現(xiàn)代工程機(jī)械液壓控制技術(shù)應(yīng)用

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液壓系統(tǒng)具有體積小、功率密度大、易于安裝、可控性好等諸多優(yōu)點(diǎn)，可實(shí)現(xiàn)無(wú)極調(diào)速、快速響應(yīng)等功能。但液壓系統(tǒng)由于本身的復(fù)雜性，也存在著運(yùn)行可靠性較低的缺點(diǎn)。因此，加強(qiáng)液壓系統(tǒng)的診斷和維護(hù)研究，對(duì)于確保液壓系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行具有重要意義。

一、液壓技術(shù)的內(nèi)容

液壓技術(shù)的主要內(nèi)容如下：①先導(dǎo)控制技術(shù)，即用較小的力度去操作操縱手桿，由操縱手桿生成相應(yīng)的控制信號(hào)，藉此對(duì)較大功率的主閥芯進(jìn)行控制；②通過負(fù)載傳感技術(shù)，克服工程機(jī)械荷載變化大及多路閥復(fù)合操作彼此干擾的問題；③將計(jì)算機(jī)控制技術(shù)在工程機(jī)械領(lǐng)域進(jìn)行應(yīng)用，為智能化控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)提供硬件保障；④將伺服技術(shù)、比例技術(shù)用于工程機(jī)械精密控制，從而實(shí)現(xiàn)操作上的方便和控制上的高精度；⑤運(yùn)用液壓泵控制技術(shù)，提升發(fā)動(dòng)機(jī)的控制及利用效率。

二、現(xiàn)代工程機(jī)械液壓控制技術(shù)的應(yīng)用

1.定量泵設(shè)計(jì)

在以往的工程機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，或是小型工程機(jī)械的設(shè)計(jì)中，一般選擇定量泵設(shè)計(jì)。該設(shè)計(jì)方法的基本原則如下：系統(tǒng)的最大工作流量和最小工作壓力之積換算為系統(tǒng)的最大輸出功率后不得大于發(fā)動(dòng)機(jī)凈功率。但該設(shè)計(jì)方法在通常工況下的功率利用系數(shù)不高，且不利于較強(qiáng)控制功能的實(shí)現(xiàn)，故性能較差，僅在小型汽車起重機(jī)、隨車起重運(yùn)輸車等設(shè)備中使用。

2.單泵恒功率控制

單泵控制技術(shù)是借助變量控制系統(tǒng)來(lái)達(dá)到控制變量泵排量的目的，而更早的恒功率控制是借助對(duì)變量系統(tǒng)中兩根彈簧彈力的區(qū)別設(shè)定來(lái)達(dá)到控制變量泵輸出流量的目的，其運(yùn)行曲線為一條折線。當(dāng)系統(tǒng)壓力增至第一根彈簧的預(yù)設(shè)壓力時(shí)，變量泵排量趨于降低，當(dāng)壓力達(dá)到第二根彈簧的預(yù)設(shè)壓力后，變量泵變量曲線的斜度產(chǎn)生變化。藉由上述控制，讓變量曲線上P與Q之積的離散值向常數(shù)C靠攏。經(jīng)過這一控制過程，一方面大幅增加了發(fā)動(dòng)機(jī)功率的利用系數(shù)，另一方面可防止因超載而導(dǎo)致的發(fā)動(dòng)機(jī)熄火。

3.雙泵恒功率控制

雙泵恒功率控制主要有兩種組合形式。一是分功率控制技術(shù)，即依照各泵所控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)的真實(shí)功率需求，將機(jī)器功率以特定比例分給各泵。采用分功率控制技術(shù)時(shí)，各泵都有單獨(dú)的變量調(diào)控機(jī)構(gòu)，從而使相應(yīng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)行在計(jì)劃的工作曲線上。分功率控制技術(shù)的最大缺陷是無(wú)法最大化發(fā)揮發(fā)動(dòng)機(jī)功率，當(dāng)其中一泵因各種原因而應(yīng)該退出工作時(shí)，其功率無(wú)法被另外一泵所使用，使發(fā)動(dòng)機(jī)處于“大馬拉小車”的工作狀態(tài)，因此不宜用于大型工程機(jī)械之中。二是總功率控制技術(shù)，即共用同一變量機(jī)構(gòu)，各泵保持同等流量，其作用于彈簧上的載荷為各泵工作載荷的加成。當(dāng)總載荷的1/2值滿足彈簧預(yù)設(shè)值以后，主泵逐漸出現(xiàn)變量，其變量機(jī)理與單泵恒功率控制相同。

4.計(jì)算機(jī)控制功率優(yōu)化技術(shù)

傳統(tǒng)的恒功率控制技術(shù)難以實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)和柴油機(jī)之間的良好匹配，油泵輸出扭矩遠(yuǎn)達(dá)不到發(fā)送機(jī)最大輸出扭矩。同時(shí)，當(dāng)柴油機(jī)性能下滑時(shí)，常因柴油機(jī)轉(zhuǎn)速較低而造成熄火。計(jì)算機(jī)功率優(yōu)化控制技術(shù)是將先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用到液壓控制系統(tǒng)之中，通過對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)的實(shí)時(shí)采集和智能化演算、分析，對(duì)柴油機(jī)轉(zhuǎn)速、油門開度、液壓泵排量等進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)，以實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)與柴油機(jī)之間的最佳匹配，同時(shí)使系統(tǒng)變得更加簡(jiǎn)單化。

三、現(xiàn)代工程機(jī)械液壓系統(tǒng)故障的診斷辦法

1.直觀檢查

直接檢查即診斷人員憑借看、聽、摸等方式對(duì)液壓系統(tǒng)實(shí)施檢查，并結(jié)合個(gè)人診斷經(jīng)驗(yàn)，分析、總結(jié)故障原因。直接檢查法的具體內(nèi)容如下：觀察液壓油顏色，并與正常顏色進(jìn)行比較，分析油液是否變質(zhì)；部分液壓元件因長(zhǎng)期在高溫、高負(fù)荷條件下作業(yè)，會(huì)發(fā)生顏色改變，可用肉眼直接觀察到。在液壓設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)期間，可通過設(shè)備聲音來(lái)判斷其狀態(tài)，若設(shè)備出現(xiàn)雜音，很可能是系統(tǒng)的內(nèi)部元件發(fā)生損壞；若聲音較為沉悶，應(yīng)著重檢查液壓油濃度是否異常，發(fā)現(xiàn)油液濃度過大時(shí)應(yīng)及時(shí)予以更換。觸摸也是一種有效的故障診斷方法，正常情況下液壓元件表面是光滑、細(xì)密的，若觸摸時(shí)有粗糙扎手的感覺，可初步判斷元件發(fā)生硬傷，比如設(shè)備在劇烈震動(dòng)時(shí)，可能使一些元件之間發(fā)生碰撞，從而留下物理硬傷。

2.排除分析

排除分析法即借助對(duì)液壓系統(tǒng)的整體把握，依次將未發(fā)生故障的環(huán)節(jié)排除在外，逐漸明確故障診斷范圍，從而避免不必要的診斷環(huán)節(jié)，有效增加系統(tǒng)故障診斷的準(zhǔn)確度。此外，以排除分析法為基礎(chǔ)，可進(jìn)一步進(jìn)行邏輯分析診斷，即借助對(duì)故障環(huán)節(jié)的分析，判斷故障出現(xiàn)的具體原因。

四、現(xiàn)代工程機(jī)械液壓系統(tǒng)的維護(hù)辦法

1.正確使用液壓油

液壓系統(tǒng)中經(jīng)常出現(xiàn)的各類故障及損壞情況，大多由于油液變質(zhì)和密封破壞所導(dǎo)致。為此，應(yīng)做好液壓油清洗工作，確保液壓油清潔。油品性能可依照實(shí)際需求來(lái)選用，并確保油品潔凈、無(wú)污染。

2.預(yù)防空氣進(jìn)入

液壓系統(tǒng)中一旦混入空氣，會(huì)使油液產(chǎn)生泡沫，降低油液工作性能，并導(dǎo)致液壓執(zhí)行元件在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)出現(xiàn)力度不足、運(yùn)行緩慢等情況。為此，要采取有效措施來(lái)防止空氣混入系統(tǒng)，特別是注意回油時(shí)不要帶入空氣，且不能使油箱內(nèi)液位低于回油管以下。若系統(tǒng)中已經(jīng)混入空氣，要盡快定位漏氣的位置，予以妥善修復(fù)，同時(shí)設(shè)法將混入系統(tǒng)內(nèi)的空氣排出。

3.延長(zhǎng)液壓油濾芯使用壽命

首先，改善油液質(zhì)量。在確定液壓系統(tǒng)所需液壓油的清潔度等級(jí)后，應(yīng)盡可能維持這一清潔度等級(jí)，確保系統(tǒng)始終在該清潔度下運(yùn)轉(zhuǎn)和工作，這樣可以有效避免因油液污染而導(dǎo)致的元件損壞，從而增加系統(tǒng)的使用年限。其次，防止液壓油污染。高污染侵入率會(huì)額外增加濾油器濾芯的工作負(fù)擔(dān)，導(dǎo)致濾油器失效或使用年限下降等。要想降低污染侵入率，關(guān)鍵是對(duì)可能進(jìn)入系統(tǒng)的外界污染的通路進(jìn)行封堵、限制。因此，應(yīng)對(duì)設(shè)備進(jìn)行仔細(xì)檢查，確保設(shè)備油口等敞口處保持蓋好狀態(tài)；在對(duì)設(shè)備進(jìn)行分解和重裝操作時(shí)，也要在經(jīng)過保護(hù)和潔凈處理的環(huán)境下進(jìn)行，以免空氣粉塵等污染物混入系統(tǒng)之中。

4.日常維護(hù)

液壓執(zhí)行元件在長(zhǎng)久使用之后，其殘留污物會(huì)干擾閥芯與閥體之間的配合，造成密封不足、動(dòng)作失靈等，使液壓系統(tǒng)循環(huán)不暢。遇到這一情況，要對(duì)元件進(jìn)行清洗或直接更換總成。液壓泵啟動(dòng)前，應(yīng)將泵內(nèi)注滿油，避免液壓泵空轉(zhuǎn)受損。當(dāng)液壓系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定之后，維護(hù)人員要密切關(guān)注溫度、壓力等參數(shù)變化，并注意傾聽設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)有無(wú)雜音，一旦發(fā)現(xiàn)異常情況，要第一時(shí)間予以處理，以確保系統(tǒng)運(yùn)行的安全、穩(wěn)定。結(jié)語(yǔ)液壓控制技術(shù)是工程機(jī)械領(lǐng)域的重要技術(shù)之一，其在大型機(jī)械制造業(yè)中發(fā)揮的作用與日俱增。但由于種種原因，在機(jī)械液壓系統(tǒng)的使用過程中經(jīng)常發(fā)生一些問題。為此，必須做好設(shè)備的故障檢修工作，及時(shí)地發(fā)現(xiàn)和處理問題，從而保障機(jī)械設(shè)備的安全、穩(wěn)定運(yùn)行。

作者：劉文超 單位：山東勞動(dòng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院