浅析工程机械液压控制技术的应用

赵金丹

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浅析工程机械液压控制技术的应用

赵金丹

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液压控制技术在现代工程机械中发挥了越来越重要的作用。如何有效地发挥液压控制技术在提高工程机械整机的控制性能、可靠性等方面的作用，是液压行业和工程机械行业必需面对的课题。为此，本文主要对工程机械液压控制技术的类型及应用进行了分析与探究。

工程机械；液压控制技术

一、工程机械液压控制技术的类型

1、定量泵设计方法

在早期的工程机械系统设计中，采用定量泵设计的原则是：系统的最大工作流量（Q）与最大工作压力（P）的乘积即系统的最大输出功率（N）不能超出柴油机额定功率（Nj）。

但在一般工况下功率利用系数太低，且无法施展较强的控制功能，因而性能不佳。目前在小吨位（5～50t）汽车起重机和随车起重机等产品中仍在使用。

2、单泵恒功率控制技术

在单泵控制系统中，一般通过变量控制机构实现对变量泵排量的控制，在最早的恒功率控制技术中，通过对变量机构两根弹簧弹力的不同设定，能实现对变量泵输出流量的控制，其工作曲线为折线，当系统压力达到第一根弹簧设定力后，变量泵排量开始减小。当系统压力克服第二根弹簧设定力后，变量泵变量曲线斜度发生变化。通过以上控制，使其变量曲线上P、Q乘积的离散值趋近于常数C。

3、双泵恒功率控制技术

在双泵或多泵系统中，由于存在多泵之间功率分配的技术难题，如何使柴油机功率合理地分配到各泵，使各执行机构协调工作，尽可能发挥其最大效能，最大程度发挥出发动机功率成为关键。目前，这方面的控制技术有不同的组合形式。

（1）分功率控制技术。分功率控制是根据各泵所负责的执行机构实际需用功率，将柴油机功率按一定比例分配给各泵。在分功率控制中，每个泵均有独立的变量控制机构，使执行机构在预先设定的工作曲线上工作。但分功率控制的最大缺点是不能充分利用发动机功率，当某个泵因某种情况不需要工作时，其功率不能给另一个泵使用而白白浪费，因此极易出现“大马拉小车”的现象，无法满足大型工程机械的使用要求。

（2）总功率控制技术。总功率控制系统共用一个变量机构，因此各泵流量相同，作用在弹簧上的压力是多泵工作压力之和，当多泵压力之和的1/2达到弹簧设定值后，主泵开始变量，其变量原理与单泵恒功率的相同。

总功率控制可以实现多泵功率互补，当其中一个泵不工作时，其功率可被其他泵使用，柴油机功率利用系数大大提高。其最大缺点是能量损失大。因各泵工作流量相同，当其中某泵负责的执行机构不工作时，主泵仍输出大流量，多余流量必然会转化为热量。总功率控制另一个缺点是无法实现对多执行机构不同速度的控制。

（3）交叉传感控制技术。交叉传感控制系统是上世纪80年代日本在总功率控制和分功率控制基础上研制出的一种新型功率控制技术。它是在分功率控制基础上，将两个泵工作压力实现交叉控制，即每个泵各自有变量机构，各自流量可以不同，当其中一个泵的功率利用小于总功率的50%时，多余功率可被另一个泵利用，当两个泵的功率利用系数都达到50%时，每个泵都利用总功率的50%。交叉传感控制技术集中了总功率控制和分功率控制的优点，摒弃了它们的缺点，较为理想。但仍不能全部利用柴油机功率，而且功率分配在多执行机构同时工作，当某泵所负责的执行机构工作速度调至很低且负荷较大时，因交叉传感已将压力反馈给另一个泵，此时另一个泵最多只能利用50%的功率，而第一个泵却没有用完50%的功率，显然在这种工况柴油机功率利用系数仍然偏低。

（4）负反馈交叉传感功率控制技术。交叉传感控制技术虽然在某种程度最大限度地利用了柴油机功率，但只限于两个主泵之间。而对于多泵控制系统，由于各泵并不同时处于工作状态，或者即使都处于工作状态，但并不同时以最大排量或最大压力工作，这样还是无法准确确定变量泵的实际输出功率，易造成功率设定超载或过于保守。

4、计算机控制功率优化控制技术

随着计算机技术的发展，20世纪90年代以来，国外很多公司将计算机技术成功地应用到动力匹配及控制技术中，取得了良好的效果。传统的恒功率控制中，控制系统与柴油机的匹配非常保守，液压泵的输出转矩要远低于柴油机最大输出转矩，且当柴油机性能下降时易使柴油机转速下降导致熄火。浙江大学流体传动及控制国家重点试验室新建的节能试验

二、先进液压控制技术在工程机械中的应用

1、自动化控制中先进液压控制技术的应用

首先是相关先进液压控制技术在自动化领域之中的应用。通过对电子控制目标的重新制定，通过完善相关自动化控制的重难点，在当前的状况之下，随着我国科学技术水准的不断提升，科学技术实力的不断增强，相关先进液压控制技术已经取得了长足的进步和发展，同时对于自动化事业的进步也作出了应有的贡献。首先，通过先进液压控制技术对于起重机、挖掘设备以及系统性能等进行集中的改进，实现了新时期的自动化建设和发展的目标，使得技术的建设和发展迈向更高的高度。同时，通过先进液压控制技术的应用，使得作业的模式和施工的项目也可以得到全面的改进和完善，在此基础之上，相关机械设备的操作性能也有了巨大的改善，对于整个设备的使用者质量起到了重大的影响。

2、电路控制中先进液压控制技术的应用

除了在自动化领域之中有着重要的应用，相关在电路的控制和整个系统的操作当中也有着重要的操作价值。多路阀采用电液比例先导控制：对于多路阀而言，可以对电液比例先导控制进行一定程度上的使用，这样一来，不仅可以对执行器的工作性能进行提高，同时又能够为其远控以及电子遥控有效的创造了环境。对电子控制系统进行一定程度上的利用，并由此对变量泵的压力、流量参数进行有效的控制。电控器会对相关传感器所检测到的流量以及压力信号进行随机的处理，然后在有效处理的基础之上对各种复合控制进行实现。

三、结束语

综上所述，根据对当前施工建设项目之中先进液压控制技术的重难点和技术的发展建设前景等进行综合性的研究，可以明确技术在使用过程当中需要注重的相关问题，同时，通过对技术在应用过程当中的基本原则等进行细致的研究，旨在以此为基础，不断的为新时期的建设事业向前稳步发展奠定基础，为更好的促进技术改进和完善技术重难点等，作出应有的贡献，使得我国新时期的建设事业可以更加健康和稳定的向前发展。

［1］刘文超.浅析现代工程机械液压控制技术的应用及维护管理［J］.科技与企业.2015（16）