Изменение нагрузки. Гидравлические поршневые двигатели работают наиболее эффективно при номинальной грузоподъемности, поскольку именно здесь их конструктивные параметры оптимизируются. Когда нагрузка отклоняется от этой оптимальной точки — становится легче или тяжелее — эффективность двигателя имеет тенденцию снижаться. При более легких нагрузках двигатель работает с меньшим процентом номинальной мощности. Это может привести к увеличению внутренней утечки внутри двигателя из-за более высоких относительных потерь по сравнению с выходной мощностью. Внутренняя утечка происходит через зазоры между областями высокого и низкого давления двигателя, что становится более выраженным при работе в условиях нагрузки ниже оптимальных. Таким образом, выбор двигателя, подходящего по размеру для ожидаемого диапазона нагрузок, гарантирует, что он будет работать ближе к своему пиковому КПД в различных условиях эксплуатации.
Давление и скорость. На эффективность гидравлических поршневых двигателей существенно влияют рабочее давление и скорость. Более высокие давления могут привести к увеличению внутренних утечек, поскольку жидкость проходит через зазоры между движущимися компонентами, такими как поршни и стенки цилиндров. Эти потери усугубляются при более высоких давлениях из-за более высокой вязкости гидравлической жидкости, что увеличивает потери на трение внутри системы. Аналогичным образом, более высокие рабочие скорости могут повлиять на объемный КПД — способность двигателя эффективно вытеснять жидкость. На более высоких скоростях двигателю может быть сложно поддерживать оптимальную скорость смещения жидкости, что приводит к более высоким механическим потерям и снижению общей эффективности. Правильная конструкция системы, включая выбор компонентов, рассчитанных на ожидаемые диапазоны давления и скорости, помогает смягчить эти потери эффективности.
Температура. Температура гидравлической жидкости напрямую влияет на ее вязкость, что, в свою очередь, влияет на эффективность гидравлических поршневых двигателей. По мере увеличения рабочих температур вязкость жидкости снижается, что потенциально может привести к увеличению внутренних утечек и потерь на трение внутри двигателя. Более высокие температуры также могут повлиять на тепловое расширение компонентов, изменяя зазоры и потенциально увеличивая внутренние пути утечек. И наоборот, работа при более низких температурах может потребовать дополнительных затрат энергии для поддержания вязкости жидкости и эксплуатационной эффективности. Мониторинг и контроль температуры жидкости с помощью эффективных систем охлаждения или методов эксплуатации, таких как поддержание надлежащего уровня жидкости и использование датчиков температуры, помогает смягчить эти потери эффективности и обеспечить стабильную работу двигателя в различных температурных условиях.
Тип управления: КПД гидравлических поршневых двигателей может значительно различаться в зависимости от типа используемой системы управления — с разомкнутым или замкнутым контуром. Системы с разомкнутым контуром обычно работают с фиксированными расходами и давлениями, независимо от фактической нагрузки. Это может привести к неэффективности использования энергии в периоды изменяющихся нагрузок или условий эксплуатации, поскольку избыточная гидравлическая энергия перепускается или рассеивается через предохранительные клапаны. Напротив, системы с замкнутым контуром постоянно контролируют требования к нагрузке и соответствующим образом регулируют поток и давление жидкости, чтобы соответствовать требуемому крутящему моменту и скорости. За счет оптимизации использования энергии и минимизации ненужных потерь системы с замкнутым контуром обычно обеспечивают более высокую эффективность по сравнению с системами с разомкнутым контуром. Эти системы обеспечивают точный контроль над работой двигателя, обеспечивая точное соответствие энергопотребления фактическим требованиям нагрузки и снижая общее энергопотребление.
