現代液壓控制技術發展現狀及展望

【摘要】：在信息社會的背景下，裝備制造領域對液壓控制技術有著越來越高的要求。本文介紹了現代液壓控制技術的發展現狀及研究進展，展望了這一技術領域的發展方向和發展趨勢。

【關鍵詞】：現代液壓；控制技術；發展；展望

1.現代液壓控制技術概述

在信息技術日益蓬勃發展的環境下，裝備制造領域對工程機械的液壓控制技術有著越來越高的要求。現代液壓控制技術應運而生，打破了傳統液壓控制技術的局限性，有著更為廣闊的應用場合和發展前景。

液壓傳動技術相比較于機械傳動、電力傳動，具有以下特點：在同等輸出功率下，液壓傳動裝置的體積小，重量輕，運動慣性小，動作靈敏；易于實現較大范圍的無極調速和提供較大的輸出力或力矩；操作簡單，便于實現過載保護和工業自動化；傳動裝置布置靈活，能自動潤滑和簡化結構；液壓元件易于實現系列化、標準化，通用化。因而，在眾多制造領域有著十分廣泛的應用。近年來，液壓控制技術由于不斷移植其他領域的技術成果，推動了液壓控制技術逐漸向自動化、智能化、小型化、高精度、高功率、高效率、節能環保方向發展，成為當代一系列先進技術的先驅和典范，在冶金、煤炭、石油、化工、能源、航空航天和國防等領域廣泛應用，成為國民經濟發展中不可缺少的支撐技術。

2.現代液壓控制技術的發展現狀

1）向智能化方向發展

雖然液壓控制系統在目前的工程機械發展中仍然處于初級階段，但其發展技術的應用對工程機械的質量與性能的提高具有的作用。例如：在土木工程施工中，采用挖掘機進行施工過程中技術人員可以采高級控制策略來提高工程的施工質量，一方面可以避免挖掘機在工作中所遇到的各種難題，提高了挖掘機的穩定性；另一方面還避免了機械設備在開始與結束階段因振動而導致機械受到損壞的問題。

2）向電子控制及自動化方向發展

電液伺服系統和電液比例控制系統對于實現液壓傳動裝置的電子控制及自動化有著十分重要的作用。

電液伺服系統是以電氣信號為輸入，以液壓信號為輸出，在系統的輸入和輸出之間有反饋連接的閉環控制系統。電液伺服控制系統，以其一系列的優點，在工程中應用已經相當普遍，成為新系統設計和舊設備改造的重要選擇。電液伺服控制系統有諸多明顯優點：功率重量比、力矩慣量比或力質量比大；易于實現直線運動的速度位移和力的控制；響應速度快，加速性能好，控制精度高；結構緊湊，尺寸小，凈質量小；但是也存在對油液的精度要求高、閥的加工精度高、工藝性差等缺點。

電液比例控制技術，是電液伺服控制技術的發展和補充，其主要構成部件為比例控制閥，基本原理是輸出能夠隨著輸入的變化連續地、成比例地得到控制。比例控制閥實際是伺服控制閥的一種簡化，主要是利用比例電磁鐵在壓力、流量和方向閥的基礎上改進，以簡化結構，提高可靠性，降低成本。電液比例控制系統主要有如下優點：操作方便，容易實現遙控；自動化程度高，容易實現編程控制；工作平穩，控制精度較高；結構簡單，使用元件較少，對污染不敏感；系統的節能效果好。

在實際工作中，多路閥采用電液比例先導控制。多路閥采用電液比例先導控制，不但提高了執行器的工作性能，更為進一步的遠控與無線遙控建立了堅實基礎。

3）負荷傳感控制繼續發展

工程機械作業對象復雜，負載變化也比較大，這給工程機械的手動與電動控制的微動調節帶來了不利影響，同時多聯多路的復合操作也出現了相互影響。采用負荷傳感控制技術可很好地解決這些問題。這種控制技術具有很好的節能性和操縱性。如西方發達國家在挖掘機上應用該技術，很好的提高了挖掘機的可操縱性，解決了由于缺乏熟練司機帶來的種種問題。因此，負荷傳感控制技術會在現代液壓控制技術中發揮更為重要的作用。

4）向更環保節能方向發展

針對液壓系統對環境的危害，需要在現代社會的液壓傳動系統的工作中發展環保液壓技術，提高生態環境與液壓傳統系統之間的和諧性。在綜合考慮對環境和資源的影響下，發展綠色設計和制造技術，這是現代機械液壓控制技術中可持續發展思想的主要應用之一。國內外工程機械液壓技術領域對環保給予充分的重視，主要包括：在工作介質使用可生物分解的液壓油、純水，以減少對環境的污染；降低液壓元件及系統由于高壓、大流量產生的振動與噪聲；不斷提高元器件與系統效率，進而節約能源等。此外，面對社會經濟發展與資源浪費及日益匱乏的矛盾，發展節能的液壓控制技術已成為不可避免的重要課題。工程機械的節能主要包括液壓系統的節能和從發動機到液壓系統的全局功率適應兩個方面。

3.技術展望

今后，工程機械的液壓控制技術將更加側重于在電子控制和節能、可靠性和安全性以及環境適應性等方向的研究與相關技術的開發。

隨著工程機械應用領域的不斷拓展，安全法規越來越嚴，其可靠性和安全性要求也不斷提高。提高耐環境性，如耐振性、耐水性、耐熱性以及相關器件（特別是電子控制關聯器件）的可靠性，將是今后一個重要研究方向。同時還需關注工程機械的安全性、功能可維修性等。另一個重要研究方向是環境適應性研究，包括振動和噪聲控制研究、各種可生物分解液壓油的研究和開發等。

4.結語

不可否認，處于信息社會的今天，伴隨計算機和液壓控制理論的發展，液壓傳動及其控制技術在裝備制造領域日益起著關鍵的作用。然而，必須清醒認識到它的發展同樣面臨著巨大的困難和挑戰。我國在重要的機械應用領域與國際化機械間還存在很大的差距，一些技術含量較高的液壓系統基本都是整套來源于國外。順應發展潮流，重視現代液壓控制技術的發展與應用，重視傳統液壓技術與信息化技術的結合，合理融合其它領域的先進技術，是進一步提高液壓傳動技術的有效措施。

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