車輛與工程機械電子液壓控制的發展

朱軍 蓋玉斌

摘 要：在時代的發展過程中，科學技術的有效提升極大地促進了工程建設領域的發展。本文詳細闡述了車輛與工程機械電子液壓控制在新時代背景下的發展狀態，并提出了全新的實現功率傳輸以及運動控制的有效方式，可能會對提升工程建設領域的發展做出一定的貢獻。

關鍵詞：工程機械;電子液壓控制;發展趨勢

車輛與工程機械主要是以內燃機作為內在驅動力，并在液壓傳動優勢作用結合中逐漸提升了其優勢地位。車輛與工程機械電子液壓系統在實際操作過程中主要是由行走裝置、作業裝置以及操縱裝置等幾部分液壓系統所組成，而每一個液壓系統又是由不同的小系統所構成。因此，工程機械液壓系統實際上就是由一個或多個泵組成、具有壓力與流量相吻合的作業能力以及能夠先導操縱功能的液壓系統。車輛與工程機械電子液壓控制在新時代背景下所取得的成績主要分為以下幾部分，首先是由電液比例逐漸向量泵、多路電液控制閥發展，組成的負載敏感液壓系統等已經在相關領域內獲得了較大的發展。其次，創新了防滑驅動、恒功率調節等專用電子控制的單元模塊，除此之外，西方發達國家也生產了有針對性的工程機械電子液壓控制并且能夠直接對CAN總線上控制模塊進行控制。另外，一部分控制模塊中還有涵蓋了很多能夠對多路電液比例閥進行有效控制的PWM恒流驅動單元。最后是神經元網絡以及一系列方針技術等在車用發動機中得到了廣泛的應用，并取得了較為明顯的效果。

1 發動機與液壓系統的匹配

工程機械和車輛設計的過程中最為主要的問題便是如何將發動機、傳動系統與外部負荷之間進行有效結合。一般來說，機械和液力機械轉動在實際運用的過程中主要是借助多擋位變速器的切換或燃油供給來加強機械適應寬廣的速度，并采取有效的方式提升車輛發動機的運動效率以此來保障動作的可靠性和安全性。但是在此過程中較為困難的便是司機在行駛過程中需要結合實際情況對檔位進行恰當的變化。但是這種方式常常會受到外在因素的影響而出現問題。采用中心距可調節的齒型帶傳動裝置雖然能夠讓車輛在行駛的過程中實現無級變速，但是其缺陷在于傳動比調節的適用范圍相對較為狹小，并且裝置占據的面積相對較大，并且無法有效實現反制動效果。而采用液壓傳動，并設置相應的控制裝置，能夠在車輛內部實現較為合理的傳動布置，讓車輛的發動機能夠較為迅速地適應外負荷產生的變化，并且在實際操作過程中并不需要司機進行換擋以及加油等一系列操作，傳動效率遠超從前。液壓機械傳動裝置在實際操作的過程中還能充分發揮發動機特性曲線的優勢和作用，適用范圍更廣，作業能力更強。

2 探究車輛與工程機械電子液壓控制優化措施

2.1 發動機的運行工況選擇

通過對內燃機的負荷特性、燃油消耗特性等進行有效的分析與考量，液壓傳動裝置與發動機匹配時通常會出現兩種工況，一種是恒功率輸出;在操作中主要是借助控制裝置將作業動作與額定功率進行匹配;另外一種是變功率輸出。在操作中主要是讓發動機以最經濟的運行軌跡進行運動，發動起的輸出是一條曲線，曲線上每一個點都會與油門中對應的位置進行匹配，保障輸出的耗油率相對較小。該曲線主要是由車輛發動機的萬有特性曲線和等功率曲線進行有效的控制，一般預先存在控制裝置的ECU內。其任務主要是對發動機的油門進行相應的改變，并將發動機的轉速調整至規范的范圍，并根據液壓系統的負荷壓力求出泵的希望排量，將控制泵的希望排放量進行有效的控制，保障發動機的輸出扭矩、功率、轉速等處于合理范圍。

2.2 液壓傳動裝置的參數選擇與匹配

從使用年限角度分析，泵在最高壓力下的使用時間應當控制在2%以內，平均負荷對應的平均壓力應當小于最高工作壓力的一半。若是產品樣本中元件并未明確標注其使用效率以及使用年限等基本信息，一般情況下，可以將額定壓力的85%左右設定為平均壓力。從車輛的傳動效率角度分析，通常情況下元件的轉速以及壓力等指標應當保持在合理的范圍之內，并控制液壓傳動裝置的效率為最佳。液壓元件的工作轉速主要是元件的排量以及壓力的函數，當車輛元件壓力降低時，應當結合實際情況將許用工作轉速調高。當元件的轉速在額定值與最高值之間時，應當結合車輛的運行情況將壓力和排量進行適當降低。同時，在匹配泵的參數時，通常情況下會將全排量最高轉速與發動機的最高轉速保持一致性。

3 車輛與工程機械液壓系統的計算機控制

傳動系統與操縱系統是構成車輛與工程機械的重要元素，在實際操作中由于大型工程機械設備會承擔較多的工作量，因此該機械中的系統在設置時處于分散的狀態，針對此種狀況，原有的基于桿系和輪系的機械綜合方式無法將各個系統之間的運行與傳遞等功能進行有效的控制。除此之外，此種方式對于實現希望的綜合特性機構設計和布置等方面也存在一定的難度。但是隨著時代的發展，越來越多先進的科學技術應用其中，采用基于網絡的控制技術能夠有效地將機械傳動與操縱系統的運動控制結合在一起，全面提升控制效果。此外，還需要找到優化傳動和操縱系統運動控制與綜合的新方法。根據上文中傳統控制方法中存在的突出問題，應當充分考慮和分析液壓傳動、電傳動等系統在傳遞動力和控制等方面的優勢和作用，或能夠有效實現車輛與工程機械運動控制的效果。具體分析如下：首先是從工作量以及結構布置等角度進行分析，將工作子系統進行合理的分布與設置;其次是采用功率介質傳輸動力;最后是借助現場總線控制系統對車輛與工程機械的模式和子系統進行有效的管理和控制。

4 結束語

綜上所述，液壓傳動裝置的設計能夠有效擴大車輛的適用范圍并提升其工作性能，通過對發動機轉速、排量以及泵的工作壓力等參數信息進行綜合分析與考慮，并且結合運行模式對各個參數進行有效的調節與控制，才能實現發動機、液壓傳動裝置與負荷之間處于最佳的匹配狀態。

參考文獻：

[1]馬鵬躍.車輛工程專業應用型人才培養體系的研究[J].城市建設理論研究（電子版），2015，5（28）：5040-5041.

[2]李運華，張磊，袁海文等.車輛與工程機械電子液壓控制的發展[J].汽車工程，2003，25（03）：215-218，231.

作者簡介：朱軍（1983-），男，遼寧丹東人，本科，助理工程師，研究方向：汽車改裝、專用車制造、機械、汽車電子。