系统效率定义及能耗分析
出处：按学科分类—工业技术 北京理工大学出版社《新编液压工程手册上册》第114页（1850字）
效率是衡量系统工作时能量利用情况的主要指标，即系统输出功率与输入功率之比。液压泵是用电动机或其他原动机驱动的，从社会经济总效益来看，除前面所述三类能量损失外，尚应计入原动机本身的能耗。故整个液压系统的总效率表达式应为
η=ηeηmηcηd(4．2－1)
式中 ηe——原动机效率。当原动机单独驱动单泵时，其值等于输入液压泵的功率与输入原动机的功率之比；
ηm——匹配效率。指泵输出的流量、压力与执行元件需要值之间相适应程度的一个无量纲值；
ηc——转换效率。它衡量能量转换过程的能量利用率，决定于能量转换元件、泵、液动机的效率；
ηd——传输效率。液体流动会造成损失，其中一部分是控制功能所必需的，另一部分则是非必需的额外损失，但两者难以截然分开。传输效率是综合考虑液体传输过程中两者总损失的总和。正因为包含了控制功能所必需的部分，所以其值必定小于1。
为方便研究液压节能技术，下面提出不包含原动机效率项的液压系统能耗率的概念。
(A)系统能耗率Ls就是液压系统消耗的无功功率与输入功率之比
ηa为液动机效率，它是转换效率ηc的一个组成部分，当执行元件是液压马达时，可由本手册的第二篇查得此值。若执行元件是间隙密封式的液压缸，那么ηa可近似地取为1。这时，上式可简化为
Ls≈1－ηmηd=1－ηs(4．2－3)
ηs称为系统液压效率，它近似等于匹配效率和传输效率之积。这样，若有了液压系统典型工况的负载谱，就可较准确地算出系统液压效率，从而得到系统的能耗率。反之，若能通过实测和数据处理技术估算出系统的能耗率，利用此式也就能求得系统的液压效率。
(B)系统液压效率等于输出与输入系统的压力与流量乘积的积分比
式中带“L”注脚符号的表示相应工况下的负载压力和负载流量，不带注脚符号的表示泵的瞬时供油压力和流量
以上能耗分析说明，过剩流量△q和过剩压力△p是产生流体动力系统能耗的根本原因。但是，必须注意到其中也包含了实现控制功能所必需的合理限度的耗损值。所以实际上△q和△p值不可能为零。系统节能技术就是要研究如何使这两项的值尽可能地减小，从而提高系统的工作效率。
综上所述，节能措施应包括以下几方面的内容：
·提高元件本身的效率和减少控制该元件的能量耗损。它涉及改善能量转换效率ηc和降低电气控制元件耗电量两个方面，主要依靠提高元件质量和开发新型节能元件来满足要求。
·改善泵和原动机的匹配关系，从而提高原动机运转效率ηc。
·减小压力过剩，使系统供压尽量接近于负载压力，这是液压系统节能措施的核心内容之一。压力过剩包含沿程、局部压降损失和供压过高两个部分。减少压降损失部分可以提高系统传输效率ηd。使供压与需要适应，有利于改善匹配效率ηm。从能耗率计算式可见：对于负载流量大的系统，减少压力过剩是节能的有力措施。
·减少流量过剩是液压系统节能措施的另一核心内容。流量过剩包含泄漏和动力源供流过多。前者主要靠元件质量予以保证，后者则依靠合理设计动力源来改善，从而提高传输效率和匹配效率。能耗率计算式指出：流量过剩对于重载系统尤为敏感，这时降低流量过剩会产生明显节能效果。
·能量的贮存和回收。对于存在能量回馈和需要量不匀的液压系统，贮存和回收能量并加以利用，是十分有效的节能措施。