淺析工程機械液壓控制技術(shù)的應(yīng)用

趙金丹

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淺析工程機械液壓控制技術(shù)的應(yīng)用

趙金丹

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液壓控制技術(shù)在現(xiàn)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(shù)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(shù)的類型及應(yīng)用進行了分析與探究。

工程機械；液壓控制技術(shù)

一、工程機械液壓控制技術(shù)的類型

1、定量泵設(shè)計方法

在早期的工程機械系統(tǒng)設(shè)計中，采用定量泵設(shè)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(shù)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(chǎn)品中仍在使用。

2、單泵恒功率控制技術(shù)

在單泵控制系統(tǒng)中，一般通過變量控制機構(gòu)實現(xiàn)對變量泵排量的控制，在最早的恒功率控制技術(shù)中，通過對變量機構(gòu)兩根彈簧彈力的不同設(shè)定，能實現(xiàn)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(shè)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(shè)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(shù)C。

3、雙泵恒功率控制技術(shù)

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(shù)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(gòu)協(xié)調(diào)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(guān)鍵。目前，這方面的控制技術(shù)有不同的組合形式。

（1）分功率控制技術(shù)。分功率控制是根據(jù)各泵所負責的執(zhí)行機構(gòu)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(gòu)，使執(zhí)行機構(gòu)在預(yù)先設(shè)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(xiàn)“大馬拉小車”的現(xiàn)象，無法滿足大型工程機械的使用要求。

（2）總功率控制技術(shù)。總功率控制系統(tǒng)共用一個變量機構(gòu)，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(shè)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(xiàn)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(shù)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(gòu)不工作時，主泵仍輸出大流量，多余流量必然會轉(zhuǎn)化為熱量。總功率控制另一個缺點是無法實現(xiàn)對多執(zhí)行機構(gòu)不同速度的控制。

（3）交叉?zhèn)鞲锌刂萍夹g(shù)。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(chǔ)上研制出的一種新型功率控制技術(shù)。它是在分功率控制基礎(chǔ)上，將兩個泵工作壓力實現(xiàn)交叉控制，即每個泵各自有變量機構(gòu)，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(shù)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(shù)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(gòu)同時工作，當某泵所負責的執(zhí)行機構(gòu)工作速度調(diào)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(shù)仍然偏低。

（4）負反饋交叉?zhèn)鞲泄β士刂萍夹g(shù)。交叉?zhèn)鞲锌刂萍夹g(shù)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(shè)定超載或過于保守。

4、計算機控制功率優(yōu)化控制技術(shù)

隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，20世紀90年代以來，國外很多公司將計算機技術(shù)成功地應(yīng)用到動力匹配及控制技術(shù)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(zhuǎn)矩要遠低于柴油機最大輸出轉(zhuǎn)矩，且當柴油機性能下降時易使柴油機轉(zhuǎn)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(shù)在工程機械中的應(yīng)用

1、自動化控制中先進液壓控制技術(shù)的應(yīng)用

首先是相關(guān)先進液壓控制技術(shù)在自動化領(lǐng)域之中的應(yīng)用。通過對電子控制目標的重新制定，通過完善相關(guān)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(shù)水準的不斷提升，科學技術(shù)實力的不斷增強，相關(guān)先進液壓控制技術(shù)已經(jīng)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(yīng)有的貢獻。首先，通過先進液壓控制技術(shù)對于起重機、挖掘設(shè)備以及系統(tǒng)性能等進行集中的改進，實現(xiàn)了新時期的自動化建設(shè)和發(fā)展的目標，使得技術(shù)的建設(shè)和發(fā)展邁向更高的高度。同時，通過先進液壓控制技術(shù)的應(yīng)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(chǔ)之上，相關(guān)機械設(shè)備的操作性能也有了巨大的改善，對于整個設(shè)備的使用者質(zhì)量起到了重大的影響。

2、電路控制中先進液壓控制技術(shù)的應(yīng)用

除了在自動化領(lǐng)域之中有著重要的應(yīng)用，相關(guān)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(shù)進行有效的控制。電控器會對相關(guān)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(chǔ)之上對各種復合控制進行實現(xiàn)。

三、結(jié)束語

綜上所述，根據(jù)對當前施工建設(shè)項目之中先進液壓控制技術(shù)的重難點和技術(shù)的發(fā)展建設(shè)前景等進行綜合性的研究，可以明確技術(shù)在使用過程當中需要注重的相關(guān)問題，同時，通過對技術(shù)在應(yīng)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(chǔ)，不斷的為新時期的建設(shè)事業(yè)向前穩(wěn)步發(fā)展奠定基礎(chǔ)，為更好的促進技術(shù)改進和完善技術(shù)重難點等，作出應(yīng)有的貢獻，使得我國新時期的建設(shè)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(xiàn)代工程機械液壓控制技術(shù)的應(yīng)用及維護管理［J］.科技與企業(yè).2015（16）