Bơm piston thủy lực là các thành phần năng lượng cốt lõi trong các hệ thống thủy lực và được sử dụng rộng rãi trong máy móc kỹ thuật, thiết bị công nghiệp, hàng không vũ trụ và năng lượng mới. Với các yêu cầu ngày càng tăng về hiệu quả năng lượng, bảo vệ môi trường và trí thông minh, cách đạt được tiết kiệm năng lượng, kiểm soát chính xác và thu hồi năng lượng trong khi đảm bảo hiệu suất đã trở thành một hướng quan trọng để phát triển công nghệ bơm piston thủy lực.
Sau đây là các công nghệ chính và phương pháp triển khai được áp dụng xung quanh các mục tiêu này:
1. Chiến lược kiểm soát tiết kiệm năng lượng
Tiêu thụ năng lượng của hệ thống thủy lực chủ yếu xuất phát từ sự không phù hợp giữa áp suất đầu ra và dòng chảy của máy bơm và nhu cầu tải. Để đạt được tiết kiệm năng lượng, máy bơm piston thủy lực hiện đại thường áp dụng các phương pháp điều khiển sau:
Kiểm soát bồi thường áp lực:
Khi áp suất hệ thống đạt đến giá trị đã đặt, sự dịch chuyển của bơm sẽ tự động giảm để giảm mức tiêu thụ năng lượng không cần thiết.
Áp dụng cho các dịp với thay đổi tải lớn, chẳng hạn như máy ép phun, cần cẩu, v.v.
Kiểm soát năng lượng liên tục:
Bơm tự động điều chỉnh luồng đầu ra theo áp suất tải để giữ tổng công suất trong phạm vi đặt trước.
Ngăn chặn quá tải động cơ hoặc động cơ và cải thiện việc sử dụng năng lượng.
Kiểm soát cảm biến tải:
Máy bơm chỉ cung cấp dòng chảy và áp suất theo yêu cầu của tải trọng thực tế, giảm tổn thất tràn và mất điều chỉnh.
Nó được sử dụng rộng rãi trong các thiết bị di động như máy xúc và bộ tải, cải thiện đáng kể hiệu quả hệ thống.
Kiểm soát dòng chảy theo tỷ lệ:
Sự dịch chuyển của máy bơm được điều chỉnh chính xác thông qua các tín hiệu điện để đạt được nguồn cung cấp dầu theo yêu cầu và tránh chất thải năng lượng.
Nó thường được sử dụng trong các thiết bị tự động hóa đòi hỏi phải hoạt động tốt.
2. Công nghệ kiểm soát chính xác
Để đạt được điều khiển chuyển động chính xác cao của các bộ truyền động (như xi lanh và động cơ thủy lực), máy bơm piston thủy lực phải có khả năng đáp ứng và khả năng điều khiển tốt:
Điều khiển tỷ lệ thủy lực điện:
Sử dụng các van điện từ theo tỷ lệ để kiểm soát cơ chế biến đổi của bơm để đạt được điều chỉnh liên tục và Stepless.
Nó có thể được sử dụng cùng với các bộ điều khiển PLC hoặc chuyển động để đạt được vị trí, tốc độ và điều khiển lực phức tạp.
Kiểm soát servo:
Với các cảm biến độ chính xác cao và hệ thống phản hồi vòng kín, đạt được điều khiển chuyển động ở cấp độ Micron.
Nó chủ yếu được sử dụng trong các kịch bản chính xác cao như máy móc gia công chính xác, băng ghế thử nghiệm và khớp robot.
Bơm dịch chuyển kỹ thuật số:
Làm việc cùng nhau thông qua nhiều đơn vị pít tông nhỏ được kiểm soát độc lập, nó có thể đạt được "mở theo yêu cầu".
Có khả năng phản ứng động cao hơn và độ chính xác kiểm soát, đây là một trong những xu hướng phát triển của các hệ thống thủy lực thông minh trong tương lai.
Hệ thống điều khiển tích hợp:
Tích hợp điều khiển biến của máy bơm với toàn bộ hệ thống điều khiển máy để đạt được hoạt động hợp tác.
Ví dụ, trong máy xúc, máy bơm được liên kết với cơ chế bùng nổ, dipper và xoay để tối ưu hóa sự phối hợp tổng thể của chuyển động.
3. Công nghệ phục hồi năng lượng
Trong các hệ thống thủy lực truyền thống, một lượng lớn năng lượng bị mất dưới dạng năng lượng nhiệt, đặc biệt là trong quá trình giảm tốc, giảm dần, phanh, v.v. Bằng cách giới thiệu cơ chế thu hồi năng lượng, hiệu quả năng lượng của hệ thống tổng thể có thể được cải thiện một cách hiệu quả:
Trọng lực phục hồi năng lượng tiềm năng:
Trong các thiết bị như cần cẩu và nền tảng nâng, khi tải trọng rơi, động cơ thủy lực được sử dụng để đẩy lùi bơm để vận hành như một máy phát điện, chuyển đổi năng lượng tiềm năng thành lưu trữ năng lượng điện hoặc cung cấp lại cho lưới điện.
Phương pháp này có thể giảm đáng kể mức tiêu thụ năng lượng và đặc biệt phù hợp với điều kiện làm việc với việc cất cánh và hạ cánh thường xuyên.
Phanh tái tạo:
Trong một hệ thống di chuyển thủy lực, khi xe giảm tốc hoặc xuống dốc, năng lượng áp suất cao được tạo ra bởi động cơ thủy lực được đưa trở lại máy bơm thông qua một vòng kín để đạt được sự tái sử dụng năng lượng.
Tương tự như hệ thống phanh phục hồi năng lượng của xe điện.
Tiết kiệm năng lượng hỗ trợ tích lũy:
Trong một hệ thống hoạt động không liên tục, một bộ tích lũy thủy lực được sử dụng để lưu trữ năng lượng dư thừa và giải phóng nó khi cần thiết để giảm tải cực đại của máy bơm.
Đặc biệt phù hợp cho các thiết bị có chuyển động định kỳ rõ ràng, chẳng hạn như máy đấm, máy đúc, v.v.
Hệ thống lai thủy lực:
Kết hợp các lợi thế của động cơ điện và bơm thủy lực, sử dụng các đặc điểm của hiệu quả cao của động cơ điện ở tốc độ thấp và mô -men xoắn cao của hệ thống thủy lực ở tốc độ cao, đạt được sự tiết kiệm năng lượng toàn diện.
Được sử dụng rộng rãi trong các phương tiện đặc biệt như xe buýt đô thị và xe tải rác.
4. Trao quyền thông minh và kỹ thuật số
Ngoài các phương pháp kiểm soát tiết kiệm năng lượng truyền thống, máy bơm piston thủy lực hiện đại đang ngày càng dựa vào cảm biến thông minh, phân tích dữ liệu và giám sát từ xa để cải thiện các hiệu ứng tiết kiệm năng lượng và kiểm soát độ chính xác:
Giám sát điều kiện và bảo trì dự đoán:
Các cảm biến nhúng thu thập dữ liệu thời gian thực như áp suất, nhiệt độ, độ rung, v.v. của máy bơm, kết hợp với các thuật toán AI để cảnh báo lỗi và đánh giá sức khỏe, để tránh chất thải năng lượng hoặc mất thời gian chết do thất bại đột ngột.
Điều khiển từ xa và điều chỉnh thích ứng:
Công nghệ IoT được sử dụng để đạt được giám sát từ xa và điều chỉnh tham số, để máy bơm có thể tự động tối ưu hóa trạng thái làm việc theo thay đổi môi trường và tải.
Digital Twin và xác minh mô phỏng:
Xây dựng một mô hình ảo của máy bơm để mô phỏng hiệu suất trong các điều kiện làm việc khác nhau và cung cấp hỗ trợ dữ liệu cho tối ưu hóa chiến lược thiết kế và kiểm soát tiết kiệm năng lượng.
Trong tương lai, với sự tích hợp sâu sắc của công nghệ thủy lực với công nghệ thông tin và công nghệ năng lượng mới, máy bơm piston thủy lực sẽ đóng vai trò quan trọng hơn trong sản xuất xanh, sản xuất thông minh, thiết bị năng lượng mới và các lĩnh vực khác.
