中的压降，功率损耗最大。
2.2环路功率损耗分析
计算结果表明，驱动泵电机输出功率为563.33 W，有效功率为313.63 W，功率损耗为249.7 W，电机输出功率为325 W，转速上升较慢，可用功率为48.25W，功率损耗为276.75 W，功率损耗较大。
从以上数据可以看出，液压元件的功率损耗是影响系统效率的主要因素，其中液压泵的能耗最大，其次是各种控制阀，如安全阀、调速阀和背压阀的压力损失等。
3.给料机液压系统改造
对液压系统进行改造，既要保证原系统的功能指标，又要考虑经济性，使液压系统能够高效、经济、可靠地运行。
3.1能源装置的改造
液压泵是将电机输入的机械能转化为压力能的液压系统的能量装置。在能量转换过程中，由于漏油和机械摩擦的存在，将部分能量转化为热能而损失掉，这一地区的能量损失在液压系统能耗中占有相当大的比重。因此，合理选择液压泵对于降低液压系统能耗，提高系统效率具有重要意义。
根据系统工作过程中的压力和流量，原液压系统采用YB1-6.3/6.3双叶片泵作为能量，采用定量泵速调节阀的回油节流调速方式，其中安全阀3起到溢流压力稳定作用，回路中存在溢流损失和节流损失，能耗大。将能量装置转换为限压变量泵和定量叶片泵(两泵的额定流量可以是相同的，也可以是不同的)。修改后的液压系统的原理图如图2所示。
当滑台迅速上升时，两台泵同时给液压缸供油，当滑台缓慢上升时，外部控制顺序阀5被开启，此时定量泵2被卸载，变量泵1为液压缸提供压力油，安全阀3被用作安全阀，回路中没有溢流损失。改造后的液压回路采用容积节流调速方式，由限压变量泵和调速阀组成。调速方式的速度稳定性好，重量变化不会改变。电路中的调速阀只存在功率损耗，从而提高了液压系统的效率。
3.2向循环中添加累加器
原电路在液压缸下腔进气道上设置了液压控制单向阀7。在液压缸运动至顶止时，定向阀6位于中间，液压控制单向阀7的外部控制口没有控制压力，液压缸腔的压力油不能通过液压控制单向阀7回流到油箱，从而锁定液压缸，防止重物坠落，保持重物位置不变。由于液压控制单向阀阀座一般为锥形阀结构，密封性能好，泄漏量少，锁定精度仅受液压缸制造精度的影响。因此，为了防止液压缸泄漏，在修改后的液压回路中添加了蓄能器12。

1-变量液压泵；2-定量液压泵；3-安全阀；4-单向阀；5-外部控制顺序阀；6-电磁阀；7-液压控制单向阀；8-单向顺序阀；9-电磁阀；10-单向调速阀；11-液压缸；12-蓄能器
图2改进型液压系统原理图
蓄能器是液压系统的储能元件，它可以储存多余的水力能量，在需要时释放能量，是节约能源的重要途径。在液压缸下腔的油路上加装蓄能器。当滑台上升时，系统双泵供油。蓄能器可以储存多余的压力能量，液压缸的泄漏可以在液压缸停留期间补充，以保持重物的位置不变。
4.结论
在原液压系统中，采用双连接定量叶片泵作为能源，当液压系统上升缓慢时，采用定量泵调速阀的节流调速方式，存在溢流损失和节流损失，电路效率低。改造后的液压系统采用两种不同类型的液压泵作为能源，在液压系统缓慢上升时，采用由有限压力变量泵和调速阀组成的容积节流调速方式。该回路只存在节流损失，无溢流损失，提高了系统效率。同时，在液压系统中加入蓄能器，以补充液压元件的泄漏，还可以吸收液压冲击，减小振动和噪声。总之，改造后的液压系统降低了能耗，提高了液压系统的效率，成本略高于原电路。