摘要：近几年，科学技术逐渐成为我国社会发展的主要形式，这对我国工程机械液压控制技术的发展和应用，都带来了新的发展方向，同时对其应用形式，提出了相对较高的要求、在工程机械液压控制技术应用的过程中，所涉及到的内容也是非常之多的，例如：液压传动技术、控制技术等应用形式，并且在我国工程机械管理和应用的过程中，占据着非常重要的角度和地位。那么从工程机械液压控制技术的角度来说，怎样提升机械在运行过程中的性能和效率，是我国工程机械重点关注的话题。文章就对工程机械液压控制技术的应用形式，以及一些相关的问题，进行了简要的分析和阐述。
关键词：工程机械液压控制技术；应用形式；相关问题
工程机械在连续作业中，其作业负荷的变化比较大。例如，推土机在作业时，作业负荷会从0变到无穷大，在这种情况下，发动机为了满足大负荷下的动力要求以及小负荷下的经济要求，就必须对其所输出的功率进行调整。同时，工程机械在操作过程中，一般需要协同作业。例如，在挖掘机进行装车作业时，动臂、斗杆、铲斗和回转需要协同作业，因而需要对工程机械的传动和控制系统做出调节，使其驱动部件的位置，满足速度需求。此外，在工程机械工作中，机械被要求既能够进行大功率输出，也能够进行精细化动作。比如，起重机在进行吊重时，要做到大功率输出，在吊装时，又要实现微动作。综上所述，工程机械的传动和控制系统需要具有良好的动力性、经济性、和调速性。
1.工程机械的液压传动与控制系统分析
液压系统的功率形式是压力和流量。液压泵将发动机输出的机械能转化为液压能，是液压系统的能源。液压阀对液压泵输出的能量进行调节和分配，主要调节系统的压力、流量和方向，主要控制各个功率支流的绝对值和相对值。液压马达和液压缸又将液压能转化为机械能，驱动执行机构工作。可见，通过调节液压泵的排量、发动机的转速和控制阀的开度，即可满足工程机械的各种工况要求，实现工程机械的动力控制、节能控制、作业效率控制、速度控制和精细控制。
1.11.负流量控制
负流量控制，是指控制压力与排量成反比。在换向阀的中位回油道上有一个节流孔，油液通过节流孔产生压差，将节流口的前压力引至泵变量机构来控制泵的排量。通过节流孔的流量越大，节流口前的先导压力越大，泵的排量就会减少。泵的排量与先导压力成反比的关系，故称负流量控制。这种控制技术具有稳定性好、响应快、可靠性和维修性好等特点，因流量与负载有关，可控制性较差，而且多路阀的主回油路上存在少量的溢流损失。
1.2正流量控制
正流量控制的目的是为了用容积调速代替定量系统中的节流调速，以提高系统效率，与负流量控制相反，控制压力与泵源排量成正比。与负流量控制不同的是正流量控制的泵源先导控制压力来自手柄，这样可以更有效地消除无负载动作时的空流损失。工作时，系统流量与先导操纵压力相适应，能减少节流损失，但不能完全消除。虽然与负流量相比操作性更好更直接，节能效果稍好，缺点是控制系统较复杂，由于控制回路中增加梭阀组，影响了系统的响应速度，而且系统中还是存在少量节流损失。
1.3负载敏感控制系统
负载敏感控制系统，简称LS系统，它是是一种利用泵的出口压力与负载压力差值的变化而使系统流量随之相应变化的技术。该系统是利用梭阀将多个执行机构中最大负载压力取出，并与泵源输出压力之间相比较，形成固定值压差，其值为泵头调节阀块中LS弹簧设定压力，以推动变量泵变量机构动作，使泵源的流量输出始终和执行元件流量需求保持一致。由于LS差值的存在，泵源压力始终高于最大负载压力，约1.8MPa。但当该系统执行元件流量需求大于泵源流量，即流量供小于求时，系统无法自动分配流量。
2.液压系统的流量控制方式
通过以上分析可以得知，要实现对液压系统的流量控制，就需要对液压泵的排量和液压阀的开度进行调节，即泵控调速和阀控调速。泵控调速的过程中，液压系统不存在流量和功率的损失，泵控调速是以改变液压泵排量实现的，在调节液压泵的斜盘倾角时，推动斜盘、柱塞等原件和摩擦副需要一定的响应时间。阀控调速要实现对流量的控制，就要改变并联回路间的相对液阻，其中的大部分流量对外做功，多余的流量则回到油箱，多余的这部分流量就属于被浪费的流量。可见泵控调速比阀控调速的经济性能好。但是，在改变液压阀的开度时，通过将电磁铁推动阀芯就能实现，而且，液压阀的运动质量比阀芯的质量要大很多，其响应的速度会比较快。在工程机械中，液压阀电磁铁的响应频率为10Hz左右，高速电磁铁的响应频率能超过20Hz，可见，这两种控制方式是优势互补。将二者的优势进行结合，就会成为一种不错的流量控制方式。而目前，先进的工程机械液压系统的流量控制就采用液压泵和比例阀结合的方式，形成优势互补，在液压系统作业时，首先是变量泵根据工作需求来确定首次排量，首次排量比需求的流量会多上20L/min以上，然后，比例阀会对流量进行二次修正，实现速度控制。采用泵控和阀控的方式目前有负流量控制，正流量控制，负载敏感控制。负流量控制见图1。
图1负流量控制液压原理图
从图1可以看出，采用负流量控制，主阀中位的流量控制着变量泵的排量，而且这两者的变化方向相反。
3.工程机械液压系统的故障分析及诊断
目前在故障分析与诊断过程中发现的问题有很多，最常见的包括外界杂质进入设备内部、长期使用液压系统造成的系统设备泄漏、设备老化失灵、操作不当引起的设备伤害故障等。同时我们还发现，例如滤油器这样的部件也是系统中相对容易发生故障的地方，这往往是由于部件自身的特点所造成的，这就需要我们定期对其进行检修，避免故障的发生。另外，由于工程机械液压控制系统内部油液温度过高，会由此而造成滤油器金属网和液压系统的骨架产生脱落现象，这也需要给予高度的关注。运用一些高科技手段，例如光谱分析和震动技术，可以完善监管诊断技术，更加精确地找出故障发生的原因，找出解决问题的办法。通过上述方法，由液压系统在运作过程中所产生的震动，可以通过分析，得出故障发生的原因，有据可依，有理可循，做到对症下药，快速解决问题。
常见诊断方法介绍：
3.1直观检查法。直观检查法就是技术人员直接通过对液压系统的看、听、摸等感觉器官进行检查，再结合个人的实际经验，对故障进行分析和判断。通过用手触摸，也是一种分析判断液压设备故障的良好方法，正常的液压元件应该是光滑、质地细密的，如果用触摸相关的元件时，感觉到粗糙、扎手，那就很可能是液压元件出现硬伤。因此，通过手的触摸，可以发现这种问题。
3.2排除分析法。逻辑分析法，主要是通过对液压系统的整体把握，通过排除一些不可能发生故障的环节，进而逐步缩小故障产生的范围，减少不必要的大范围检查，这样可以逐步提高设备故障诊断的准确率。除此之外，在排除分析法的基础上，还可以使用逻辑分析法。
4解决液压系统故障的措施
工程机械液压控制系统的污染主要可以分为3方面，从污染控制与检测诊断技术措施的角度看分为入侵物污染、残留物污染和生成物污染。在工程机械液压控制系统运行的过程中，油质的优劣对系统维护的好坏起到十分关键的作用，如果使用质量低下的油，会对液压系统造成不良的影响，甚至会造成液压系统很大的损坏。所以在选择油时，需要严格把控，杜绝使用劣质的油。同时也应该控制水分的含量，这对于液压系统的维护同样起到很关键的作用。在提升油的纯净度上，还可以使用液压过滤器，过滤器的好坏直接影响油的纯净程度。通过液压过滤器的过滤，可以将油中的大量杂质排除出去，使系统的运行更加健康稳定。于此同时，还需要对油箱进行相应的清洗，保证其清洁度，这样可以节约一定的保养成本。在定期的清洁护理下，系统的使用寿命也会得到相应延长。
结论
要实现对工程机械液压系统的功率控制，主要是对液压系统流量进行控制，通过控制液压泵的排量和液压阀的开度，从而实现对流量的控制。而目前比较好的液压控制方式是结合了泵控和阀控的优点，实现操作的经济性和快速性。但是，工程机械中液压泵的排量因为是开环控制，排量的精度不高，而比例阀的流量控制精度受压力的影响比较大，可见泵控和阀控结合的控制方式在速度和经济上有不错的效果，但是在经济性上还存在缺陷，这也是以后工程机械液压系统发展的方向。
参考文献
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论文作者:陈链冰
论文发表刊物:《防护工程》2017年第17期
论文发表时间:2017/12/1
标签：工程机械论文; 液压论文; 流量论文; 液压系统论文; 流量控制论文; 排量论文; 液压泵论文; 《防护工程》2017年第17期论文;