液压机械系统调试中的故障排除技术研究

液压机械系统调试中的故障排除技术研究

程艳飞  韩姜鹏

山西航天清华装备有限责任公司    山西长治    046000

摘要：在工程机械车辆领域，液压驱动系统凭借其机械强度高、可靠性好、易实现无级传动等优点，在矿山车辆中得到广泛应用。传统液压驱动系统需要液体作为介质，通常采用原动机驱动液压泵不易实现液压泵的流量控制，维护成本较高，结构复杂，需要液压泵、液压缸及油管等多个部件，安装维护难度大。此外，还需要给系统配置溢流阀、流量控制阀用于分配液压系统流量，容易出现泄漏、节流损失和溢流损失等问题，导致系统存在能量利用率低、维护成本高、安全性差、环境污染等缺点，严重制约了液压驱动系统的推广与发展。

关键词：液压机械系统；调试；故障排除技术

引言

随着工程建设规模和复杂程度的提高，工程机械液压设备的种类和数量在不断增加，设备的调试工作面临着效率低、差错多、成本高等诸多问题。传统的人工调试方式已经无法满足当前工程建设的需求，急需引入先进的自动化技术。文章针对工程机械液压设备自动调试技术展开研究，旨在为工程建设提供更加高效、精确、经济的设备调试方案。

1工程机械液压设备调试中存在的问题

工程机械液压设备调试面临着效率低、差错多、成本高等问题。传统的人工调试方式难以应对日益复杂的设备性能要求。人工调试依赖工人的专业知识和经验，由于当前设备的参数和数据日益复杂，调试效率难以提升。人工记录和分析数据易出现遗漏和错误，严重影响调试质量。频繁的现场测试和反复试验会增加调试成本。设备故障诊断和性能优化主要依靠人工经验，准确性和可靠性难以保证。设备日志数据缺乏有效的利用，难以实现设备状态的精准监控和预测性维护。此外，设备厂商与用户之间缺乏远程互联手段，无法实现调试过程的实时监控和快速响应，导致设备的使用和维护数据无法得到及时反馈，难以为设备的优化升级提供数据支撑。

2液压机械系统调试方案

2.1驱动调试液压系统

伴随着国内新能源电机配套技术的蓬勃发展，将电机控制技术与液压驱动系统相结合，能达到高能量转换效率、高精度、零排放的效果，本文充分考虑此点优势，结合可调速电机和液压传动系统的优点，提出一种采用调速电机驱动的定量泵，实现对定量电机的速度控制；采用低压蓄能器补偿液压驱动回路，防止气蚀。

该调速（调试）方案的执行元件与原系统基本相同，所不同之处在于其将电机与液压两系统合并为同一个系统，排量增加到了150mL/r，增加了PA1前制动压力传感器、PA2后制动压力传感器、PA3转向压力传感器来判断转向和制动工作时对系统的流量需求，将举升主阀两主阀改为了相同工作原理，并为了配合恒压变量系统，将中位机能变成了闭芯，以确保举升系统在无工作状态下可保持转向和制动系统的正常工作。

2.2数据驱动的自动调试技术

数据驱动的自动调试是利用设备运行中采集的大量数据，通过数据挖掘和机器学习算法，自动分析设备状态，优化设备控制参数。该方法需要在设备上布置各类传感器以实时采集状态数据，然后通过数据预处理来提高数据质量，最后采用统计分析、特征提取等手段，构建设备健康评估、性能预测模型，用于指导调试参数的设定。同时，可以使用数据训练机器学习模型，使其学习设备控制策略，实现自适应控制。例如，采用深度强化学习，通过不断试错，掌握最优控制策略。数据驱动方法可以充分利用设备全生命周期数据，不断自我优化。

2.3自动调试过程

设备自动调试过程始于系统初始化，设备层的传感器网络启动，采集设备的初始状态数据。随后，系统进入动力系统调试阶段，控制层分析发动机的功率曲线，调整燃油喷射量和正时，并通过压力传感器反馈优化液压系统的泵阀控制参数，以平衡系统压力和流量。接着，系统转入控制系统调试，执行自动参数辨识算法来优化PID控制器参数，并通过分析位置传感器数据微调伺服系统，提升运动控制精度。在工作装置调试阶段，系统采集多个工作循环数据，运用智能算法优化关键部件的控制策略。在性能指标调试环节，系统综合分析发动机转速、扭矩和燃耗数据，寻找最优工作点以提高燃油效率，同时通过工作循环时间分析优化动作序列，提升整体作业效率。在安全参数调试过程中，系统基于压力传感器数据精确校准过载保护阈值，并利用陀螺仪数据调整防倾翻算法参数，确保设备运行安全。在调试的最后阶段，系统执行标准测试程序，收集性能数据并与目标指标对比，必要时启动新一轮优化。整个过程中，服务层持续记录调试数据，支持远程专家分析和优化建议。

2.4自动调试系统集成测试与优化

完成自动调试系统的开发后，进行全面的系统集成测试和优化。测试主要针对某型30吨级液压挖掘机进行，重点评估自动调试系统在动力系统调试、液压系统调试和控制系统调试方面的性能。

测试过程分为3个阶段：初始测试、自动调试和优化阶段。初始测试使用传统人工调试方法进行调试。自动调试阶段应用开发的自动调试系统进行调试。在优化阶段，基于初步测试结果对算法进行优化，然后再次测试。

优化阶段主要针对以下几点进行了改进。第一，优化了自适应模糊PID控制算法中的模糊规则，提高了液压系统响应速度。第二，改进了多目标参数优化算法的权重分配策略，更好地平衡了功率输出和燃油效率。第三，增强了异常检测算法的灵敏度，减少误报，提高了调试过程的连续性。

2.5重点管理调试系统控制模块

控制模块是整个系统的核心部分，对其进行重点管理，能够将自动化水平予以增强：（1）建立完善的控制模块管理制度。制定明确的管理流程和操作规范，包括模块的进出库管理、使用记录和维护保养等，建立相应的台账和档案，记录模块的使用情况、故障情况和维修记录，以便及时追踪和处理问题。（2）加强对控制模块的维护保养。定期对模块进行检查和维护，包括清洁、紧固和润滑等工作，确保其正常运行，同时要及时更换老化和损坏的模块，避免出现故障和影响系统的正常运行。（3）加强对控制模块的技术支持和培训。定期组织技术人员进行培训和学习，了解最新的控制模块技术和应用，提高技术人员的专业水平，并与供应商建立密切的合作关系，及时获取技术支持和更新的模块信息，保持系统的技术先进性。（4）加强对系统软件的管理。系统软件是控制模块运行的核心，需要确保其可靠性和稳定性，通过建立软件版本管理制度，进而及时更新和升级软件，修复漏洞和改进功能，还应该建立完善的系统日志和报警机制，监控软件运行情况，及时发现和处理异常。

结束语

综上所述，在开展液压设备安装与调试工作时，需要详细分析工程机械使用标准、液压设备运行需求，结合本文理论内容，设计一套内容完善、结构完整的安装与调试方案。在方案执行过程中，需要根据具体的液压设备类型，对细节内容做合理优化，确保安装与调试资源的最大化利用，合理提升液压设备运行质量。希望更多单位可以对液压设备安装与调试进行深入研究，提升生产效率，助力行业可持续发展。

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