分析信息化对工程机械传动技术的影响

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　　高速发展的信息时代，工作效率最大化是追求的终极目标。自第一台电子计算机在宾夕法尼亚诞生以后，信息技术应用于社会生活和生产的各个角落。机械行业的革命，极大的提高了机械的各项性能。测量与控制技术、计算机技术、通信技术成为了信息技术的支柱技术。信息技术成功应用于机械传动技术的例子遍及海内外。

　　一、机械的主要传动方式介绍

　　机械传动、流体传动、电传动、电磁轴承、电磁传动是机械运动的几种方式。其中，机械传动、流体传动、电传动是机械运动的只要方式；电传动、电磁轴承是非接触性的传动方式。由机械传动、流体传动、电传动方式到电传动、电磁轴承传动方式，传动技术的范围在不断变大。但是传动方式中的“机械传动”效率高、速度快、输出功率恒定，到如今，仍然是最为主要的传动形式。

　　二、机械传动的信息化与智能化

　　科教兴国战略是实施，IT技术迅猛发展，IT行业的技术不断更新变化，IT行业和各个产业的密切结合，使得信息化涉及生产和生活的各个方面。机械传动领域，将机械传动技术和计算机控制技术结合，实现了原动力系统、传动系统和执行系统融为一体，提高了工作效率，使生产过程中的各个环节紧密结合，节约了时间，提高了效率，呈现了机械设备工作状态自动化和智能化的场景。

　　三、信息化对工程机械传动技术的影响

　　1.信息技术进入工程机械传动技术领域的成果是微电子技术处理动力流信息。微电子技术处理动力信息流主要依靠机械流体本身完成，和现代意义上的信息技术关联并不是很大，但是有流体、机械处理动力信息流向电子技术发展，在思路上本身就是一个巨大的进步。

　　1.1液压技术方面

　　早期的开式液压系统主要采用滑阀来控制动力走向，滑阀是典型的用机械处理动力流信息的部件。后来为了实现对传动系统精确的力、位移控制，出现了伺服阀与比例阀。伺服阀因对油液的过滤精度要求较高，在工程机械传动上的应用较少，相比之下比例阀的应用比较广泛。随着液压技术的进步，我们习惯了越来越多地采用了液压本身来处理动力流信息。为了提高液压系统的控制功能，采用了复杂的多路阀。多路阀是以两个以上换向阀为主体，集单向阀、过载阀、补油阀、制动阀及压力补偿器等于一体的集成阀。

　　1.2液力技术方面

　　液力变矩器是人类在流体传动领域最伟大的发明之一，它巧妙利用了泵轮与涡轮之间的相对转速不同，使流体动压力冲向叶片角度不同的原理，实现了自动变矩的功能。工程机械传动系统中原来由机械、流体处理动力流信息的技术逐渐被微电子技术处理所代替，随着信息技术的飞速发展，未来这样的发展趋势还会继续下去。

　　2由复杂的多路阀控制的流体动力系统逐渐走向由总线和分立电控元件控制的动力系统近年来总线技术的发展，使信息化技术如虎添翼，从早期的RS232/485总线到目前广泛应用的CAN总线，其可靠性、抗干扰能力有了很大程度的提高，线束的根数已经减少到了构成回路的最少数量（2根）。在总线技术发展的推动下，工程机械原来使用的一些液压操纵机构已经变为总线驱动的“线控”操纵机构。为了便于数字驱动，，使液压系统更便捷地实现信息化，出现了数字液压执行元件，其典型代表为高速开关阀与比例阀。高速开关阀使用PWM（PulseWidthModulation）对流量或压力进行控制，响应时间一般为毫秒级，对普通液压执行元件如缸与马达的控制能够满足工程机械工作响应的需要，抗污染能力强，成本也比较低。用高速开关阀可以构成一个数字伺服控制系统，以实现如挖掘机、起重机等工程机械、运输机械的数字控制和远距离控制。另一个易于进行数字控制的阀就是比例阀。比例阀的性能介于伺服阀与高速开关阀之间，可以对阀流量或压力进行连续控制，而抗污染能力与滑阀相同，因此比例阀在工程机械中得到了广泛应用。因为可用PWM进行控制，所以便于通过CAN总线传输控制信号。比例阀与PWM及CAN总线的结合是工程机械信息化技术的巨大进步。MOOG公司的D638系列直动式数字伺服比例阀，能够实现CAN总线通讯，每个阀的操作相对独立，不仅可通过计算机进行控制，也可以使用PLC对阀参数进行调整，在阀工作时还能对其进行实时调整。博世力士乐公司的IAC-R高频响比例阀，配置CANopen总线，上位机通过现场总线与数字控制器进行实时通讯，控制器中的数字控制系统承担阀控制器的职能。这些新型比例阀都已得到应用，小松、卡特彼勒多个型号挖掘机配备了上述产品，极大地改善了性能。

　　3电传动的应用逐步增多

　　工程机械广泛采用复合传动，早期的工程机械主要使用机械与流体传动，如大家所熟知的变速箱是机械传动，液力变矩器液力传动，动臂油缸的驱动是液压传动。电传动只有在特大型矿山装备中有少量的使用。相对于机械与流体传动，用微电子技术来控制电驱动要来得更加便捷，近年来随着信息化的到来，以及电机技术和电力电子技术的巨大进步，电驱动技术在工程机械传动中的应用越来越广泛。

　　4动力源的输出向恒功率输出方向发展

　　工程机械总体上是间歇工作的机械，如装载机的铲装作业，动臂、铲斗的运动都是间歇式的。科学的魅力在于“用简单的技术解决复杂的问题”，而不是越复杂越好。笔者建议既使使用混合动力也不要设计过多的驱动形式，除机械传动外最多再使用两种为宜。

　　四、结论

　　机械传动、流体传动与电传动是工程机械的主要传动形式，它们伴随着工程机械行业的发展虽然得到了不断的完善，但真正使工程机械传动性能产生质的飞跃还是在信息化技术的应用与普及之后。当前信息化技术仍然在高速地发展和不断地进步，这为我们改进工程机械传动系统提供了无限的可能性，同时工程机械施工技术的发展也会对其传动系统提出更高的技术需求，促进信息化技术本身的发展及其在工程机械领域的集成与应用。加强农业大国的工业化进程，工程机械是最强的推动力，我们从事传动技术研究的科技工作者应该努力做好科学研究，不断开拓进取，改变生产力结构，让机械更高效、更智能，快速推动中国经济发展，为筑就中国梦做出自己的贡献！

　　参考文献：

　　[1]权龙.工程机械多执行器电液控制技术研究现状及最新进展[J].液压气动与密封，2010，40（1）：40-46.

　　[2]吴国祥，李玉河.工程机械智能化与信息化发展概况[J].工程机械，2013，44（1）：2-7.

　　[3]韩慧仙，曹显利.工程机械液压控制系统技术体系分析[J].液压气动与密封，2010，（5）：6-8.

　　[4]张海平.国外液压研发动态介绍[J].液压气动与密封，2012，（1）：9-15.

　　[5]冀宏，左嘉韵，程源.工程机械液压元件及节能液压系统的发展与思考[J].液压与气动，2013，（5）：1-8.

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