随着塑料工业的发展，用户对节能与环保的要求日趋提高，立式注塑机节能技术受到普遍的重视，围绕节能技术的研究也有了较快的发展。液压动力驱动系统是立式注塑机最常用的动力驱动系统。立式注塑机的最主要的能耗即是液压动力驱动系统的能耗，所以立式注塑机节能的重点即是提高液压动力驱动系统本身的能耗效率及驱动系统输出功率与执行机构执行功率达到自适应调节匹配，两者之间的能量利用率越高，即系统节能率越高，达到节省能源的功效。当前的立式注塑机节能技术研究主要集中在立式注塑机比例变量泵系统;变频液压控制系统和全电动立式注塑机等方面;由瞿金平教授发明的动态加工设备，将振动力场引入聚合物加工的全过程，实验表明加工能耗显著降低。从长远来说，全电动立式注塑机在环保、节能和控制方而都具有独特的优势，代表着立式注塑机节能技术总的发展趋势，但由于成本技术等原因，液压立式注塑机仍占有主要市场，在现有立式注塑机基础上对立式注塑机进行低成本的创新改造，使其达到节能降耗的目的，这无疑是一个很有意义的课题。

        对于定量泵来说，泵的输出功率等于电动机的输出转矩和电动机的转速的乘积，当系统要求高压低流量时，油泵电动机的输出流量不变，多余的液压油通过压力比例阀和溢流阀流回油箱，节流功率损失非常大，效率很低，能量大部分以溢流的形式浪费掉。在油路中加入自行研制的蓄能器模块，能将这部分的能量储藏起来，在下一个工作周期使用，从而达到节能目的。而且近年来，蓄能器的研制和应用日益成熟，这也为蓄能器模块在液压立式注塑机中的节能应用提供了有力的支持。将蓄能器应用于聚合物加工设备也有相关报道，但都只局限于应用在压力调节和缓冲方面，将蓄能器直接用于立式注塑机进行节能研究未见相关报道。

1    实验部分

1.1    蓄能器节能模块

        全液压驱动的立式注塑机在注塑成型的各个阶段所需负载压力和流量都是由设在油泵出口PQ阀来调节。电液比例压力流量复合阀也称PQ阀，有时亦称为比例功率调节阀，是将压力控制和流量控制有机地结合在同一阀内，既可对系统压力进行比例调节，又可对输出流量进行比例控制。蓄能器节能模块由蓄能器和改装的PQ阀组成，加入到液压立式注塑机中替代原来的PQ阀，以期能使溢流的能量储存利用起来，作为下一工作周期的能量。

        由于蓄能器模块需要承担两个功能，一方面需要储存能量，同时在立式注塑机工作需要的时候，还可以提供储存的能量。蓄能器模块的原始设计思路是储存高压低流量时溢流的能量，在其他的工作状态时使用，但在实际设计中发现直接储存溢流能量并有效利用比较困难。所以在蓄能器油路设计中转换设计思路，即在高压高流量工作状态完成后，对蓄能器进行能量补充，蓄能器有高压限制，由高压继电器控制;而在高压低流过程中直接使用蓄能器的能量，此时定量泵空载，也就是说，定量泵只有两种工作状态，即高压大流量和空载状态。在塑化，注射过程由泵直接提供工作油压，而在保压和开关模以及顶出过程，由蓄能器模块提供小流量高压力工作油压。这样间接实现了储存高压低流量时溢流的能量，并使用于其他工作状态的能耗节省原理。

        蓄能器节能模块以PQ阀为核心改装而成。与PQ阀不同的是，在PQ阀油路中加入了比较阀，和蓄能器。泵的出口压力自动跟踪负载所需压力，在塑化注塑等大流量大压力的工况下，主溢流阀关闭，液压油在提供工作油压的同时给蓄能器补充能量;而在开模顶出等需要小流量高压力的工况下，同过比较阀发出信号使主溢流阀完全泻压，泵处于空转状态下，此时工作油压完全由蓄能器提供。其中蓄能器中压力分别由高压低压两个继电器控制。

1.2    实验设备

        自行研制的全液压立式注塑机，DPII－90，华南理工大学聚合物国家工程中心;数字功率能耗分析仪，WT1600，日本Yokogawa公司;皮囊式蓄能器，NHQ－L25315，布柯玛(天津)有限公司;注射模具两套，注射量分别为20g、72g。

1.3    实验原料

        聚丙烯(PP)，牌号T30S。

1.4    实验方案

        为了探讨蓄能器模块对液压注射成型机能耗的影响，将数字功率分析仪接入立式注塑机电机电路对立式注塑机电机能耗进行测量。

        1)测量未改装的原始立式注塑机能耗，分别记录在使用两套模具下改变注塑压力、塑化压力、保压时间、背压所得到的能耗数据，并同时记录能耗数据所对应的模具和参数值。每成型5模为一组能耗数据，以保证能耗测量的精确。

        2)将蓄能器模块接入同一立式注塑机的液压系统，重复1)的测量过程，确保与1)中的每组参数设置相同，并分别记录对应的新的能耗数据。

        3)将两组相同参数条件下测得的立式注塑机能耗进行比较，研究蓄能器模块的节能效果。

1.5    参数设置

        立式注塑机四段温度统一设定:215，220，220，200℃。在实验过程中，严格记录并保证有无蓄能器的立式注塑机的参数设定一致。小模具注射量为20g，大模具注射量为72g。每组5模记录一个能耗值。

1.5.1    小模具(mould.1)测试参数设置

        为讨论在不同的注射压力、塑化压力下蓄能器节能模块对立式注塑机能耗的影响，首先确定塑化背压为1MPa，保压时间为5s，改变加工参数注射压力、塑化压力。

        保持注射压力、塑化压力不变，分别设定为8MPa和10MPa，改变塑化背压和保压时间，研究在不同的背压和保压时间下蓄能器节能模块对立式注塑机能耗的影响，加工参数设置。

1.5.2    大模具(mould.2)测试参数设置

        保持注射压力、塑化压力不变，分别设定为8MPa和10MPa，改变塑化背压和保压时间，研究在不同的背压和保压时间下蓄能器节能模块对立式注塑机能耗的影响，加工参数设置。