工程机械液压控制系统技术

司玉校

摘要：工程机械液压控制系统是一种先进的、现代化的管理控制系统，在工程机械中应用的十分广泛，可以对机械的动力和能源进行有效的控制，防止运行异常和故障的发生，显著提高了工程机械的安全性，促进了工程建设的顺利开展。本文将对工程机械液压控制系统的控制技术加以分析，并论述系统的故障诊断和维护方法，以期提高系统的控制效果，确保工程机械液压控制系统稳定、可靠的运行。

关键词：工程机械；液压控制系统；控制技术；维护

随着科技的快速发展，我国的建设工程也在向着自动化、机械化的方向转变，各种机械设备的应用不仅减轻了施工人员的劳动强度，而且大幅度提高了施工效率和施工质量，降低了安全事故的发生概率。为了保证工程机械的稳定运转，需要采用液压控制系统对工程机械的功率和流量进行实时、精确的调整，使机械零部件之间保持协同作业，排除液压系统中的安全隐患，确保工程机械始终处于最佳的工作状态，从而为工程建设提供可靠的保障。

一、工程机械液压控制系统的技术分析

1、功率控制

液压控制系统工作时，负载的大小决定了其压力的大小，因此压力不是其液压系统固有的参数，压力是载荷的一种反应，而真正能够对液压系统功率起到控制的是液压系统的流量。因此，下面分别从液压泵和液压阀的流量控制来进行分析。

流量的改变可以由改变液压泵的排量和转速来控制。如果采用液压泵转速进行调节，称之为变频调速，如果采用液压泵排量进行变速，称之为容积速调。在工程机械的工作过程中，由于外在负荷变化会使发动机的转速不稳，而柴油机的转速一般要求相对稳定，如果转速不稳，也要通过一定方式对其进行控制。因而，在控制液压泵的流量时，在假设其转速稳定的情况下，对液压泵流量进行控制，液压泵输出的流量由液压阀进行二次调节。

在工程机械中，比例控制阀实际上属于可变液阻，并联液压回路的泵侧的压力是相等的，各支路的流量是由并联液阻的绝对值和相对值决定的。液压阀的开度和阀的压降决定了液压阀的流量，而液压阀的压降的决定因素是外部的负载，这种外在的负载是难以控制的，液压阀压降的变化也比较大，而且液压阀压降还跟机械装置的姿态和工作环境有关，因此只有对液压阀的开度进行控制才能实现对液压阀流量的控制。

2、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。

3、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。

4、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。

二、液压控制系统故障诊断的基本技能和方法

由于液压控制系统的科技含量较高，内部构造复杂，一旦发生异常和故障将会给工程机械的运行带来不利的影响。为了尽可能的降低液压控制系统的故障率，需要技术人员了解系统的常见故障，掌握故障诊断的方法，以便及时的发现和解决故障问题，避免故障的扩大和蔓延，保证工程机械的持续运转。常用的故障诊断方法有直观检查法和排除分析法，对于不同的故障采用合理的诊断技术，才能降低维修成本，提高维修效率，保证液压控制系统故障诊断工作的合理开展。

直观检查法是利用看、听、触等感官器官对液压控制系统进行故障检测的方法，对技术人员的工作经验和技术水平有着较高的要求，诊断结果也比较容易受到技术人员主观因素的影响。技术人员可以通过观察液压油的颜色，测试液压元件的温度，与液压控制系统正常状态下的指标数据进行对比，即可判断液压系统是否出现了故障。排除分析法就是运用先进的检测仪器和设备逐步探测液压元件，将不可能的故障排除在外，逐步缩小故障范围，最终得到准确的检测结果。该方法虽然检测精度较高，但是检测的效率相对较低，需要技术人员结合液压控制系统的实际运行情况对故障点加以排除和分析。

三、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，油液污染容易引起系统的故障，所以，预防液压系统的污染应当引起的足够重视，要提高油液的清洁度。

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。

结语:工程机械液压控制系统的运行情况将对工程机械的工作效率和节能效果产生直观的影响，技术人员应加强对液压控制系统的研究，了解系统控制原理和常见的故障诊断方法，以便在系统运行异常时第一时间采取措施，使液压控制系统尽早的恢复功能。同时，技术人员还要定期对液压控制系统进行维护，从源头上对系统故障进行防控，使液压控制系统在工程机械中发挥最大化的效用，从而为工程建设顺利、高效的开展奠定坚实的基础。

参考文献

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