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[摘 要]在三大传动技术中，液压传动是一项重要的系统，其可以分为开式液压系统与闭式液压系统。我们所知道的大流量的液压马达驱动应用的均是闭式液压系统，其与开式液压系统相比、具有体积小、发热量少、转换阀较小、效率高等优点，在工程机械领域应用极广。本文通过对闭式液压系统压力波动机理进行分析，从而阐述闭式液压系统的控制原因，从而找到闭式液压系统的控制方法，提高液压传动的技术压力，延长液压系统的寿命，提高使用效率，降低系统噪声。
[关键字]闭式液压系统 控制方法 思考
中图分类号：TG333.2 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）26-009-01
前言
与开式液压系统相比，闭式液压系统仅有一个泵与马达系统，并且每个系统之间独立存在，互不干扰。由于其未应用换向阀，因此造成的液压冲击较小，损失的能量较少，一般情况下，采用手动控制、液压控制以及电控的方式即可对其进行控制操作，但是在控制过程中也应该考虑到油箱体积小散热差的弊端，从根本上提高闭式液压系统运作过程中的安全性。
一、闭式液压系统压力波动机理
（一）系统工作原理
闭式液压泵、高压溢流阀、补油单向阀、补油溢流阀、冲洗阀组、补油泵、液压马达是闭式液压系统的组成部分。闭式液压泵的进油口、出油口通过液压管道连接着液压马达的进油口与出油口，从而使得液压油在此密闭系统中循环。对闭式液压泵进行调节，可以调节马达的转速，从而对液压马达的变量进行调节。高压溢流阀是防止因马达排量突变或负载突变而存在的安全阀。补油溢流阀将补油压力设定在1.6*103KPa～2.5*103KPa，当这几个组成部分互相作用时，便构成了闭式液压系统的内部循环。
（二）变量泵工作原理
将主泵与补油泵通过一根轴进行串联，从而向低压侧与变量机构同时进行补油控制，通过调节主泵的排量变化，从而控制器与电流之间的关系，根据控制电流与主泵排量函数关系进行计算，能够对其进行有效控制。
控制电流与主泵排量函数关系公式：
Vg= （I-I0）
二、闭式液压系统控制原因分析
（一）负载波动的影响
恒定值、随机负载、周期性脉动负载是马达输出轴上可能出现的外负载形式。在外负载恒定的工况下，系统压力波动不会发生，在外负载出现随机负载情况下，系统压力波动出现的变化频率较小，受到的系统压力波动较小，而周期性脉动负载一般情况下是高频低幅脉动。因此，从本质上来看，负载所引起的系统压力脉动其实就是液压冲击，当负载变化频率快时，前后两次压力振荡便连接起来，压力脉动由此形成。
（二）低压侧压力对液压系统压力的影响
一般情况下，低压侧油液压力值被控制在1.9*103KPa～2.5*103KPa的范围内，低压侧压的压力与回油背压成正比，与工作压力成正比，与系统效率成反比，因此马达/主泵要想实现最大排量，便需要加大压力，减少发热，在控制有压力变化的基础上控制泵/马达排量的变化，进而使系统压力发生变化。
（三）油液中空气含量影响
油液中空气的含量会对系统压力造成影响，而油液弹性模量是其主要表现，其含量多少与油液中空气含量成反比，因此要想提高系统的柔性，就必须降低其压力冲击。
气穴现象也与油液中空气含量有关，并影响着系统压力的振荡。柱塞腔的容积随着转子的转动而不断增大，当其压力<1.013*105Pa时，吸油活动开始，然而在转子转动过程中，由于相关因素阻塞了吸油管路，从而使其内部出现真空现象，形成负压。液压油中的空气会发生溶解，当液压油中空气分离压力>吸油腔压力，排油区便会涌入吸油区的液压油，从而气泡中空气在高压作用下被挤压，爆裂，形成高频压力冲击。因此只要保证闭式液压系统中油液空气的含量稳定性，便能够减少油液弹性模量的影响因素。
三、闭式液压系统控制方法
几次谐波雖然无法进行滤波，而且数量有限，但是其是液动系统压力脉动的主要成分。要想对液压系统的压力脉动进行消除，就必须采用被动滤波与主动滤波的方式。
（一）主动滤波原理
二次脉动波的生成可以使存在于液压系统中的压力脉动波抵消，而生成二次脉动波则需要将专门的装置应用到液压系统中，这种方法被称为主动滤波。
1. 开环控制
信号控制器通过接收高频侧头测得的压力脉动信号，并且进行转换，将压力信号转换为电信号，输出的电信号进入转换器，并经由转化器转化为附加压力动脉，输出的附加压力动脉与系统相位相反，但是幅值与频率相等，通过这一流程从而使得主动滤波得以实现。
但是主动滤波开环控制原理也存在不足，转换器在接收信号控制器输出的信号时易受到其他压力谐波的干扰，从而影响控制效果。
2. 闭环控制
系统压力脉动信号通过压力传感器被检测出来然后通过电荷放大器转化的控制电压进入滤波器从而进行滤波处理。经由信号控制器将控制压力的相位与幅值进行调校，输入转换器中，实现闭环控制。
相较于液压主动滤波开环控制，闭环控制能够自由调节校准一定频率范围内的中心频率，具有良好的滤波消除效果。
液压主动滤波开环控制原理与闭环控制原理应用于不同范围、不同效果的滤波情境，闭环控制原理在压力脉动频率范围中含有较多随机性。
（二）被动滤波原理
通过在液压系统相应位置安装压力脉动衰减器或者蓄能器，便能够将外界的无液压能量与液压系统进行交换从而实现滤波效果，这个原理即为被动滤波原理。
1.压力脉动衰减器
压力脉动衰减器简称为液压滤波器，其理论基础建立在空气消声器的基础上，其与液压管路相互串联从而实现抑制效果。其中管式干涉型、H型、多式扩张型、K型是压力脉动滤波器的几种原理形式。
这几种压力脉动滤波器适用于系统压力脉动频率变化不明显的情况下，因此要想进行有效滤波就必须在工作油路中将其串联，从而实现简单的结构、灵活的布局。
2.蓄能器滤波
将皮囊式蓄能器接通在管道某一处，便能够通过吸收系统压力冲击将液压系统的压力波动消除掉。蓄能器能够吸收低频脉动，尤其是频率维持在几十Hz的压力脉动（原因：负载变化导致）。蓄能器对于马大流量脉动引起的较大压力脉动吸收效果较低，因此应该重视蓄能器的安装位置，使其免受现实生活的影响与限制。
四、结语
本文通过对闭式液压系统压力波动机理进行分析，并对闭式液压系统的控制原因进行阐述，从而找到闭式液压系统的控制方法，从原理上寻找提高液压传动的技术压力的方法，进而实现降低系统噪声，延长液压系统的寿命，提高使用率的目标。
参考文献：
[1] 鲜亚平，王殿龙，曹旭阳等.大吨位起重机闭式液压系统负转矩控制研究[J].建筑机械（上半月），2012，（8）：78-84，87.
[2] 郭雄华，曹显利.联合收割机行驶闭式液压系统污染控制新技术分析[J].液压与气动，2011，（12）：118-120. [3] 胡国良，刘乐平，龚国芳等.盾构刀盘主驱动闭式液压系统[J].煤矿机械，2007，28（9）：148-151.
[4] 许益民，曾良才，陈新元等.加热炉闭式液压系统分析与改造[J].液压与气动，2005，（1）：53-55.
[5] 吴仁智，刘凯杰，耿令新等.采用闭式液压系统的工程车辆传动系试验台[J].工程机械，2008，39（1）：49-53.
[6] 胡军科，周创辉，刘鑫等.清筛机挖掘链闭式液压系统低压侧压力对系统输出特性的影响[J].中国铁道科学，2012，33（5）：47-53.
[关键字]闭式液压系统 控制方法 思考
中图分类号：TG333.2 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）26-009-01
前言
与开式液压系统相比，闭式液压系统仅有一个泵与马达系统，并且每个系统之间独立存在，互不干扰。由于其未应用换向阀，因此造成的液压冲击较小，损失的能量较少，一般情况下，采用手动控制、液压控制以及电控的方式即可对其进行控制操作，但是在控制过程中也应该考虑到油箱体积小散热差的弊端，从根本上提高闭式液压系统运作过程中的安全性。
一、闭式液压系统压力波动机理
（一）系统工作原理
闭式液压泵、高压溢流阀、补油单向阀、补油溢流阀、冲洗阀组、补油泵、液压马达是闭式液压系统的组成部分。闭式液压泵的进油口、出油口通过液压管道连接着液压马达的进油口与出油口，从而使得液压油在此密闭系统中循环。对闭式液压泵进行调节，可以调节马达的转速，从而对液压马达的变量进行调节。高压溢流阀是防止因马达排量突变或负载突变而存在的安全阀。补油溢流阀将补油压力设定在1.6*103KPa～2.5*103KPa，当这几个组成部分互相作用时，便构成了闭式液压系统的内部循环。
（二）变量泵工作原理
将主泵与补油泵通过一根轴进行串联，从而向低压侧与变量机构同时进行补油控制，通过调节主泵的排量变化，从而控制器与电流之间的关系，根据控制电流与主泵排量函数关系进行计算，能够对其进行有效控制。
控制电流与主泵排量函数关系公式：
Vg= （I-I0）
二、闭式液压系统控制原因分析
（一）负载波动的影响
恒定值、随机负载、周期性脉动负载是马达输出轴上可能出现的外负载形式。在外负载恒定的工况下，系统压力波动不会发生，在外负载出现随机负载情况下，系统压力波动出现的变化频率较小，受到的系统压力波动较小，而周期性脉动负载一般情况下是高频低幅脉动。因此，从本质上来看，负载所引起的系统压力脉动其实就是液压冲击，当负载变化频率快时，前后两次压力振荡便连接起来，压力脉动由此形成。
（二）低压侧压力对液压系统压力的影响
一般情况下，低压侧油液压力值被控制在1.9*103KPa～2.5*103KPa的范围内，低压侧压的压力与回油背压成正比，与工作压力成正比，与系统效率成反比，因此马达/主泵要想实现最大排量，便需要加大压力，减少发热，在控制有压力变化的基础上控制泵/马达排量的变化，进而使系统压力发生变化。
（三）油液中空气含量影响
油液中空气的含量会对系统压力造成影响，而油液弹性模量是其主要表现，其含量多少与油液中空气含量成反比，因此要想提高系统的柔性，就必须降低其压力冲击。
气穴现象也与油液中空气含量有关，并影响着系统压力的振荡。柱塞腔的容积随着转子的转动而不断增大，当其压力<1.013*105Pa时，吸油活动开始，然而在转子转动过程中，由于相关因素阻塞了吸油管路，从而使其内部出现真空现象，形成负压。液压油中的空气会发生溶解，当液压油中空气分离压力>吸油腔压力，排油区便会涌入吸油区的液压油，从而气泡中空气在高压作用下被挤压，爆裂，形成高频压力冲击。因此只要保证闭式液压系统中油液空气的含量稳定性，便能够减少油液弹性模量的影响因素。
三、闭式液压系统控制方法
几次谐波雖然无法进行滤波，而且数量有限，但是其是液动系统压力脉动的主要成分。要想对液压系统的压力脉动进行消除，就必须采用被动滤波与主动滤波的方式。
（一）主动滤波原理
二次脉动波的生成可以使存在于液压系统中的压力脉动波抵消，而生成二次脉动波则需要将专门的装置应用到液压系统中，这种方法被称为主动滤波。
1. 开环控制
信号控制器通过接收高频侧头测得的压力脉动信号，并且进行转换，将压力信号转换为电信号，输出的电信号进入转换器，并经由转化器转化为附加压力动脉，输出的附加压力动脉与系统相位相反，但是幅值与频率相等，通过这一流程从而使得主动滤波得以实现。
但是主动滤波开环控制原理也存在不足，转换器在接收信号控制器输出的信号时易受到其他压力谐波的干扰，从而影响控制效果。
2. 闭环控制
系统压力脉动信号通过压力传感器被检测出来然后通过电荷放大器转化的控制电压进入滤波器从而进行滤波处理。经由信号控制器将控制压力的相位与幅值进行调校，输入转换器中，实现闭环控制。
相较于液压主动滤波开环控制，闭环控制能够自由调节校准一定频率范围内的中心频率，具有良好的滤波消除效果。
液压主动滤波开环控制原理与闭环控制原理应用于不同范围、不同效果的滤波情境，闭环控制原理在压力脉动频率范围中含有较多随机性。
（二）被动滤波原理
通过在液压系统相应位置安装压力脉动衰减器或者蓄能器，便能够将外界的无液压能量与液压系统进行交换从而实现滤波效果，这个原理即为被动滤波原理。
1.压力脉动衰减器
压力脉动衰减器简称为液压滤波器，其理论基础建立在空气消声器的基础上，其与液压管路相互串联从而实现抑制效果。其中管式干涉型、H型、多式扩张型、K型是压力脉动滤波器的几种原理形式。
这几种压力脉动滤波器适用于系统压力脉动频率变化不明显的情况下，因此要想进行有效滤波就必须在工作油路中将其串联，从而实现简单的结构、灵活的布局。
2.蓄能器滤波
将皮囊式蓄能器接通在管道某一处，便能够通过吸收系统压力冲击将液压系统的压力波动消除掉。蓄能器能够吸收低频脉动，尤其是频率维持在几十Hz的压力脉动（原因：负载变化导致）。蓄能器对于马大流量脉动引起的较大压力脉动吸收效果较低，因此应该重视蓄能器的安装位置，使其免受现实生活的影响与限制。
四、结语
本文通过对闭式液压系统压力波动机理进行分析，并对闭式液压系统的控制原因进行阐述，从而找到闭式液压系统的控制方法，从原理上寻找提高液压传动的技术压力的方法，进而实现降低系统噪声，延长液压系统的寿命，提高使用率的目标。
参考文献：
[1] 鲜亚平，王殿龙，曹旭阳等.大吨位起重机闭式液压系统负转矩控制研究[J].建筑机械（上半月），2012，（8）：78-84，87.
[2] 郭雄华，曹显利.联合收割机行驶闭式液压系统污染控制新技术分析[J].液压与气动，2011，（12）：118-120. [3] 胡国良，刘乐平，龚国芳等.盾构刀盘主驱动闭式液压系统[J].煤矿机械，2007，28（9）：148-151.
[4] 许益民，曾良才，陈新元等.加热炉闭式液压系统分析与改造[J].液压与气动，2005，（1）：53-55.
[5] 吴仁智，刘凯杰，耿令新等.采用闭式液压系统的工程车辆传动系试验台[J].工程机械，2008，39（1）：49-53.
[6] 胡军科，周创辉，刘鑫等.清筛机挖掘链闭式液压系统低压侧压力对系统输出特性的影响[J].中国铁道科学，2012，33（5）：47-53.