淺析工程機械液壓控制技術的應用

趙金丹

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淺析工程機械液壓控制技術的應用

趙金丹

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液壓控制技術在現代工程機械中發(fā)揮了越來越重要的作用。如何有效地發(fā)揮液壓控制技術在提高工程機械整機的控制性能、可靠性等方面的作用，是液壓行業(yè)和工程機械行業(yè)必需面對的課題。為此，本文主要對工程機械液壓控制技術的類型及應用進行了分析與探究。

工程機械；液壓控制技術

一、工程機械液壓控制技術的類型

1、定量泵設計方法

在早期的工程機械系統(tǒng)設計中，采用定量泵設計的原則是：系統(tǒng)的最大工作流量（Q）與最大工作壓力（P）的乘積即系統(tǒng)的最大輸出功率（N）不能超出柴油機額定功率（Nj）。

但在一般工況下功率利用系數太低，且無法施展較強的控制功能，因而性能不佳。目前在小噸位（5～50t）汽車起重機和隨車起重機等產品中仍在使用。

2、單泵恒功率控制技術

在單泵控制系統(tǒng)中，一般通過變量控制機構實現對變量泵排量的控制，在最早的恒功率控制技術中，通過對變量機構兩根彈簧彈力的不同設定，能實現對變量泵輸出流量的控制，其工作曲線為折線，當系統(tǒng)壓力達到第一根彈簧設定力后，變量泵排量開始減小。當系統(tǒng)壓力克服第二根彈簧設定力后，變量泵變量曲線斜度發(fā)生變化。通過以上控制，使其變量曲線上P、Q乘積的離散值趨近于常數C。

3、雙泵恒功率控制技術

在雙泵或多泵系統(tǒng)中，由于存在多泵之間功率分配的技術難題，如何使柴油機功率合理地分配到各泵，使各執(zhí)行機構協調工作，盡可能發(fā)揮其最大效能，最大程度發(fā)揮出發(fā)動機功率成為關鍵。目前，這方面的控制技術有不同的組合形式。

（1）分功率控制技術。分功率控制是根據各泵所負責的執(zhí)行機構實際需用功率，將柴油機功率按一定比例分配給各泵。在分功率控制中，每個泵均有獨立的變量控制機構，使執(zhí)行機構在預先設定的工作曲線上工作。但分功率控制的最大缺點是不能充分利用發(fā)動機功率，當某個泵因某種情況不需要工作時，其功率不能給另一個泵使用而白白浪費，因此極易出現“大馬拉小車”的現象，無法滿足大型工程機械的使用要求。

（2）總功率控制技術。總功率控制系統(tǒng)共用一個變量機構，因此各泵流量相同，作用在彈簧上的壓力是多泵工作壓力之和，當多泵壓力之和的1/2達到彈簧設定值后，主泵開始變量，其變量原理與單泵恒功率的相同。

總功率控制可以實現多泵功率互補，當其中一個泵不工作時，其功率可被其他泵使用，柴油機功率利用系數大大提高。其最大缺點是能量損失大。因各泵工作流量相同，當其中某泵負責的執(zhí)行機構不工作時，主泵仍輸出大流量，多余流量必然會轉化為熱量?？偣β士刂屏硪粋€缺點是無法實現對多執(zhí)行機構不同速度的控制。

（3）交叉?zhèn)鞲锌刂萍夹g。交叉?zhèn)鞲锌刂葡到y(tǒng)是上世紀80年代日本在總功率控制和分功率控制基礎上研制出的一種新型功率控制技術。它是在分功率控制基礎上，將兩個泵工作壓力實現交叉控制，即每個泵各自有變量機構，各自流量可以不同，當其中一個泵的功率利用小于總功率的50%時，多余功率可被另一個泵利用，當兩個泵的功率利用系數都達到50%時，每個泵都利用總功率的50%。交叉?zhèn)鞲锌刂萍夹g集中了總功率控制和分功率控制的優(yōu)點，摒棄了它們的缺點，較為理想。但仍不能全部利用柴油機功率，而且功率分配在多執(zhí)行機構同時工作，當某泵所負責的執(zhí)行機構工作速度調至很低且負荷較大時，因交叉?zhèn)鞲幸褜毫Ψ答伣o另一個泵，此時另一個泵最多只能利用50%的功率，而第一個泵卻沒有用完50%的功率，顯然在這種工況柴油機功率利用系數仍然偏低。

（4）負反饋交叉?zhèn)鞲泄β士刂萍夹g。交叉?zhèn)鞲锌刂萍夹g雖然在某種程度最大限度地利用了柴油機功率，但只限于兩個主泵之間。而對于多泵控制系統(tǒng)，由于各泵并不同時處于工作狀態(tài)，或者即使都處于工作狀態(tài)，但并不同時以最大排量或最大壓力工作，這樣還是無法準確確定變量泵的實際輸出功率，易造成功率設定超載或過于保守。

4、計算機控制功率優(yōu)化控制技術

隨著計算機技術的發(fā)展，20世紀90年代以來，國外很多公司將計算機技術成功地應用到動力匹配及控制技術中，取得了良好的效果。傳統(tǒng)的恒功率控制中，控制系統(tǒng)與柴油機的匹配非常保守，液壓泵的輸出轉矩要遠低于柴油機最大輸出轉矩，且當柴油機性能下降時易使柴油機轉速下降導致熄火。浙江大學流體傳動及控制國家重點試驗室新建的節(jié)能試驗

二、先進液壓控制技術在工程機械中的應用

1、自動化控制中先進液壓控制技術的應用

首先是相關先進液壓控制技術在自動化領域之中的應用。通過對電子控制目標的重新制定，通過完善相關自動化控制的重難點，在當前的狀況之下，隨著我國科學技術水準的不斷提升，科學技術實力的不斷增強，相關先進液壓控制技術已經取得了長足的進步和發(fā)展，同時對于自動化事業(yè)的進步也作出了應有的貢獻。首先，通過先進液壓控制技術對于起重機、挖掘設備以及系統(tǒng)性能等進行集中的改進，實現了新時期的自動化建設和發(fā)展的目標，使得技術的建設和發(fā)展邁向更高的高度。同時，通過先進液壓控制技術的應用，使得作業(yè)的模式和施工的項目也可以得到全面的改進和完善，在此基礎之上，相關機械設備的操作性能也有了巨大的改善，對于整個設備的使用者質量起到了重大的影響。

2、電路控制中先進液壓控制技術的應用

除了在自動化領域之中有著重要的應用，相關在電路的控制和整個系統(tǒng)的操作當中也有著重要的操作價值。多路閥采用電液比例先導控制：對于多路閥而言，可以對電液比例先導控制進行一定程度上的使用，這樣一來，不僅可以對執(zhí)行器的工作性能進行提高，同時又能夠為其遠控以及電子遙控有效的創(chuàng)造了環(huán)境。對電子控制系統(tǒng)進行一定程度上的利用，并由此對變量泵的壓力、流量參數進行有效的控制。電控器會對相關傳感器所檢測到的流量以及壓力信號進行隨機的處理，然后在有效處理的基礎之上對各種復合控制進行實現。

三、結束語

綜上所述，根據對當前施工建設項目之中先進液壓控制技術的重難點和技術的發(fā)展建設前景等進行綜合性的研究，可以明確技術在使用過程當中需要注重的相關問題，同時，通過對技術在應用過程當中的基本原則等進行細致的研究，旨在以此為基礎，不斷的為新時期的建設事業(yè)向前穩(wěn)步發(fā)展奠定基礎，為更好的促進技術改進和完善技術重難點等，作出應有的貢獻，使得我國新時期的建設事業(yè)可以更加健康和穩(wěn)定的向前發(fā)展。

［1］劉文超.淺析現代工程機械液壓控制技術的應用及維護管理［J］.科技與企業(yè).2015（16）