車(chē)輛與工程機(jī)械電子液壓控制的發(fā)展

朱軍 蓋玉斌

摘 要：在時(shí)代的發(fā)展過(guò)程中，科學(xué)技術(shù)的有效提升極大地促進(jìn)了工程建設(shè)領(lǐng)域的發(fā)展。本文詳細(xì)闡述了車(chē)輛與工程機(jī)械電子液壓控制在新時(shí)代背景下的發(fā)展?fàn)顟B(tài)，并提出了全新的實(shí)現(xiàn)功率傳輸以及運(yùn)動(dòng)控制的有效方式，可能會(huì)對(duì)提升工程建設(shè)領(lǐng)域的發(fā)展做出一定的貢獻(xiàn)。

關(guān)鍵詞：工程機(jī)械;電子液壓控制;發(fā)展趨勢(shì)

車(chē)輛與工程機(jī)械主要是以內(nèi)燃機(jī)作為內(nèi)在驅(qū)動(dòng)力，并在液壓傳動(dòng)優(yōu)勢(shì)作用結(jié)合中逐漸提升了其優(yōu)勢(shì)地位。車(chē)輛與工程機(jī)械電子液壓系統(tǒng)在實(shí)際操作過(guò)程中主要是由行走裝置、作業(yè)裝置以及操縱裝置等幾部分液壓系統(tǒng)所組成，而每一個(gè)液壓系統(tǒng)又是由不同的小系統(tǒng)所構(gòu)成。因此，工程機(jī)械液壓系統(tǒng)實(shí)際上就是由一個(gè)或多個(gè)泵組成、具有壓力與流量相吻合的作業(yè)能力以及能夠先導(dǎo)操縱功能的液壓系統(tǒng)。車(chē)輛與工程機(jī)械電子液壓控制在新時(shí)代背景下所取得的成績(jī)主要分為以下幾部分，首先是由電液比例逐漸向量泵、多路電液控制閥發(fā)展，組成的負(fù)載敏感液壓系統(tǒng)等已經(jīng)在相關(guān)領(lǐng)域內(nèi)獲得了較大的發(fā)展。其次，創(chuàng)新了防滑驅(qū)動(dòng)、恒功率調(diào)節(jié)等專用電子控制的單元模塊，除此之外，西方發(fā)達(dá)國(guó)家也生產(chǎn)了有針對(duì)性的工程機(jī)械電子液壓控制并且能夠直接對(duì)CAN總線上控制模塊進(jìn)行控制。另外，一部分控制模塊中還有涵蓋了很多能夠?qū)Χ嗦冯娨罕壤y進(jìn)行有效控制的PWM恒流驅(qū)動(dòng)單元。最后是神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)以及一系列方針技術(shù)等在車(chē)用發(fā)動(dòng)機(jī)中得到了廣泛的應(yīng)用，并取得了較為明顯的效果。

1 發(fā)動(dòng)機(jī)與液壓系統(tǒng)的匹配

工程機(jī)械和車(chē)輛設(shè)計(jì)的過(guò)程中最為主要的問(wèn)題便是如何將發(fā)動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)系統(tǒng)與外部負(fù)荷之間進(jìn)行有效結(jié)合。一般來(lái)說(shuō)，機(jī)械和液力機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)在實(shí)際運(yùn)用的過(guò)程中主要是借助多擋位變速器的切換或燃油供給來(lái)加強(qiáng)機(jī)械適應(yīng)寬廣的速度，并采取有效的方式提升車(chē)輛發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)動(dòng)效率以此來(lái)保障動(dòng)作的可靠性和安全性。但是在此過(guò)程中較為困難的便是司機(jī)在行駛過(guò)程中需要結(jié)合實(shí)際情況對(duì)檔位進(jìn)行恰當(dāng)?shù)淖兓?。但是這種方式常常會(huì)受到外在因素的影響而出現(xiàn)問(wèn)題。采用中心距可調(diào)節(jié)的齒型帶傳動(dòng)裝置雖然能夠讓車(chē)輛在行駛的過(guò)程中實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)變速，但是其缺陷在于傳動(dòng)比調(diào)節(jié)的適用范圍相對(duì)較為狹小，并且裝置占據(jù)的面積相對(duì)較大，并且無(wú)法有效實(shí)現(xiàn)反制動(dòng)效果。而采用液壓傳動(dòng)，并設(shè)置相應(yīng)的控制裝置，能夠在車(chē)輛內(nèi)部實(shí)現(xiàn)較為合理的傳動(dòng)布置，讓車(chē)輛的發(fā)動(dòng)機(jī)能夠較為迅速地適應(yīng)外負(fù)荷產(chǎn)生的變化，并且在實(shí)際操作過(guò)程中并不需要司機(jī)進(jìn)行換擋以及加油等一系列操作，傳動(dòng)效率遠(yuǎn)超從前。液壓機(jī)械傳動(dòng)裝置在實(shí)際操作的過(guò)程中還能充分發(fā)揮發(fā)動(dòng)機(jī)特性曲線的優(yōu)勢(shì)和作用，適用范圍更廣，作業(yè)能力更強(qiáng)。

2 探究車(chē)輛與工程機(jī)械電子液壓控制優(yōu)化措施

2.1 發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行工況選擇

通過(guò)對(duì)內(nèi)燃機(jī)的負(fù)荷特性、燃油消耗特性等進(jìn)行有效的分析與考量，液壓傳動(dòng)裝置與發(fā)動(dòng)機(jī)匹配時(shí)通常會(huì)出現(xiàn)兩種工況，一種是恒功率輸出;在操作中主要是借助控制裝置將作業(yè)動(dòng)作與額定功率進(jìn)行匹配;另外一種是變功率輸出。在操作中主要是讓發(fā)動(dòng)機(jī)以最經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行軌跡進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，發(fā)動(dòng)起的輸出是一條曲線，曲線上每一個(gè)點(diǎn)都會(huì)與油門(mén)中對(duì)應(yīng)的位置進(jìn)行匹配，保障輸出的耗油率相對(duì)較小。該曲線主要是由車(chē)輛發(fā)動(dòng)機(jī)的萬(wàn)有特性曲線和等功率曲線進(jìn)行有效的控制，一般預(yù)先存在控制裝置的ECU內(nèi)。其任務(wù)主要是對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的油門(mén)進(jìn)行相應(yīng)的改變，并將發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速調(diào)整至規(guī)范的范圍，并根據(jù)液壓系統(tǒng)的負(fù)荷壓力求出泵的希望排量，將控制泵的希望排放量進(jìn)行有效的控制，保障發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出扭矩、功率、轉(zhuǎn)速等處于合理范圍。

2.2 液壓傳動(dòng)裝置的參數(shù)選擇與匹配

從使用年限角度分析，泵在最高壓力下的使用時(shí)間應(yīng)當(dāng)控制在2%以內(nèi)，平均負(fù)荷對(duì)應(yīng)的平均壓力應(yīng)當(dāng)小于最高工作壓力的一半。若是產(chǎn)品樣本中元件并未明確標(biāo)注其使用效率以及使用年限等基本信息，一般情況下，可以將額定壓力的85%左右設(shè)定為平均壓力。從車(chē)輛的傳動(dòng)效率角度分析，通常情況下元件的轉(zhuǎn)速以及壓力等指標(biāo)應(yīng)當(dāng)保持在合理的范圍之內(nèi)，并控制液壓傳動(dòng)裝置的效率為最佳。液壓元件的工作轉(zhuǎn)速主要是元件的排量以及壓力的函數(shù)，當(dāng)車(chē)輛元件壓力降低時(shí)，應(yīng)當(dāng)結(jié)合實(shí)際情況將許用工作轉(zhuǎn)速調(diào)高。當(dāng)元件的轉(zhuǎn)速在額定值與最高值之間時(shí)，應(yīng)當(dāng)結(jié)合車(chē)輛的運(yùn)行情況將壓力和排量進(jìn)行適當(dāng)降低。同時(shí)，在匹配泵的參數(shù)時(shí)，通常情況下會(huì)將全排量最高轉(zhuǎn)速與發(fā)動(dòng)機(jī)的最高轉(zhuǎn)速保持一致性。

3 車(chē)輛與工程機(jī)械液壓系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)控制

傳動(dòng)系統(tǒng)與操縱系統(tǒng)是構(gòu)成車(chē)輛與工程機(jī)械的重要元素，在實(shí)際操作中由于大型工程機(jī)械設(shè)備會(huì)承擔(dān)較多的工作量，因此該機(jī)械中的系統(tǒng)在設(shè)置時(shí)處于分散的狀態(tài)，針對(duì)此種狀況，原有的基于桿系和輪系的機(jī)械綜合方式無(wú)法將各個(gè)系統(tǒng)之間的運(yùn)行與傳遞等功能進(jìn)行有效的控制。除此之外，此種方式對(duì)于實(shí)現(xiàn)希望的綜合特性機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)和布置等方面也存在一定的難度。但是隨著時(shí)代的發(fā)展，越來(lái)越多先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)應(yīng)用其中，采用基于網(wǎng)絡(luò)的控制技術(shù)能夠有效地將機(jī)械傳動(dòng)與操縱系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)控制結(jié)合在一起，全面提升控制效果。此外，還需要找到優(yōu)化傳動(dòng)和操縱系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)控制與綜合的新方法。根據(jù)上文中傳統(tǒng)控制方法中存在的突出問(wèn)題，應(yīng)當(dāng)充分考慮和分析液壓傳動(dòng)、電傳動(dòng)等系統(tǒng)在傳遞動(dòng)力和控制等方面的優(yōu)勢(shì)和作用，或能夠有效實(shí)現(xiàn)車(chē)輛與工程機(jī)械運(yùn)動(dòng)控制的效果。具體分析如下：首先是從工作量以及結(jié)構(gòu)布置等角度進(jìn)行分析，將工作子系統(tǒng)進(jìn)行合理的分布與設(shè)置;其次是采用功率介質(zhì)傳輸動(dòng)力;最后是借助現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)對(duì)車(chē)輛與工程機(jī)械的模式和子系統(tǒng)進(jìn)行有效的管理和控制。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，液壓傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)能夠有效擴(kuò)大車(chē)輛的適用范圍并提升其工作性能，通過(guò)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、排量以及泵的工作壓力等參數(shù)信息進(jìn)行綜合分析與考慮，并且結(jié)合運(yùn)行模式對(duì)各個(gè)參數(shù)進(jìn)行有效的調(diào)節(jié)與控制，才能實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)、液壓傳動(dòng)裝置與負(fù)荷之間處于最佳的匹配狀態(tài)。

參考文獻(xiàn)：

[1]馬鵬躍.車(chē)輛工程專業(yè)應(yīng)用型人才培養(yǎng)體系的研究[J].城市建設(shè)理論研究（電子版），2015，5（28）：5040-5041.

[2]李運(yùn)華，張磊，袁海文等.車(chē)輛與工程機(jī)械電子液壓控制的發(fā)展[J].汽車(chē)工程，2003，25（03）：215-218，231.

作者簡(jiǎn)介：朱軍（1983-），男，遼寧丹東人，本科，助理工程師，研究方向：汽車(chē)改裝、專用車(chē)制造、機(jī)械、汽車(chē)電子。