As bombas de pistão hidráulico são os componentes de potência do núcleo em sistemas hidráulicos e são amplamente utilizados em máquinas de engenharia, equipamentos industriais, aeroespacial e nova energia. Com os crescentes requisitos de eficiência energética, proteção ambiental e inteligência, como obter economia de energia, controle preciso e recuperação de energia, garantindo que o desempenho se tornasse uma direção importante para o desenvolvimento da tecnologia de bomba hidráulica do pistão.
A seguir, são apresentadas as principais tecnologias e métodos de implementação adotados em torno desses objetivos:
1. Estratégia de controle de economia de energia
O consumo de energia do sistema hidráulico vem principalmente da incompatibilidade entre a pressão de saída e o fluxo da bomba e a demanda de carga. Para alcançar a economia de energia, as bombas modernas do pistão hidráulico geralmente adotam os seguintes métodos de controle:
Controle de compensação de pressão:
Quando a pressão do sistema atinge o valor definido, o deslocamento da bomba é reduzido automaticamente para reduzir o consumo desnecessário de energia.
Aplicável a ocasiões com grandes alterações de carga, como máquinas de moldagem por injeção, guindastes, etc.
Controle constante de energia:
A bomba ajusta automaticamente o fluxo de saída de acordo com a pressão de carga para manter a energia total dentro de uma faixa predefinida.
Evite a sobrecarga do motor ou do motor e melhore a utilização de energia.
Controle de detecção de carga:
A bomba fornece apenas o fluxo e a pressão exigidos pela carga real, reduzindo a perda de estouro e a perda de limitação.
É amplamente utilizado em equipamentos móveis, como escavadeiras e carregadeiras, melhorando significativamente a eficiência do sistema.
Controle de fluxo proporcional:
O deslocamento da bomba é ajustado com precisão através de sinais elétricos para obter suprimento de óleo sob demanda e evitar o desperdício de energia.
É frequentemente usado em equipamentos de automação que requer operação fina.
2. Tecnologia de controle de precisão
Para obter controle de movimento de alta precisão dos atuadores (como cilindros e motores hidráulicos), as bombas de pistão hidráulico devem ter boa capacidade de resposta e controlabilidade:
Controle proporcional eletro-hidráulico:
Use válvulas solenóides proporcionais para controlar o mecanismo variável da bomba para obter um ajuste contínuo e escasso.
Ele pode ser usado em conjunto com os controladores de PLC ou movimento para alcançar a posição complexa, a velocidade e o controle de força.
Controle de servo:
Com sensores de alta precisão e sistemas de feedback de circuito fechado, o controle de movimento no nível da mícrons é alcançado.
É usado principalmente em cenários de alta precisão, como máquinas de usinagem de precisão, bancos de teste e juntas de robô.
Bomba de deslocamento digital:
Trabalhando juntos por meio de várias unidades pequenas controladas de forma independente, ele pode obter "abertura sob demanda".
Tendo maior capacidade de resposta dinâmica e precisão de controle, é uma das tendências de desenvolvimento de sistemas hidráulicos inteligentes no futuro.
Sistema de controle integrado:
Integre o controle variável da bomba com todo o sistema de controle da máquina para obter operação colaborativa.
Por exemplo, em uma escavadeira, a bomba está ligada ao mecanismo de boom, molho e sobrecarga para otimizar a coordenação geral do movimento.
3. Tecnologia de recuperação de energia
Nos sistemas hidráulicos tradicionais, uma grande quantidade de energia é perdida na forma de energia térmica, especialmente durante a desaceleração, descendência, frenagem etc. Ao introduzir um mecanismo de recuperação de energia, a eficiência energética geral do sistema pode ser efetivamente melhorada:
Recuperação potencial de energia da gravidade:
Em equipamentos como guindastes e plataformas de elevação, quando a carga cai, o motor hidráulico é usado para reverter a bomba para operar como gerador, convertendo energia potencial em armazenamento de energia elétrica ou se alimentando de volta à rede elétrica.
Esse método pode reduzir bastante o consumo de energia e é particularmente adequado para condições de trabalho com decolagens e desembarques frequentes.
Frenagem regenerativa:
Em um sistema de viagem hidráulico, quando o veículo desacelera ou desce ladeira abaixo, a energia de alta pressão gerada pelo motor hidráulico é alimentada de volta à bomba através de um loop fechado para obter reutilização de energia.
Semelhante ao sistema de frenagem de recuperação de energia de veículos elétricos.
Economia de energia assistida por acumulador:
Em um sistema que funciona de forma intermitente, um acumulador hidráulico é usado para armazenar excesso de energia e liberá -lo quando necessário reduzir a carga de pico da bomba.
Particularmente adequado para equipamentos com movimentos periódicos óbvios, como máquinas de perfuração, máquinas de fundição, etc.
Sistemas híbridos hidráulicos:
Combinando as vantagens de motores elétricos e bombas hidráulicas, usando as características de alta eficiência de motores elétricos em baixas velocidades e alto torque dos sistemas hidráulicos em alta velocidade, é alcançada uma economia abrangente de energia.
Amplamente utilizado em veículos especiais, como ônibus urbanos e caminhões de lixo.
4. Empoderamento inteligente e digital
Além dos métodos tradicionais de controle de economia de energia, as modernas bombas de pistão hidráulico estão cada vez mais dependentes de detecção inteligente, análise de dados e monitoramento remoto para melhorar os efeitos de economia de energia e controle da precisão:
Monitoramento de condições e manutenção preditiva:
Os sensores incorporados coletam dados em tempo real, como pressão, temperatura, vibração, etc. da bomba, combinados com algoritmos de IA para aviso de falha e avaliação de saúde, para evitar perdas de desperdício de energia ou perdas de tempo causadas por falhas repentinas.
Controle remoto e ajuste adaptativo:
A tecnologia IoT é usada para obter monitoramento remoto e ajuste de parâmetros, para que a bomba possa otimizar automaticamente o estado de trabalho de acordo com as alterações ambientais e de carga.
Verificação digital de gêmeos e simulação:
Crie um modelo virtual da bomba para simular o desempenho sob diferentes condições de trabalho e fornecer suporte de dados para otimização da estratégia de design e controle de economia de energia.
No futuro, com a profunda integração da tecnologia hidráulica com tecnologia da informação e nova tecnologia de energia, as bombas hidráulicas do pistão desempenharão um papel mais importante na fabricação verde, fabricação inteligente, novos equipamentos de energia e outros campos.
