電液控制技術在渣包車上的應用與維修

秦衛國

【摘 要】本文簡要概述了電液控制技術分類、特點以及在渣包車的應用與維修。

【關鍵詞】電液控制技術；渣包車；電液比例控制技術

在冶煉行業，熔渣的駁運是至關重要的一個生產環節，而完成這一任務的主要工具就是渣罐運輸車（以下稱渣包車）。20世紀70年代以來，美國KRESS公司、ROYAL公司和德國KAMAG公司及瑞典GIA公司等相繼開發研制了載重 32～250t的輪式渣包車系列產品，并被世界各國冶煉廠廣泛采用。由于渣包車的采用，使冶煉廠渣處理環節中的嚴重污染得以有效的控制，在實際應用中取得了良好效果。近幾年來，國內相繼有一些廠家也對渣包車進行研發，例如：長沙凱瑞、中冶寶鋼、上海海鵬等相繼研制出自己的車型，技術已經趨于成熟，被國內外冶煉行業所采用。

1 渣包車是一種集機械安裝、電液控制、液壓驅動于一體的高技術密集型的車輛

特別是電液控制技術的應用，不僅簡化了渣包車的結構，而且極大提高了渣包車作業功率、作業效率，作業穩定性。

1.1 電液比例控制技術的特點

渣包車應用的是現在世界上最先進的電液比例控制技術。這種控制技術不僅具有可靠、價廉、節能、易維護特點，而且具有相當高精度和動態響應特點。比例元件的設計原理采用了多種形式的內反饋、動態反饋及電校正等手段，使閥的精度、響應、穩定性都得到了大幅度提高，穩態滯環減小到3%左右，工作頻寬可達25Hz。近年來，計算機的飛速發展帶來了控制領域的革命，出現了采用高速開關閥和步進電機拖動的數字式元件，以及以此為基礎的脈寬調制（PWM）型電液控制系統和數字增量控制（IDC）型電液控制系統。它們從抗干擾性和適應復雜環境的能力以及控制方式、控制策略上與傳統的電液控制系統有著顯著不同。

電液控制系統可分為閉環和開環兩種，采用閉環控制系統可提高執行元件輸出參數的控制精度，或實現特定的控制目標。通常電液伺服控制系統采用閉環控制。由于電液比例控制系統對工作介質清潔度無特殊要求，制造成本低，能量損失小，穩定和動態控制特性足以滿足大部分工程控制的要求，被廣泛應用于各個領域。

1.2 電液控制技術的組成

液壓系統按采用控制閥的性質分類，可分為普通液壓傳動系統、電液比例系統和電液伺服系統。電液比例控制技術系統中最重要的元件便是電液比例閥。電液比例閥的性能介于開關定值控制閥、伺服控制閥之間，結構較伺服控制閥簡單，價格較低且易于維護，它可根據輸入的電信號連續地控制液流參量，滿足一般液壓控制系統對控制性能的要求。

電液比例控制系統和電液伺服控制系統基本構成可以歸納如下：系統的指令及放大單元多采用電氣控制，其中，電—機械轉換器有動圈式、動鐵式電磁元件和伺服電動機、步進電動機等。它的功能是將放大器輸出的控制電流信號轉換成機械控制信號——力和位移。液壓轉換及放大元件是各類開關式、比例式或伺服式閥，實際是一個功率放大單元。液壓執行元件通常是液壓缸或液壓馬達。測量及反饋元件將執行元件輸出的動力參數或其它中間變量加以檢測并轉換為反饋量（電、液壓、機械）反饋到電—機械轉換器的輸出端。

渣包車采用的電液比例控制系統采用電液比例壓力閥或比例流量閥來替代普通液壓系統中的多級調壓回路或多級調速回路，這樣不僅簡化了系統，而且可實現復雜的程序控制及遠距離信號傳輸，便于計算機控制。長沙凱瑞渣包車液壓系統控制器PLC（Programmable Logic Controller）、瑞典渣包車液力傳動控制系統APC（Advance Process Control）100及發動機控制系統EMS（Engine Management System）都是計算機控制技術的成功應用。

電液比例控制系統，由動鐵式或動圈式電磁元件來完成電能——機械能的轉換，移動先導油控制閥芯，高壓的先導油利用壓力能來移動主控制閥芯，來控制主油流通斷及方向，操縱執行元件油缸或是油馬達完成相應動作，從而達到完成各項任務的目的。

1.3 電液控制技術的發展方向

液壓系統無論怎樣復雜，總是由一些基本回路和特殊回路組合而成，基本回路是用液壓元件組成并能完成特定功能的油路結構。隨著現代工業的發展，對液壓技術提出了更高的要求，不僅要求基本回路能夠完成某項特定功能，還要求它們具有安全可靠、節能、低噪聲、無泄漏和維護簡單等功能。基本回路和液壓元件都在不斷增加、演變和趨向更加完善的境界。

現在的電液控制技術逐漸向集成化和智能化方向的發展。從技術構成上，電液控制是集液壓技術、微電子技術、傳感檢測技術、計算機控制及現代控制理論等眾多學科于一體的高交叉性、高綜合性的技術學科，具有顯著的機電液一體化特征。從元器件結構組成上，往往是集傳感器、控制放大器、執行器于一身，構成集成化功能單元，而系統應用上則趨向于采用集成單元來實現復合功能。無論從元件的開發研究，還是系統的構成，以機敏材料為代表的智能材料的引入，傳感檢測技術的不斷進步，以及包括模糊理論、人工神經網絡在內的新的智能化控制策略與手段的不斷成功運用，使得系統及元件的自學習、自適應機能得到充分提高，當代的電液控制技術越來越呈現出智能化的趨勢。

2 渣包車電液控制系統維修實例

電液控制方面的維修，必須對設備的維修手冊進行細致的閱讀，充分了解設備應用的電液控制技術的工作原理與設備上實際結構，才能又準又快的判斷故障所在，完成相應的維修任務。

2.1 GIA渣包車K350SH60出現亂檔故障，故障現象為倒檔1.2.3.4正常，前進4檔正常。如果檔位處在1.2.3檔的位置，車輛就倒車，沒有空檔和前進檔。只有在4檔的位置才有空檔。

通過對換檔電磁閥激活狀態的分析：

空 檔：電磁閥 S1 S2 S6 得電

前進1檔：電磁閥 S1 S2 S3 S6 得電

前進2檔：電磁閥 S2 S3 S6 得電

前進3檔：電磁閥 S3 S6 得電

前進4檔：電磁閥 S3 得電

倒退1檔：電磁閥 S1 S2 S4 S6 得電

倒退2檔：電磁閥 S2 S4 S6 得電

倒退3檔：電磁閥 S4 S6 得電

倒退4檔：電磁閥 S4 得電

根據以上癥狀分析，應為電磁閥S4與S6連電引起，對這兩個電磁閥的線路進行整理，故障排除。這個例子說明，必須對檔位控制電路有充分的了解，才能準確判斷故障所在，否則，將無法完成此故障的維修。

2.2 美國渣包車P-160CSE出現過一個故障，液壓油溫度一高，大約80°左右，翻包機構就不動作，翻包電磁閥得電，并且聽到電磁線圈的動作的聲音。很明顯的故障原因是翻包控制閥卡滯。開始懷疑控制閥閥芯有問題，拉出閥芯，也看到閥芯上有損傷，然后更換了閥芯，故障現象暫時排除。但是，接下來的使用中，又出現了不翻包的故障現象，和以前的癥狀相同。只有對故障進行進一步分析。我們把舉升電磁線圈換到翻包控制閥上，可以翻包，就開始懷疑翻包電磁線圈產生的磁力不夠。用萬用表測量了翻包電磁線圈電壓后，發現只有22V，而舉升電磁線圈的電壓可達到26V。確定翻包電磁線圈得到的電壓過低，因而產生的磁力不足，在液壓油熱時，控制閥偶件阻力增大，拉不動閥芯。通過對美國渣包車P-160CSE使用維護說明書的了解，這個電壓是可以通過PLC進行調整的。然后根據說明書上的調整方法對翻包電磁閥的電壓做了相應調整后，故障現象排除。這個例子告訴我們，充分了解使用說明書的重要性。

3 結束語

以上是筆者根據多年渣包車管理工作中總結的一些經驗，與各位同仁共享，希望能給大家帶來一些幫助。

【參考文獻】

[1]王益群，高殿榮.液壓工程師手冊[M].

[2]易孟林.電液控制技術[M].

[責任編輯：湯靜]