筑路機(jī)械中液壓控制技術(shù)的應(yīng)用研究

摘? 要：液壓控制技術(shù)在機(jī)械設(shè)備中的應(yīng)用，有效提高了設(shè)備的控制效果和安全可靠性?；诖耍疚氖紫汝U述了當(dāng)前工程機(jī)械液壓控制技術(shù)研究現(xiàn)狀，在此基礎(chǔ)上通過(guò)分析筑路機(jī)械中液壓控制技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用要點(diǎn)，探討了其故障問(wèn)題并提出了其相關(guān)解決措施。

關(guān)鍵詞：筑路機(jī)械;液壓控制技術(shù);發(fā)展現(xiàn)狀;技術(shù)應(yīng)用;故障及措施

中圖分類號(hào)：U415? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? 文章編號(hào)：2096-6903（2020）07-0000-00

1筑路機(jī)械中液壓控制技術(shù)的應(yīng)用

1.1液壓系統(tǒng)的分類

在筑路機(jī)械中，液壓系統(tǒng)的使用主要分為閉式回路和開(kāi)式回路兩種，其中采用閉式回路液壓系統(tǒng)的有單鋼輪振動(dòng)壓路機(jī)和雙鋼輪振動(dòng)壓路機(jī)等，而全液壓挖掘機(jī)和裝載機(jī)等則采用閉式回路液壓系統(tǒng)。

這兩種系統(tǒng)的區(qū)別在于閉式回路液壓系統(tǒng)是靜態(tài)的，系統(tǒng)由主油泵、散熱器、工作裝置和濾芯組成，液壓油通過(guò)補(bǔ)油泵進(jìn)入系統(tǒng)之后，系統(tǒng)整體保持固定數(shù)值，工作中工作裝置泄出的油量流回油箱，實(shí)現(xiàn)從補(bǔ)油泵中補(bǔ)充系統(tǒng)缺失的油，使系統(tǒng)壓力和流量保持穩(wěn)定狀態(tài)。開(kāi)式回路液壓系統(tǒng)為動(dòng)態(tài)，液壓油經(jīng)主油泵、分配閥動(dòng)態(tài)控制到工作裝置，可以對(duì)液壓動(dòng)作力量和速度進(jìn)行控制。這些裝置與油箱組成回路系統(tǒng)。實(shí)際筑路機(jī)械中應(yīng)用開(kāi)式回路或者閉式回路，需要由機(jī)械工作性質(zhì)決定[1]。

1.2液壓泵控制技術(shù)

在筑路機(jī)械使用中往往面臨復(fù)雜的公路施工條件，因此其運(yùn)行中難以實(shí)現(xiàn)有效控制，為保障筑路機(jī)械運(yùn)行良好，減少外界因素對(duì)機(jī)械性能影響，避免產(chǎn)生質(zhì)量問(wèn)題。需要在筑路機(jī)械中應(yīng)用液壓泵控制技術(shù)，以降低質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)。當(dāng)前液壓泵控制技術(shù)實(shí)際應(yīng)用主要包含兩方面內(nèi)容。

首先是功率控制，有分功率控制、總功率控制等幾種方式。（1）分功率控制。這種控制形式特點(diǎn)就是兩泵占發(fā)動(dòng)機(jī)功率均為50%，且相互之間獨(dú)立、無(wú)相互作用產(chǎn)生，其不足之處在于易出現(xiàn)其中一個(gè)泵功率不足或過(guò)大情況;（2）總功率控制。依照兩泵壓力和對(duì)泵的排量控制，當(dāng)兩者排量始終一致情時(shí)，其對(duì)于實(shí)際一個(gè)泵高壓小流量、一個(gè)泵低壓大流量的要求難以滿足;（3）功率交叉控制方式是在其中一個(gè)泵變量控制機(jī)械中分別引入另一個(gè)泵的壓力油，該泵在另一個(gè)泵較低壓力作用下會(huì)產(chǎn)生較大功率輸出，從而解決兩泵流量相當(dāng)問(wèn)題從而實(shí)現(xiàn)功率的有效利用;（4）壓力切斷控制，適用于輸出壓力大于設(shè)定值的情況，其可有效減少泵的流量，但使用中需與其它控制方式相配合。

其次是流量控制，其排量控制可以應(yīng)用于泵軸轉(zhuǎn)速穩(wěn)定不變的情況，其控制系統(tǒng)有手動(dòng)流量控制系統(tǒng)、電動(dòng)流量控制系統(tǒng)和正流量控制系統(tǒng)等。流量控制與功率控制是相互配合的，共同形成組合控制。實(shí)際應(yīng)用中要做到分工況控制，即需根據(jù)實(shí)際工況選擇好油門開(kāi)度、泵排量等。以選擇的模式開(kāi)關(guān)確定作業(yè)模式，各種作業(yè)模式下消耗功率占比為常數(shù)，排量控制即通過(guò)對(duì)電流輸入比例泵、調(diào)節(jié)變量機(jī)構(gòu)控制的實(shí)現(xiàn)。不同模式下電流、排量存在差異，由步進(jìn)馬達(dá)合理調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)油門開(kāi)度，實(shí)現(xiàn)各種工況下合理的功率輸出，降低實(shí)際工作中功率損耗。

1.3負(fù)載反饋控制技術(shù)

由于筑路機(jī)械在實(shí)際使用中，其作業(yè)對(duì)象復(fù)雜、負(fù)載變化大，因此不利于手動(dòng)或電動(dòng)控制實(shí)現(xiàn)微動(dòng)調(diào)節(jié)，此外多聯(lián)多路閥相互存在影響。而負(fù)載傳感技術(shù)可以有效解決這些問(wèn)題，并且全部將泵的流量應(yīng)用到負(fù)載，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)有效節(jié)能。將負(fù)載反饋液壓系統(tǒng)分為兩種，即泵控負(fù)載反饋系統(tǒng)和閥控負(fù)載反饋系統(tǒng)。

第一是泵控負(fù)載反饋控制技術(shù)，其液壓系統(tǒng)根據(jù)換向閥兩端壓差變化、換向閥流量與壓差對(duì)象關(guān)系，通過(guò)負(fù)載傳感閥對(duì)變量泵流量進(jìn)行控制，使得變量泵的輸出流量、換向閥開(kāi)口間匹配。負(fù)載反饋系統(tǒng)可以穩(wěn)定控制速度，在多個(gè)執(zhí)行元件工作狀態(tài)下，負(fù)載最大支路壓力補(bǔ)償閥全開(kāi)進(jìn)行負(fù)載檢測(cè)。其它支路上壓力補(bǔ)償閥部分打開(kāi)以自動(dòng)變節(jié)流口，補(bǔ)償最大負(fù)載壓力差。進(jìn)入執(zhí)行元件流量相關(guān)的為換向閥開(kāi)關(guān)，避免了負(fù)載變化、執(zhí)行元件間干擾等問(wèn)題。

第二是閥控負(fù)載反饋控制技術(shù)，閥控負(fù)載反饋系統(tǒng)組成有液壓泵、壓力補(bǔ)償閥和換向閥可變節(jié)流口等，通過(guò)換向閥泵的供油形成負(fù)載壓力作用于執(zhí)行機(jī)構(gòu)。受負(fù)載壓力傳感信號(hào)控制，負(fù)載傳感控制閥以壓力補(bǔ)償作用使換向閥口兩端壓差不變，當(dāng)系統(tǒng)壓力超過(guò)復(fù)壓壓力時(shí)，其差值為一壓差。此情況下，換向閥流過(guò)流量與負(fù)載大小無(wú)關(guān)，而與換向閥開(kāi)度面積相關(guān)，通過(guò)良好調(diào)節(jié)執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)速度，可降低溢流壓力損失[2]。

1.4先導(dǎo)控制技術(shù)

先導(dǎo)式控制技術(shù)操作簡(jiǎn)單、靈活，手動(dòng)操作下會(huì)產(chǎn)生對(duì)較大功率主閥芯控制的控制信號(hào)，實(shí)際應(yīng)用于筑路機(jī)械中的有以下幾種形式。

（1）方向控制，即先導(dǎo)閥產(chǎn)生控制油控制多路閥主閥。先導(dǎo)閥主要應(yīng)用先導(dǎo)減壓閥、先導(dǎo)溢流閥等，可以組成筑路機(jī)械中需要的液壓橋路雙節(jié)流閥、高速開(kāi)關(guān)閥。

（2）排量控制，先導(dǎo)閥產(chǎn)生控制油還可實(shí)現(xiàn)對(duì)液壓泵變量機(jī)構(gòu)的控制，一般在閉式回路容積調(diào)速方面有所應(yīng)用，可以通過(guò)該方式結(jié)合實(shí)際工況調(diào)整執(zhí)行元件的速度。

（3）輪式車輛轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中，可以采用有助力作用的隨動(dòng)式先導(dǎo)閥，這種先導(dǎo)閥有位置反饋?zhàn)饔?、功率放大作用，可有效降低操作人員的工作強(qiáng)度。

（4）先導(dǎo)式壓力控制閥可以調(diào)定系統(tǒng)壓力。

這些控制方式需要采用手動(dòng)控制桿控制油路，其不足之處在于在一個(gè)手柄有限的控制范圍下難以發(fā)揮更大作用。電子控制技術(shù)的產(chǎn)生和應(yīng)用，推動(dòng)了先導(dǎo)遙控控制技術(shù)的發(fā)展，根據(jù)電動(dòng)控制桿操作發(fā)出的電氣信號(hào)，可以驅(qū)動(dòng)電磁閥或電磁比例方向閥，工作人員通過(guò)一個(gè)手柄可實(shí)現(xiàn)多路閥操作，大大提高了便利性。

1.5伺服控制技術(shù)

該控制技術(shù)通過(guò)微弱電信號(hào)轉(zhuǎn)換為機(jī)械位移量，將其轉(zhuǎn)換放大之后，可以成為與原電信號(hào)成比例的液壓功率輸出，然后對(duì)機(jī)械活動(dòng)依次驅(qū)動(dòng)。一般情況下，電液伺服控制系統(tǒng)屬于負(fù)反饋閉環(huán)控制系統(tǒng)，輸入信號(hào)之后，筑路機(jī)械即可自動(dòng)運(yùn)行，快速準(zhǔn)確復(fù)現(xiàn)變化規(guī)律。其優(yōu)勢(shì)在于體積小、功率放大系數(shù)高、線性度好、靈敏度強(qiáng)等，因此高精度電液伺服控制系統(tǒng)應(yīng)用廣泛。

2筑路機(jī)械中液壓系統(tǒng)故障與處理措施

2.1系統(tǒng)噪聲與振動(dòng)

液壓泵長(zhǎng)期工作下零件磨損等會(huì)產(chǎn)生噪聲，因此需加強(qiáng)對(duì)液壓泵的維護(hù)保養(yǎng)，如果是困油問(wèn)題產(chǎn)生較大噪聲，則需拆檢泵，減少卸荷槽尺寸位置，將困油現(xiàn)象消除。如果是泄露導(dǎo)致流量不足，需要進(jìn)行更換和修理。對(duì)于控制閥引起的噪聲和振動(dòng)問(wèn)題，其中溢流閥不穩(wěn)定而導(dǎo)致系統(tǒng)壓力波動(dòng)產(chǎn)生噪聲，需要及時(shí)清洗，將阻尼孔內(nèi)零件清潔疏通，及時(shí)更換過(guò)度磨損的零部件。當(dāng)換向閥調(diào)整不當(dāng)時(shí)會(huì)出現(xiàn)快速切換現(xiàn)象而產(chǎn)生噪音，對(duì)此需對(duì)控制油路節(jié)流元件調(diào)整，以降低液壓沖擊。

2.2執(zhí)行元件爬行

執(zhí)行元件爬行屬于不正常運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，會(huì)引發(fā)大距離跳動(dòng)，主要原因與處理措施：（1）當(dāng)空氣壓縮性較大時(shí)，液體含有的氣泡到達(dá)高壓區(qū)后會(huì)遭到強(qiáng)烈壓縮，導(dǎo)致油液體積改變、執(zhí)行元件爬行，因此需要在系統(tǒng)回路高出設(shè)置好排氣裝置。（2）當(dāng)相對(duì)運(yùn)動(dòng)部件間存在較大摩擦阻力時(shí)會(huì)導(dǎo)致爬行現(xiàn)象。因此需要檢查維修液壓缸內(nèi)圓柱面和活塞等零件表面粗糙度、形位公差，做好液壓油清潔工作，避免運(yùn)動(dòng)件表面間存在臟物。

3結(jié)語(yǔ)

隨著液壓控制技術(shù)在筑路機(jī)械中的應(yīng)用，使得筑路機(jī)械性能進(jìn)一步提升和發(fā)展，但其當(dāng)前仍處于發(fā)展階段，還需進(jìn)行深入研究，通過(guò)本文研究可知結(jié)合先進(jìn)傳感器技術(shù)和微電子技術(shù)可使筑路機(jī)械技術(shù)更加成熟、先進(jìn)。

參考文獻(xiàn)

[1]叢力.液壓控制技術(shù)在筑路機(jī)械中的應(yīng)用[J].黑龍江科技信息，2014（5）：7.

[2]方強(qiáng)，張靜斌.液壓控制技術(shù)在筑路機(jī)械中的應(yīng)用[J].城市建設(shè)，2012（36）：1-3.

收稿日期：2020-05-08

作者簡(jiǎn)介：付玉強(qiáng)（1978—），男，甘肅定西人，工程碩士，高級(jí)工程師，研究方向：筑路機(jī)械、機(jī)電工程。

Research on Application of Hydraulic Control Technology in Road Construction Machinery

FU Yuqiang

（Shanxi Communications Information And Communication Co. LTD，Taiyuan? Shanxi? 030006）

Abstract： The application of hydraulic control technology in mechanical equipment effectively improves the control effect and safety and reliability of the equipment.Based on this， this article first describes the current research status of hydraulic control technology for construction machinery， and on this basis， through analyzing the practical application points of hydraulic control technology in road construction machinery， it discusses its failure problems and proposes related solutions.

keywords： road machinery; Hydraulic control technology; Development status; Technical application; Faults and Measures