液压机械节能控制技术发展探讨论文_李朋亮

液压机械节能控制技术发展探讨论文_李朋亮

清华大学天津高端装备研究院 河北 300300

摘要:随着科学技术的进步,水力机械的广泛应用,与此同时,提高生产效率,减少相关人员的工作量,这有一个很好的推动现代社会的发展,但很多机械设备能源消耗大,污染严重,这与低碳环保的概念在现代社会有很大的差异,因此,需要对液压机械领域相关节能控制技术进行深入研究,这对该领域的发展具有十分重要的意义。

关键词:液压机械;节能控制技术;发展

1 机械液压设备技术背景

早在20世纪60年代,相关领域就已经研制出了多种工程机械液压设备,尤其是装载机及挖掘机的应用,使得机械液压逐渐从传统形式转变成了节能形式,在转变之后其种类多样化,包括液压扫具、液压夯以及液压剪等等,而这些新设备往往具有功能全面以及功率大等特点,例如,原来对液压挖掘机加以应用的设备,现在开始对具有较大恒功率的变量泵加以使用,在这种情况下,能够使设备的能源利用率得到有效的提升,可以在确保工作效率的同时,防止能源过载问题的出现。

2 液压机械节能控制技术的发展

2.1 智能化电液比例控制

对于机械液压控制系统而言,应用电液比例技术能够通过液压信号传输管路对工作系统进行有效的简化,同时还能在高速传输液压信号的过程中使液压系统获得更高的反应速度,从而达到优化液压机械操作控制形成的目的,使其在使用期间能够更具简单、灵活的特点。而随着网络信息技术的广泛应用,电液比例控制技术的智能化水平也在不断提升,实现了发展空间的有效拓展,在未来发展过程中,随着科学技术的革新,在机械液压控制当中的电液比控制技术还能在机械液压信号以及机械设备参数智能测试和监控等方面进行应用,这将会使设备运行更为高效,使设备能源得到有效的利用,对机械液压节能效果的提升具有积极的作用。

2.2 变量泵控制

在变量泵方面应用的节能控制技术主要是运用压力感应对发电机功率进行提升,并使用节流调速对容积调速进行替换从而达到节能的效果。但受到变量泵控制结构的影响,需要对其输出特性进行全面的分析,以此为基础,对控制形式进行科学的选择,在对工程机械进行实际应用的过程中,由于空间有限,可以通过对变量泵排量进行调节达到节能的目的,当然也可以通过对压力感应的控制或者是发动机功率的调节来降低能源消耗问题。可以说变量泵控制本身具有反应快、操作便捷以及节能效果好的特点,也正因如此,其在工程机械设计当中的应用较为广泛,而变量泵的形式主要有三种,即LUDV控制、LS负载敏感控制以及排量控制。

2.2.1 LUDV控制

该项控制方式主要是在LS系统的基础上研发出来的,与LS系统相比,LUDV系统在敏感控制方面更加突出。而该系统为单泵回路系统,其中设有与之相匹配的压力补偿阀,并且负载压力信号数值和系统极限压力值存在密切的关联,所以,在没有明显复杂变化的情况下,应首先考虑LUDV系统控制。

2.2.2 LS负载敏感控制

通过LS负荷敏感控制能够在输出压力、负载以及流量之间实现有效协调,能够有效保证液压系统运行的高效性,但应用这种控制方法在遇到液压阀过大的情况时,会对负荷元件的运行效率造成很大的影响,并且会对液压系统当中的稳定性造成破坏,因此,是否对LS负载敏感控制进行使用,需要结合液压系统当中的流量情况加以确定。

2.2.3 排量控制

所谓的排量控制,实际就是根据目标排量对正负流量进行控制。首先,在负流量控制方面,其最早在挖掘机机械当中进行使用,可以将旁落节流损失有效降低,相比于传统形式的控制方式,通过负流量控制能够减少泵的功率损耗量,具有较强的节能效果;其次,在正流量控制方面,它是以负流量控制为基础的控制方式,主要通过改变操作手柄压力对转向阀门进行控制,这种控制方式在节能、环保以及智能方面更为突出。

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2.3 多路阀控制

利用多路阀控制,能够准确进行系统功率及压力变化的监控,通常这种控制方式会被应用在机械的通用阀上,能够获得良好的节能效果,而在通用阀上对该项技术进行有效的应用,能够使这种控制方式的智能化水平得到进一步的提升。

3 工程机械上液压机械传动的具体运用

3.1 液压机械传动在装载机中的运用

工程建设过程中,装载沙土都依靠装载机进行,其是一种常见于工程建设的运输工具。作为装载机重要组成部分的变速器,主要涉及了动力合成系统、机械传动系统及液压传动系统。而这里的液压传动系统主要包括了两部分,变量马达与变量泵,是实现无级变速的关键部分,这一系统利用控制阀来改变斜盘的方向,从而使机械达到无级变速的目的。通过运动分析与力学计算装载机的运行过程后可发现,若是液压马达的转动速度处于0的位置,那发动机的所有功率会通过转化形成机械的传动动力,从而使传动的功率得以增加,实现机械的运转高效。同时,因为液压传动系统能够自动换挡,使装载机的操作流程得以简化,并具有工作稳定性强,能源消耗低的特点,所以,将之运用到工程装载机中就显得尤为必要。

3.2 液压传动系统在汽车起重机中的运用

在汽车起重机中运用液压机械传动系统,能够使起重机的功能得到更好发挥。具体而言,主要体现在两个方面:

一方面,车身的稳定和支承,通过有效设置进油路和回头路,对支撑腿的液压缸伸出进行控制,以更好支承车身,并且,通过控制稳定器部分的液压缸,也能够更好保障汽车起重机实际工作中的车体稳定性。

另一方面,有效控制起重机吊臂,通过有效控制液压机械传动系统,能够让起重机吊臂实现灵活的一系列动作,如回转、升降、变幅、伸缩等,提高了吊臂各结构部分的配合自由度。在实际操作中,液体通过控制不同的阀门,达到压力传动动力的转换、转移,控制吊臂各种形式的移动与控制液压缸的伸缩,再通过起升马达的作用,完成起重动作,并通过液压马达实现吊臂的回转、控制工作台移动,借助各部分的综合作用,促使起重机工作变得高效。

3.3 液压机械传动在推土机中的运用

通过液压机械传动,能够提高推土机的操作便捷性与工作效率。即便,液压机械传动有着较高的操作性能及更快的传动速度,但是,其对液压马达与液压泵的容量需求较大,且有着较为繁复的液压控制系统,因而,最开始的时候并不适用于工程推土机,故此,在过去仅用于军用车辆。直到日本基于液压机械传动,制造出了变速箱,并将之在推土机中投入使用,有机结合了液压传动的无级变速性能与机械传动的高效率,使传动速度得以加快,实现了操作便捷、及时,以及换挡自动化。如此一来,驾驶员不需要再根据推土机的行驶速度或是负荷等信息,来手动换挡及找准挡位,大大解放了驾驶员的工作量,进而能够有更多的精力、时间来更好操作工作装置,确保工作目标顺利达成。

结束语

综上所述,对液压机械应用节能控制技术,能够在确保其工作效率的同时,将其能耗及污染问题有效降低,这对于液压机械领域的可持续发展具有积极的作用,因此,还需要相关人员针对其节能控制技术进行深入的研究。

参考文献

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[2]李宏伟.液压机械节能控制技术发展探讨[J].工程建设与设计,2018,384(10):162-163.

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[4]周玉亮.液压机械节能控制技术发展探讨[J].内燃机与配件,2018(5):70-71.

论文作者:李朋亮

论文发表刊物:《城镇建设》2019年第9期

论文发表时间:2019/7/31

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