论文部分内容阅读
摘要：随着机械工程的发展，工程机械的种类、数量和质量也有了大幅度的提高，但是大量的工程机械运转消耗了大量资源的同时，也对环境造成比较严重的污染，如：排放的废弃物、施工中的噪音、粉尘和不充分燃烧对大气的污染等，这些污染对我们的居住环境和城市环境造成了不可估量的影响。所以“节约能源、保护环境”也成为了工程机械开发和大量使用节能技术和节能产品的源动力之一，而且大量的节能、环保技术也是今后工程机械发展的必然趋势，不可逆转。本文将着重介绍液压机节能技术在工程机械的应用现状和发展趋势，推动该项技术在工程机械中的广泛普及。
关键词：节流调速 多路阀 智能化 电液比例
Abstract: with the development of the mechanical engineering, the type of engineering machinery, the quantity and the quality is the sharp increase, but a large number of engineering machinery operation consumed a lot of resources, but also on the environment caused by serious pollution, such as: the discharge of waste, noise, dust and in the construction of the incomplete combustion pollution of the atmosphere, which to our living environment pollution and urban environment caused the immeasurable influence. So "to save energy and protect the environment" has become the engineering machinery development and the use of energy saving technology and energy saving products one of the source, and a lot of the energy conservation, the environmental protection technology but also the future of the inevitable trend of the development of engineering machinery, irreversible. This article will mainly introduced in mechanical energy saving technology hydraulic presses the application situation and trend of development, promote the technology of engineering machinery widely available.
Keywords: throttling control multi-channel valve intelligent electrohydraulic proportional
中圖分类号： S210.4 文献标识码：A 文章编号：
一、液压技术的发展
液压技术在十八世纪就已经有了实际运用，随后得到了广泛的使用和发展。在上世纪六十年代液压挖掘机已经开始运用恒功率泵，其作用就是充分运用柴油机的输出功率的同时还能使柴油机不会超过最大载荷。随后将恒功率的控制原理应用双泵系统，从而出现了多种多样的控制形式，例如：分功率控制和全功率控制。
全功率液压控制就是让液压泵中双泵的排量靠机械或者液压机保持一致，在任何情况时双泵的排量都会一致。但是由于双泵本身结构特点，全功率液压控制系统存在功率损失的现象不可避免，因此近年来国外的大中型机械已经不再使用这种结构。
在上世纪七十年代至八十年代，正流量控制系统开始出现，其作用就是：用容积调速代替定量系统中的节流调速。为了工程机械使用中提高液压系统的效率，用先导压力直接泵的排量，在控制的过程中，随着点到压力的变化，泵排量也随之发生相应的变化。操纵手柄同时可以操作两个液压缸，选择出最大先导力用来控制泵排量，使液压泵输出排量与多路阀工作口成正比。这种系统能减少旁路节流损失，但是还是不能完全消除。
在上世纪八十年代，日本小松公司首先推出负流量控制系统，这种系统有助于消除六通多路阀中产生的空留损失和节流损失，该技术也称为：OLSS技术。并广泛应用于日本小松公司生产的PC系列挖掘机上，我国贵州詹阳机械工业有限公司生产的挖掘机也有使用。
二、工程机械液压节能技术的研究现状
国内外目前使用的节能技术可根据采用的方法归纳为：电业比例控制、泵控制和混合动力控制等集中技术方法，但是在实际运用中，几个技能方法采用的技术都不是孤立的，它们相互渗透、紧密结合形成综合的节能技术。
1.电液比例智能化控制
电业比例技术用于工程机械的液压控制系统，不仅可以省去复杂而庞大的液压信号传输管路，而且电子信号的传输液压信号不仅能使液压系统能提高反应速度，还能使工程机械的动力系统操作更加灵活和方便。
随着电子技术的发展，电子计算的广泛运用，电液比例控制技术的“智能化”将进一步提高。这种智能化主要体现在能主动的完成柴油机参数和液压信号的监测，还能根据这些参数，如：机器转速和液压系统的压力值等自动控制整个机械工程的动力系统，使其一直运行在高效节能状态，这将是节能技术发展的一个趋势。
2.采用变量泵的控制方式
LS敏感控制系统能使泵的输出压力和流量能自动去适应负载的需求，大幅度提高液压系统的使用效率。将LS负载敏感控制技术用于工程机械是在上世纪六十年代至七十年代被提出来的，但是真正用于机械工程是在1998年，欧洲把这项技术用于工程机械的挖掘机。在上世纪八十年代后期日本也开始在这项技术方面进行研究，并推出了一些列产品。
为了解决LS敏感控制系统由于流量超过泵的最大供油能力时，泵的输出流量不能满足多路阀正常工作的需求流量无法保证多路阀的压力差的LUDV控制系统。该控制系统保证了让多路阀口的压力差保持一致，在这种情况下，虽然工程机械的工作速度有一定的降低，但是保证了工程机械的动作的准确性和协调性。
排量控制就是对变量泵的排量进行控制的方式，其原理就是对变量泵施加一个控制压力，就会得到相应的一个排量值。排量控制系统分为两种形式：一种是正排量控制系统，另一种是负排量控制系统。
3.柴油机电喷控制技术
目前的柴油机普遍采用：共轨、电控喷射和涡轮增压等技术，虽然在汽车行业已经开始广泛运用，但是在工程机械行业使用也才刚刚起步，相信在不久以后就会普及。柴油机电控喷射系统就是利用喷油时间和喷油量来控制负荷的大小。柴油机电控喷射系统由传感器、控制模块和执行模块三部分组成。其任务就是对喷油系统的喷油量和喷油时间随着工况运行需要进行实时控制。采用传感器把转速、压力和温度参数值同步传输给计算系统，并通过与储存的参数进行比较，进行计算处理，得出实时反应参数，并按照最佳值进行控制，驱动喷油系统，使柴油机运行状态达到最佳。
工程机械采用柴油机电喷控制技术，可以使喷油泵的循环供油量和喷油提前不再受转速的影响，使机械一直工作在最佳状态，并且动力系统响应速度快，使油耗小的同时还能提高功率利用率。工程机械用柴油机采用电喷控制技术是节能的一个重要环节和发展趋势。
4.对多路阀采取多方式组合控制
现有工程机械普遍采用四通道和流通道多路阀。在多路阀的系统中又有直通供油可以组成优先回路，中位时直通回油和并联供油路可组成并联回路，并将流量、压力和功率变化的信号组合进行反馈，实现控制功能较全面的负荷传感阀。多路阀控制方式越来越全面，使其控制智能化程度越来越高，将有利于液压控制系统的节能。
5.混合动力系统
目前混合动力系统已经在工程机械和汽车上面开始使用，如高级轿车、城市公交和液压挖掘机等。混合动力系统主要有两种形式，一种是压力作为储存的混合动力系统，另一种是电能作为储存的混合动力系统。
①.以电能作为储存的混合动力系统
以电能作为储存的混合动力系统主要分为串联式混合动力系统、并联式混合动力系统和混联式混合动力系统。这种以电能作为储存的混合动力系统，使电动机的工作更加稳定，延长工作时间，有利于多余电能的回收。
②.以压力作为储存的混合动力系统
以压力作为储存的混合动力系统与传统的动力系统相比，既减少了对其零部件的损坏，又减少了汽车尾气的排放对保护环境也有一定促进作用，同时也能实现能量的传递及汽车牵引力(加速／减速)的控制。
6.CAN总线和嵌入式系统
相对于传统的工程机械，现在的液压挖掘机的“智能化”程度更高，各种的线路、传感器和分布在机械各处位置，由于机械内部充斥何种电子元件和線路，使得系统变得复杂。一旦挖掘机损坏，维修和维护变得十分困难，并使机械的可靠性能降低。为了解决这一问题，采用了CAN总线和系统嵌入，控制系统本身具有强大功能的同时，使其体积更小，结构更加简单，使用可靠性更高。目前的电子技术迅猛发展，控制芯片的体积更小，智能化程度更高，也为芯片嵌入机械内部提供技术保障，这项技术已经在行走机械上有了实际运用。
三、工程机械液压机能技术发展的趋势
就目前的液压机能技术而言，在工程机械中的功率匹配对液压节能技术有直接的影响。使用一种全局的功率匹配模式，较传统的局部功率匹配而言，更加简单和灵活。
以后的工程液压技能技术一定会让工程机械的使用过程中，既能降低污染和噪音，更能节约能源的使用；使工程机械操作更加灵活和舒适；还有就是对机械的维护和维修更加简单和方便。
参考文献：
[1]黄新年.张志生.陈忠强.负载敏感技术在液压系统中的应用叨[J].流体传动与控制，2007(05).
[2]何润生.孟小梅.陈强.A4VSO变量泵与工程机械节能技术研究[J].液压与气动，2008(01).
[3]强宝民.李洪光.节能技术在液压系统中的应用[J].液压气动与密封，2008(03).
[4]朱建公.变量泵恒功率控制方法研究[J].液压与气动，2005(07).
[5]耿令新.刘钊.吴仁智.工程机械负载敏感技术节能原理及应用[J].机械传动，2008(05).
[6]魏飞.张林海.张斌.挤压式脱水机液压系统的节能改进[J].液压与气动，2009(10).
关键词：节流调速 多路阀 智能化 电液比例
Abstract: with the development of the mechanical engineering, the type of engineering machinery, the quantity and the quality is the sharp increase, but a large number of engineering machinery operation consumed a lot of resources, but also on the environment caused by serious pollution, such as: the discharge of waste, noise, dust and in the construction of the incomplete combustion pollution of the atmosphere, which to our living environment pollution and urban environment caused the immeasurable influence. So "to save energy and protect the environment" has become the engineering machinery development and the use of energy saving technology and energy saving products one of the source, and a lot of the energy conservation, the environmental protection technology but also the future of the inevitable trend of the development of engineering machinery, irreversible. This article will mainly introduced in mechanical energy saving technology hydraulic presses the application situation and trend of development, promote the technology of engineering machinery widely available.
Keywords: throttling control multi-channel valve intelligent electrohydraulic proportional
中圖分类号： S210.4 文献标识码：A 文章编号：
一、液压技术的发展
液压技术在十八世纪就已经有了实际运用，随后得到了广泛的使用和发展。在上世纪六十年代液压挖掘机已经开始运用恒功率泵，其作用就是充分运用柴油机的输出功率的同时还能使柴油机不会超过最大载荷。随后将恒功率的控制原理应用双泵系统，从而出现了多种多样的控制形式，例如：分功率控制和全功率控制。
全功率液压控制就是让液压泵中双泵的排量靠机械或者液压机保持一致，在任何情况时双泵的排量都会一致。但是由于双泵本身结构特点，全功率液压控制系统存在功率损失的现象不可避免，因此近年来国外的大中型机械已经不再使用这种结构。
在上世纪七十年代至八十年代，正流量控制系统开始出现，其作用就是：用容积调速代替定量系统中的节流调速。为了工程机械使用中提高液压系统的效率，用先导压力直接泵的排量，在控制的过程中，随着点到压力的变化，泵排量也随之发生相应的变化。操纵手柄同时可以操作两个液压缸，选择出最大先导力用来控制泵排量，使液压泵输出排量与多路阀工作口成正比。这种系统能减少旁路节流损失，但是还是不能完全消除。
在上世纪八十年代，日本小松公司首先推出负流量控制系统，这种系统有助于消除六通多路阀中产生的空留损失和节流损失，该技术也称为：OLSS技术。并广泛应用于日本小松公司生产的PC系列挖掘机上，我国贵州詹阳机械工业有限公司生产的挖掘机也有使用。
二、工程机械液压节能技术的研究现状
国内外目前使用的节能技术可根据采用的方法归纳为：电业比例控制、泵控制和混合动力控制等集中技术方法，但是在实际运用中，几个技能方法采用的技术都不是孤立的，它们相互渗透、紧密结合形成综合的节能技术。
1.电液比例智能化控制
电业比例技术用于工程机械的液压控制系统，不仅可以省去复杂而庞大的液压信号传输管路，而且电子信号的传输液压信号不仅能使液压系统能提高反应速度，还能使工程机械的动力系统操作更加灵活和方便。
随着电子技术的发展，电子计算的广泛运用，电液比例控制技术的“智能化”将进一步提高。这种智能化主要体现在能主动的完成柴油机参数和液压信号的监测，还能根据这些参数，如：机器转速和液压系统的压力值等自动控制整个机械工程的动力系统，使其一直运行在高效节能状态，这将是节能技术发展的一个趋势。
2.采用变量泵的控制方式
LS敏感控制系统能使泵的输出压力和流量能自动去适应负载的需求，大幅度提高液压系统的使用效率。将LS负载敏感控制技术用于工程机械是在上世纪六十年代至七十年代被提出来的，但是真正用于机械工程是在1998年，欧洲把这项技术用于工程机械的挖掘机。在上世纪八十年代后期日本也开始在这项技术方面进行研究，并推出了一些列产品。
为了解决LS敏感控制系统由于流量超过泵的最大供油能力时，泵的输出流量不能满足多路阀正常工作的需求流量无法保证多路阀的压力差的LUDV控制系统。该控制系统保证了让多路阀口的压力差保持一致，在这种情况下，虽然工程机械的工作速度有一定的降低，但是保证了工程机械的动作的准确性和协调性。
排量控制就是对变量泵的排量进行控制的方式，其原理就是对变量泵施加一个控制压力，就会得到相应的一个排量值。排量控制系统分为两种形式：一种是正排量控制系统，另一种是负排量控制系统。
3.柴油机电喷控制技术
目前的柴油机普遍采用：共轨、电控喷射和涡轮增压等技术，虽然在汽车行业已经开始广泛运用，但是在工程机械行业使用也才刚刚起步，相信在不久以后就会普及。柴油机电控喷射系统就是利用喷油时间和喷油量来控制负荷的大小。柴油机电控喷射系统由传感器、控制模块和执行模块三部分组成。其任务就是对喷油系统的喷油量和喷油时间随着工况运行需要进行实时控制。采用传感器把转速、压力和温度参数值同步传输给计算系统，并通过与储存的参数进行比较，进行计算处理，得出实时反应参数，并按照最佳值进行控制，驱动喷油系统，使柴油机运行状态达到最佳。
工程机械采用柴油机电喷控制技术，可以使喷油泵的循环供油量和喷油提前不再受转速的影响，使机械一直工作在最佳状态，并且动力系统响应速度快，使油耗小的同时还能提高功率利用率。工程机械用柴油机采用电喷控制技术是节能的一个重要环节和发展趋势。
4.对多路阀采取多方式组合控制
现有工程机械普遍采用四通道和流通道多路阀。在多路阀的系统中又有直通供油可以组成优先回路，中位时直通回油和并联供油路可组成并联回路，并将流量、压力和功率变化的信号组合进行反馈，实现控制功能较全面的负荷传感阀。多路阀控制方式越来越全面，使其控制智能化程度越来越高，将有利于液压控制系统的节能。
5.混合动力系统
目前混合动力系统已经在工程机械和汽车上面开始使用，如高级轿车、城市公交和液压挖掘机等。混合动力系统主要有两种形式，一种是压力作为储存的混合动力系统，另一种是电能作为储存的混合动力系统。
①.以电能作为储存的混合动力系统
以电能作为储存的混合动力系统主要分为串联式混合动力系统、并联式混合动力系统和混联式混合动力系统。这种以电能作为储存的混合动力系统，使电动机的工作更加稳定，延长工作时间，有利于多余电能的回收。
②.以压力作为储存的混合动力系统
以压力作为储存的混合动力系统与传统的动力系统相比，既减少了对其零部件的损坏，又减少了汽车尾气的排放对保护环境也有一定促进作用，同时也能实现能量的传递及汽车牵引力(加速／减速)的控制。
6.CAN总线和嵌入式系统
相对于传统的工程机械，现在的液压挖掘机的“智能化”程度更高，各种的线路、传感器和分布在机械各处位置，由于机械内部充斥何种电子元件和線路，使得系统变得复杂。一旦挖掘机损坏，维修和维护变得十分困难，并使机械的可靠性能降低。为了解决这一问题，采用了CAN总线和系统嵌入，控制系统本身具有强大功能的同时，使其体积更小，结构更加简单，使用可靠性更高。目前的电子技术迅猛发展，控制芯片的体积更小，智能化程度更高，也为芯片嵌入机械内部提供技术保障，这项技术已经在行走机械上有了实际运用。
三、工程机械液压机能技术发展的趋势
就目前的液压机能技术而言，在工程机械中的功率匹配对液压节能技术有直接的影响。使用一种全局的功率匹配模式，较传统的局部功率匹配而言，更加简单和灵活。
以后的工程液压技能技术一定会让工程机械的使用过程中，既能降低污染和噪音，更能节约能源的使用；使工程机械操作更加灵活和舒适；还有就是对机械的维护和维修更加简单和方便。
参考文献：
[1]黄新年.张志生.陈忠强.负载敏感技术在液压系统中的应用叨[J].流体传动与控制，2007(05).
[2]何润生.孟小梅.陈强.A4VSO变量泵与工程机械节能技术研究[J].液压与气动，2008(01).
[3]强宝民.李洪光.节能技术在液压系统中的应用[J].液压气动与密封，2008(03).
[4]朱建公.变量泵恒功率控制方法研究[J].液压与气动，2005(07).
[5]耿令新.刘钊.吴仁智.工程机械负载敏感技术节能原理及应用[J].机械传动，2008(05).
[6]魏飞.张林海.张斌.挤压式脱水机液压系统的节能改进[J].液压与气动，2009(10).