论文部分内容阅读
摘 要：液壓控制技术在机械设备中的应用，有效提高了设备的控制效果和安全可靠性。基于此，本文首先阐述了当前工程机械液压控制技术研究现状，在此基础上通过分析筑路机械中液压控制技术的实际应用要点，探讨了其故障问题并提出了其相关解决措施。
关键词：筑路机械;液压控制技术;发展现状;技术应用;故障及措施
中图分类号：U415 文献标识码：A 文章编号：2096-6903（2020）07-0000-00
1筑路机械中液压控制技术的应用
1.1液压系统的分类
在筑路机械中，液压系统的使用主要分为闭式回路和开式回路两种，其中采用闭式回路液压系统的有单钢轮振动压路机和双钢轮振动压路机等，而全液压挖掘机和装载机等则采用闭式回路液压系统。
这两种系统的区别在于闭式回路液压系统是静态的，系统由主油泵、散热器、工作装置和滤芯组成，液压油通过补油泵进入系统之后，系统整体保持固定数值，工作中工作装置泄出的油量流回油箱，实现从补油泵中补充系统缺失的油，使系统压力和流量保持稳定状态。开式回路液压系统为动态，液压油经主油泵、分配阀动态控制到工作装置，可以对液压动作力量和速度进行控制。这些装置与油箱组成回路系统。实际筑路机械中应用开式回路或者闭式回路，需要由机械工作性质决定[1]。
1.2液压泵控制技术
在筑路机械使用中往往面临复杂的公路施工条件，因此其运行中难以实现有效控制，为保障筑路机械运行良好，减少外界因素对机械性能影响，避免产生质量问题。需要在筑路机械中应用液压泵控制技术，以降低质量风险。当前液压泵控制技术实际应用主要包含两方面内容。
首先是功率控制，有分功率控制、总功率控制等几种方式。（1）分功率控制。这种控制形式特点就是两泵占发动机功率均为50%，且相互之间独立、无相互作用产生，其不足之处在于易出现其中一个泵功率不足或过大情况;（2）总功率控制。依照两泵压力和对泵的排量控制，当两者排量始终一致情时，其对于实际一个泵高压小流量、一个泵低压大流量的要求难以满足;（3）功率交叉控制方式是在其中一个泵变量控制机械中分别引入另一个泵的压力油，该泵在另一个泵较低压力作用下会产生较大功率输出，从而解决两泵流量相当问题从而实现功率的有效利用;（4）压力切断控制，适用于输出压力大于设定值的情况，其可有效减少泵的流量，但使用中需与其它控制方式相配合。
其次是流量控制，其排量控制可以应用于泵轴转速稳定不变的情况，其控制系统有手动流量控制系统、电动流量控制系统和正流量控制系统等。流量控制与功率控制是相互配合的，共同形成组合控制。实际应用中要做到分工况控制，即需根据实际工况选择好油门开度、泵排量等。以选择的模式开关确定作业模式，各种作业模式下消耗功率占比为常数，排量控制即通过对电流输入比例泵、调节变量机构控制的实现。不同模式下电流、排量存在差异，由步进马达合理调节发动机油门开度，实现各种工况下合理的功率输出，降低实际工作中功率损耗。
1.3负载反馈控制技术
由于筑路机械在实际使用中，其作业对象复杂、负载变化大，因此不利于手动或电动控制实现微动调节，此外多联多路阀相互存在影响。而负载传感技术可以有效解决这些问题，并且全部将泵的流量应用到负载，实现系统有效节能。将负载反馈液压系统分为两种，即泵控负载反馈系统和阀控负载反馈系统。
第一是泵控负载反馈控制技术，其液压系统根据换向阀两端压差变化、换向阀流量与压差对象关系，通过负载传感阀对变量泵流量进行控制，使得变量泵的输出流量、换向阀开口间匹配。负载反馈系统可以稳定控制速度，在多个执行元件工作状态下，负载最大支路压力补偿阀全开进行负载检测。其它支路上压力补偿阀部分打开以自动变节流口，补偿最大负载压力差。进入执行元件流量相关的为换向阀开关，避免了负载变化、执行元件间干扰等问题。
第二是阀控负载反馈控制技术，阀控负载反馈系统组成有液压泵、压力补偿阀和换向阀可变节流口等，通过换向阀泵的供油形成负载压力作用于执行机构。受负载压力传感信号控制，负载传感控制阀以压力补偿作用使换向阀口两端压差不变，当系统压力超过复压压力时，其差值为一压差。此情况下，换向阀流过流量与负载大小无关，而与换向阀开度面积相关，通过良好调节执行机构运动速度，可降低溢流压力损失[2]。
1.4先导控制技术
先导式控制技术操作简单、灵活，手动操作下会产生对较大功率主阀芯控制的控制信号，实际应用于筑路机械中的有以下几种形式。
（1）方向控制，即先导阀产生控制油控制多路阀主阀。先导阀主要应用先导减压阀、先导溢流阀等，可以组成筑路机械中需要的液压桥路双节流阀、高速开关阀。
（2）排量控制，先导阀产生控制油还可实现对液压泵变量机构的控制，一般在闭式回路容积调速方面有所应用，可以通过该方式结合实际工况调整执行元件的速度。
（3）轮式车辆转向系统中，可以采用有助力作用的随动式先导阀，这种先导阀有位置反馈作用、功率放大作用，可有效降低操作人员的工作强度。
（4）先导式压力控制阀可以调定系统压力。
这些控制方式需要采用手动控制杆控制油路，其不足之处在于在一个手柄有限的控制范围下难以发挥更大作用。电子控制技术的产生和应用，推动了先导遥控控制技术的发展，根据电动控制杆操作发出的电气信号，可以驱动电磁阀或电磁比例方向阀，工作人员通过一个手柄可实现多路阀操作，大大提高了便利性。
1.5伺服控制技术
该控制技术通过微弱电信号转换为机械位移量，将其转换放大之后，可以成为与原电信号成比例的液压功率输出，然后对机械活动依次驱动。一般情况下，电液伺服控制系统属于负反馈闭环控制系统，输入信号之后，筑路机械即可自动运行，快速准确复现变化规律。其优势在于体积小、功率放大系数高、线性度好、灵敏度强等，因此高精度电液伺服控制系统应用广泛。 2筑路機械中液压系统故障与处理措施
2.1系统噪声与振动
液压泵长期工作下零件磨损等会产生噪声，因此需加强对液压泵的维护保养，如果是困油问题产生较大噪声，则需拆检泵，减少卸荷槽尺寸位置，将困油现象消除。如果是泄露导致流量不足，需要进行更换和修理。对于控制阀引起的噪声和振动问题，其中溢流阀不稳定而导致系统压力波动产生噪声，需要及时清洗，将阻尼孔内零件清洁疏通，及时更换过度磨损的零部件。当换向阀调整不当时会出现快速切换现象而产生噪音，对此需对控制油路节流元件调整，以降低液压冲击。
2.2执行元件爬行
执行元件爬行属于不正常运动状态，会引发大距离跳动，主要原因与处理措施：（1）当空气压缩性较大时，液体含有的气泡到达高压区后会遭到强烈压缩，导致油液体积改变、执行元件爬行，因此需要在系统回路高出设置好排气装置。（2）当相对运动部件间存在较大摩擦阻力时会导致爬行现象。因此需要检查维修液压缸内圆柱面和活塞等零件表面粗糙度、形位公差，做好液压油清洁工作，避免运动件表面间存在脏物。
3结语
随着液压控制技术在筑路机械中的应用，使得筑路机械性能进一步提升和发展，但其当前仍处于发展阶段，还需进行深入研究，通过本文研究可知结合先进传感器技术和微电子技术可使筑路机械技术更加成熟、先进。
参考文献
[1]丛力.液压控制技术在筑路机械中的应用[J].黑龙江科技信息，2014（5）：7.
[2]方强，张静斌.液压控制技术在筑路机械中的应用[J].城市建设，2012（36）：1-3.
收稿日期：2020-05-08
作者简介：付玉强（1978—），男，甘肃定西人，工程硕士，高级工程师，研究方向：筑路机械、机电工程。
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
关键词：筑路机械;液压控制技术;发展现状;技术应用;故障及措施
中图分类号：U415 文献标识码：A 文章编号：2096-6903（2020）07-0000-00
1筑路机械中液压控制技术的应用
1.1液压系统的分类
在筑路机械中，液压系统的使用主要分为闭式回路和开式回路两种，其中采用闭式回路液压系统的有单钢轮振动压路机和双钢轮振动压路机等，而全液压挖掘机和装载机等则采用闭式回路液压系统。
这两种系统的区别在于闭式回路液压系统是静态的，系统由主油泵、散热器、工作装置和滤芯组成，液压油通过补油泵进入系统之后，系统整体保持固定数值，工作中工作装置泄出的油量流回油箱，实现从补油泵中补充系统缺失的油，使系统压力和流量保持稳定状态。开式回路液压系统为动态，液压油经主油泵、分配阀动态控制到工作装置，可以对液压动作力量和速度进行控制。这些装置与油箱组成回路系统。实际筑路机械中应用开式回路或者闭式回路，需要由机械工作性质决定[1]。
1.2液压泵控制技术
在筑路机械使用中往往面临复杂的公路施工条件，因此其运行中难以实现有效控制，为保障筑路机械运行良好，减少外界因素对机械性能影响，避免产生质量问题。需要在筑路机械中应用液压泵控制技术，以降低质量风险。当前液压泵控制技术实际应用主要包含两方面内容。
首先是功率控制，有分功率控制、总功率控制等几种方式。（1）分功率控制。这种控制形式特点就是两泵占发动机功率均为50%，且相互之间独立、无相互作用产生，其不足之处在于易出现其中一个泵功率不足或过大情况;（2）总功率控制。依照两泵压力和对泵的排量控制，当两者排量始终一致情时，其对于实际一个泵高压小流量、一个泵低压大流量的要求难以满足;（3）功率交叉控制方式是在其中一个泵变量控制机械中分别引入另一个泵的压力油，该泵在另一个泵较低压力作用下会产生较大功率输出，从而解决两泵流量相当问题从而实现功率的有效利用;（4）压力切断控制，适用于输出压力大于设定值的情况，其可有效减少泵的流量，但使用中需与其它控制方式相配合。
其次是流量控制，其排量控制可以应用于泵轴转速稳定不变的情况，其控制系统有手动流量控制系统、电动流量控制系统和正流量控制系统等。流量控制与功率控制是相互配合的，共同形成组合控制。实际应用中要做到分工况控制，即需根据实际工况选择好油门开度、泵排量等。以选择的模式开关确定作业模式，各种作业模式下消耗功率占比为常数，排量控制即通过对电流输入比例泵、调节变量机构控制的实现。不同模式下电流、排量存在差异，由步进马达合理调节发动机油门开度，实现各种工况下合理的功率输出，降低实际工作中功率损耗。
1.3负载反馈控制技术
由于筑路机械在实际使用中，其作业对象复杂、负载变化大，因此不利于手动或电动控制实现微动调节，此外多联多路阀相互存在影响。而负载传感技术可以有效解决这些问题，并且全部将泵的流量应用到负载，实现系统有效节能。将负载反馈液压系统分为两种，即泵控负载反馈系统和阀控负载反馈系统。
第一是泵控负载反馈控制技术，其液压系统根据换向阀两端压差变化、换向阀流量与压差对象关系，通过负载传感阀对变量泵流量进行控制，使得变量泵的输出流量、换向阀开口间匹配。负载反馈系统可以稳定控制速度，在多个执行元件工作状态下，负载最大支路压力补偿阀全开进行负载检测。其它支路上压力补偿阀部分打开以自动变节流口，补偿最大负载压力差。进入执行元件流量相关的为换向阀开关，避免了负载变化、执行元件间干扰等问题。
第二是阀控负载反馈控制技术，阀控负载反馈系统组成有液压泵、压力补偿阀和换向阀可变节流口等，通过换向阀泵的供油形成负载压力作用于执行机构。受负载压力传感信号控制，负载传感控制阀以压力补偿作用使换向阀口两端压差不变，当系统压力超过复压压力时，其差值为一压差。此情况下，换向阀流过流量与负载大小无关，而与换向阀开度面积相关，通过良好调节执行机构运动速度，可降低溢流压力损失[2]。
1.4先导控制技术
先导式控制技术操作简单、灵活，手动操作下会产生对较大功率主阀芯控制的控制信号，实际应用于筑路机械中的有以下几种形式。
（1）方向控制，即先导阀产生控制油控制多路阀主阀。先导阀主要应用先导减压阀、先导溢流阀等，可以组成筑路机械中需要的液压桥路双节流阀、高速开关阀。
（2）排量控制，先导阀产生控制油还可实现对液压泵变量机构的控制，一般在闭式回路容积调速方面有所应用，可以通过该方式结合实际工况调整执行元件的速度。
（3）轮式车辆转向系统中，可以采用有助力作用的随动式先导阀，这种先导阀有位置反馈作用、功率放大作用，可有效降低操作人员的工作强度。
（4）先导式压力控制阀可以调定系统压力。
这些控制方式需要采用手动控制杆控制油路，其不足之处在于在一个手柄有限的控制范围下难以发挥更大作用。电子控制技术的产生和应用，推动了先导遥控控制技术的发展，根据电动控制杆操作发出的电气信号，可以驱动电磁阀或电磁比例方向阀，工作人员通过一个手柄可实现多路阀操作，大大提高了便利性。
1.5伺服控制技术
该控制技术通过微弱电信号转换为机械位移量，将其转换放大之后，可以成为与原电信号成比例的液压功率输出，然后对机械活动依次驱动。一般情况下，电液伺服控制系统属于负反馈闭环控制系统，输入信号之后，筑路机械即可自动运行，快速准确复现变化规律。其优势在于体积小、功率放大系数高、线性度好、灵敏度强等，因此高精度电液伺服控制系统应用广泛。 2筑路機械中液压系统故障与处理措施
2.1系统噪声与振动
液压泵长期工作下零件磨损等会产生噪声，因此需加强对液压泵的维护保养，如果是困油问题产生较大噪声，则需拆检泵，减少卸荷槽尺寸位置，将困油现象消除。如果是泄露导致流量不足，需要进行更换和修理。对于控制阀引起的噪声和振动问题，其中溢流阀不稳定而导致系统压力波动产生噪声，需要及时清洗，将阻尼孔内零件清洁疏通，及时更换过度磨损的零部件。当换向阀调整不当时会出现快速切换现象而产生噪音，对此需对控制油路节流元件调整，以降低液压冲击。
2.2执行元件爬行
执行元件爬行属于不正常运动状态，会引发大距离跳动，主要原因与处理措施：（1）当空气压缩性较大时，液体含有的气泡到达高压区后会遭到强烈压缩，导致油液体积改变、执行元件爬行，因此需要在系统回路高出设置好排气装置。（2）当相对运动部件间存在较大摩擦阻力时会导致爬行现象。因此需要检查维修液压缸内圆柱面和活塞等零件表面粗糙度、形位公差，做好液压油清洁工作，避免运动件表面间存在脏物。
3结语
随着液压控制技术在筑路机械中的应用，使得筑路机械性能进一步提升和发展，但其当前仍处于发展阶段，还需进行深入研究，通过本文研究可知结合先进传感器技术和微电子技术可使筑路机械技术更加成熟、先进。
参考文献
[1]丛力.液压控制技术在筑路机械中的应用[J].黑龙江科技信息，2014（5）：7.
[2]方强，张静斌.液压控制技术在筑路机械中的应用[J].城市建设，2012（36）：1-3.
收稿日期：2020-05-08
作者简介：付玉强（1978—），男，甘肃定西人，工程硕士，高级工程师，研究方向：筑路机械、机电工程。
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