淺析液壓機械無級傳動液壓控制系統設計及特性

摘要：相較傳統的液壓機械控制系統，新型液壓機械無級傳動液壓控制系統的設計與應用具備顯著特點。本文則分析了液壓機械無級傳動控制系統的基本運行原理，介紹了其設計特性，并進行了全面分析。以期為此后控制系統在工業生產作業中的應用提供更多的借鑒依據，幫助技術人員積極提升液壓控制系統的實際應用水平。

關鍵詞：液壓機械無級傳動控制系統；設計；特性

液壓傳動是用液體作為介質來實現能量的傳輸和控制系統，通過對各種機械壓力流體介質的控制，通過控制電路實現能量轉換元件，控制系統靈活方便的控制性能，因此在工業控制中應用廣泛。

1.液壓機械無級傳動液壓控制系統的基本特性

1.1可控的無級別調速

相較傳統的控制系統，液壓機械無級傳動控制系統可以根據機械設備不同的作業周期針對性的調節實際的運轉速度。比如在柴油機的運行過程中使用無級傳動液壓控制系統，技術人員可以長時間的將機械操作手柄控制于某一固定功率調節位置，此時系統可以自動辨別柴油機的實際運行功率。而隨著機械設備實際運行時間的不斷延長，控制系統可以利用調速器設備轉換柴油機傳輸開放度。若在機械設備生產運行期間，其采用了曲線功率輸送口的開放度，則柴油機傳送帶也會在液壓無級別傳動控制系統的操作用下，其運轉速度呈現出曲線調節模式。

1.2小功率大輸出

新型液壓無級傳動控制系統屬于傳統控制系統的進一步完善與發展，其更多采用了小功率運行參數的機械零件，以代替大功率零件，確保整個機械運行設備的大功率輸出，這也是新型液壓控制系統在實際應用中的最大特點。且在基本特性的設計實踐過程中，技術人員廣泛采用了功率放大倍數原理，此原理主要指的是在新型液壓無級傳動系統輸送能量時，控制系統內部傳遞實際能量運行功率與液壓元件可承擔傳輸功率之比。在液壓系統傳送研究過程中，新型液壓無級傳動控制系統根據不同形式以及不同強度的功率輸出可以分為一至四段不等的運行級別。且實際元件功率及運行功率之間呈現出倍數增長關系。同時，受系統運行時間以及電能傳動能量等因素的影響，機械無級傳動設備最大運行功率為液壓設備元件整體運動功率的三倍以上。但運行期間，工作人員必須進行有效調節，以確保液壓系統運行的穩定性，這樣才可以最大程度的發揮新型控制系統的優勢。

1.3高效率運行

依據液壓無級控制系統在運行模式下的輸入與輸出能源功率，加之機械設備內部液壓元件能源排放實際數額，可以得到各機械元件運轉部門的實際功率。比如在二段式新型液壓控制系統運行期間，隨著系統實際應用時間的不斷延長，無級調控裝置與機械元件的實際工作效率也在不斷增加，且會發生對應數值增加與功率上漲的情況。此時技術人員應靈活掌握液壓機械傳動效率的具體漲幅，使其發生規律性變化。而部分新型液壓控制系統的研究人員將無級傳動控制系統的折翼特點歸結為高效率特性。

2.液壓機械無級傳動控制系統的設計方案

為了有效改善傳統液壓機械傳動變速器在換段過程中存在的扭矩波動問題，改善運行狀況，在系統設計期間應滿足以下幾方面要求。一是液壓控制系統可以實現緩沖升壓與降壓；二是離合器控制壓力最小值為零。同時，為了達到無級傳動的具體要求，液壓控制系統本身還應具備過載保護、各液控支路之間相互獨立等特點。基于上述要求，應按照下圖1所示的方案原理圖進行設計。

安全閥；2-液壓泵；3-二位二通換向閥；4-二位三通換向閥；5-數字比例溢流閥；6-離合器油缸

其中具備過載保護作用的時主油路的安全閥，具備較大的控制壓力，可以保證數字比例溢流閥在工作期間不受控制過程的影響。同時，在工作過程中，離合器保持分離狀態，以確保其可靠分離，CH液控支路壓力應降為零，各換向閥處于初始位置，并截斷主油路供油，連通CH液控支路與油箱，確保液控支路的壓力為零。緩沖升壓二位三通換向閥上位應接入油路，確保液控支路內進入油源輸出流量。此時在數字比例溢流閥中輸入調制脈寬PWM信號，完成升壓緩沖調節。由于運行期間，二位二通換向閥對升壓緩沖過程不存在任何影響，為了有效節耗，二位二通換向閥應始終處于初始位置，且上位接入油路。在離合器處于滑磨與結合狀態下，換向閥與緩沖升壓狀態下的位置保持一致。且當數字比例溢流閥輸入比例為零時，CH液控支路壓力應保持在最大值。在緩沖升壓開始之前，二位二通換向閥下位應接入油路，液控之路與油箱之間的聯系也被切斷。而在緩沖降壓階段，二位三通換向閥下位接入油路，液控支路與油源切斷聯系，且根據比例溢流閥的PWM信號調整壓力。當壓力降低至溢流閥最低控制力時，二位二通換向閥的上位接入油路，確保壓力降低至零。

在液壓控制系統中使用換向閥進行保壓會存在油路泄露問題，而本文設計的液壓控制系統可以確保液壓泵持續運轉，因此泄露不會影響系統的正常運行。

相較傳統的機械生產控制系統而言，新型液壓無級傳動系統的應用具備很大優勢。由于受到新型機械生產控制系統的協助，企業可以最大程度的加快工業生產流程的運行速度。且新型系統增加了集成線路控制模式，有效結合了傳統工業規模化生產管理系統與現代的電子信息技術，切實提升了機械的運行效率，且凸顯了新型控制系統的實際應用價值。需要注意的是，實際應用期間，整體控制系統應具備較高的平衡度。

結束語

本文通過全面介紹新型液壓機械無級傳動控制系統的基本運行原理，總結出了新型控制系統在工業化生產中的應用優勢。由此，企業工作人員應在結合新型控制系統控制優勢的基礎上，建立更為科學有效的系統匹配制度，確定合理的設計方案，這樣才可以更好的應用新型的控制系統，從而獲得更多的經濟效益。

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作者簡介：彭履安，男，23歲，黑龍江工業學院，機械工程系，14級機械設計制造及其自動化專業，在校學生。