工程机械液压控制系统技术研究

作为一种实际应用效果良好的控制系统，工程机械液压系统在近期得到了长足的发展和进步。该项课题的研究，将会更好地提升液压控制系统的实际效果，从而保证工程机械的良好运转。本文从概述相关内容着手本课题的研究。

一、概述

在城市建设日新月异的今天，大型工程机械已经成为城市工程项目中不可或缺的工具。而液压控制系统是大型工程机械中最为重要的组成部分，起到控制和稳定的作用。工程机械在作业当中，负荷变化非常大，有时候功率从零直接加到无穷大，这也就需要机械的控制系统要迅速地做出调整；另外，工程机械在操作的过程中，机械的多个部件往往需要同时工作，控制系统需要传动和控制相协调，这也对机械的液压系统带来了很大的考验。液压控制系统主要用于工程机械的控制系统当中，其工作原理就是把机械能先转化为液压能，然后经过调节和分配之后，再把液压能转化为机械能，以达到对机械各个部件进行控制的目的。当液压泵受到发动机传输过来的机械能后，液压阀对系统的压力、方向、流量等进行调整，使其达到要求的指标。液压控制系统具有许多优点，比如占用空间小，操作灵活方便等，其自动程度非常高，操作起来十分方便，因此系统的使用越来越广泛。但是，这也带来了一些问题，因为液压控制系统的内部结构非常复杂，科技含量也非常高，操作人员必须了解系统的工作原理，正确操作以防出现问题，而且对液压系统的维护保养就成了非常必要的环节，这也就需要维护人员深入地了解液压系统结构与原理，定期对液压系统进行维护，以保证液压系统能够始终处于最佳的工作状态。

二、工程机械液压控制系统的技术分析

1.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。

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。

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。

三、液压系统故障诊断的基本技能和方法

技术维修人员要对液压系统的基本结构掌握好，弄清楚整体液压系统的工作原理和各主要部件的主要功能，并且对液压元件的使用特点进行详细的了解。在掌握了上述基本的技能之后，还要有一定的液压设备运行管理经验，提高处理紧急情况的能力。维修技术人员，还需要学会使用基本的检测仪器，在凭个人经验技术不能确定液压设备故障的情况下，需要使用相关的专业检测仪器进行故障检测，以提高故障检测的准确率。常见诊断方法介绍：

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。具体说来，要观察液压油的颜色，通过和相应的标准进行对比，得出合理的结论，一些液压元件，由于使用温度的变化，也会导致颜色发生变化，比较常见的，是银白色的液压元件，在高温、高负荷的工作环境下，会逐渐变成暗黄色，时间长了，如果液压元件超负荷运转时间长了，就容易出现颜色的明显变化，这就通过肉眼的观察，可以直接得出结果。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。

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。

四、工程机械液压控制系统的维护

1.液压油的选择与更换

液压油的化学成分会在液压系统的工作过程中发生变化，因此经过长时间的使用，油液的性能就会降低，无法满足液压系统的需要，此时就需要对系统中的液压油进行更换。更换液压油应使用设计要求的液压油型号。为了防止发生化学变化，不能混合使用不同型号的液压油。在液压系统使用过程中，油液可能会对系统产生污染，油液污染容易是引起系统的故障。这种因素给设备的威胁是很普遍的，由其引起的故障数量占到系统故障总量的70%～80%。所以，预防液压系统的污染应当在使用过程引起的足够重视。首先需要提高油液的清洁度，油液中存在的污染物，会对系统元件寿命和稳定性造成危害，油液的清洁度不高是引起液压系统故障的主要因素。

2.防止固体杂质混入液压系统

清洁的液压油是液压系统的生命。液压系统中有许多精密偶件，有的设阻尼小孔或缝隙等。若固体杂质入侵将造成精密偶件拉伤、发卡、油道堵塞等，危及液压系统的安全运行。一般固体物质入侵途径有：液压油不洁；加油工具不洁；加油和维修、保养不慎；液压元件脱屑等。

3.防止空气和水入侵液压系统

（1）要防止空气入侵液压系统

在常压常温下液压油中含有容积比为6%～8%的空气，压力降低时空气会从油中游离出来，气泡破裂使液压元件“气蚀”，产生噪声。大量的空气进入油液中将使“气蚀”现象加剧，液压油压缩性增大，工作不稳定，降低工作效率，执行元件出现“爬行”等不良后果。另外，空气还会使液压油氧化，加速其变质。

（2）要防止水入侵液压系统

液压油中含有过量水分会使液压元件锈蚀，油液乳化变质、润滑油膜强度降低，加速机械磨损。除了维修保养时要防止水分入侵外，还要注意储油桶不用时要拧紧盖子，最好倒置放置。

五、结语

通过对工程机械液压控制系统技术的相关研究，我们可以发现，在当前条件下，液压控制系统故障的判断方法是多样的，有关人员应该从工程机械液压控制系统的客观实际出发，研究制定最为科学合理的液压控制系统技术实施方案。

作者：石宣喜 单位：中国水利水电第十一工程局有限公司