工程机械液压系统动力匹配及控制技术研究

2020-12-31王立行

建材发展导向 2020年23期

关键词：控制技术柴油机功率

王立行

（江苏省交通工程集团有限公司南京分公司，江苏南京 211500）

1 工程机械液压系统动力匹配控制技术

1.1 定量泵

以前在进行机械系统设计时，许多工程项目都可以应用定量泵设计的方式。其原则便是：工作流量和工作压力的乘积不能高于净功率，也就是：

这其中，η属于液压泵的整体效率。

然而在实际应用的时候，由于功率系数相对偏低，同时很难展现出特有的控制功能，使得性能不佳。基本上主要会在一些小型起重机或者车吊产品中应用较多。

1.2 单泵恒功率控制

在单泵控制系统之中，主要依靠变量控制的方式，对当前的变量泵排量予以有效控制。早期在进行恒功率控制的时候，主要将重心更多放在弹簧弹力部分，以此起到流量控制的效果。这其中，工作曲线属于折线，等到系统自身的压力水平达到了设定要求后，排量数据就会持续下降；等到压力能够克服弹簧设定的压力之后，曲线斜度也会发生一定转变。通过采取这种控制的方式，促使离散数据与常数不断靠近，同时还能提升发动机的功率，并使得发动机的整体水平有所提升，不会产生过载的情况，造成不必要的熄火。

1.3 双泵恒功率控制

1）分功率技术

所谓分功率控制，主要是基于多个泵自身原有机构的功率需求，通过一定比例，分配到每一个泵之中。在开展功率控制工作的时候，每一个泵都有着单独的控制机构，从而可以让现有的执行机构，在提前设置的工作曲线之中完成正常工作［1]。

2）总功率技术

相比于分功率控制技术，总功率控制可以使得发动机的应用效果得到全面提升，同时多个泵的功率还能做到有效互补。如果有任何一个泵出现了无法正常工作的情况时，其功率就能让其他泵展开使用。但是，自身最大问题便是能量损耗过高，同时很难对多个机构应用不同速度予以控制。

3）交叉传感控制技术

对交叉传感控制系统来说，最早诞生于上世纪80年代，主要基于以上两种技术本身，通过进一步研究而产生的全新功率控制技术。由此可以发现，该技术在对分功率控制的时候，可以采取交叉控制的方式，促使多个泵的压力整合在一起。每一个泵都有着特有的变量机构，所以彼此的流量可以有所区别，但同时如果某个泵原有的利用系数并未达到整体功率的一半时，剩余的全部功率就能被其他泵所使用。如果两个泵的整体功率都可以达到了一半，则基本上整体功率都能被分开应用。此类技术集合了两种功率控制方式的全部优势，而且又能将其缺点完全摒弃，因此算作是一种非常有效的控制系统。

4）负反馈技术

尽管交叉传感控制技术有着多方面优势，可以促使发动机的整体功率得到有效应用。但是，仅仅只能在两个主泵之中有所应用。而如果面对的是多泵控制系统，因为每一个泵并没有保持在同时工作的状态中，亦或者多个泵已经在正常工作，但排量并未达到最大，以及未能达到最高压力水平，如此会使得工作人员无法有效明确变量泵的输出功率。这样一来，在进行功率设计的时候，很容易产生超载或者十分保守的情况。

1.4 计算机控制功率优化

伴随电脑技术的持续进步，在进入21世纪之后，许多新型电脑技术都逐步在动力匹配和控制技术中得到广泛应用，并取得了非常好的效果。早期在进行恒功率控制工作的时候，控制系统的设计模式极为保守，使得油泵输出扭矩相比于最大扭矩，差异非常大。不仅如此，若是柴油机的性能若是有所下滑，很容易造成柴油机转速快速降低，从而发生熄火。为了改进这一情况，就可以尝试采取计算机控制优化的方式，其内部包含多种不同的工作模式，同时怠速模式也有多个种类。用户在使用的时候，可以基于负载数据本身和目前工作的实际情况，合理展开选择，每一类模式都会有一个特定的油门有所对应。当工作模式设定完毕后，电脑进行同步，向电机传输指令，给油门设置一个开度，而且控制系统能够基于现有的工作模式，在系统数据库之中，查到当前柴油机的目标转速。此外，在系统之中，同时设有输出模式，也就是最大模式和最低模式。在最大模式中，功率会在短时间升至最高，而在最低模式中，功率则最小，也最为省油。在完成模式设置之后，此时需要对柴油机展开检测，把握其转速变化，以此可以让发动机一直处在规定转速范围之中运行［2]。

从目前情况来看，相关研究工作仍然处在前期试验阶段。在系统内部，现有CPU中提前设置好，用户需要基于原有的模式进行选择，实际可以选择的模式非常有限，很难满足用户的各方面要求。在混凝土泵车行业之中，现如今出现了转速闭环控制装置，此类装置主要通过利用PID的控制方式，对输出转速予以合理调节，以此可以有效降低功率提升之后产生的波动效果，让系统基于不同的负荷，时刻处在同一转速状态。另外，该系统还能有效提高输出功率和工作效率，使得柴油机即便处在低转速状态，同样不会由于过载的情况，发生怠速或者熄火。正是这一因素，使得系统和柴油机的匹配能够得到全面优化。