工程機(jī)械液壓系統(tǒng)動力匹配與控制技術(shù)的發(fā)展

何繼賢

（長沙職業(yè)技術(shù)學(xué)院，湖南 長沙 410000）

隨著我國科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，工程機(jī)械一體化技術(shù)逐漸應(yīng)用。在工程機(jī)械液壓系統(tǒng)中，動力匹配與控制技術(shù)可以很好將發(fā)動機(jī)、液壓技術(shù)與PLC技術(shù)等有機(jī)組合與鏈接。機(jī)械一體化的應(yīng)用，不僅可以降低施工人員的工作強(qiáng)度，還可以提高機(jī)械產(chǎn)品的使用功能，在一定程度上提升了工作效率。本文主要介紹工程機(jī)械液壓系統(tǒng)中動力匹配與控制技術(shù)的研究現(xiàn)況與發(fā)展。

1 定量泵與單泵恒功率

（1）定量泵。工程機(jī)械液壓系統(tǒng)在早前的設(shè)計(jì)理念中，尤其是對小型機(jī)械的液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)一般都是用定量泵。在機(jī)械液壓系統(tǒng)中，需要注意的是，最大工作流量與輸出的功率不能超過發(fā)動機(jī)的凈功率。在大型機(jī)械液壓系統(tǒng)中，定量泵的設(shè)計(jì)理念直接限制大型的機(jī)械泵，導(dǎo)致功率系數(shù)直線降低，影響機(jī)械的性能，因此無法滿足大型機(jī)械的工作所需。

（2）單泵恒功率的設(shè)計(jì)。單泵系統(tǒng)的設(shè)計(jì)理念是根據(jù)變量系統(tǒng)的控制體系對變量泵的排量加以控制，早前機(jī)械液壓系統(tǒng)用恒功率來進(jìn)行控制時(shí)，主要是根據(jù)變量體系中不同彈力的彈簧來設(shè)置的，從而對變量泵的流量輸出加以控制，這種控制技術(shù)的方式會產(chǎn)生不同的流量，如果液壓系統(tǒng)的壓力到達(dá)第一根彈簧所設(shè)置的壓力時(shí)，變量泵的排量會逐漸縮小。如果液壓系統(tǒng)的壓力與第二根彈簧設(shè)置的壓力一樣時(shí)，變量泵的變化就會呈現(xiàn)出曲線的狀態(tài)。可見，如果變量泵的變化曲線達(dá)到最大工作壓力時(shí)，最大工作量乘積的離散值就會更接近常數(shù)，從而提高發(fā)動機(jī)的功率系數(shù)，在一定程度上滿足了發(fā)動機(jī)的性能，并不會因?yàn)檫^載而出現(xiàn)熄火的現(xiàn)象。

2 雙泵與多泵恒功率

雙泵與多泵系統(tǒng)在設(shè)計(jì)過程中，多泵間的功率分配是設(shè)計(jì)難點(diǎn)，在設(shè)計(jì)時(shí)要考慮怎樣把發(fā)動機(jī)的功率更好的應(yīng)用到各泵之間，在各機(jī)構(gòu)的相互配合下，最大程度的發(fā)揮它的功效，從而更好的運(yùn)用發(fā)動機(jī)的功率。到目前為止，在系統(tǒng)控制技術(shù)上，有很多組合方式。

（1）分功率控制技術(shù)。這種控制方式是根據(jù)各泵相關(guān)聯(lián)的位置，進(jìn)行操作和執(zhí)行的體系，在操作過程中需要把發(fā)動機(jī)的功率根據(jù)一定的分配原則分給各泵。因此，這種分功率的控制技術(shù)，可以保證每個(gè)泵都有其相對應(yīng)的控制體系，并且可以達(dá)到實(shí)現(xiàn)設(shè)定好的工作量。

（2）總功率控制技術(shù)。總功率控制系統(tǒng)和分功率控制系統(tǒng)不同，它的控制技術(shù)是讓每個(gè)泵用同一個(gè)變量體系，從而各泵之間的流量是相同的，也就說明它所體現(xiàn)在彈簧上的壓力是多泵之間的壓力總和。如果多泵的壓力總和達(dá)到彈簧的預(yù)設(shè)值時(shí)，主泵的工作量開始發(fā)生變化，它的變量的基本原理與單泵的恒功率變量的基本原理是一樣的。

（3）交叉?zhèn)鞲锌刂萍夹g(shù)。交叉?zhèn)鞲锌刂萍夹g(shù)是一種新型控制技術(shù)，它研發(fā)于20世紀(jì)80年代中期，是在總功率與分功率控制的基礎(chǔ)上研制的。交叉?zhèn)鞲锌刂萍夹g(shù)根據(jù)分功率的控制技術(shù)，把兩個(gè)泵的工作壓力相互交替來達(dá)到控制的目的，每個(gè)泵之間都具有獨(dú)立的變量體系，所以它的流量是不同的，如果任意一個(gè)泵的功率系數(shù)比總功率的一半還小時(shí)，則其他的功率會讓另外的泵所吸收；如果任意兩個(gè)泵的功率系數(shù)都達(dá)到總功率的一半時(shí)，則是這兩個(gè)泵平均分配功率系數(shù)。這種控制技術(shù)結(jié)合了總功率與分功率控制技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，相對來講是比較理想的機(jī)械控制系統(tǒng)。

（4）負(fù)反饋交叉?zhèn)鞲泄β士刂萍夹g(shù)。交叉?zhèn)鞲屑夹g(shù)雖然是比較理想的控制系統(tǒng)，能夠很好的利用發(fā)電機(jī)的功率，但是它只能控制兩個(gè)主泵的功率，如果控制多泵的功率，則每個(gè)泵就不會體現(xiàn)在同一個(gè)工作形態(tài)中，即使都在一個(gè)工作狀態(tài)下，也不能按照預(yù)定的最大排量進(jìn)行工作。所以，在確定變量泵的功率上還是不能達(dá)到準(zhǔn)確的狀態(tài)，因而體現(xiàn)的功率狀態(tài)并不穩(wěn)定。

3 匹配與控制技術(shù)研發(fā)難點(diǎn)

隨著科技水平的不斷提高，工程機(jī)械液壓系統(tǒng)動力匹配與控制技術(shù)逐漸被企業(yè)所應(yīng)用，雖然很受關(guān)注，但其中的問題和難點(diǎn)還是不少。其一，企業(yè)在產(chǎn)品研發(fā)過程中，因技術(shù)研究能力有限而選擇國外的領(lǐng)先技術(shù)，從而使我國的自主品牌產(chǎn)品失去了市場競爭力。其二，目前我國機(jī)械一體化技術(shù)還沒有更好地將發(fā)動機(jī)、液壓技術(shù)與PLC技術(shù)結(jié)合在一起。所以在工程機(jī)械系統(tǒng)的控制上一定要體現(xiàn)出創(chuàng)新技術(shù)，研發(fā)出先進(jìn)的技術(shù)產(chǎn)品。其三，機(jī)械液壓系統(tǒng)的動力匹配與控制技術(shù)的研發(fā)與實(shí)際應(yīng)用還缺少充分的條件，研發(fā)中還需借鑒國外的檢測方法，難出成果和產(chǎn)品，因此需要國家加大科研投入開展技術(shù)攻關(guān)。

4 結(jié)語

工程機(jī)械液壓系統(tǒng)動力匹配與控制的研究，需要把科研、生產(chǎn)、市場三者有效結(jié)合起來，通過政府投入和科技人員努力，共同研發(fā)出具有自主知識產(chǎn)權(quán)的高新機(jī)械產(chǎn)品。特別是要提高工程機(jī)械的工作效率與工作強(qiáng)度，增強(qiáng)液壓系統(tǒng)的控制能力，促進(jìn)使工程機(jī)械向自動化、智能化方向發(fā)展。

［1］韓慧仙，曹顯利.工程機(jī)械液壓控制系統(tǒng)技術(shù)體系分析［J］.液壓氣動與密封，2010，（5）．

［2］郭雄華，韓慧仙，曹顯利.工程機(jī)械液壓系統(tǒng)可靠性分析［J］.制造業(yè)自動化，2010，（5）．

［3］王樹立，閆強(qiáng).工程機(jī)械液壓系統(tǒng)故障診斷技術(shù)及實(shí)例分析［J］.硅谷，2010，（11）．