车辆与工程机械电子液压控制发展

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摘要:我国经济的快速发展以及科技力量的日新月异，使我国的车辆与工程机械电子液压控制技术逐渐成熟，从而被社会各行各界所使用。但从目前来看，该技术的使用仍存在一些缺陷，需要不断加强其应用效果。本文对液压控制技术进行简单介绍，通过分析发动机与电子液压控制系统结合中的关键，对机械电子液压控制技术的应用进行探讨并作出展望，以期为相关工作人员提供帮助。

关键词:车辆与工程机械；电子液压控制；计算机技术；应用分析

0引言

由于社会主义市场经济的蓬勃发展以及当前我国基础设施工程数量不断增大，施工机械的运用也越来越普遍。目前中国施工机械行业规模已排名全球第二，并成为了仅次于美国的世界机械工业强国。而液压控制系统，由于传动效率高、稳定性较好和可以进行无极调压等优势，在中国施工机械行业的运用越来越普遍。但由于液压元件特性，以及油液清洁度差等各种因素的共同作用，在施工机械设备作业过程中液压控制系统经常会出现故障，特别当主油泵发生故障情况时，往往会造成液压控制系统无法工作。为此，在液压系统油道中特别设计了液压紧急动力单元，当主泵出现故障时可以对工作设备实施紧急撤收，可便于设备的及时转移修理。

1液压控制技术

1.1概念

电子液压控制作为汽车和工程机械开发中一项技术，具有重要的作用。该技术主要由电子控制和液压传动技术二个方面内容所构成，两者相互促进和发展。首先，电子控制技术的应用是建立在电力基础上的，首先利用电动机发力，而后再通过液泵机完成其机械能到压力的转换，从而实现高效率运行。然后，工作人员对阀门实施合理的控制，从而完成了对液压油实际流动方向的正确把控，在这一过程中，随着液压油实际流动的方向不同液压缸就会产生不同的动作，从而进行了不同的工作。

1.2特点

电子液压控制技术在车辆以及工程机械发展过程中的应用，具有其独特的特点。首先，电子液压控制技术可以在极小的空间范围内实现大功率的作业，同时联合多个机械共同展开操作，有效地实现了对设备的远程操控。其次，电子液压控制器在实际的应用过程中需要发动机进行发电，有效地提高了对能源的利用效率，而且它的使用没有过于复杂的条件限制，可以在大多数环境中实现持续平稳的运行，这就保证了其工作运行的安全性和稳定性，提高了其工作效率。另一方面，电子液压控制技术中液压元件可以实现标准化和自动化的控制，具有节能环保的特点，在使用过程中不会出现严重的环境污染情况，是保护环境的一个重要举措，在某种程度上推动了环境的可持续性健康发展。

2发动机与电子液压控制系统的结合

在本世纪初期，我国绝大部分发动机的工作原理是通过多个档位的变速箱对转速进行控制，完成能量的转换，其优点在于保证燃料的充分燃烧，提高燃料的利用率。但与之相应的，驾驶员必须及时改变变速箱的挡位，使转速适应工作需要，才能完成工作。随着发动机技术的更新换代，传动技术有了进一步的升级，许多发动机开始通过调整中央距离系数的方式来控制发动机的出力。但同样的，该技术也存在一定缺陷，因传动系统调整的中心区域间距较小，影响了机器的制动效率。而将电子液压控制系统与发动机相结合，利用液压传动机理，可以明显解决该问题，使发动机的控制效率和对输送能量的负荷发生了变化，减少了驾驶员的操作频率以及操作难度的同时提高传动效率。电子液压控制系统与传统液压传动装置不同的是，前者可以充分发挥发动机的特性，增强机械的反拖能力。此外，通过分析内燃机的工作状态可知，将电子液压控制系统与发动机相结合，可以得到两种工作状态。一种是功率不变的输出，这种输出模式中，当额定功率在最大扭矩限制内时，额定扭矩的最大耗油量也会在一定程度上减小；另一种是输出可变的模式，这种模式下主要以电子液压控制装置为主，对发电机加以适当控制，并使之维持在最经济性作业时间内，使发电机的输出值保持曲线形状，从曲线方向上也可以找到油门的对应点，从而使输出率和耗油量都限制在最小范围内。综合调整的最主要目的是在于根据改变发动机的油门，对发电机的速度做出合理调整，同时根据电子液压控制器的最大负荷液压压力将泵排量求出，并根据控制油泵的变量将油泵的输出排量进行追踪处理，以便得到最终排量数值，使发电机的输出功率和速度保持一致。从高传动效能的层面分析，通常将元件的速度与气压、排量等在标准范围内，就可以将液压传动装置的效能实现最佳，从而进入最高效率区间。在液压元器件的实际应用中，工作速度成为元器件的最大排量数和最大气压数的函式值，在气压逐步降低时或是最大排量数变小时，这时许用的工作速度也会增加。在元器件的最高速度超过最大转速的状态下，就一定要采取减少排量数或是降低最大气压数的方法，以保证其工作顺利运行。在技术参数搭配过程中，在一般情况下，将大排量最快运行速与发电机的最大运转速加以合理相互搭配。将这些很小的排量值在以最大的速度工作状况下，将其与建筑或机械机构的最大速度加以合理搭配，且将很小的排量值限制在百分之九十一~百分之九十五左右。

3车辆与工程机械电子液压控制技术的应用

3.1实现自动化控制

随着汽车工业及工程机械发展规模的不断扩大，对电气及液压控制提出了更高的技术需求。通过将液压控制与电气技术加以有效的组合，进而运用电气技术的应用达到了控制液压系统的目的。通过采用这些方法，能够有效的改善了汽车和施工机器中电气设备使用性能和效率的改善，从而改善了各种能源在汽车和施工计算中的效率，从而改善了其在汽车和施工机器中应用的安全和运行稳定性。比如，以工程挖掘机为例。通过使用电子技术对液压进行控制系统，可以有效的减小其运行复杂度，提高运行的灵活性和简洁性，同时能够结合实际状况对参数做出有效调节，从而提高了挖掘效率的提高程度。就目前情况而言，由于当前的科技水平已有了一种新的发展趋势，而电子技术也正逐步削弱着其在液压系统控制上的力度，从而形成了通过变电比控制系统液压的新概念。灵活的使用电液比能够更有效地改善汽车和工程机械的稳定性，使控制系统呈现出更为灵活的特性，从而达到更灵活的效果。然后，通过加强对动态采集液压泵压力参数及其流动参数的收集工作，并把所收集的信息传递至控制中心，而控制中心将会在的基础上进行相对应的分析与评估，并制定相应的控制指令，从而实现了系统智能化控制效果，减少人为操作不当带来的影响，进一步减少了机器的损耗，延长了机器的使用寿命，为企业带来更大的效益。图1是以单片机作为控制核心的一种自动该控制器，通过多个模块之间的相互配合，可以在车辆原地转向或低速转向时，满足低速转向轻便性的要求；当车辆高速转向时，又满足高速时的操纵稳定性要求，在紧急转向时，保证转向的响应性。

3.2实现发动机与液压系统的匹配

在进行汽车和工程机械设计工作时最重要的问题就是实现发电机与传动系统及其外部载荷之间的最优化配合问题。由于以往在该领域中所采用的机械和液力机械传动方式大部分都是通过切换各档位变速器机构的传动比提高机器对载荷变动范围及其宽广速度的适应性，同时增加发电机输出功率，以达到燃料成本的合理下降，该部分的难点是驾驶员必须选取恰当的时间实现档位的转换。虽然采用了可调解中心距的齿型带传动装置也可以实现无级式变速器的效果，但实际上由于齿轮比调整范围仍有一定局限，该装置在工作容积上变化很大，从而很难形成反拖制动的能力。通过相应的控制装置及辅助液压传动机构能达到对传动系统设备的有效优化，从而提高了发动机输出转矩和控制机构对外载荷改变的适应能力，该设备也不再对操作者有很大的影响，能达到对传动系统效率的高效改善。

3.3实现智能化控制

智能化控制技术与传统控制技术也有一定的差别，智能化控制技术是在传统智能化控制技术基础上所产生的一个更加较为理想的控制技术方法。智能管理在汽车和机械中的运用能够实现公司长期稳定的运营，提高企业使用寿命和年限，降低其在施工过程中出现故障的概率。其次，在使用自动化控制系统的过程当中，首先必须提前构建起一个科学合理的施工机械设备数据库，并在这个数据库内录入最优的工程机械液压控制系统模块，最后再把传感器配置到施工机械设备当中，方便其采集各种数据参数。最后，再将数据库中的最优模型与采集的实测数据二者加以比较，从而进行对工程机械与液压控制系统的智能控制。通过实现智能化控制，可以极大的提高各种机器的灵敏度，使电子液压控制技术得以更好的应用。图2为汽车中EHPS液压助力转向系统，通过电子液压系统的使用，可以使不同速度行驶的汽车获得良好的转向控制，传动效率也超过了60%，极大的增加了汽车的可靠性。

3.4实现信息化控制

从目前的情况来看，大型机械的施工作业一般是将总的施工任务分成各小项，逐项完成。在这一过程中就可看出，液压传动系统相对于传统液力传动系的实际工作范围、配合性能更要强一点。但值得注意的是，将该技术应用于发动机中，必须对发动机运行过程中的各类数据（如转速，阀门开度等）进行良好的收集，并作出分析。从而可以通过设定好的调节程序，对实际工作方式进行调整，在满足实际工作需要的同时实现发动机和液压传统装置的完美组合。

3.5实现节能化控制

电子液压控制技术是车辆与工程机械发展过程中最重要的技术，具有节能环保的优势，取得了众多的突破。应该来说，节能环保这个特性已形成是其未来发展趋势的一种主要趋向，为了更好实现其节能环保的特性，可使用液体甚至是生物润滑油取代液压系统，降低机械驱动方面的过度消耗，增加产品应用年限。其次，为达到液压控制系统的节电特征，可通过液力透平设备对所消耗的电能加以再利用，从而进一步提高了电能的再利用效果。不过，就目前情况而言，中国对液力透平技术方面的研究成果仍亟待更进一步的提升，因此未来仍有必要加大研究。

3.6实现规范化控制

首先，在从事机械工程作业时，各种动作都必须尽可能做到简单和缓柔顺。机械工程技术人员必须时刻按照设备执行标准和规定每一作业，以降低设备的操作压力，降低劳动强度较大的机器作业，以降低液压机器发生故障的频次，以提高机器液压装置的使用时长，同时也降低了相应的保养费用。另外还必须重视在机器操作中产生的气浊噪音问题，在发生气浊噪音的时候第一时刻就要对机器的所有部件予以检查修理，待故障解决之后再接着使用。第二次，在从事机械作业时，还必须保证适当的机械液压系统工作温度，一般最合适的主机工作温度应该在室温~六十摄氏度左右。因为，一旦液压控制系统的工作温度过高，就会使润滑油的黏度减小，润滑量也降低，这样就增大了主机内部各元件间的磨擦力，使主机容易磨蚀，危害主机的运行。为降低油温过高状况的发生，就必须随时注意散热器采暖的工作效果，以降低变质油品对散热器采暖的危害，并确保散热器采暖工作能顺利作业。在气温变化较大的时节，也要注意选择适当的工作时机，以降低高温作业，并确保主机在合适的工作温度下正常展开工作。

3.7应用于制动系统中

近年来，国外的研发人员也开始将全液压刹车控制系统运用到参与实际作业的工程用机械汽车当中，因为相比于传统的刹车控制系统来说，该系统在体积差别不大或者更小的状况下，可以带来更大的制动力矩、更高的刹车压力和更为灵敏的刹车感受。而且，由于液压管路作为全部封闭的电路，所以在制动过程中基本上没有对周边坏境产生污染物，因而具备了卓越的环境特性。图3为全液压刹车控制系统示意图，它将串联主缸（TMC）、制动助力器、控制系统（制动防抱死系统（ABS）和电子稳定控制系统（ESC））整合成为一个结构紧凑、重量轻的制动模块。并且可以在150毫秒（车轮锁定时间）的时间里建立起制动压。

4车辆与工程机械电子液压控制技术的发展趋势

近些年来中国国内汽车以及工程机械工业达到了高速发展阶段，在该历史背景下，液压控制技术达到了同电气技术的有效融合，从而借助电气技术的有效运用实现了控制液压系统的目的。该方法能够切实改善汽车与施工机械的各项特性及其效率，并且还可以进一步提高各种能量在汽车与施工机械设备中的效率，对在其使用过程中汽车与施工机械设备的安全和稳定性具有很大的保护意义。以工程挖掘机为例，通过利用电子技术进行对其的液压控制系统，可以很大程度减少在机械作业方面的困难度，使工程挖掘机的工作效率得以有效提高。但由于现如今的我国科学技术水平已经进入崭新的发展阶段，而电气技术又在多路阀施工机械的冲击下，正逐步削弱它在液压系统控制上的力度，正是基于此，中国便形成了通过电液比控液压系统的新理念。灵活地利用电液比，既可提高汽车和工程机械的安全和稳定性，也可使控制系统呈现出更为敏捷的特性，以达到远程的监控效果。加强了动态地采集液压泵压力参数和水流参数等数据的收集工作，并将其及时向控制中心传送，以后自动化中心就会在数据信息的基础上进行适当的数据分析和评估，从而进行适当的控制指令，这样就对智能化管理有了促进作用，也能够在很大程度降低对人工的工作压力。

5结束语

综上所述，液压控制不但是在中国工程机械发展中起到了举足轻重的作用，还带动相关产业的快速发展。所以，对国内建筑机械制造厂家而言，想要提高建筑机械设备产品质量，一定要不断创新现有的制造技术，积极运用液压控制，这对于提升建筑机械设备产品质量以及使用性能等都具有很大的积极意义。

参考文献:

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[2]杨永.车辆与工程机械电子液压控制的发展研究[J].湖北农机化，2019（14）：77.

[3]朱军，盖玉斌.车辆与工程机械电子液压控制的发展[J].汽车世界，2020（8）：1.

[4]李运华，张磊，袁海文，等.车辆与工程机械电子液压控制的发展[J].汽车工程，2003，25（3）：5.

作者:赵俭 单位:甘肃钢铁职业技术学院