現(xiàn)代液壓控制技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及展望

王好將 童少尉 王建軍 劉家續(xù)

摘 要：在信息社會(huì)的背景下，裝備制造領(lǐng)域?qū)σ簤嚎刂萍夹g(shù)有著越來(lái)越高的要求。本文介紹了現(xiàn)代液壓控制技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀及研究進(jìn)展，展望了這一技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展方向和發(fā)展趨勢(shì)。

關(guān)鍵詞：現(xiàn)代液壓；控制技術(shù)；發(fā)展；展望

1 現(xiàn)代液壓控制技術(shù)概述

在信息技術(shù)日益蓬勃發(fā)展的環(huán)境下，裝備制造領(lǐng)域?qū)こ虣C(jī)械的液壓控制技術(shù)有著越來(lái)越高的要求?，F(xiàn)代液壓控制技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，打破了傳統(tǒng)液壓控制技術(shù)的局限性，有著更為廣闊的應(yīng)用場(chǎng)合和發(fā)展前景。

液壓傳動(dòng)技術(shù)相比較于機(jī)械傳動(dòng)、電力傳動(dòng)，具有以下特點(diǎn)：在同等輸出功率下，液壓傳動(dòng)裝置的體積小，重量輕，運(yùn)動(dòng)慣性小，動(dòng)作靈敏；易于實(shí)現(xiàn)較大范圍的無(wú)極調(diào)速和提供較大的輸出力或力矩；操作簡(jiǎn)單，便于實(shí)現(xiàn)過(guò)載保護(hù)和工業(yè)自動(dòng)化；傳動(dòng)裝置布置靈活，能自動(dòng)潤(rùn)滑和簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)；液壓元件易于實(shí)現(xiàn)系列化、標(biāo)準(zhǔn)化，通用化。因而，在眾多制造領(lǐng)域有著十分廣泛的應(yīng)用。近年來(lái)，液壓控制技術(shù)由于不斷移植其他領(lǐng)域的技術(shù)成果，推動(dòng)了液壓控制技術(shù)逐漸向自動(dòng)化、智能化、小型化、高精度、高功率、高效率、節(jié)能環(huán)保方向發(fā)展，成為當(dāng)代一系列先進(jìn)技術(shù)的先驅(qū)和典范，在冶金、煤炭、石油、化工、能源、航空航天和國(guó)防等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中不可缺少的支撐技術(shù)。

2 現(xiàn)代液壓控制技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

2.1 向智能化方向發(fā)展

雖然液壓控制系統(tǒng)在目前的工程機(jī)械發(fā)展中仍然處于初級(jí)階段，但其發(fā)展技術(shù)的應(yīng)用對(duì)工程機(jī)械的質(zhì)量與性能的提高具有的作用。例如：在土木工程施工中，采用挖掘機(jī)進(jìn)行施工過(guò)程中技術(shù)人員可以采高級(jí)控制策略來(lái)提高工程的施工質(zhì)量，一方面可以避免挖掘機(jī)在工作中所遇到的各種難題，提高了挖掘機(jī)的穩(wěn)定性；另一方面還避免了機(jī)械設(shè)備在開始與結(jié)束階段因振動(dòng)而導(dǎo)致機(jī)械受到損壞的問(wèn)題。

2.2 向電子控制及自動(dòng)化方向發(fā)展

電液伺服系統(tǒng)和電液比例控制系統(tǒng)對(duì)于實(shí)現(xiàn)液壓傳動(dòng)裝置的電子控制及自動(dòng)化有著十分重要的作用。

電液伺服系統(tǒng)是以電氣信號(hào)為輸入，以液壓信號(hào)為輸出，在系統(tǒng)的輸入和輸出之間有反饋連接的閉環(huán)控制系統(tǒng)。電液伺服控制系統(tǒng)，以其一系列的優(yōu)點(diǎn)，在工程中應(yīng)用已經(jīng)相當(dāng)普遍，成為新系統(tǒng)設(shè)計(jì)和舊設(shè)備改造的重要選擇。電液伺服控制系統(tǒng)有諸多明顯優(yōu)點(diǎn)：功率重量比、力矩慣量比或力質(zhì)量比大；易于實(shí)現(xiàn)直線運(yùn)動(dòng)的速度位移和力的控制；響應(yīng)速度快，加速性能好，控制精度高；結(jié)構(gòu)緊湊，尺寸小，凈質(zhì)量??；但是也存在對(duì)油液的精度要求高、閥的加工精度高、工藝性差等缺點(diǎn)。

電液比例控制技術(shù)，是電液伺服控制技術(shù)的發(fā)展和補(bǔ)充，其主要構(gòu)成部件為比例控制閥，基本原理是輸出能夠隨著輸入的變化連續(xù)地、成比例地得到控制。比例控制閥實(shí)際是伺服控制閥的一種簡(jiǎn)化，主要是利用比例電磁鐵在壓力、流量和方向閥的基礎(chǔ)上改進(jìn)，以簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)，提高可靠性，降低成本。電液比例控制系統(tǒng)主要有如下優(yōu)點(diǎn)：操作方便，容易實(shí)現(xiàn)遙控；自動(dòng)化程度高，容易實(shí)現(xiàn)編程控制；工作平穩(wěn)，控制精度較高；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用元件較少，對(duì)污染不敏感；系統(tǒng)的節(jié)能效果好。

在實(shí)際工作中，多路閥采用電液比例先導(dǎo)控制。多路閥采用電液比例先導(dǎo)控制，不但提高了執(zhí)行器的工作性能，更為進(jìn)一步的遠(yuǎn)控與無(wú)線遙控建立了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

2.3 負(fù)荷傳感控制繼續(xù)發(fā)展

工程機(jī)械作業(yè)對(duì)象復(fù)雜，負(fù)載變化也比較大，這給工程機(jī)械的手動(dòng)與電動(dòng)控制的微動(dòng)調(diào)節(jié)帶來(lái)了不利影響，同時(shí)多聯(lián)多路的復(fù)合操作也出現(xiàn)了相互影響。采用負(fù)荷傳感控制技術(shù)可很好地解決這些問(wèn)題。這種控制技術(shù)具有很好的節(jié)能性和操縱性。如西方發(fā)達(dá)國(guó)家在挖掘機(jī)上應(yīng)用該技術(shù)，很好的提高了挖掘機(jī)的可操縱性，解決了由于缺乏熟練司機(jī)帶來(lái)的種種問(wèn)題。因此，負(fù)荷傳感控制技術(shù)會(huì)在現(xiàn)代液壓控制技術(shù)中發(fā)揮更為重要的作用。

2.4 向更環(huán)保節(jié)能方向發(fā)展

針對(duì)液壓系統(tǒng)對(duì)環(huán)境的危害，需要在現(xiàn)代社會(huì)的液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的工作中發(fā)展環(huán)保液壓技術(shù)，提高生態(tài)環(huán)境與液壓傳統(tǒng)系統(tǒng)之間的和諧性。在綜合考慮對(duì)環(huán)境和資源的影響下，發(fā)展綠色設(shè)計(jì)和制造技術(shù)，這是現(xiàn)代機(jī)械液壓控制技術(shù)中可持續(xù)發(fā)展思想的主要應(yīng)用之一。國(guó)內(nèi)外工程機(jī)械液壓技術(shù)領(lǐng)域?qū)Νh(huán)保給予充分的重視，主要包括：在工作介質(zhì)使用可生物分解的液壓油、純水，以減少對(duì)環(huán)境的污染；降低液壓元件及系統(tǒng)由于高壓、大流量產(chǎn)生的振動(dòng)與噪聲；不斷提高元器件與系統(tǒng)效率，進(jìn)而節(jié)約能源等。此外，面對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與資源浪費(fèi)及日益匱乏的矛盾，發(fā)展節(jié)能的液壓控制技術(shù)已成為不可避免的重要課題。工程機(jī)械的節(jié)能主要包括液壓系統(tǒng)的節(jié)能和從發(fā)動(dòng)機(jī)到液壓系統(tǒng)的全局功率適應(yīng)兩個(gè)方面。

3 技術(shù)展望

今后，工程機(jī)械的液壓控制技術(shù)將更加側(cè)重于在電子控制和節(jié)能、可靠性和安全性以及環(huán)境適應(yīng)性等方向的研究與相關(guān)技術(shù)的開發(fā)。

隨著工程機(jī)械應(yīng)用領(lǐng)域的不斷拓展，安全法規(guī)越來(lái)越嚴(yán)，其可靠性和安全性要求也不斷提高。提高耐環(huán)境性，如耐振性、耐水性、耐熱性以及相關(guān)器件（特別是電子控制關(guān)聯(lián)器件）的可靠性，將是今后一個(gè)重要研究方向。同時(shí)還需關(guān)注工程機(jī)械的安全性、功能可維修性等。另一個(gè)重要研究方向是環(huán)境適應(yīng)性研究，包括振動(dòng)和噪聲控制研究、各種可生物分解液壓油的研究和開發(fā)等。

4 結(jié)語(yǔ)

不可否認(rèn)，處于信息社會(huì)的今天，伴隨計(jì)算機(jī)和液壓控制理論的發(fā)展，液壓傳動(dòng)及其控制技術(shù)在裝備制造領(lǐng)域日益起著關(guān)鍵的作用。然而，必須清醒認(rèn)識(shí)到它的發(fā)展同樣面臨著巨大的困難和挑戰(zhàn)。我國(guó)在重要的機(jī)械應(yīng)用領(lǐng)域與國(guó)際化機(jī)械間還存在很大的差距，一些技術(shù)含量較高的液壓系統(tǒng)基本都是整套來(lái)源于國(guó)外。順應(yīng)發(fā)展潮流，重視現(xiàn)代液壓控制技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用，重視傳統(tǒng)液壓技術(shù)與信息化技術(shù)的結(jié)合，合理融合其它領(lǐng)域的先進(jìn)技術(shù)，是進(jìn)一步提高液壓傳動(dòng)技術(shù)的有效措施。

參考文獻(xiàn)

[1]王慶豐等. 工程機(jī)械液壓控制技術(shù)的研究進(jìn)展與展望[J]. 機(jī)械工程學(xué)報(bào)，2003，12：51-56.

[2]徐海枝. 淺談現(xiàn)代液壓控制技術(shù)的特點(diǎn)及應(yīng)用[J]. 裝備制造技術(shù)，2012，07：127-129.

[3]馮開林等. 先進(jìn)液壓控制技術(shù)在工程機(jī)械的應(yīng)用研究[J]. 工程機(jī)械，2002，05：48-50.

[4]劉國(guó)華，花蓉. 現(xiàn)代液壓控制技術(shù)應(yīng)用及發(fā)展[J]. 淮南職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2006，01：40-43.

[5]徐高日，盧敏源. 液壓傳動(dòng)系統(tǒng)在節(jié)能環(huán)保中的探討[J]. 科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2013，09：90.

[6]李吉興. 工程機(jī)械液壓控制技術(shù)的研究進(jìn)展與展望[J]. 科技創(chuàng)業(yè)家，2013，09：73.