[科普中国]-油压控制

简介

油压控制（Oil pressure control）含义为运用油液动力改变操纵对象的工作状态。属于油压控制的一种。油压控制系统是以电机提供动力基础，使用液压泵将机械能转化为压力，推动液压油。通过控制各种阀门改变液压油的流向，从而推动液压缸做出不同行程、不同方向的动作，完成各种设备不同的动作需要。

油压控制系统的优点1、可以在运行过程中实现大范围的无级调速。

2、在同等输出功率下，液压传动装置的体积小、重量轻、运动惯量小、动态性能好。

3、采用液压传动可实现无间隙传动，运动平稳。

4、便于实现自动工作循环和自动过载保护。

5、由于一般采用油作为传动介质，因此液压元件有自我润滑作用，有较长的使用寿命。

6、液压元件都是标准化、系列化的产品，便于设计、制造和推广应用。

油压控制系统的缺点1、损失大、效率低、发热大。

2、不能得到定比传动。

3、当采用油作为传动介质时还需要注意防火问题。

4、液压元件加工精度要求高，造价高。

5、液压系统的故障比较难查找，对操作人员的技术水平要求高。

分类开环油压控制和闭环油压控制是油压控制的两类基本控制方式

其中，液压闭环控制系统常常有多种分类方法。
1）按照控制系统完成的任务分类
按照控制系统完成的任务类型，油压控制系统可以分为液压伺服控制系统（简称，液压伺服系统）和液压调节控制系统。

2）按照控制系统各组成元件的线性情况分类
按照控制系统是否包含非线性组成元件，油压控制系统可以分为线性系统和非线性系统。

3）按照控制系统各组成元件中控制信号的连续情况分类
按照控制系统中控制信号是否均为连续信号，油压控制系统可以分为连续系统和离散系统。

4）按照被控物理量分类
按照被控物理量不同，液压反馈控制系统可以分为位置控制系统、速度控制系统、力控制系统和其他物理量控制系统。

5）按照油压控制元件或控制方式分类
按照油压控制元件类型或控制方式不同，液压反馈控制系统可以分为阀控系统（节流控制方式）和泵控系统（容积控制方式）。进一步按照液压执行元件分类，阀控系统可分为阀控液压缸系统和阀控液压马达系统；泵控系统可分为泵控液压缸系统和泵控液压马达系统。
6）按照信号传递介质分类
按照控制信号传递介质不同，油压控制系统可分为机械油压控制系统（简称，机液伺服系统或机液伺服机构）、电气油压控制系统等。

应用领域航空航天

飞机飞行控制系统、飞行模拟器等。

冶金领域

轧机下压控制系统、钢带跑偏控制系统等。

武器装备

坦克火炮稳定系统、自行火炮驾驶助力系统等。

机器人

仿人机器人、仿生机器动物等。

试验装置

负载模拟器、运动模拟器、三轴仿真转台、地震模拟器等。

制造装备

数控机床、线切割机床等。

液压实例以WLYl00型液压挖掘机的液压系统为例，对其可能产生噪声的原因、排除方法介绍如下。

柱塞泵或马达的噪声(1)吸空现象是造成液压泵噪声过高的主要原因之一。当油液中混入空气后，易在其高压区形成气穴现象，并以压力波的形式传播，造成油液振荡，导致系统产生气蚀噪声。其主要原因有：

①液压泵的滤油器、进油管堵塞或油液粘度过高，均可造成泵进油口处真空度过高，使空气渗入。

②液压泵、先导泵轴端油封损坏，或进油管密封不良，造成空气进入。

②油箱油位过低，使液压泵进油管直接吸空。

当液压泵工作中出现较高噪声时，应首先对上述部位进行检查，发现问题及时处理。

(2)液压泵内部元件过度磨损，如柱塞泵的缸体与配流盘、柱塞与柱塞孔等配合件的磨损、拉伤，使液压泵内泄漏严重，当液压泵输出高压、小流量油液时将产生流量脉动，引发较高噪声。此时可适当加大先导系统变量机构的偏角，以改善内泄漏对泵输出流量的影响。液压泵的伺服阀阀芯、控制流量的活塞也会因局部磨损、拉伤，使活塞在移动过程中脉动，造成液压泵输出流量和压力的波动，从而在泵出口处产生较大振动和噪声。此时可对磨损、拉伤严重的元件进行刷镀研配或更换处理。

(3)液压泵配流盘也是易引发噪声的重要元件之一。配流盘在使用中因表面磨损或油泥沉积在卸荷槽开启处，都会使卸荷槽变短而改变卸荷位置，产生困油现象，继而引发较高噪声。在正常修配过程中，经平磨修复的配流盘也会出现卸荷槽变短的后果，此时如不及时将其适当修长，也将产生较大噪声。在装配过程中，配流盘的大卸荷槽一定要装在泵的高压腔，并且其尖角方向与缸体的旋向须相对，否则也将给系统带来较大噪声。

溢流阀的噪声溢流阀易产生高频噪声，主要是先导阀性能不稳定所致，即为先导阀前腔压力高频振荡引起空气振动而产生的噪声。其主要原因有：

(1)油液中混入空气，在先导阀前腔内形成气穴现象而引发高频噪声。此时，应及时排尽空气并防止外界空气重新进入。

(2)针阀在使用过程中因频繁开启而过度磨损，使针阀锥面与阀座不能密合，造成先导流量不稳定、产生压力波动而引发噪声，此时应及时修理或更换。

(3)先导阀因弹簧疲劳变形造成其调压功能不稳定，使得压力波动大而引发噪声，此时应更换弹簧。

液压缸的噪声(1)油液中混有空气或液压缸中空气未完全排尽，在高压作用下产生气穴现象而引发较大噪声。此时，须及时排尽空气。

(2)缸头油封过紧或活塞杆弯曲，在运动过程中也会因别劲而产生噪声。此时，须及时更换油封或校直活塞杆。

管路噪声管路死弯过多或固定卡子松脱也能产生振动和噪声。因此，在管路布置上应尽量避免死弯，对松脱的卡子须及时拧紧。

油压控制装置一种油压控制装置，通过进行与向电磁阀的指令电流的折返位置或折返次数对应的滞后误差修正，实现油压控制精度的提高。1

油压控制装置具备：线性电磁阀、滞后油压修正量运算装置、离合器压修正控制部。运算滞后油压修正量的滞后油压修正量运算装置具有表示相对油压变化特性的滞后的全滞后特性并作为基准图，在将指令电流在油压变化特性范围内的中途位置折返的局部回路持续时，在每个从过去到当前时刻的局部回路制作多个根据折返位置缩小基准图的缩小图，通过在同一指令电流位置由多个缩小图得到的各滞后油压修正量的总和，运算滞后油压修正量。

装置一种油压控制装置，具备: 电磁阀，其根据指令电流调整开度，并将油压控制为增加或减少的任一方； 滞后油压修正量运算装置，其运算根据输出油压相对于所述指令电流的增加方向和减少方向的指令电流的滞后特性而确定的滞后油压修正量； 指令电流控制装置，其考虑所述滞后油压修正量，以所述输出油压成为目标输出油压的方式控制所述指令电流， 其特征在于， 所述滞后油压修正量运算装置具有表示相对于油压变化特性的滞后的全滞后特性并作为基准图，所述油压变化特性由使所述指令电流从最小值变化到最大值时的增压特性和使所述指令电流从最大值变化到最小值时的减压特性构成，在所述指令电流在所述油压变化特性范围内的中途位置折返的局部回路持续时，对每个从过去到当前时刻的局部回路制作多个根据折返位置将所述基准图缩小的缩小图，通过在同一指令电流位置由所述多个缩小图得到的各滞后油压修正量的总和，运算所述滞后油压修正量。

特征滞后油压修正量运算装置确定所述指令电流在所述油压变化特性范围内的中途位置折返的局部回路持续时的、从本次的折返点到下次的折返点的折返指令电流幅度，并根据所述折返指令电流幅度与所述油压变化特性的电流幅度之比即电流比率，缩小所述基准图，从而制作成缩小图。

滞后油压修正量运算装置将全滞后特性的基准图中的油压上升侧特性和油压下降侧特性的中央特性作为目标特性，运算相对于该目标特性的滞后油压修正量。

滞后油压修正量运算装置具有折返点存储控制部，当所述指令电流在所述油压变化特性范围内的中途位置折返的局部回路持续时，在上次的折返点电流值与本次的折返点电流值的差值小于规定值的情况下，所述折返点存储控制部禁止折返点信息的追加存储。

折返点存储控制部将所述规定值设为追加存储禁止电流范围，该追加存储禁止电流范围为根据按每个折返方向存储的最新的折返点电流存储值运算残留电流幅度，并将所述残留电流幅度除以残留存储数相加I的值而所得的值。

指令电流在所述油压变化特性范围内的中途位置折返的局部回路持续时，在返回具有存储信息的过去的折返点而脱离所述局部回路的情况下，所述折返点存储控制部消除该过去的折返点和与该过去的折返点一起形成局部回路的成对的折返点的存储信息。