玻璃钢汽车C柱上护板液压机高效液压元件可节省能源

自从我在60年代中期大学毕业以来，节能和替代能源的主题一直在嗡嗡作响。令人兴奋的程度取决于阿拉伯和/或欧佩克国家如何与西方发达国家接轨。只要它清洁，经济且有效地使用，能量产生的方式及其来源并不重要。我们如何有效地从各种来源生产能源，以及我们如何有效地利用能源。我们产生各种能源：风能，太阳能，水能，煤能，核能和石油。重要的因素是我们通过有效的产品更好地学会智能地使用能源。

流体动力行业是全球最大的能源消费者之一。无论我们是挖土，制砖还是生产钢材，液压机产品随处可见。这是流体动力产品和应用具有巨大责任的地方。我们需要设计和生产消耗越来越少输入功率的最有效产品。液压产品一般可分为动态和非动态两大类。

动态产品
动态产品是由于旋转部件而具有内部动力的产品：泵和马达。气缸和方向/伺服/比例阀在某种程度上也属于这一类。

泵或电动机的容积效率将决定它们在使用输入能量方面的效率。如今，大多数泵制造商（叶片，活塞，齿轮，螺杆等）生产的泵效率高达85％至90％。很少有一些可能达到91％至92％。

假设给定的泵在100psi和1200rpm下以10gpm的额定容量，在90％的容积效率下，泵将在最大设计压力3000psi下提供9gpm，同时以相同的1200rpm运行。这意味着输入能量为10加仑/分钟，但在最高压力下，只有90％（9加仑/分钟）的流量投入实际使用。对于由于内部滑移而在内部损失的另外10％的流量，用于它的输入能量也浪费了，没有任何实际工作。

这显然是输入能量的浪费。在各种应用中，全球数百万个此类泵的累积损失似乎无法克服。如果我们能够节省一些这种损失的能量，那么就可以从任何常规或替代能源生产中生产出来。

同样的现象适用于玻璃钢汽车C柱上护板液压机液压马达。由液压马达产生的输出转速和转矩，如果与输入流量不相称（1：1比例），并且在马达入口处施加一定的压力，则泵的输入能量进一步浪费。

对于设计师和液压工程师来说，最大的问题是，我们如何才能制造出100％高效的泵？可能吗？泵和马达的内部滑动仅仅是设计的一部分 - 润滑配合部件需要一些量。那么我们如何才能减少内部滑移，从而使给定的泵接近100％的效率。

这些是我们未来几年必须回答的问题。未来的泵可以通过多种方式设计，其容积效率接近100％。储蓄的累积效应将是巨大的。


非动态产品
非动态液压产品内部的移动部件较少，并且具有更多静态特性。这些产品在设备工作循环期间不会连续运行。所有种类的压力控制，流量控制，方向控制，检查和其他类型的液压阀都是例子。它们没有很多配合部件，内部滑动在这里不是问题。

许多玻璃钢汽车C柱上护板液压机控制阀都是打开和关闭类型，还有滑动滑阀。特别是对于滑动滑阀，需要一定量的内部滑动以在滑阀直径和车身孔之间保持微小的薄膜。

因此，内部滑移的能量损失也是液压阀的关注点。然而，对于液压阀，我们损失的能量是由于阀入口和出口的压降造成的。

数以千计的机器以及全球所有应用中的数百万个阀门的累积损失是巨大的。我们正在谈论浪费的多兆瓦能量。

在这里，主要制造商已经完成了很多工作，以改善阀门中的压降现象。然而，未来需要进行更多改进，以使阀门越来越有效地节省能量。

这些改进的一些关键因素可能是：

•用于铸造的不同冶金成分
•通过阀门的滑动/滑动流动模式
•寻找降低阀门内部流动阻力的方法
•改善内部加工平台的表面光洁度

在玻璃钢汽车C柱上护板液压机液压系统中的非动态产品中，有许多附件会产生不必要的流动阻力以产生热量。这是能量损失的来源。

目前，许多液压应用/电路设计人员都在考虑计算每个机器操作周期的BTHU损耗。然后它们提供足够的热交换/咕噜声以消散产生的热量。换句话说，我们允许系统产生热量然后将其冷却以保护流体和一些其他组件。所以我们首先失去了能量，而不是找到补救措施，我们付出额外的代价来降温！这有点像燃烧货币。

通过更高效的泵，电机，阀门和附件，精心设计的液压系统甚至可能不需要冷却器或热交换器，因为我们不会在热量方面损失太多能量。这是我们应该寻找的未来。

最后，无论我们提供多少更好的玻璃钢汽车C柱上护板液压机冷却系统，通过液压管，软管和歧管块的热损失（能量）都是不可克服的。此外，无论如何，放置冷却系统并不是节约能源的解决方案。

由于液压管和软管中的压降现象导致的热损失不能完全克服。因此，我们必须找到一种方法来降低钢管，软管和块体中的流体行进阻力，并将其保持在最低限度。


以下是关于液压系统中流体输送的有效过程以节省能量的一些想法：

•歧管块内的所有直角都应该是圆形的
•改善液压管内径的抛光
•通过使用更好的超薄纸技术，降低过滤器，过滤器和扩散器的压降
•最重要的是，找到更好的液压润滑添加剂流体

流体动力行业的产品开发已经走过了漫长的道路。在过去的50年中，液压泵，电机和阀门的设计和制造取得了巨大进步。现在全球市场上有各种各样的泵，电机，阀门和其他控制装置，可用于全新一代应用。其中许多产品是1960年代或1970年代的设计，但今天仍然非常流行。

我们正处于一个门槛，我们需要在玻璃钢汽车C柱上护板液压机液压泵和电机设计和技术方面进行新的创新，以提高效率。随着美国成为许多技术发展的领导者，新的创新可能不得不来自我们。一项新的创新自然也能创造出更好的就业机会。

新的创新必须来自学术工程机构以及私人资助的研发项目。

中国经济增长仍然是一个发展中国家。无论在欧洲和美国设计和制造什么样的流体动力产品，几乎在一夜之间，在中国可以获得复制品，只需一半的成本和“工作”条件。这些中国液压产品都没有按照原始工程规范制造。

容积效率和包络尺寸
有问题的改进是液压泵，电动机和阀门的容积效率和包络尺寸。实际上，多年来，当我们比较旧维氏PVA 120/150泵的尺寸与目前的力士乐A10V 100尺寸时，已经进行了很多修改。有什么区别！然而，体积效率并没有显着改变以节省能量。

全球整个行业正朝着未知的技术成就迈进。二十年前，世界上大多数人都不知道互联网; 现在我们离不开它。十五年前，手机只供少数人使用。今天，似乎每个人都有手机，如果不是两个。对于日常生活来说，这是必需品，然后是奢侈品。不久前，35毫米相机是我们最好的摄影来源。如今，具有无限功能的数码相机非常普遍且价格低廉。

流体动力产品的设计必须赶上其他行业趋势，并与机械和设备的设计和发展保持同步。

我们从哪里去？
更快，更快，更节能将成为我们将来生活的行业热门词汇。它已经是！

目前生产的大多数玻璃钢汽车C柱上护板液压机叶片，齿轮和活塞泵的容积效率在89-91％之间，在非常特殊的情况下可能为92％。在今天生产的每台泵中，8％至9％的机械能转换为热能。这相应地降低了使用它的机器或设备的生产率 - 更不用说能量损失的成本！

试想一下，世界各地有超过1000万台泵在各种应用中运行。如果每个泵的容积效率从85-90％提高到至少95％，则热损失将减少5-10％，从而节省能量。乘以1000万泵，可节省大量的BTU。这将与安装少量风车和生产大量光伏太阳能电池板一样好。它会对环境产生什么影响！


怎么能实现这一目标？
可以理解的是，在任何液压泵或电动机中都无法实现100％的容积效率。如前所述，每个泵必须允许一定量的内部滑动以润滑内部动态部件。那么，我们如何解决这个问题呢？液压泵和马达的内部滑动是各种配合部件之间的间隙和公差的结果。设计师必须关注如何最好地收紧这些间隙和公差，减少内部滑动，以及保持适当的润滑性。这里有一些可能的线索：

在叶片泵中：
•叶片厚度与转子槽宽度
之间的间隙•凸轮环与转子厚度/高度之间的间隙
•压力/磨损/挠性板中的
定时槽改进•进口/出口肾袋区域的定时槽改进
•减少叶片顶部装载
•冶金改进
•改善配合部件的表面光洁度
•液压油中更好和更新的润滑添加剂

在活塞泵中：
•活塞直径和气缸体孔间隙和表面光洁度
•增加阀板和气缸
体面之间的预紧力•面/晶圆/阀板和气缸体上的重新设计的定时槽口
•阀板的定位肾袋
•冶金和热处理改进

提高容积效率的关键是减少内部滑移源。在收紧一些许可方面存在合理的障碍。然而，当今市场上许多当前流行的玻璃钢汽车C柱上护板液压机叶片或活塞泵都是如此古老的设计，以至于为每个部件和组件提供的间隙和公差基于工业中当时的加工能力。今天，通过CNC /数字加工技术，每个部件都可以实现高度紧密的加工公差和间隙以及表面精加工，这比以前更容易实现。