现代工程机械液压控制技术应用

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液压系统具有体积小、功率密度大、易于安装、可控性好等诸多优点，可实现无极调速、快速响应等功能。但液压系统由于本身的复杂性，也存在着运行可靠性较低的缺点。因此，加强液压系统的诊断和维护研究，对于确保液压系统的稳定运行具有重要意义。

一、液压技术的内容

液压技术的主要内容如下：①先导控制技术，即用较小的力度去操作操纵手杆，由操纵手杆生成相应的控制信号，藉此对较大功率的主阀芯进行控制；②通过负载传感技术，克服工程机械荷载变化大及多路阀复合操作彼此干扰的问题；③将计算机控制技术在工程机械领域进行应用，为智能化控制系统的实现提供硬件保障；④将伺服技术、比例技术用于工程机械精密控制，从而实现操作上的方便和控制上的高精度；⑤运用液压泵控制技术，提升发动机的控制及利用效率。

二、现代工程机械液压控制技术的应用

1.定量泵设计

在以往的工程机械系统设计中，或是小型工程机械的设计中，一般选择定量泵设计。该设计方法的基本原则如下：系统的最大工作流量和最小工作压力之积换算为系统的最大输出功率后不得大于发动机净功率。但该设计方法在通常工况下的功率利用系数不高，且不利于较强控制功能的实现，故性能较差，仅在小型汽车起重机、随车起重运输车等设备中使用。

2.单泵恒功率控制

单泵控制技术是借助变量控制系统来达到控制变量泵排量的目的，而更早的恒功率控制是借助对变量系统中两根弹簧弹力的区别设定来达到控制变量泵输出流量的目的，其运行曲线为一条折线。当系统压力增至第一根弹簧的预设压力时，变量泵排量趋于降低，当压力达到第二根弹簧的预设压力后，变量泵变量曲线的斜度产生变化。藉由上述控制，让变量曲线上P与Q之积的离散值向常数C靠拢。经过这一控制过程，一方面大幅增加了发动机功率的利用系数，另一方面可防止因超载而导致的发动机熄火。

3.双泵恒功率控制

双泵恒功率控制主要有两种组合形式。一是分功率控制技术，即依照各泵所控制执行机构的真实功率需求，将机器功率以特定比例分给各泵。采用分功率控制技术时，各泵都有单独的变量调控机构，从而使相应的执行机构运行在计划的工作曲线上。分功率控制技术的最大缺陷是无法最大化发挥发动机功率，当其中一泵因各种原因而应该退出工作时，其功率无法被另外一泵所使用，使发动机处于“大马拉小车”的工作状态，因此不宜用于大型工程机械之中。二是总功率控制技术，即共用同一变量机构，各泵保持同等流量，其作用于弹簧上的载荷为各泵工作载荷的加成。当总载荷的1/2值满足弹簧预设值以后，主泵逐渐出现变量，其变量机理与单泵恒功率控制相同。

4.计算机控制功率优化技术

传统的恒功率控制技术难以实现控制系统和柴油机之间的良好匹配，油泵输出扭矩远达不到发送机最大输出扭矩。同时，当柴油机性能下滑时，常因柴油机转速较低而造成熄火。计算机功率优化控制技术是将先进的计算机技术应用到液压控制系统之中，通过对系统运行参数的实时采集和智能化演算、分析，对柴油机转速、油门开度、液压泵排量等进行自动调节，以实现控制系统与柴油机之间的最佳匹配，同时使系统变得更加简单化。

三、现代工程机械液压系统故障的诊断办法

1.直观检查

直接检查即诊断人员凭借看、听、摸等方式对液压系统实施检查，并结合个人诊断经验，分析、总结故障原因。直接检查法的具体内容如下：观察液压油颜色，并与正常颜色进行比较，分析油液是否变质；部分液压元件因长期在高温、高负荷条件下作业，会发生颜色改变，可用肉眼直接观察到。在液压设备运转期间，可通过设备声音来判断其状态，若设备出现杂音，很可能是系统的内部元件发生损坏；若声音较为沉闷，应着重检查液压油浓度是否异常，发现油液浓度过大时应及时予以更换。触摸也是一种有效的故障诊断方法，正常情况下液压元件表面是光滑、细密的，若触摸时有粗糙扎手的感觉，可初步判断元件发生硬伤，比如设备在剧烈震动时，可能使一些元件之间发生碰撞，从而留下物理硬伤。

2.排除分析

排除分析法即借助对液压系统的整体把握，依次将未发生故障的环节排除在外，逐渐明确故障诊断范围，从而避免不必要的诊断环节，有效增加系统故障诊断的准确度。此外，以排除分析法为基础，可进一步进行逻辑分析诊断，即借助对故障环节的分析，判断故障出现的具体原因。

四、现代工程机械液压系统的维护办法

1.正确使用液压油

液压系统中经常出现的各类故障及损坏情况，大多由于油液变质和密封破坏所导致。为此，应做好液压油清洗工作，确保液压油清洁。油品性能可依照实际需求来选用，并确保油品洁净、无污染。

2.预防空气进入

液压系统中一旦混入空气，会使油液产生泡沫，降低油液工作性能，并导致液压执行元件在运转时出现力度不足、运行缓慢等情况。为此，要采取有效措施来防止空气混入系统，特别是注意回油时不要带入空气，且不能使油箱内液位低于回油管以下。若系统中已经混入空气，要尽快定位漏气的位置，予以妥善修复，同时设法将混入系统内的空气排出。

3.延长液压油滤芯使用寿命

首先，改善油液质量。在确定液压系统所需液压油的清洁度等级后，应尽可能维持这一清洁度等级，确保系统始终在该清洁度下运转和工作，这样可以有效避免因油液污染而导致的元件损坏，从而增加系统的使用年限。其次，防止液压油污染。高污染侵入率会额外增加滤油器滤芯的工作负担，导致滤油器失效或使用年限下降等。要想降低污染侵入率，关键是对可能进入系统的外界污染的通路进行封堵、限制。因此，应对设备进行仔细检查，确保设备油口等敞口处保持盖好状态；在对设备进行分解和重装操作时，也要在经过保护和洁净处理的环境下进行，以免空气粉尘等污染物混入系统之中。

4.日常维护

液压执行元件在长久使用之后，其残留污物会干扰阀芯与阀体之间的配合，造成密封不足、动作失灵等，使液压系统循环不畅。遇到这一情况，要对元件进行清洗或直接更换总成。液压泵启动前，应将泵内注满油，避免液压泵空转受损。当液压系统运行稳定之后，维护人员要密切关注温度、压力等参数变化，并注意倾听设备运转有无杂音，一旦发现异常情况，要第一时间予以处理，以确保系统运行的安全、稳定。结语液压控制技术是工程机械领域的重要技术之一，其在大型机械制造业中发挥的作用与日俱增。但由于种种原因，在机械液压系统的使用过程中经常发生一些问题。为此，必须做好设备的故障检修工作，及时地发现和处理问题，从而保障机械设备的安全、稳定运行。

作者：刘文超 单位：山东劳动职业技术学院