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液壓機(jī)械節(jié)能控制技術(shù)發(fā)展淺議

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液壓機(jī)械節(jié)能控制技術(shù)發(fā)展淺議

摘要:現(xiàn)如今,在我國工程機(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?;诖?,本文對液壓機(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

在對液壓機(jī)械系統(tǒng)的特點(diǎn)進(jìn)行分析時,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,如果長時間運(yùn)行就會出現(xiàn)節(jié)流損失,這會增加工程機(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,可能會出現(xiàn)大量的能耗[1]。因此,相關(guān)學(xué)者對液壓機(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。這個時候泵的排量隨著閥芯位置會出現(xiàn)變化,為了減少節(jié)流的損失,加強(qiáng)對泵排量的有效控制,相關(guān)學(xué)者對液壓機(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我國機(jī)械液壓節(jié)能技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

現(xiàn)階段,國內(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),對發(fā)動機(jī)的功率和制動進(jìn)行嚴(yán)格主動性控制,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,一般要注意對排量的操作,加強(qiáng)對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。在對變量泵的運(yùn)行情況進(jìn)行分析時,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??茖W(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

在對電液比例技術(shù)進(jìn)行分析時,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,會應(yīng)用電信號作為傳輸參數(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,可以實現(xiàn)對液壓機(jī)運(yùn)行的智能化監(jiān)控,加強(qiáng)對參數(shù)的整合。在此技術(shù)上,可以通過對種數(shù)據(jù)的研究,更加詳細(xì)地了解到機(jī)械在運(yùn)行中的動力情況,讓其在運(yùn)行的過程中,可以時刻保持最佳的狀態(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),主要是對噴油的時間進(jìn)行控制,進(jìn)而調(diào)節(jié)系統(tǒng)的負(fù)荷值。此外,在對機(jī)械進(jìn)行監(jiān)控時,可以通過對轉(zhuǎn)速和溫度等數(shù)據(jù)的綜合性監(jiān)控,對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行快速計算,將其傳送給計算機(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,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)展中一般都會應(yīng)用到電噴控制技術(shù)。主要是因為此技術(shù)能夠保證噴油泵的穩(wěn)定循環(huán),避免對供油系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行帶來影響,減少供油量等因素對機(jī)械設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行的影響,加強(qiáng)對轉(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,涉及了動力合成系統(tǒng)和液壓傳動系統(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)到無級變速的效果[2]。在具體的運(yùn)動分析和力學(xué)計算裝載機(jī)的運(yùn)行中,可以發(fā)現(xiàn)如果液壓馬達(dá)的實際轉(zhuǎn)動速度已經(jīng)處于0位置,這個時候發(fā)動機(jī)自身所有的功率就會通過轉(zhuǎn)化,進(jìn)而形成機(jī)械中的傳動動力,提高傳動的功率。此外,由于液壓傳動系統(tǒng)在運(yùn)行中可以自動換擋,所以裝載機(jī)的相關(guān)操作流程也會更加地簡化,具有非常好的穩(wěn)定性,可以在降低能源消耗的同時,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)在社會中的應(yīng)用,其集成了更多的功能。最后,要加強(qiáng)對可變參數(shù)的控制,為液壓機(jī)械的穩(wěn)定運(yùn)行提供條件。在對動力系統(tǒng)進(jìn)行分析時,發(fā)現(xiàn)其中的內(nèi)部控制元件比較多,所以在對參數(shù)進(jìn)行設(shè)定時,要控制其中的固定值[3]。如,在對EX系列挖掘機(jī)進(jìn)行創(chuàng)新和完善時,負(fù)荷傳感閥上的壓力補(bǔ)償器在運(yùn)行中會出現(xiàn)問題,加強(qiáng)對壓差的設(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)動力系統(tǒng)在運(yùn)行中,要對控制參數(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)合工作狀況的實際變化,對液壓泵以及發(fā)動機(jī)進(jìn)行自動化調(diào)整,加強(qiáng)對輸出功率的控制,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,要對現(xiàn)場的總線進(jìn)行科學(xué)布置,用一條串行線路對傳感器和執(zhí)行器進(jìn)行連接,保證系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性,實現(xiàn)對整體結(jié)構(gòu)的優(yōu)化。此外,在對CAN總線進(jìn)行設(shè)計時,其并沒有在挖掘機(jī)上得到有效應(yīng)用。部分學(xué)者對電子技術(shù)特點(diǎn)進(jìn)行分析時,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

新時期,促進(jìn)液壓機(jī)械的穩(wěn)定傳動,可以在提高推土機(jī)工作效率的同時,保證操作的便捷性。再加上,液壓機(jī)械的傳動和節(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)行中對液壓馬達(dá)和液壓泵的實際容量需求比較大,并液壓控制系統(tǒng)也比較復(fù)雜。因此,在剛開始時,最好不要應(yīng)用工程中的推土機(jī),所以在過去只會應(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)械傳動的同時,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)械的傳動效率,保證傳動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)械在長時間的運(yùn)行中會出現(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。在對此設(shè)備的維護(hù)模式進(jìn)行分析時,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)行中就會出現(xiàn)故障,這會影響維護(hù)的效果。因此,在對設(shè)備進(jìn)行維護(hù)時,要加強(qiáng)對可靠性維護(hù)模式的應(yīng)用,及時發(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]。在對可靠性設(shè)備進(jìn)行維護(hù)時,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,不僅能夠避免因為龐大信號傳遞所出現(xiàn)的問題,還能夠保證系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性,實現(xiàn)對電信號參數(shù)系統(tǒng)的優(yōu)化,保證機(jī)械運(yùn)行的高效性和靈活性。在對這種技術(shù)的發(fā)展情況進(jìn)行分析時,發(fā)現(xiàn)其主要依托在計算機(jī)技術(shù)上,實現(xiàn)對液壓體系和柴油機(jī)的有效控制,保證運(yùn)轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性,加強(qiáng)對系列參數(shù)的自主性監(jiān)測,將其作為參數(shù)依據(jù),在此基礎(chǔ)上實現(xiàn)對挖掘機(jī)動力體系的完善和調(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),可以在提高動力響應(yīng)速度的同時,降低能耗,整體的節(jié)能效果更加明顯。

3.7混合動力系統(tǒng)

在對混合動力系統(tǒng)的運(yùn)行情況進(jìn)行分析時,發(fā)現(xiàn)其在機(jī)械中的應(yīng)用,不僅可以延長機(jī)械的運(yùn)作時間,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,為混合動力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行提供條件。

4發(fā)展趨勢

在上述分析中,液壓的傳動在很多方面還存在不足,這會對其競爭能力帶來影響,如:效率低和成本比較高等問題。如果不及時解決上述問題,還會對周圍的環(huán)境帶來污染。因此,在此背景下,我國推崇了節(jié)能、綠化和可持續(xù)性發(fā)展技術(shù),實現(xiàn)了對節(jié)能環(huán)保技術(shù)的創(chuàng)新,保證液壓傳動的穩(wěn)定性,強(qiáng)化其競爭能力。同時,還需要在現(xiàn)有液壓傳動核心技術(shù)上,深入研究此技術(shù)的特點(diǎn),實現(xiàn)對技術(shù)的創(chuàng)新,通過對改進(jìn)技術(shù)措施的應(yīng)用,對先進(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,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)計方案,強(qiáng)化工作人員的環(huán)保意識,在其中注入新原材料,加強(qiáng)對新技術(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,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其進(jìn)行有效改進(jìn),通過對液壓機(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,還需要在其中適當(dāng)投入智能化控制技術(shù),通過對新型材料以及方法的應(yīng)用,促進(jìn)我國液壓機(jī)械節(jié)能控制技術(shù)在社會中的可持續(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)我國工業(yè)在社會中的持續(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