工程機械液壓系統動力匹配及控制技術研究

王立行

（江蘇省交通工程集團有限公司南京分公司，江蘇 南京 211500）

1 工程機械液壓系統動力匹配控制技術

1.1 定量泵

以前在進行機械系統設計時，許多工程項目都可以應用定量泵設計的方式。其原則便是：工作流量和工作壓力的乘積不能高于凈功率，也就是：

這其中，η屬于液壓泵的整體效率。

然而在實際應用的時候，由于功率系數相對偏低，同時很難展現出特有的控制功能，使得性能不佳。基本上主要會在一些小型起重機或者車吊產品中應用較多。

1.2 單泵恒功率控制

在單泵控制系統之中，主要依靠變量控制的方式，對當前的變量泵排量予以有效控制。早期在進行恒功率控制的時候，主要將重心更多放在彈簧彈力部分，以此起到流量控制的效果。這其中，工作曲線屬于折線，等到系統自身的壓力水平達到了設定要求后，排量數據就會持續下降；等到壓力能夠克服彈簧設定的壓力之后，曲線斜度也會發生一定轉變。通過采取這種控制的方式，促使離散數據與常數不斷靠近，同時還能提升發動機的功率，并使得發動機的整體水平有所提升，不會產生過載的情況，造成不必要的熄火。

1.3 雙泵恒功率控制

1）分功率技術

所謂分功率控制，主要是基于多個泵自身原有機構的功率需求，通過一定比例，分配到每一個泵之中。在開展功率控制工作的時候，每一個泵都有著單獨的控制機構，從而可以讓現有的執行機構，在提前設置的工作曲線之中完成正常工作［1]。

2）總功率技術

相比于分功率控制技術，總功率控制可以使得發動機的應用效果得到全面提升，同時多個泵的功率還能做到有效互補。如果有任何一個泵出現了無法正常工作的情況時，其功率就能讓其他泵展開使用。但是，自身最大問題便是能量損耗過高，同時很難對多個機構應用不同速度予以控制。

3）交叉傳感控制技術

對交叉傳感控制系統來說，最早誕生于上世紀80年代，主要基于以上兩種技術本身，通過進一步研究而產生的全新功率控制技術。由此可以發現，該技術在對分功率控制的時候，可以采取交叉控制的方式，促使多個泵的壓力整合在一起。每一個泵都有著特有的變量機構，所以彼此的流量可以有所區別，但同時如果某個泵原有的利用系數并未達到整體功率的一半時，剩余的全部功率就能被其他泵所使用。如果兩個泵的整體功率都可以達到了一半，則基本上整體功率都能被分開應用。此類技術集合了兩種功率控制方式的全部優勢，而且又能將其缺點完全摒棄，因此算作是一種非常有效的控制系統。

4）負反饋技術

盡管交叉傳感控制技術有著多方面優勢，可以促使發動機的整體功率得到有效應用。但是，僅僅只能在兩個主泵之中有所應用。而如果面對的是多泵控制系統，因為每一個泵并沒有保持在同時工作的狀態中，亦或者多個泵已經在正常工作，但排量并未達到最大，以及未能達到最高壓力水平，如此會使得工作人員無法有效明確變量泵的輸出功率。這樣一來，在進行功率設計的時候，很容易產生超載或者十分保守的情況。

1.4 計算機控制功率優化

伴隨電腦技術的持續進步，在進入21世紀之后，許多新型電腦技術都逐步在動力匹配和控制技術中得到廣泛應用，并取得了非常好的效果。早期在進行恒功率控制工作的時候，控制系統的設計模式極為保守，使得油泵輸出扭矩相比于最大扭矩，差異非常大。不僅如此，若是柴油機的性能若是有所下滑，很容易造成柴油機轉速快速降低，從而發生熄火。為了改進這一情況，就可以嘗試采取計算機控制優化的方式，其內部包含多種不同的工作模式，同時怠速模式也有多個種類。用戶在使用的時候，可以基于負載數據本身和目前工作的實際情況，合理展開選擇，每一類模式都會有一個特定的油門有所對應。當工作模式設定完畢后，電腦進行同步，向電機傳輸指令，給油門設置一個開度，而且控制系統能夠基于現有的工作模式，在系統數據庫之中，查到當前柴油機的目標轉速。此外，在系統之中，同時設有輸出模式，也就是最大模式和最低模式。在最大模式中，功率會在短時間升至最高，而在最低模式中，功率則最小，也最為省油。在完成模式設置之后，此時需要對柴油機展開檢測，把握其轉速變化，以此可以讓發動機一直處在規定轉速范圍之中運行［2]。

從目前情況來看，相關研究工作仍然處在前期試驗階段。在系統內部，現有CPU中提前設置好，用戶需要基于原有的模式進行選擇，實際可以選擇的模式非常有限，很難滿足用戶的各方面要求。在混凝土泵車行業之中，現如今出現了轉速閉環控制裝置，此類裝置主要通過利用PID的控制方式，對輸出轉速予以合理調節，以此可以有效降低功率提升之后產生的波動效果，讓系統基于不同的負荷，時刻處在同一轉速狀態。另外，該系統還能有效提高輸出功率和工作效率，使得柴油機即便處在低轉速狀態，同樣不會由于過載的情況，發生怠速或者熄火。正是這一因素，使得系統和柴油機的匹配能夠得到全面優化。

2 結語

綜上所述，對液壓系統動力控制技術來說，在工程項目之中得到應用之后，可以有效提升機器設備的多方面性能，促使機器能夠更好地適應各類作業環境，提升了設備的綜合水平。