电液控制技术在渣包车上的应用与维修

秦卫国

【摘 要】本文简要概述了电液控制技术分类、特点以及在渣包车的应用与维修。

【关键词】电液控制技术；渣包车；电液比例控制技术

在冶炼行业，熔渣的驳运是至关重要的一个生产环节，而完成这一任务的主要工具就是渣罐运输车（以下称渣包车）。20世纪70年代以来，美国KRESS公司、ROYAL公司和德国KAMAG公司及瑞典GIA公司等相继开发研制了载重 32～250t的轮式渣包车系列产品，并被世界各国冶炼厂广泛采用。由于渣包车的采用，使冶炼厂渣处理环节中的严重污染得以有效的控制，在实际应用中取得了良好效果。近几年来，国内相继有一些厂家也对渣包车进行研发，例如：长沙凯瑞、中冶宝钢、上海海鹏等相继研制出自己的车型，技术已经趋于成熟，被国内外冶炼行业所采用。

1 渣包车是一种集机械安装、电液控制、液压驱动于一体的高技术密集型的车辆

特别是电液控制技术的应用，不仅简化了渣包车的结构，而且极大提高了渣包车作业功率、作业效率，作业稳定性。

1.1 电液比例控制技术的特点

渣包车应用的是现在世界上最先进的电液比例控制技术。这种控制技术不仅具有可靠、价廉、节能、易维护特点，而且具有相当高精度和动态响应特点。比例元件的设计原理采用了多种形式的内反馈、动态反馈及电校正等手段，使阀的精度、响应、稳定性都得到了大幅度提高，稳态滞环减小到3%左右，工作频宽可达25Hz。近年来，计算机的飞速发展带来了控制领域的革命，出现了采用高速开关阀和步进电机拖动的数字式元件，以及以此为基础的脉宽调制（PWM）型电液控制系统和数字增量控制（IDC）型电液控制系统。它们从抗干扰性和适应复杂环境的能力以及控制方式、控制策略上与传统的电液控制系统有着显著不同。

电液控制系统可分为闭环和开环两种，采用闭环控制系统可提高执行元件输出参数的控制精度，或实现特定的控制目标。通常电液伺服控制系统采用闭环控制。由于电液比例控制系统对工作介质清洁度无特殊要求，制造成本低，能量损失小，稳定和动态控制特性足以满足大部分工程控制的要求，被广泛应用于各个领域。

1.2 电液控制技术的组成

液压系统按采用控制阀的性质分类，可分为普通液压传动系统、电液比例系统和电液伺服系统。电液比例控制技术系统中最重要的元件便是电液比例阀。电液比例阀的性能介于开关定值控制阀、伺服控制阀之间，结构较伺服控制阀简单，价格较低且易于维护，它可根据输入的电信号连续地控制液流参量，满足一般液压控制系统对控制性能的要求。

电液比例控制系统和电液伺服控制系统基本构成可以归纳如下：系统的指令及放大单元多采用电气控制，其中，电—机械转换器有动圈式、动铁式电磁元件和伺服电动机、步进电动机等。它的功能是将放大器输出的控制电流信号转换成机械控制信号——力和位移。液压转换及放大元件是各类开关式、比例式或伺服式阀，实际是一个功率放大单元。液压执行元件通常是液压缸或液压马达。测量及反馈元件将执行元件输出的动力参数或其它中间变量加以检测并转换为反馈量（电、液压、机械）反馈到电—机械转换器的输出端。

渣包车采用的电液比例控制系统采用电液比例压力阀或比例流量阀来替代普通液压系统中的多级调压回路或多级调速回路，这样不仅简化了系统，而且可实现复杂的程序控制及远距离信号传输，便于计算机控制。长沙凯瑞渣包车液压系统控制器PLC（Programmable Logic Controller）、瑞典渣包车液力传动控制系统APC（Advance Process Control）100及发动机控制系统EMS（Engine Management System）都是计算机控制技术的成功应用。

电液比例控制系统，由动铁式或动圈式电磁元件来完成电能——机械能的转换，移动先导油控制阀芯，高压的先导油利用压力能来移动主控制阀芯，来控制主油流通断及方向，操纵执行元件油缸或是油马达完成相应动作，从而达到完成各项任务的目的。

1.3 电液控制技术的发展方向

液压系统无论怎样复杂，总是由一些基本回路和特殊回路组合而成，基本回路是用液压元件组成并能完成特定功能的油路结构。随着现代工业的发展，对液压技术提出了更高的要求，不仅要求基本回路能够完成某项特定功能，还要求它们具有安全可靠、节能、低噪声、无泄漏和维护简单等功能。基本回路和液压元件都在不断增加、演变和趋向更加完善的境界。

现在的电液控制技术逐渐向集成化和智能化方向的发展。从技术构成上，电液控制是集液压技术、微电子技术、传感检测技术、计算机控制及现代控制理论等众多学科于一体的高交叉性、高综合性的技术学科，具有显著的机电液一体化特征。从元器件结构组成上，往往是集传感器、控制放大器、执行器于一身，构成集成化功能单元，而系统应用上则趋向于采用集成单元来实现复合功能。无论从元件的开发研究，还是系统的构成，以机敏材料为代表的智能材料的引入，传感检测技术的不断进步，以及包括模糊理论、人工神经网络在内的新的智能化控制策略与手段的不断成功运用，使得系统及元件的自学习、自适应机能得到充分提高，当代的电液控制技术越来越呈现出智能化的趋势。

2 渣包车电液控制系统维修实例

电液控制方面的维修，必须对设备的维修手册进行细致的阅读，充分了解设备应用的电液控制技术的工作原理与设备上实际结构，才能又准又快的判断故障所在，完成相应的维修任务。

2.1 GIA渣包车K350SH60出现乱档故障，故障现象为倒档1.2.3.4正常，前进4档正常。如果档位处在1.2.3档的位置，车辆就倒车，没有空档和前进档。只有在4档的位置才有空档。

通过对换档电磁阀激活状态的分析：

空 档：电磁阀 S1 S2 S6 得电

前进1档：电磁阀 S1 S2 S3 S6 得电

前进2档：电磁阀 S2 S3 S6 得电

前进3档：电磁阀 S3 S6 得电

前进4档：电磁阀 S3 得电

倒退1档：电磁阀 S1 S2 S4 S6 得电

倒退2档：电磁阀 S2 S4 S6 得电

倒退3档：电磁阀 S4 S6 得电

倒退4档：电磁阀 S4 得电

根据以上症状分析，应为电磁阀S4与S6连电引起，对这两个电磁阀的线路进行整理，故障排除。这个例子说明，必须对档位控制电路有充分的了解，才能准确判断故障所在，否则，将无法完成此故障的维修。

2.2 美国渣包车P-160CSE出现过一个故障，液压油温度一高，大约80°左右，翻包机构就不动作，翻包电磁阀得电，并且听到电磁线圈的动作的声音。很明显的故障原因是翻包控制阀卡滞。开始怀疑控制阀阀芯有问题，拉出阀芯，也看到阀芯上有损伤，然后更换了阀芯，故障现象暂时排除。但是，接下来的使用中，又出现了不翻包的故障现象，和以前的症状相同。只有对故障进行进一步分析。我们把举升电磁线圈换到翻包控制阀上，可以翻包，就开始怀疑翻包电磁线圈产生的磁力不够。用万用表测量了翻包电磁线圈电压后，发现只有22V，而举升电磁线圈的电压可达到26V。确定翻包电磁线圈得到的电压过低，因而产生的磁力不足，在液压油热时，控制阀偶件阻力增大，拉不动阀芯。通过对美国渣包车P-160CSE使用维护说明书的了解，这个电压是可以通过PLC进行调整的。然后根据说明书上的调整方法对翻包电磁阀的电压做了相应调整后，故障现象排除。这个例子告诉我们，充分了解使用说明书的重要性。

3 结束语

以上是笔者根据多年渣包车管理工作中总结的一些经验，与各位同仁共享，希望能给大家带来一些帮助。

【参考文献】

[1]王益群，高殿荣.液压工程师手册[M].

[2]易孟林.电液控制技术[M].

[责任编辑：汤静]