劉文超

【摘要】流體傳動與控制技術(shù)的進步，推動了工程機械的現(xiàn)代化發(fā)展。如今，液壓控制系統(tǒng)已成為現(xiàn)代工程機械中不可或缺的核心組件之一。本文從液壓技術(shù)的內(nèi)容切入，分析現(xiàn)代工程機械液壓控制技術(shù)的應(yīng)用，并探討現(xiàn)代工程機械液壓系統(tǒng)故障的診斷及維護辦法。

【關(guān)鍵詞】工程機械；液壓控制技術(shù)；應(yīng)用；維護

液壓系統(tǒng)具有體積小、功率密度大、易于安裝、可控性好等諸多優(yōu)點，可實現(xiàn)無極調(diào)速、快速響應(yīng)等功能。但液壓系統(tǒng)由于本身的復(fù)雜性，也存在著運行可靠性較低的缺點。因此，加強液壓系統(tǒng)的診斷和維護研究，對于確保液壓系統(tǒng)的穩(wěn)定運行具有重要意義。

一、液壓技術(shù)的內(nèi)容

液壓技術(shù)的主要內(nèi)容如下：①先導(dǎo)控制技術(shù)，即用較小的力度去操作操縱手桿，由操縱手桿生成相應(yīng)的控制信號，藉此對較大功率的主閥芯進行控制；②通過負載傳感技術(shù)，克服工程機械荷載變化大及多路閥復(fù)合操作彼此干擾的問題；③將計算機控制技術(shù)在工程機械領(lǐng)域進行應(yīng)用，為智能化控制系統(tǒng)的實現(xiàn)提供硬件保障；④將伺服技術(shù)、比例技術(shù)用于工程機械精密控制，從而實現(xiàn)操作上的方便和控制上的高精度；⑤運用液壓泵控制技術(shù)，提升發(fā)動機的控制及利用效率。

二、現(xiàn)代工程機械液壓控制技術(shù)的應(yīng)用

1.定量泵設(shè)計

在以往的工程機械系統(tǒng)設(shè)計中，或是小型工程機械的設(shè)計中，一般選擇定量泵設(shè)計。該設(shè)計方法的基本原則如下：系統(tǒng)的最大工作流量和最小工作壓力之積換算為系統(tǒng)的最大輸出功率后不得大于發(fā)動機凈功率。但該設(shè)計方法在通常工況下的功率利用系數(shù)不高，且不利于較強控制功能的實現(xiàn)，故性能較差，僅在小型汽車起重機、隨車起重運輸車等設(shè)備中使用。

2.單泵恒功率控制

單泵控制技術(shù)是借助變量控制系統(tǒng)來達到控制變量泵排量的目的，而更早的恒功率控制是借助對變量系統(tǒng)中兩根彈簧彈力的區(qū)別設(shè)定來達到控制變量泵輸出流量的目的，其運行曲線為一條折線。當系統(tǒng)壓力增至第一根彈簧的預(yù)設(shè)壓力時，變量泵排量趨于降低，當壓力達到第二根彈簧的預(yù)設(shè)壓力后，變量泵變量曲線的斜度產(chǎn)生變化。藉由上述控制，讓變量曲線上P與Q之積的離散值向常數(shù)C靠攏。經(jīng)過這一控制過程，一方面大幅增加了發(fā)動機功率的利用系數(shù)，另一方面可防止因超載而導(dǎo)致的發(fā)動機熄火。

3.雙泵恒功率控制

雙泵恒功率控制主要有兩種組合形式。一是分功率控制技術(shù)，即依照各泵所控制執(zhí)行機構(gòu)的真實功率需求，將機器功率以特定比例分給各泵。采用分功率控制技術(shù)時，各泵都有單獨的變量調(diào)控機構(gòu)，從而使相應(yīng)的執(zhí)行機構(gòu)運行在計劃的工作曲線上。分功率控制技術(shù)的最大缺陷是無法最大化發(fā)揮發(fā)動機功率，當其中一泵因各種原因而應(yīng)該退出工作時，其功率無法被另外一泵所使用，使發(fā)動機處于“大馬拉小車”的工作狀態(tài)，因此不宜用于大型工程機械之中。二是總功率控制技術(shù)，即共用同一變量機構(gòu)，各泵保持同等流量，其作用于彈簧上的載荷為各泵工作載荷的加成。當總載荷的1/2值滿足彈簧預(yù)設(shè)值以后，主泵逐漸出現(xiàn)變量，其變量機理與單泵恒功率控制相同。

4.計算機控制功率優(yōu)化技術(shù)

傳統(tǒng)的恒功率控制技術(shù)難以實現(xiàn)控制系統(tǒng)和柴油機之間的良好匹配，油泵輸出扭矩遠達不到發(fā)送機最大輸出扭矩。同時，當柴油機性能下滑時，常因柴油機轉(zhuǎn)速較低而造成熄火。計算機功率優(yōu)化控制技術(shù)是將先進的計算機技術(shù)應(yīng)用到液壓控制系統(tǒng)之中，通過對系統(tǒng)運行參數(shù)的實時采集和智能化演算、分析，對柴油機轉(zhuǎn)速、油門開度、液壓泵排量等進行自動調(diào)節(jié)，以實現(xiàn)控制系統(tǒng)與柴油機之間的最佳匹配，同時使系統(tǒng)變得更加簡單化。

三、現(xiàn)代工程機械液壓系統(tǒng)故障的診斷辦法

1.直觀檢查

直接檢查即診斷人員憑借看、聽、摸等方式對液壓系統(tǒng)實施檢查，并結(jié)合個人診斷經(jīng)驗，分析、總結(jié)故障原因。直接檢查法的具體內(nèi)容如下：觀察液壓油顏色，并與正常顏色進行比較，分析油液是否變質(zhì)；部分液壓元件因長期在高溫、高負荷條件下作業(yè)，會發(fā)生顏色改變，可用肉眼直接觀察到。在液壓設(shè)備運轉(zhuǎn)期間，可通過設(shè)備聲音來判斷其狀態(tài)，若設(shè)備出現(xiàn)雜音，很可能是系統(tǒng)的內(nèi)部元件發(fā)生損壞；若聲音較為沉悶，應(yīng)著重檢查液壓油濃度是否異常，發(fā)現(xiàn)油液濃度過大時應(yīng)及時予以更換。觸摸也是一種有效的故障診斷方法，正常情況下液壓元件表面是光滑、細密的，若觸摸時有粗糙扎手的感覺，可初步判斷元件發(fā)生硬傷，比如設(shè)備在劇烈震動時，可能使一些元件之間發(fā)生碰撞，從而留下物理硬傷。

2.排除分析

排除分析法即借助對液壓系統(tǒng)的整體把握，依次將未發(fā)生故障的環(huán)節(jié)排除在外，逐漸明確故障診斷范圍，從而避免不必要的診斷環(huán)節(jié)，有效增加系統(tǒng)故障診斷的準確度。此外，以排除分析法為基礎(chǔ)，可進一步進行邏輯分析診斷，即借助對故障環(huán)節(jié)的分析，判斷故障出現(xiàn)的具體原因。

四、現(xiàn)代工程機械液壓系統(tǒng)的維護辦法

1.正確使用液壓油

液壓系統(tǒng)中經(jīng)常出現(xiàn)的各類故障及損壞情況，大多由于油液變質(zhì)和密封破壞所導(dǎo)致。為此，應(yīng)做好液壓油清洗工作，確保液壓油清潔。油品性能可依照實際需求來選用，并確保油品潔凈、無污染。

2.預(yù)防空氣進入

液壓系統(tǒng)中一旦混入空氣，會使油液產(chǎn)生泡沫，降低油液工作性能，并導(dǎo)致液壓執(zhí)行元件在運轉(zhuǎn)時出現(xiàn)力度不足、運行緩慢等情況。為此，要采取有效措施來防止空氣混入系統(tǒng)，特別是注意回油時不要帶入空氣，且不能使油箱內(nèi)液位低于回油管以下。若系統(tǒng)中已經(jīng)混入空氣，要盡快定位漏氣的位置，予以妥善修復(fù)，同時設(shè)法將混入系統(tǒng)內(nèi)的空氣排出。

3.延長液壓油濾芯使用壽命

首先，改善油液質(zhì)量。在確定液壓系統(tǒng)所需液壓油的清潔度等級后，應(yīng)盡可能維持這一清潔度等級，確保系統(tǒng)始終在該清潔度下運轉(zhuǎn)和工作，這樣可以有效避免因油液污染而導(dǎo)致的元件損壞，從而增加系統(tǒng)的使用年限。其次，防止液壓油污染。高污染侵入率會額外增加濾油器濾芯的工作負擔，導(dǎo)致濾油器失效或使用年限下降等。要想降低污染侵入率，關(guān)鍵是對可能進入系統(tǒng)的外界污染的通路進行封堵、限制。因此，應(yīng)對設(shè)備進行仔細檢查，確保設(shè)備油口等敞口處保持蓋好狀態(tài)；在對設(shè)備進行分解和重裝操作時，也要在經(jīng)過保護和潔凈處理的環(huán)境下進行，以免空氣粉塵等污染物混入系統(tǒng)之中。

4.日常維護

液壓執(zhí)行元件在長久使用之后，其殘留污物會干擾閥芯與閥體之間的配合，造成密封不足、動作失靈等，使液壓系統(tǒng)循環(huán)不暢。遇到這一情況，要對元件進行清洗或直接更換總成。液壓泵啟動前，應(yīng)將泵內(nèi)注滿油，避免液壓泵空轉(zhuǎn)受損。當液壓系統(tǒng)運行穩(wěn)定之后，維護人員要密切關(guān)注溫度、壓力等參數(shù)變化，并注意傾聽設(shè)備運轉(zhuǎn)有無雜音，一旦發(fā)現(xiàn)異常情況，要第一時間予以處理，以確保系統(tǒng)運行的安全、穩(wěn)定。

結(jié)語

液壓控制技術(shù)是工程機械領(lǐng)域的重要技術(shù)之一，其在大型機械制造業(yè)中發(fā)揮的作用與日俱增。但由于種種原因，在機械液壓系統(tǒng)的使用過程中經(jīng)常發(fā)生一些問題。為此，必須做好設(shè)備的故障檢修工作，及時地發(fā)現(xiàn)和處理問題，從而保障機械設(shè)備的安全、穩(wěn)定運行。

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