液壓機(jī)械節(jié)能控制技術(shù)發(fā)展淺議

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摘要：現(xiàn)如今，在我國(guó)工程機(jī)械技術(shù)水平不斷提高的背景下，各種新技術(shù)在工程機(jī)械發(fā)展中得到了有效應(yīng)用，其種類也在不斷增加。特別是工程機(jī)械中的液壓系統(tǒng)，不僅可以促進(jìn)能量之間的轉(zhuǎn)換，還具有調(diào)節(jié)范圍大等特點(diǎn)。但是，其在應(yīng)用中存在消耗能量等現(xiàn)象。基于此，本文對(duì)液壓機(jī)械節(jié)能控制技術(shù)發(fā)展情況進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞：液壓機(jī)械；節(jié)能控制技術(shù)；發(fā)展探討

0引言

在對(duì)液壓機(jī)械系統(tǒng)的特點(diǎn)進(jìn)行分析時(shí)，發(fā)現(xiàn)其功率密度大，輸出力也比較大。再加上，節(jié)流閥等閥控元件的存在，如果長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行就會(huì)出現(xiàn)節(jié)流損失，這會(huì)增加工程機(jī)械的工作效率，滿足工程機(jī)械的需求量。這就需要加強(qiáng)節(jié)能技術(shù)在其中的有效應(yīng)用，降低液壓機(jī)械在運(yùn)行中的能耗，保證液壓機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。

1發(fā)展背景

20世紀(jì)，我國(guó)為了促進(jìn)工程事業(yè)的發(fā)展，就已經(jīng)研制出了不同的工程機(jī)械和液壓設(shè)備。特別是裝載機(jī)和挖掘機(jī)在其中的有效應(yīng)用，可以讓機(jī)械液壓慢慢地從傳統(tǒng)形式轉(zhuǎn)變成了節(jié)能的形式，促進(jìn)控制技術(shù)轉(zhuǎn)變形式，保證種類的多樣化，一般包括液壓夯和液壓剪等，并且這些新設(shè)備的功能全面，功率也比大等。特別是液壓挖掘機(jī)在應(yīng)用的過程中，可能會(huì)出現(xiàn)大量的能耗[1]。因此，相關(guān)學(xué)者對(duì)液壓機(jī)械的節(jié)能控制技術(shù)進(jìn)行了研究，加強(qiáng)了對(duì)此疾病的有效應(yīng)用。大恒功率變量泵在其中的應(yīng)用，可以讓設(shè)備中的能源利用率得到充分提升，在提高工作效率的基礎(chǔ)上，預(yù)防能源過載等問題的發(fā)生。到了20世紀(jì)70年代，新流量控制系統(tǒng)等已經(jīng)出現(xiàn)到了人們的視野中，并且在這種系統(tǒng)中，多路閥閥芯行程和泵輸出流量已經(jīng)成正比例。這個(gè)時(shí)候泵的排量隨著閥芯位置會(huì)出現(xiàn)變化，為了減少節(jié)流的損失，加強(qiáng)對(duì)泵排量的有效控制，相關(guān)學(xué)者對(duì)液壓機(jī)械節(jié)能控制技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展進(jìn)行了分析。

2我國(guó)機(jī)械液壓節(jié)能技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

現(xiàn)階段，國(guó)內(nèi)外的機(jī)械液壓節(jié)能技術(shù)比較多，不同技術(shù)方式的作用效果是不同的。因此，在實(shí)際的工程生產(chǎn)中，需要選擇合理的技術(shù)方式，積極發(fā)揮這幾種技術(shù)方式的作用價(jià)值，促進(jìn)所有技術(shù)之間的密切結(jié)合，在此基礎(chǔ)上形成一個(gè)系統(tǒng)和綜合性的節(jié)能技術(shù)。

2.1變量泵控制

在具體的工程建設(shè)中，變量泵作為其中的主要設(shè)備之一，可以通過內(nèi)部排量調(diào)節(jié)，促進(jìn)與機(jī)械工作之間的配合，然后通過接收壓力感中的相關(guān)數(shù)據(jù)，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的功率和制動(dòng)進(jìn)行嚴(yán)格主動(dòng)性控制，將節(jié)流調(diào)速進(jìn)行科學(xué)轉(zhuǎn)換。這種方式不僅可以在很大程度上減少能量的消耗，還能夠強(qiáng)化整體的節(jié)能效果。特別是在變量泵運(yùn)行中，一般要注意對(duì)排量的操作，加強(qiáng)對(duì)不同控制方式的科學(xué)選擇。如圖1所示。如果遇到了工程建設(shè)中的節(jié)能，最好選取與其對(duì)應(yīng)的變量和控制方式，在此基礎(chǔ)獲取更好的輸出特性。在對(duì)變量泵的運(yùn)行情況進(jìn)行分析時(shí)，發(fā)現(xiàn)其中包含一些不同的控制方式，如排量控制和LS負(fù)載敏感控制等，這些方式的功能特點(diǎn)是不同的。首先是簡(jiǎn)述排量控制方式。在具體的工程建設(shè)中，不僅要保證變量泵的穩(wěn)定運(yùn)行，還要對(duì)其中的排量進(jìn)行有效控制，在此基礎(chǔ)上形成科學(xué)的排量控制方式，主要通過對(duì)壓力的準(zhǔn)確控制，進(jìn)而得到更好的排量數(shù)據(jù)。特別是在排量控制中，一般分為正負(fù)這兩種流量控制方式。其次是LS負(fù)載敏感控制方式的應(yīng)用。科學(xué)采用上述這種控制方式，能夠?qū)で蠛洼敵鰤毫Σ畈欢嗟呢?fù)載情況，然后對(duì)工程當(dāng)中的液壓系統(tǒng)效率進(jìn)行有效控制，避免其他因素對(duì)液壓機(jī)械節(jié)能控制技術(shù)應(yīng)用的影響。

2.2電液比例技術(shù)以及柴油機(jī)電噴控制方式

在對(duì)電液比例技術(shù)進(jìn)行分析時(shí)，發(fā)現(xiàn)此技術(shù)目前已經(jīng)被廣泛應(yīng)用到了工程機(jī)械行業(yè)的生產(chǎn)中，并且在具體的施工當(dāng)中，會(huì)應(yīng)用電信號(hào)作為傳輸參數(shù)的主要方式。這不僅提高了機(jī)械工作的效率，還保證了動(dòng)力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。尤其是在信息技術(shù)快速發(fā)展的今天，促進(jìn)其與電液比例技術(shù)之間的有效結(jié)合，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)液壓機(jī)運(yùn)行的智能化監(jiān)控，加強(qiáng)對(duì)參數(shù)的整合。在此技術(shù)上，可以通過對(duì)種數(shù)據(jù)的研究，更加詳細(xì)地了解到機(jī)械在運(yùn)行中的動(dòng)力情況，讓其在運(yùn)行的過程中，可以時(shí)刻保持最佳的狀態(tài)，達(dá)到節(jié)能的效果。柴油機(jī)電噴這種控制方式，其中的技術(shù)比較復(fù)雜，所涉及到的內(nèi)容也比較多，如共軌和電控噴射等。這種類型的電控噴射系統(tǒng)，主要是對(duì)噴油的時(shí)間進(jìn)行控制，進(jìn)而調(diào)節(jié)系統(tǒng)的負(fù)荷值。此外，在對(duì)機(jī)械進(jìn)行監(jiān)控時(shí)，可以通過對(duì)轉(zhuǎn)速和溫度等數(shù)據(jù)的綜合性監(jiān)控，對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行快速計(jì)算，將其傳送給計(jì)算機(jī)，保證數(shù)據(jù)信息的專業(yè)化，然后與數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)，進(jìn)而找尋到最有效地解決方式。最近幾年，工程機(jī)械在運(yùn)行和發(fā)展中一般都會(huì)應(yīng)用到電噴控制技術(shù)。主要是因?yàn)榇思夹g(shù)能夠保證噴油泵的穩(wěn)定循環(huán)，避免對(duì)供油系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行帶來影響，減少供油量等因素對(duì)機(jī)械設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行的影響，加強(qiáng)對(duì)轉(zhuǎn)速的有效控制，讓大型的機(jī)械設(shè)備能夠保持到一個(gè)最好的工作狀態(tài)。

3液壓機(jī)械節(jié)能控制技術(shù)的應(yīng)用

3.1裝載機(jī)中的運(yùn)用

由于裝載沙土的流程比較復(fù)雜，并且其還屬于工程建設(shè)中的關(guān)鍵內(nèi)容，一般需要依靠裝載機(jī)才可以進(jìn)行，是一種比較常見程建設(shè)和運(yùn)輸工具。再加上，其作為裝載機(jī)在運(yùn)行中的重要組成部分之一，屬于一種變速器，涉及了動(dòng)力合成系統(tǒng)和液壓傳動(dòng)系統(tǒng)等內(nèi)容。因此，為了降低能耗，需要加強(qiáng)液壓機(jī)械節(jié)能控制技術(shù)在其中的有效，通過此技術(shù)以及系統(tǒng)控制閥，更好地改變斜盤的方向，讓機(jī)械可以達(dá)到無級(jí)變速的效果[2]。在具體的運(yùn)動(dòng)分析和力學(xué)計(jì)算裝載機(jī)的運(yùn)行中，可以發(fā)現(xiàn)如果液壓馬達(dá)的實(shí)際轉(zhuǎn)動(dòng)速度已經(jīng)處于0位置，這個(gè)時(shí)候發(fā)動(dòng)機(jī)自身所有的功率就會(huì)通過轉(zhuǎn)化，進(jìn)而形成機(jī)械中的傳動(dòng)動(dòng)力，提高傳動(dòng)的功率。此外，由于液壓傳動(dòng)系統(tǒng)在運(yùn)行中可以自動(dòng)換擋，所以裝載機(jī)的相關(guān)操作流程也會(huì)更加地簡(jiǎn)化，具有非常好的穩(wěn)定性，可以在降低能源消耗的同時(shí)，保證系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

3.2多功能組合

為了提高液壓機(jī)械的性能，需要積極發(fā)揮各種液壓挖掘機(jī)的特點(diǎn)，通過對(duì)節(jié)能控制措施的有效應(yīng)用，促進(jìn)多功能的組合，保證其應(yīng)用的廣泛性。特別是在以往系統(tǒng)的運(yùn)行中，液壓泵本身就已經(jīng)集成了多種功能。但是，受到各種條件的限制，一般不可以超過三種。如液壓泵在運(yùn)行中，就可以集成有壓力切斷以及功率限制等功能?，F(xiàn)階段，最為流行的液壓泵為集成有多種的功能，液壓技術(shù)在社會(huì)中的應(yīng)用，其集成了更多的功能。最后，要加強(qiáng)對(duì)可變參數(shù)的控制，為液壓機(jī)械的穩(wěn)定運(yùn)行提供條件。在對(duì)動(dòng)力系統(tǒng)進(jìn)行分析時(shí)，發(fā)現(xiàn)其中的內(nèi)部控制元件比較多，所以在對(duì)參數(shù)進(jìn)行設(shè)定時(shí)，要控制其中的固定值[3]。如，在對(duì)EX系列挖掘機(jī)進(jìn)行創(chuàng)新和完善時(shí)，負(fù)荷傳感閥上的壓力補(bǔ)償器在運(yùn)行中會(huì)出現(xiàn)問題，加強(qiáng)對(duì)壓差的設(shè)定，避免其受到工作環(huán)境的影響，在此基礎(chǔ)上適當(dāng)增強(qiáng)挖掘機(jī)在工作過程中的適應(yīng)性。特別是將來挖掘機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)在運(yùn)行中，要對(duì)控制參數(shù)進(jìn)行科學(xué)調(diào)節(jié)，提高挖掘機(jī)的工作效率，保證操縱的有效性。尤其是信息技術(shù)在泵－發(fā)動(dòng)機(jī)匹配中的應(yīng)用，不僅可以保證控制的“智能化”，還能夠促進(jìn)不同設(shè)備之間的有效結(jié)合，在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)一體化控制。尤其是在這種控制中，控制器可以結(jié)合工作狀況的實(shí)際變化，對(duì)液壓泵以及發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行自動(dòng)化調(diào)整，加強(qiáng)對(duì)輸出功率的控制，在滿足工作需求的基礎(chǔ)上，讓燃油的消耗量降到最低。最后，工作人員需要促進(jìn)現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)與嵌入式系統(tǒng)之間的有效結(jié)合，保證液壓挖掘機(jī)在應(yīng)用中的“智能化”，促進(jìn)導(dǎo)線和接頭之間的有效結(jié)合，保證控制系統(tǒng)運(yùn)行的安全性和安全性。要想更好地解決上述方法，要對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的總線進(jìn)行科學(xué)布置，用一條串行線路對(duì)傳感器和執(zhí)行器進(jìn)行連接，保證系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，實(shí)現(xiàn)對(duì)整體結(jié)構(gòu)的優(yōu)化。此外，在對(duì)CAN總線進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，其并沒有在挖掘機(jī)上得到有效應(yīng)用。部分學(xué)者對(duì)電子技術(shù)特點(diǎn)進(jìn)行分析時(shí)，發(fā)現(xiàn)控制芯片體積比較小，功能也更強(qiáng)，并且其在液壓機(jī)械中的應(yīng)用，幾乎不占任何空間，可以完全嵌入到不同部件的內(nèi)部，為節(jié)能控制系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行提供條件。

3.3推土機(jī)中的運(yùn)用

新時(shí)期，促進(jìn)液壓機(jī)械的穩(wěn)定傳動(dòng)，可以在提高推土機(jī)工作效率的同時(shí)，保證操作的便捷性。再加上，液壓機(jī)械的傳動(dòng)和節(jié)能控制技術(shù)具有非常高的操作性，整體速度更快。但是，在具體的運(yùn)行中對(duì)液壓馬達(dá)和液壓泵的實(shí)際容量需求比較大，并液壓控制系統(tǒng)也比較復(fù)雜。因此，在剛開始時(shí)，最好不要應(yīng)用工程中的推土機(jī)，所以在過去只會(huì)應(yīng)用軍用車輛。最近幾年，隨著液壓機(jī)械節(jié)能控制技術(shù)在工程中的應(yīng)用，可以在促進(jìn)液壓機(jī)械傳動(dòng)的同時(shí)，在此基礎(chǔ)上制造出了變速箱，將先進(jìn)技術(shù)應(yīng)用到推土機(jī)中，強(qiáng)化機(jī)械的變速性能，提高機(jī)械的傳動(dòng)效率，保證傳動(dòng)的速度和操作的便捷性。在此過程中，駕駛員可以結(jié)合推土機(jī)行駛的實(shí)際速度或是負(fù)荷等多種信息，優(yōu)化操作流程，保證工作裝置運(yùn)行的穩(wěn)定性。

3.4可靠性設(shè)備的維修

液壓機(jī)械在長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行中會(huì)出現(xiàn)故障問題，這就需要加強(qiáng)維修力度，主要以可靠性為中心，制定設(shè)備維護(hù)制度，保證維修管理的有效性。在對(duì)此設(shè)備的維護(hù)模式進(jìn)行分析時(shí)，發(fā)現(xiàn)設(shè)備在運(yùn)行中的可靠性比較強(qiáng)，但是受到環(huán)境等多種因素的影響，設(shè)備在運(yùn)行中就會(huì)出現(xiàn)故障，這會(huì)影響維護(hù)的效果。因此，在對(duì)設(shè)備進(jìn)行維護(hù)時(shí)，要加強(qiáng)對(duì)可靠性維護(hù)模式的應(yīng)用，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理液壓機(jī)械設(shè)備在運(yùn)行中的故障，保證其運(yùn)行的安全性[4]。在對(duì)可靠性設(shè)備進(jìn)行維護(hù)時(shí)，不僅要結(jié)合故障結(jié)果，科學(xué)應(yīng)用故障模式，還要在不同角度出發(fā)，積極發(fā)揮液壓機(jī)械節(jié)能控制技術(shù)的應(yīng)用，通過對(duì)可靠中心維保理論的分析和整合，強(qiáng)化液壓機(jī)械的性能，為我國(guó)日后工程建設(shè)的發(fā)展提供條件。

3.5電液比例控制智能化

液壓設(shè)備在運(yùn)行中，電液比例控制技術(shù)如果在其中得到了有效應(yīng)用，不僅能夠避免因?yàn)辇嫶笮盘?hào)傳遞所出現(xiàn)的問題，還能夠保證系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，實(shí)現(xiàn)對(duì)電信號(hào)參數(shù)系統(tǒng)的優(yōu)化，保證機(jī)械運(yùn)行的高效性和靈活性。在對(duì)這種技術(shù)的發(fā)展情況進(jìn)行分析時(shí)，發(fā)現(xiàn)其主要依托在計(jì)算機(jī)技術(shù)上，實(shí)現(xiàn)對(duì)液壓體系和柴油機(jī)的有效控制，保證運(yùn)轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性，加強(qiáng)對(duì)系列參數(shù)的自主性監(jiān)測(cè)，將其作為參數(shù)依據(jù)，在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)對(duì)挖掘機(jī)動(dòng)力體系的完善和調(diào)整。

3.6柴油機(jī)電噴控制

目前，電噴柴油機(jī)在我國(guó)汽車行業(yè)發(fā)展領(lǐng)域已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用，并且機(jī)械設(shè)備系統(tǒng)在運(yùn)行中還處于初步的階段，但是此技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值比較好。如果機(jī)械設(shè)備在運(yùn)行中引入電噴控制系統(tǒng)，可以在提高動(dòng)力響應(yīng)速度的同時(shí)，降低能耗，整體的節(jié)能效果更加明顯。

3.7混合動(dòng)力系統(tǒng)

在對(duì)混合動(dòng)力系統(tǒng)的運(yùn)行情況進(jìn)行分析時(shí)，發(fā)現(xiàn)其在機(jī)械中的應(yīng)用，不僅可以延長(zhǎng)機(jī)械的運(yùn)作時(shí)間，能夠達(dá)到更好地節(jié)省能源的效果。電能存系統(tǒng)的應(yīng)用還能夠?qū)ζ囄矚馀欧帕窟M(jìn)行有效控制，保證壓力儲(chǔ)存系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，降低引力，減少能源浪費(fèi)情況的發(fā)生[5]。此外，技術(shù)人員要加強(qiáng)對(duì)多路閥方式的應(yīng)用和控制。多路閥方式在液壓機(jī)械運(yùn)行中的應(yīng)用，可以保證系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，加強(qiáng)對(duì)壓力和功率變化的有效控制。特別是在機(jī)械運(yùn)行中，此控制方式經(jīng)常被配置在通用閥上，進(jìn)而達(dá)到更好的節(jié)能效果。這種技術(shù)在通用閥上的有效應(yīng)用，可以促進(jìn)技術(shù)向著智能化方向發(fā)展，為混合動(dòng)力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行提供條件。

4發(fā)展趨勢(shì)

在上述分析中，液壓的傳動(dòng)在很多方面還存在不足，這會(huì)對(duì)其競(jìng)爭(zhēng)能力帶來影響，如：效率低和成本比較高等問題。如果不及時(shí)解決上述問題，還會(huì)對(duì)周圍的環(huán)境帶來污染。因此，在此背景下，我國(guó)推崇了節(jié)能、綠化和可持續(xù)性發(fā)展技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)節(jié)能環(huán)保技術(shù)的創(chuàng)新，保證液壓傳動(dòng)的穩(wěn)定性，強(qiáng)化其競(jìng)爭(zhēng)能力。同時(shí)，還需要在現(xiàn)有液壓傳動(dòng)核心技術(shù)上，深入研究此技術(shù)的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)對(duì)技術(shù)的創(chuàng)新，通過對(duì)改進(jìn)技術(shù)措施的應(yīng)用，對(duì)先進(jìn)科學(xué)技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新，保證此技術(shù)在應(yīng)用中的穩(wěn)定性。同時(shí)，新技術(shù)在工程機(jī)械液壓系統(tǒng)運(yùn)行中的應(yīng)用，也可以在強(qiáng)化技能技術(shù)效果的基礎(chǔ)上，在其中注入新的血液，滿足當(dāng)前工程建設(shè)的要求。目前，工程機(jī)械設(shè)備在發(fā)展中，各種先進(jìn)液壓節(jié)能技術(shù)得到了有效應(yīng)用，學(xué)者也在不同角度對(duì)此技術(shù)進(jìn)行了分析，提高了液壓機(jī)械節(jié)能效率，完善系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案，強(qiáng)化工作人員的環(huán)保意識(shí)，在其中注入新原材料，加強(qiáng)對(duì)新技術(shù)的應(yīng)用，投入新的人力物力。在此過程中，促進(jìn)液壓技術(shù)與電子技術(shù)之間的結(jié)合，可以保證整個(gè)液壓系統(tǒng)的穩(wěn)定性，讓其更具有韌性，保證設(shè)備運(yùn)行的智能化，提高施工效率，更好地解決效率低下等問題。在對(duì)當(dāng)前的工程機(jī)械液壓節(jié)能技術(shù)發(fā)展情況進(jìn)行分析時(shí)，發(fā)現(xiàn)改進(jìn)方式是不同的，然而液壓機(jī)械節(jié)能技術(shù)在發(fā)展中還存在一定的局限性。這就需要采取措施對(duì)其進(jìn)行有效改進(jìn)，通過對(duì)液壓機(jī)械節(jié)能控制技術(shù)的創(chuàng)新，達(dá)到節(jié)能效果，減少經(jīng)濟(jì)損失，避免出現(xiàn)泄漏等問題。同時(shí)，還需要在其中適當(dāng)投入智能化控制技術(shù)，通過對(duì)新型材料以及方法的應(yīng)用，促進(jìn)我國(guó)液壓機(jī)械節(jié)能控制技術(shù)在社會(huì)中的可持續(xù)化發(fā)展[6]。

5結(jié)束語

總之，為了進(jìn)一步發(fā)揮液壓機(jī)械節(jié)能控制技術(shù)在工業(yè)發(fā)展中的作用效果，需要在多角度出發(fā)，加強(qiáng)新技術(shù)在其中的有效應(yīng)用，結(jié)合液壓機(jī)械運(yùn)行的效果，通過對(duì)節(jié)能控制技術(shù)的應(yīng)用，掌握系統(tǒng)在運(yùn)行中的控制方式和要點(diǎn)，進(jìn)而不斷強(qiáng)化液壓機(jī)械的節(jié)能效果，促進(jìn)我國(guó)工業(yè)在社會(huì)中的持續(xù)發(fā)展。

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作者:周多虎 單位:甘肅鋼鐵職業(yè)技術(shù)學(xué)院