概述
节能减排是当今中国发展的重要课题，随着工业现代化的发展，节能已经成为液压系统设计使用中重点考虑的问题。液压设计人员在进行系统设计时，首先考虑的是如何实现系统的功能，对于节能问题考虑的较少。导致液压系统在使用中出现了许多不必要的功耗损失。具体有以下几点：
①液压元件自身的能量损失。
②液压元件之间与负载特性的不匹配造成的能量损失。
③液压系统的回路布局会造成能量的损失。
④液压件选型不合理造成的能量损失。
液压系统能耗分析
由于在设计过程中，设计人员过度重视液压系统操作的有效性和可事实性，忽略了系统的节能问题，使得当前液压系统工作时损耗大量的能源。其中液压系统能源的消耗主要包括：
①机械运作时，机械的压力和摩擦会大量损失能源转换元件的产生的能量;
②机械运作时动力源不能较好地适应负载特性，导致能源匹配的损失
;③液压系统的结构复杂，布局繁琐，运作时容易消耗能量;
④设计时没有考虑到节能环节，导致机械运作产生不必要的能源消耗。
⑤液压机械运作时，工作介质选用的不合理也会消耗大量的能源。
1、机械能转换为液压能时的能量损失。用ηm表示。
2、液压能传输过程中的能量损失。用ηv表示。
3、液压能转换为机械能的能量损失。用ηc表示。
故液压系统的总效率为：η= ηm x ηv x ηc
用功率来表示为：η=W1/W2
W1为负载的输出功率。
W2为液压泵的输出功率
由于W=PQ/60
那么液压系统的效率也可以表示为
η =P1Q1/P2Q2=(P2-ΔP)(Q2-ΔQ)/P2Q2=
从上面公式可以看出，压力损失ΔP和流量损失ΔQ是液压系统的能量损失的两个关键指标。降低压力损失和流量损失，系统的效率就会增大，也就是达到了节能的目的。
合理选用液压元件提高能量转换效率
1、液压泵的选用
液压系统的液压元件包括液压泵，液压缸或马达，液压控制阀等。选择效率高的液压元件，避免液压元件自身不必要的功率损耗。比如柱塞泵就存在自身的机械摩擦能量损失，液压油与机械部件的摩擦及压缩过程中的能量损失，内泄露造成的能量损失等。由下表可以看出柱塞泵的容积效率及机械效率都比较高。能够满足大多数工况，但其成本较高。
关于液压泵的选择问题，我们在《浅谈柱塞泵选型的基本方法》中已经详细介绍过了，柱塞泵的选型方法同样适用于其他类型的液压泵。定量泵由于输出的流量为一定值，不能根据负载的要求来调节流量和压力，所以定量泵不如变量泵节能，而且变量泵有各种调节方式，负载压力变化较小时可以考虑选择恒压变量泵，流量和压力需要调节时可以考虑负载敏感控制泵，发挥原动机的最大功率可以选择恒功率泵。
上表说明的是一般状况下的液压泵的效率情况，但是市场上液压元件的质量参差不齐，效率当然也不尽相同，选择质量可靠的液压元件是液压选型时首要考虑的问题。
2、执行元件的选用
①选用液压马达时，一定要选择合适的转速和压力，虽然各个公司生产的马达的工作压力标定的越来越大，但是额定压力或额定转速并不是最佳工作状态。而且要结合马达的压力-流量曲线来确定马达的相关参数。如果马达的速度很低，会造成容积效率和机械效率下降。
3、控制元件的选用
控制元件在液压系统中起到控制系统压力和流量的作用，虽然不是能量转换装置，但是也会造成系统的压力流量损失。液压控制阀的选定，主要是考虑压力和流量。液压控制阀都有共额定压力，选择时要求各种控制阀的额定压力大于(至少等于)液压系统的最高工作压力。对于压力控制阀，还要选择压力调节范田或压力控制范围，其压力调节范旧应大于或等于系统要求的凋节范围。
一般情况下，阀的额定流量应大于阀所控制的系统或部分系统所流过的最大流量、例如，溢流阀的额定流量，要大于或等于所控制的泵的最大流量;换向阀的额定流量要大于或等于所控制的缸或马达的最大流量。但也有例外，如要求控制的最大流量为50升/分，在已有额定流量为40升/分和loo升/分的换向阀中也可选用额定流量为40升/分的换向阀，超过额定流量25%左右，也可使用，只是压力损失大。但溢流阀尽量不要这样使用。
在选择调速阀或节流阀时，要以缸或马达所要求的最小流量来考虑，即调速阀和节流阀的最小稳定流量的选择，要小于缸或马达的最小流量;但选择单向调速阀和单向节流阀时，要同时兼顾到油流反向(快退)时通过单向阀的最大流量。
合理设计液压回路
液压系统在运作时发生功率的损伤会给系统的总功率造成极大的影响，同时还会引发油温升高、油液变质等不良现象，使得液压设备出现不同程度的运作障碍。因此，在对液压系统进行设计的过程中，应当注意考虑系统的节能问题。在不影响系统工作质量的情况下，充分利用节能设备，高效经济地利用相关能源，通过采取不同的措施，尽可能降低液压系统功率的损失，这就需要对液压系统的回路进行合理设计。
首先，可以利用2台油泵形成供油回路。由于两台油泵有着不同的流量、压力以及工作模式。在实际工作时，可以通过电磁阀对油泵的工作进行转换，从而较好地达到节约能源的目的。另外，在恒压回路工作中，可以通过对二次元件的斜盘倾角进行改变以达到控制二次元件排量的效果。如果二次元件在液压泵中运用看，运行时，还会产生新的能源并回馈系统，这时候储能器可以将这些能源储存起来进行二次利用。
原标题：节能技术在液压系统设计中的应用
