轮式起重机液压系统智能化控制技术的进展与应用前景

摘要：轮式起重机的运行稳定性和液压系统稳密切相关，因此加强对轮式起重机液压系统的管理十分重要，通过应用智能化控制技术，能够确保轮式起重机应用过程中的安全性。本篇文章就对轮式起重机液压系统智能化控制技术的最新进展与应用前景进行分析，从而确保轮式起重机工作顺利开展。

关键词：轮式起重机；液压系统；智能化控制技术；前景

Abstract: The operational stability of wheeled cranes is closely related to the hydraulic system's stability. Therefore, it is crucial to strengthen the management of the hydraulic system in wheeled cranes. By applying intelligent control technology, safety during the operation of wheeled cranes can be ensured. This article analyzes the latest advancements and application prospects of intelligent control technology for the hydraulic systems of wheeled cranes, thereby ensuring smooth operation of these cranes.

Key words: wheeled crane; hydraulic system; intelligent control technology; prospect

轮式起重机作为工程建设中常见的重型机械，在工地吊装作业、设备安装这些场景中发挥着重要作用。其液压系统简单来说就是负责动力传递与控制的核心部件，直接关系到设备操作的精准度和稳定性。近年来随着智能化技术的普及应用，这种控制方式给轮式起重机的液压系统带来了新的可能性，智能化控制技术的引入不仅提升了操作便利性，更重要的是能实时采集设备运行数据。通过安装在液压管路上的传感器，可以持续监测油温、压力波动等关键指标，这些数据经过分析后能为预防性维护提供依据。从长远来看，这类技术的深化应用对提高设备使用寿命、降低维护成本都具有现实意义，特别是在建筑工地、物流仓储场所这些需要高强度连续作业的环境中。如图1：液压轮式起重机

图1 ：液压轮式起重机

一、轮式起重机液压系统基本原理

轮式起重机的液压系统是实现重物抬升、变幅、旋转和腿部伸展等运动的关键部件，其工作机理建立在帕斯卡定律基础上，也就是密封的流体可以将压力以恒定的速度传输到任何一个地方。轮式起重机的液压系统包括：功率元件（液压泵），执行元件（液压缸和液压马达，控制元件（各种类型的阀门），副元件（油箱、滤油器等）。在工作过程中，发动机带动液压泵运转，在油箱中吸入液压油，并将其转化为高压油液，从而为系统提供动力来源。高压油液通过控制阀门的调节，能够对流量和压力进行精确控制，从而输送至相应的执行单元中。例如，驱动起升液压缸伸缩，能够实现重物的提升与下降；推动变幅液压缸动作，能够使起重臂的仰角进行改变；带动回转液压马达运转，能够使起重臂进行左右旋转；操纵支腿液压缸伸缩，能够保障起重机在作业过程中的稳定性。各种执行单元将液压能转化为机械能，从而完成规定动作工作后的油液携带热量和杂质回流至油箱，经过滤油器进行过滤，散热器进行冷却之后再次进入循环工作中。通过完善的液压系统，使轮式起重机能够安全有效的开展各项起重工作，轮式起重机构成如图2所示[1]。轮式起重机起升机构如图3所示。

图2：轮式起重机构成

图3：轮式起重机起升机构

二、轮式起重机液压系统智能化控制技术的最新进展

（一）传感器技术

在压力传感器上，提高了传感器的准确度，可以准确地检测出各重要部件的压力变化，并将其误差降到最小。实现对压力的准确响应，并且对工作状态的精确调节，从而有效地防止了因压力不正常而引起的设备失效。与此同时，压力传感器的响应速度加快，能快速捕捉压力的瞬间波动，及时做出响应，在位置传感器方面也有技术突破，现在有些新型传感器可以更准确地捕捉到起重机各个结构的位置变化情况。无论是主臂伸缩时的长度变化幅度、倾斜角度，还是在吊钩高度定位这种关键参数上，都能做到毫米级的误差控制。特别是在复杂工况下，比如：遇到电磁干扰或者震动频繁的施工场地，这类设备依然可以保持稳定的信号传输质量。

另外通过加强对温度感应装置的性能优化，能够持续监测液压系统里的油温状态。在高温作业环境下，一旦发现油液温度超过安全值，系统就会自动触发降温程序并发出警报，从而避免因油温过高影响液压系统的性能和寿命。通过这类传感器技术的进步，整个液压系统在运行过程中可以更好地平衡作业效率与设备保护之间的关系，让起重机既能够完成高强度的吊装任务，又能够延长关键部件的使用寿命[2]。

（二）控制算法

控制算法作为让机器自动调整的技术体系核心，主要通过传感器传回来的数据实时改变液压系统的运行参数。目前轮式起重机液压系统中常用的控制方法主要包括PID控制、模糊控制这些方法，还有基于神经网络的控制方案。PID控制算法作为最基础的控制方法，具有结构简单、易于实现等优点，但对于非线性、时变的液压系统，其控制效果往往不理想。相比之下，模糊控制以及神经网络控制这类方法，由于具备自动适应不同工况的特性，使得它们在处理液压系统中普遍存在的非线性和不确定性问题方面表现得尤为出色。这种动态调整机制能够确保系统始终以最佳状态运行，从而极大地提升了整个控制系统的性能[3]。

（三）远程监控技术

一方面，通信技术的升级，使数据传输更加高效和稳定。目前一般采用的是5G通信技术，和之前的4G网络相比，5G通信技术具有传输速度更快，延迟更低的优点，能够对轮式起重机液压系统中压力，流量，温度等各种数据进行实时监测，并且能够实时了解设备的运行状态和故障信息，使操作人员能够在远程控制中心对起重机，实时工作情况进行有效了解。另一方面，远程监控系统现在具备的功能越来越多样化。除了最基本的实时数据监控功能，还新增了故障提前预警和智能诊断的能力。系统会对收集到的各类数据进行即时分析，当发现液压压力突然升高或者油温异常波动时，就会立即触发警报机制，通知工作人员尽快介入处理。通过内置的专家系统，能够对故障原因进行初步诊断，为维修人员提供准确的故障定位和解决方案建议，大大缩短了故障排除时间。

此外，远程监控技术还实现了对液压系统的远程操控能力。在高温高压的危险作业环境中，操作人员可以直接在监控中心调整起重机的工作模式。这种原创操作方式不仅让设备控制更加灵活方便，更重要的是在有毒气体泄漏或者高空作业这些危险场景下，能最大限度保障技术人员的生命安全。同时，当企业需要对多台起重机进行统一管理时，通过集中式的远程监控平台，可以更合理地调配设备资源。根据各工地施工进度动态调整设备部署，这样就能显著提升整体运营效率[4]。

三、轮式起重机液压系统智能化控制技术的应用前景

（一）市场需求推动

随着各地基建项目、工业生产等领域的快速发展，轮式起重机的市场需求持续增长。现在市场对设备的要求不再停留在基本功能层面，而是对操作精度、工作效率这些指标提出了更高期待，这就给带有智能控制功能的液压系统创造了很大应用空间。在大型工程建设项目中，施工进度和质量至关重要，智能化控制的液压系统能够实现精准的起升、变幅和回转操作，大大提高了工作效率和精度。例如：桥梁施工时，起重机需要把预制梁板吊装到指定位置，这时候智能化控制就能减少人工操作的误差，让施工过程更顺利。此外，智能化控制还能实现远程操作和监控，使得操作人员可以在安全的距离外控制起重机，降低了工作风险。这种适应市场需求的技术必然会得到更广泛的应用，进一步推动轮式起重机行业的发展[5]。

（二）技术发展趋势

传感器技术、物联网技术和人工智能技术的不断进步，使得液压系统的智能化程度不断提高。传感器能够实时监测液压系统的压力、流量、温度等参数，并将数据传输到控制系统。再通过5G网络传输到云端数据库进行分析。这种数据共享机制让维护人员不用到现场就能查看设备状态，为预防性维护提供了支持依据。在控制策略方面，通过机器学习算法，系统能自动判断设备状态并调整参数，像根据吊装重量自动调节液压泵输出功率，这样既保证了作业安全又节省了能源消耗。实际应用中，这些智能控制模块还可以与吊臂自动定位系统、驾驶员AR操作界面等功能模块进行联动，形成完整的智能作业体系。当系统检测到超载风险时，不仅会限制液压系统输出，还能在操作员目镜上投影警示标识，形成双重保障机制。

（三）绿色环保要求

在全球环保要求不断提高的背景下，轮式起重机这类工程机械同样面临着降低能耗的需求。传统液压系统在能量转换过程中存在损耗问题，而智能化控制技术可以比较好地解决这个问题。通过更精准地控制液压泵的工作状态，这种智能系统能够根据起重机实际吊装重量自动调整输出功率，避免了不必要的能源浪费。在吊装轻量货物时，系统就会自动降低功率输出，减少柴油消耗量。另外这种技术还能优化设备的工作流程，减少空转时间，进一步节省能源。同时系统还能实时监测液压油的污染情况，及时提醒工作人员更换油液，这样既保护了设备又减少了废油排放对环境的影响。因此从环保角度来看，这种智能化改造对起重机这类设备具有重要应用价值[6]。

结论：

总之，轮式起重机液压系统智能化控制作为工程机械领域的重要发展方向，近年来取得了不少技术突破。通过持续优化改进，这项技术未来在各类工程建设中将发挥更大作用，为行业发展带来新的可能性。

参考文献：

[1]郁中太,谢迎前,李向军,等.轮式起重机液压系统污染控制与故障诊断方法[J].模具制造,2025,25(02):247-249.

[2]张金星,郁中太,赵会朋,等.轮式起重机液压蓄能器的选型及应用[J].建筑机械,2024,(04):63-65.

[3]张金星,郁中太,赵会朋,等.轮式起重机液压油箱设计研究[J].建筑机械,2024,(04):91-93.

[4]管小兴,白林迎,李瑞.超越负载工况下大吨位轮式起重机闭式液压系统控制研究[J].液压气动与密封,2019,39(07):48-51.

[5]马云超.轮式起重机自启停技术研发及应用[J].交通节能与环保,2018,14(01):5-7.

[6]吴国锐,张宇.轮式起重机比例液压控制系统设计[J].河南科技,2014,(03):89-90.