新一代混凝土攪拌運(yùn)輸車液壓系統(tǒng)優(yōu)化配置

路亮　楊陽

摘 要：隨著工程機(jī)械的發(fā)展，以及國家對(duì)環(huán)保節(jié)能方面的重視，對(duì)攪拌車的排放也有了新的要求，為適應(yīng)新的發(fā)展趨勢，文章對(duì)新一代混凝土攪拌車液壓系統(tǒng)進(jìn)行了優(yōu)化配置探討。液壓系統(tǒng)作為攪拌車上裝部分的核心部件，其性能好壞決定著整車運(yùn)行狀態(tài)，它的正常運(yùn)行是整車技術(shù)狀況良好的重要標(biāo)志。建立的TM恒速控制系統(tǒng)，對(duì)混凝土攪拌車液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和優(yōu)化，具有一定的應(yīng)用價(jià)值。

關(guān)鍵詞：混凝土攪拌車；液壓系統(tǒng)；恒速控制；TM驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)

1 恒速控制系統(tǒng)基本原理

混凝土攪拌車驅(qū)動(dòng)攪拌罐的液壓系統(tǒng)是由泵、馬達(dá)、油冷器組成液壓閉式回路，恒速就是指通過控制器的反饋改變液壓泵的排量來達(dá)到恒定馬達(dá)輸出轉(zhuǎn)速，使接在減速機(jī)后面的攪拌罐的轉(zhuǎn)速恒定。要實(shí)現(xiàn)恒速控制有許多具體方式，下面通過介紹美國薩澳公司的TM系列混凝土攪拌車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)來說明恒速系統(tǒng)的基本原理。TM驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)通過檢測馬達(dá)轉(zhuǎn)速，把速度信號(hào)傳給控制器，控制器通過計(jì)算調(diào)節(jié)變量泵的排量來穩(wěn)定馬達(dá)的轉(zhuǎn)速。

TM驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)主要是依靠調(diào)節(jié)電比例軸向柱塞泵的排量來控制馬達(dá)的轉(zhuǎn)速。在運(yùn)輸途中由于泵輸入軸轉(zhuǎn)速和負(fù)載的變化會(huì)導(dǎo)致馬達(dá)轉(zhuǎn)速變化，所以采用了速度閉環(huán)控制穩(wěn)定轉(zhuǎn)速，這套驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)之所以能夠在行駛過程中穩(wěn)定馬達(dá)的轉(zhuǎn)速，是因?yàn)樽兞勘玫呐帕客ㄟ^控制器的反饋能夠?qū)崟r(shí)改變，而現(xiàn)在國內(nèi)攪拌車上使用最多的手動(dòng)變量泵不具備實(shí)時(shí)控制排量，只能通過另置發(fā)動(dòng)機(jī)來恒定馬達(dá)的轉(zhuǎn)速，但這種方法能耗和成本較高，沒有研究價(jià)值。

我國大部分混凝土攪拌運(yùn)輸車都采用手動(dòng)泵的非恒速系統(tǒng)，相關(guān)文獻(xiàn)曾做過計(jì)算和恒速系統(tǒng)進(jìn)行對(duì)比，恒速系統(tǒng)節(jié)省的柴油和每年減少的二氧化碳的排放量都是很可觀的，雖然有眾多好處，但如果把所有國內(nèi)的非恒速系統(tǒng)改為TM恒速系統(tǒng)，成本較高。

2 攪拌罐的恒速控制

混凝土攪拌車通過恒速控制，可以保證混凝土在運(yùn)輸過程中質(zhì)量，滿載預(yù)拌混凝土的攪拌罐在整個(gè)運(yùn)輸過程中以恒定的速度轉(zhuǎn)動(dòng)，不受汽車行駛速度的影響，避免了在運(yùn)輸過程中出現(xiàn)因道路變化情況而使汽車行駛速度頻繁變化導(dǎo)致攪拌罐的攪動(dòng)轉(zhuǎn)速忽高忽低以及罐內(nèi)混凝土攪拌不均勻、嚴(yán)重的離析、坍塌度變大和破壞混凝土品質(zhì)等現(xiàn)象。車輛在加速時(shí)，攪拌罐不加速，降低了能耗和加速過程中產(chǎn)生的扭力沖擊，同時(shí)減少了車輛加速所需功率儲(chǔ)備，避免了車輛在加減速過程中對(duì)攪拌車上裝產(chǎn)生的沖擊，提高了攪拌車在整個(gè)運(yùn)行過程中的穩(wěn)定性。這種恒速控制要求液壓系統(tǒng)能夠保證攪拌罐的轉(zhuǎn)速不隨發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的變化而變化，也就是攪拌罐的恒速控制。

3 恒速控制液壓系統(tǒng)

3.1 液壓泵

薩澳-丹佛斯公司推出了新型混凝土攪拌車用T90變量柱塞泵，它的開發(fā)源于本公司產(chǎn)品在混凝土攪拌車市場中三十余年的全球應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)。更加緊湊的外形，重量輕和更高的效率是新款T90變量柱塞泵的最大優(yōu)點(diǎn)。新款T90變量柱塞泵是在薩澳-丹佛斯成熟90系列變量柱塞泵的基礎(chǔ)上加以改進(jìn)，使之更加適合應(yīng)用在混凝土攪拌車上。新款T90變量柱塞泵具有更小的外形尺寸，更加便于安裝。擁有較高的效率和功率密度，同時(shí)采用手動(dòng)控制。

T90變量柱塞泵特點(diǎn)：

3.1.1 高質(zhì)量和可靠性的設(shè)計(jì)

被驗(yàn)證的最優(yōu)9柱塞旋轉(zhuǎn)組件；專用變量斜盤設(shè)計(jì)；在成熟90系列技術(shù)的基礎(chǔ)上加以改進(jìn)，使之更加適用于混凝土攪拌車的應(yīng)用；高效的集成補(bǔ)油泵；可選擇排量為75/100cc/rev。

3.1.2 更為小的外形尺寸，并且便于安裝

外形尺寸更加小，給安裝帶來了較大的自由度；更高的功率密度；集成了高壓溢流閥；系統(tǒng)A，B口全部為公制螺紋；手動(dòng)控制。

3.1.3 更高的效率

更高的效率，系統(tǒng)能量損失更少；能在發(fā)動(dòng)機(jī)低速時(shí)給系統(tǒng)提供更高的壓力。

3.2 液壓馬達(dá)

薩奧90系列液壓馬達(dá)主要應(yīng)用于閉式液壓系統(tǒng)，設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)同樣采用平行布置軸向柱塞/滑靴，斜盤為固定式或可變式。馬達(dá)可實(shí)現(xiàn)雙向轉(zhuǎn)動(dòng)；馬達(dá)上可選配回路沖洗閥以實(shí)現(xiàn)閉式液壓回路中工作液壓油循環(huán)冷卻及清潔過濾。薩奧90系列產(chǎn)品采用當(dāng)今領(lǐng)域內(nèi)最先進(jìn)技術(shù)，再攪拌罐實(shí)現(xiàn)恒速控制方面具有重要的研究價(jià)值。

3.3 減速機(jī)

兩級(jí)行星減速器需轉(zhuǎn)動(dòng)和帶動(dòng)混凝土攪拌車滾筒的一端。它被安裝在攪拌車底座的支架上，同時(shí)也承受了驅(qū)動(dòng)扭矩。它也提供支撐水箱的可選部件，水箱被安裝在機(jī)殼的上部。輸出滾筒法蘭的可調(diào)斜度用于補(bǔ)償主要在非公路條件下的卡車支架發(fā)生的偏斜。從滾筒法蘭端看，可選水泵驅(qū)動(dòng)裝置是在其左側(cè)或者右側(cè)。

3.4 TMC控制器

PLUS+1 攪拌車控制器（TMC）設(shè)計(jì)：

簡化OEM的安裝工作。

多個(gè)遠(yuǎn)程控制器易于操作。

易與其他車輛控制系統(tǒng)集成。

TMC攪拌罐無級(jí)變速控制：適于各種工作現(xiàn)場的裝卸料。

4 結(jié)束語

整套系統(tǒng)控制的硬件與軟件節(jié)能高效，提高了混泥土質(zhì)量和駕駛安全性，使混凝土攪拌車在整個(gè)運(yùn)行過程中保持平穩(wěn)低速的性能，有效地延長了攪拌罐使用壽命。

參考文獻(xiàn)

[1]混凝土攪拌車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)綜合技術(shù)樣本[Z].薩奧行走液壓.

[2]李振軍，劉建英.液壓傳動(dòng)與控制[M].機(jī)械工業(yè)出版社.