工程机械应用液压控制技术探讨

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摘要：液压控制技术有助于提高机械设备操作性能，使设备操作更加快捷、准确。文章通过分析工程机械液压控制技术的发展和技术特点，研究该技术在电气控制及自动化、智能化控制等领域的应用，以推动该技术的进一步扩大应用。

关键词：工程机械；液压控制技术；电气控制

在我国，机械化作业模式正在逐渐替代传统的手工操作模式，成为目前工程领域中较重要的作业方式。机械化作业具有较高的运行效率，有利于控制工程质量、加快工程进度，液压传动控制技术能够显著改善设备的机械性能、增加设备的功能，因此有必要对机械液压控制技术展开深入研究。

1工程机械液压控制技术概述

工程机械液压技术最早开始于20世纪中叶，是在各类工程机械上运用简单的液压系统和元件帮助人们解决问题。后来通过不断的应用、试验、改进，人们发现将液压技术应用在工程机械上可以有效提升使用效率，为后来液压控制技术的更好发展奠定了基础。再往后的二三十年间，世界各国在工程机械方面的技术都有不同程度地发展，此时液压控制技术也迎来了高速发展时期。液压控制技术是工程机械中使用范围最广且技术更完善的一种控制系统，该技术主要分为传动技术和控制技术两类控制内容。在工程机械技术领域，应提高对液压控制技术的重视，深入研究，同时将传动与控制系统作为机械系统控制的关键，这两个系统相互协调、相互促进，共同优化并完善液压控制技术，促进液压控制系统的安全稳定运行，确保机械使用安全、稳定、可靠。工程机械液压控制技术的运作原理为：通过电子机械技术，利用液压泵将机械能转换为压力，从而提高液压油的工作效率，同时通过控制阀门实现对液压油运行的控制，使各构件协调运行。另外，液压缸可以有多种形式适应设备不同的运行方式并进行液压控制，保证运作过程中的安全、可靠。

2液压控制技术的特点

液压控制技术在实际工程应用过程中有以下3个特点：尽管受到内部狭小空间的影响，液压控制技术依然可以满足大功率、多方位执行器集中操作的性能要求；液压控制的动力来源于发动机，此时系统能够较高程度地实现能源利用，符合能源综合、高效利用的需求；不论外界环境如何变化，在实际应用过程中液压控制技术不会受地形、地质条件、地理位置等因素影响，且能顺利完成工作。

3液压控制技术应用

在实际应用液压控制技术时，不会受到地形地质特点、地理位置等因素的制约，可以实现多方位的执行并完成集中操作。在操作时，其动力来源于发动机，可以实现能源的综合利用，确保该技术在应用过程中不会对周围环境造成破坏，维持作业场所的生态平衡。

3.1电子控制及自动化

（1）电子控制及自动化的目标。对液压挖掘机、起重机等大型工程机械而言，电子控制化以液压系统的电子控制为主要特征，主要目标是提高工程机械本身的性能和机能，提高工程机械的可操作性，提高工程机械在作业过程中的可靠性、安全性及相应的承受能力，提高能源的综合利用率和工程机械内部液压功率的转化效率。（2）多路阀采用电液比例先导控制。此种方式不仅能促进执行器工作性能的提升，更为后续的无线遥控和远程控制奠定了基础。（3）电子泵技术。利用电子控制系统可以控制变量泵的压力、流量等参数，电控器在接收到传感器检测到的流量和压力信号后采取相应的处理措施，再依照标准完成复合控制，从而在变量泵性能、可靠性提升等方面产生良好效果。（4）大型、特种工程机械的电子化控制。电子控制是大型工程机械发展中必不可少的，最主要的目的是降低能耗、提高安全性。

3.2智能化控制

现阶段，工程机械的液压机械系统智能化有了一定的发展，对工程机械的质量和性能有很大影响。在采用相关的智能化控制后，工程机械的质量和使用效率能得到很好的提升和改善。比如，在高级控制策略被使用后能有效提高挖掘机在运动时的稳定性，从而让其在启动、停止时震动过大的问题得到很大程度的改善。图1是一种针对工程机械大惯性系统加减速运动控制的方法：基于压差传感的进、出口节流独立调节原理。图1的阀3和阀4是两个独立的调节电液比例的节流阀，阀3采用压差传感方式对执行器的进油侧流量进行控制，而执行器出油侧的压力则由阀4控制，与执行器进油侧流量大小无关。这种控制模式能够减少大惯性负载加速过程，降低轻制动或减速操作时执行器出油侧的压力，同时提高系统的阻尼比，该系统是目前缩短大惯性负载加速过程并提升减速及制动过程平稳性的常见措施之一。技术智能化最典型的例子是工程机械无线遥控，该技术不仅具有先进液压控制技术、图像处理技术和通信技术等功能，还可以转变操作人员的工作环境，避免出现因视觉影响而造成的误操作等事故，在保证操作人员生命安全及工程质量的基础上提升了自动化的程度。

3.3节能

工程机械的作业对象普遍较为复杂，其负载也有很大不同，在这种背景下，使用液压控制技术不仅会影响手动控制和电动控制的微动调节，还会干扰多联多路阀的符合操作。基于此，需要通过应用负载传感技术来解决上述问题，减小这些问题带来的不良影响，此外，还能对溢流阀的溢流量进行控制，有利于实现节能目标。结合自身的技术优势以及良好的应用效果，负载传感技术正在逐渐推广至各种工程机械中，特别是在大型工程机械的液压控制系统中。使用负载传感技术后能让流量不受阀前后压差影响，从而保证微动调节的稳定性，各执行元件之间的相互影响也会逐步降低甚至消失。同时，通过检测压力补偿阀对压力变化的影响，不仅能实现对变量泵变量机构的实时调节，还能保证其更好地发挥节能作用。（1）多路阀中心负载适应系统。就目前而言，很多国产和从国外引进的工程机械中都会使用这种较为简易型的节能措施和系统。（2）抗流量饱和节能高效同步操作系统。通常情况下，工程机械都是单泵或者双泵供油、多执行器同时工作。若泵的流量不足会导致小压差执行器流量变小或成为零，从而造成设备无法正常工作，严重时会出现危险或引发事故工况。这种负载传感补偿非饱和控制的原理是：当监测到流量饱和的信号时，各补偿器的设定值会相应降低，但各负载间的工作速度比例关系仍维持原状态。该系统有利于提升工程机械的操作性能并达到节能、安全的目的。（3）负流量控制。负流量控制是使用六通多路阀的液压系统的节能新亮点，主要通过将流量检测元件设置在多路阀中位回油通道上，并将产生的流量信号引到具有负流量控制功能的变量泵中，在对泵排量改变的基础上，将旁路的回油量控制在稳定范围，从而减少旁路的损失。

3.4发动机与液压系统的功率适应控制

（1）局部负载时控制模式切换。通过应用新型的微机系统，可以自主实现环境改变情况下发动机功率和转速的改变与调节，且微机能具有多种模式工作，能够实现对发动机和泵的同时控制。这种系统能在很大程度上实现传统电调节器概念的扩充，从而让微机按照操纵手柄发出的指令和工作模式下的指令要求，实时控制调节器和泵的排量。（2）基于发动机转速传感的全局功率适应控制。该控制模式是将发动机、液压泵、控制阀及并行作业的相关液压执行元件作为统一整体进行设计、控制。比如为实现某一作业质量或让某项作业达到既定速度，不仅可以通过改变发动机油门带动发动机转速改变的方式实现，还可以通过改变液压泵排量、液压阀开度、液压马达排量的方式实现。通过适应工程机械的全局功率，实现从发动机到液压功率的高效率转化。

4结语

液压控制技术目前已广泛应用于工程机械中，对工程的顺利施工作出了重要贡献，也推动了工程机械的不断进步，并促进机械工作效率的不断提升。本文研究了工程机械应用中先进的液压控制技术，可以为相关技术人员提供参考。

参考文献

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[2]于云峰.工程机械应用先进液压控制技术探讨[J].科技与创新，2017（23）：139-140.

[3]朱立东，李善锋.林业生态栽培中的机械自动化技术与应用[J].林产工业，2019，56（11）：83-85.

作者：陈其剑 单位：中交第三航务工程局有限公司宁波分公司