工程機械液壓控制系統技術研究

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作為一種實際應用效果良好的控制系統，工程機械液壓系統在近期得到了長足的發展和進步。該項課題的研究，將會更好地提升液壓控制系統的實際效果，從而保證工程機械的良好運轉。本文從概述相關內容著手本課題的研究。

一、概述

在城市建設日新月異的今天，大型工程機械已經成為城市工程項目中不可或缺的工具。而液壓控制系統是大型工程機械中最為重要的組成部分，起到控制和穩定的作用。工程機械在作業當中，負荷變化非常大，有時候功率從零直接加到無窮大，這也就需要機械的控制系統要迅速地做出調整；另外，工程機械在操作的過程中，機械的多個部件往往需要同時工作，控制系統需要傳動和控制相協調，這也對機械的液壓系統帶來了很大的考驗。液壓控制系統主要用于工程機械的控制系統當中，其工作原理就是把機械能先轉化為液壓能，然后經過調節和分配之后，再把液壓能轉化為機械能，以達到對機械各個部件進行控制的目的。當液壓泵受到發動機傳輸過來的機械能后，液壓閥對系統的壓力、方向、流量等進行調整，使其達到要求的指標。液壓控制系統具有許多優點，比如占用空間小，操作靈活方便等，其自動程度非常高，操作起來十分方便，因此系統的使用越來越廣泛。但是，這也帶來了一些問題，因為液壓控制系統的內部結構非常復雜，科技含量也非常高，操作人員必須了解系統的工作原理，正確操作以防出現問題，而且對液壓系統的維護保養就成了非常必要的環節，這也就需要維護人員深入地了解液壓系統結構與原理，定期對液壓系統進行維護，以保證液壓系統能夠始終處于最佳的工作狀態。

二、工程機械液壓控制系統的技術分析

1.負流量控制

負流量控制，是指控制壓力與排量成反比。在換向閥的中位回油道上有一個節流孔，油液通過節流孔產生壓差，將節流口的前壓力引至泵變量機構來控制泵的排量。通過節流孔的流量越大，節流口前的先導壓力越大，泵的排量就會減少。泵的排量與先導壓力成反比的關系，故稱負流量控制。這種控制技術具有穩定性好、響應快、可靠性和維修性好等特點，因流量與負載有關，可控制性較差，而且多路閥的主回油路上存在少量的溢流損失。

2.正流量控制

正流量控制的目的是為了用容積調速代替定量系統中的節流調速，以提高系統效率，與負流量控制相反，控制壓力與泵源排量成正比。與負流量控制不同的是正流量控制的泵源先導控制壓力來自手柄，這樣可以更有效地消除無負載動作時的空流損失。工作時，系統流量與先導操縱壓力相適應，能減少節流損失，但不能完全消除。雖然與負流量相比操作性更好更直接，節能效果稍好，缺點是控制系統較復雜，由于控制回路中增加梭閥組，影響了系統的響應速度，而且系統中還是存在少量節流損失。

3.負載敏感控制系統

負載敏感控制系統，簡稱LS系統，它是是一種利用泵的出口壓力與負載壓力差值的變化而使系統流量隨之相應變化的技術。該系統是利用梭閥將多個執行機構中最大負載壓力取出，并與泵源輸出壓力之間相比較，形成固定值壓差，其值為泵頭調節閥塊中LS彈簧設定壓力，以推動變量泵變量機構動作，使泵源的流量輸出始終和執行元件流量需求保持一致。由于LS差值的存在，泵源壓力始終高于最大負載壓力，約1.8MPa。但當該系統執行元件流量需求大于泵源流量，即流量供小于求時，系統無法自動分配流量。

三、液壓系統故障診斷的基本技能和方法

技術維修人員要對液壓系統的基本結構掌握好，弄清楚整體液壓系統的工作原理和各主要部件的主要功能，并且對液壓元件的使用特點進行詳細的了解。在掌握了上述基本的技能之后，還要有一定的液壓設備運行管理經驗，提高處理緊急情況的能力。維修技術人員，還需要學會使用基本的檢測儀器，在憑個人經驗技術不能確定液壓設備故障的情況下，需要使用相關的專業檢測儀器進行故障檢測，以提高故障檢測的準確率。常見診斷方法介紹：

1.直觀檢查法。直觀檢查法就是技術人員直接通過對液壓系統的看、聽、摸等感覺器官進行檢查，再結合個人的實際經驗，對故障進行分析和判斷。具體說來，要觀察液壓油的顏色，通過和相應的標準進行對比，得出合理的結論，一些液壓元件，由于使用溫度的變化，也會導致顏色發生變化，比較常見的，是銀白色的液壓元件，在高溫、高負荷的工作環境下，會逐漸變成暗黃色，時間長了，如果液壓元件超負荷運轉時間長了，就容易出現顏色的明顯變化，這就通過肉眼的觀察，可以直接得出結果。通過用手觸摸，也是一種分析判斷液壓設備故障的良好方法，正常的液壓元件應該是光滑、質地細密的，如果用觸摸相關的元件時，感覺到粗糙、扎手，那就很可能是液壓元件出現硬傷。因此，通過手的觸摸，可以發現這種問題。

2.排除分析法。邏輯分析法，主要是通過對液壓系統的整體把握，通過排除一些不可能發生故障的環節，進而逐步縮小故障產生的范圍，減少不必要的大范圍檢查，這樣可以逐步提高設備故障診斷的準確率。除此之外，在排除分析法的基礎上，還可以使用邏輯分析法。

四、工程機械液壓控制系統的維護

1.液壓油的選擇與更換

液壓油的化學成分會在液壓系統的工作過程中發生變化，因此經過長時間的使用，油液的性能就會降低，無法滿足液壓系統的需要，此時就需要對系統中的液壓油進行更換。更換液壓油應使用設計要求的液壓油型號。為了防止發生化學變化，不能混合使用不同型號的液壓油。在液壓系統使用過程中，油液可能會對系統產生污染，油液污染容易是引起系統的故障。這種因素給設備的威脅是很普遍的，由其引起的故障數量占到系統故障總量的70%～80%。所以，預防液壓系統的污染應當在使用過程引起的足夠重視。首先需要提高油液的清潔度，油液中存在的污染物，會對系統元件壽命和穩定性造成危害，油液的清潔度不高是引起液壓系統故障的主要因素。

2.防止固體雜質混入液壓系統

清潔的液壓油是液壓系統的生命。液壓系統中有許多精密偶件，有的設阻尼小孔或縫隙等。若固體雜質入侵將造成精密偶件拉傷、發卡、油道堵塞等，危及液壓系統的安全運行。一般固體物質入侵途徑有：液壓油不潔；加油工具不潔；加油和維修、保養不慎；液壓元件脫屑等。

3.防止空氣和水入侵液壓系統

（1）要防止空氣入侵液壓系統

在常壓常溫下液壓油中含有容積比為6%～8%的空氣，壓力降低時空氣會從油中游離出來，氣泡破裂使液壓元件“氣蝕”，產生噪聲。大量的空氣進入油液中將使“氣蝕”現象加劇，液壓油壓縮性增大，工作不穩定，降低工作效率，執行元件出現“爬行”等不良后果。另外，空氣還會使液壓油氧化，加速其變質。

（2）要防止水入侵液壓系統

液壓油中含有過量水分會使液壓元件銹蝕，油液乳化變質、潤滑油膜強度降低，加速機械磨損。除了維修保養時要防止水分入侵外，還要注意儲油桶不用時要擰緊蓋子，最好倒置放置。

五、結語

通過對工程機械液壓控制系統技術的相關研究，我們可以發現，在當前條件下，液壓控制系統故障的判斷方法是多樣的，有關人員應該從工程機械液壓控制系統的客觀實際出發，研究制定最為科學合理的液壓控制系統技術實施方案。

作者：石宣喜 單位：中國水利水電第十一工程局有限公司