一、早期的设计——泵

 

　　若干年前，定量泵大多采用的都是机械系统设计，尤其是小型工程，更是要使用机械系统与定量泵，这里的定量泵设计有一个原则，那就是系统的最大工作流量（Q）与系统的最大工作压力（P），以及后计算的最大输出功率（N）有一定的规定，即其应等于或小于净功率，表示如下：

 

　　N=P.Q/60η＜Nj。（1-1）

 

　　在一般情况下，如功率利用系数低，和控制功能，还存在很多问题，采用定量泵的性能问题。目前，只有一小吨位汽车起重机，约5~50吨，仍在使用这种定量泵。

 

　　二、单泵恒功率控制技术

 

　　单泵的控制系统都是通过控制变量机构来控制变量泵，恒功率控制技术在发展初期是借助于一个变量机构中的两个弹簧来实现灵活设置的，这样就可以控制变量泵的输出流量，如果工作曲线出现问题，第一集力超过系统的压力后，变量泵的输出就会开始变得很小。如果我们把系统压力设置为超过第二弹簧力，那么，变量泵与变量斜率都会发生明显变化。控制之后，离散值能够达到常数C，如果使用这些措施，则可以极大地提高发动机的动力，同时，它的另一个好处是，发动机在过载情况之下也不会熄火。而恒功率控制技术发展主要通过杠杆的改进，实现对可变控制机构的有效利用。

 

　　三、双泵恒功率控制技术

 

　　1.分功率控制技术所谓的功率控制主要是指泵功率的执行机构，负责在权力的实际操作使用的引擎的分析，这是分配给每个泵的分布，按一定的比例，控制电源，每台泵的控制变量的独立机构，该机构负责其目的是工作曲线。然而，这种控制是控制权的结果，所以最大的缺点是发动机的功率不能得到充分利用，如果泵由于需要停止工作，其功率不能被另一个泵的使用，造成不必要的浪费，所谓的“大引擎的马车”就在这的情况下，因此，它仅限于小型工程机械的使用。

 

　　2.总功率控制技术功率控制系统，使用一个可变的机制是比较常见的，这使得所有泵的流量是相同的，弹簧，压力是一个泵的工作压力之和，如果1/2值的多泵工作压力之和达到的弹簧设定值，所以主泵启动变量，这个变量等于单泵恒功率变量。工作曲线方程表示为：

 

　　n

 

　　∑Pn..Q=C。（1-2）

 

　　i=1

 

　　功率控制的总功率与对照相比，我们会发现，发动机的功率利用系数得到了很大的提高，不仅如此，还可以实现多个泵之间的互补功率，一个泵不工作，它的力量也可以用于其它泵。但这并不是没有缺点，缺点是能量损耗大，因为总功率每个泵相同的控制执行机构的流量，如果泵负责停止工作，所以主泵仍在输出，大流量，多余的流量将被转换成热能。总功率控制有一个致命的缺点，即不同的速度不能控制多个执行器。

 

　　3.交叉传感控制技术80年代中期，日本公司研究出了交叉传感控制系统，这项技术是对总功率控制与分功率控制技术的创造式发展，其克服了总功率控制与分功率控制技术的缺点与不足，吸收了其技术的合理成分。其技术特点是，继承了原有的分功率控制，在此基础上把两个泵的工作压力进行交叉控制，令每一个泵都有独立的变量机构，这样它们的流量就不同了，如果其中一个泵，它的功率利用系数不大于总功率的50％，那么其他的泵还可以利用多余的功率，如果两个泵，它们的功率利用系数达到了50％，那么这两个泵是均等的利用了功率，这样，这项技术就集中了总功率控制与分功率控制的长处，克服了它们的不足，是技术进步的表现。但它也不是无懈可击，也有自己的软肋，那就是发动机功率还不能完全被它利用，还有，在进行多执行机构的功率分配时，工作速度不能同时，特别是如果一个泵的执行机构，其工作速度被调至很低时，它的工作负载就会增大，在交叉传感的作用下会把压力反馈到另一个泵，在这种情况下，另一个泵能利用的功率就很有限，不到50％，第一个泵也不到50％，可见，这种发动机的功率利用系数还是存在一定问题。

 

　　4.负反馈交叉传感功率控制技术工程机械液压系统动力控制技术继续前行，这时出现了负反馈交叉传感功率控制技术，这项技术是对交叉传感控制技术的扬弃。交叉传感控制技术尽管实现了对发动机的功率利用的最大化，但是，毕竟仅仅局限于两个主泵之间。multi-pump控制系统，同时每个泵不操作，虽然每个泵或工作条件，但不是在最大位移和最大压力点工作，这并不准确确定变量泵的实际输出功率应该容易导致过载或过于保守力量。

 

　　Cross-sensing负面反馈由于Cross-sensing功率控制技术对自己的缺点功率控制，是泵的数量增加的反馈，这种控制方法的作用不仅是越来越不理想，但越来越多的困难，系统太复杂。

 

　　四、计算机控制技术的优化与控制

 

　　在传统的恒功率控制中，控制系统、柴油机之间的匹配并不具有突破性，发动机最大输出大于扭矩泵的输出扭矩，而且发动机在性能上也存在问题，表现为很容易发生转速下降的问题，甚至会发生熄火现象。

 

　　而现在，混凝土泵车产业发生了飞跃式的变化，突出代表就是三一重工柴油发动机闭环控制装置，在这个装置中，利用PID算法，PLC的PID对输出柴油机调速控制系统进行控制命令，这样就会使输出功率得到有效提高，特别对于变化的负载情况，能实现有效的控制，根据不同情况，采取应对措施以便能保持相同的速度。这样，就使得机器的输出功率与效率有了大幅度提高，发动机即便在在低速状态下也可以工作，再不会出现熄火现象。

 

　　【参考文献】

 

　　汪世益，方勇，满忠伟。工程机械液压节能技术的现状及发展趋势【J】，工程机械，2010-09-10。