新一代混凝土攪拌運輸車液壓系統(tǒng)優(yōu)化配置

路亮　楊陽

摘 要：隨著工程機械的發(fā)展，以及國家對環(huán)保節(jié)能方面的重視，對攪拌車的排放也有了新的要求，為適應(yīng)新的發(fā)展趨勢，文章對新一代混凝土攪拌車液壓系統(tǒng)進行了優(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行狀態(tài)，它的正常運行是整車技術(shù)狀況良好的重要標(biāo)志。建立的TM恒速控制系統(tǒng)，對混凝土攪拌車液壓系統(tǒng)的設(shè)計和優(yōu)化，具有一定的應(yīng)用價值。

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

1 恒速控制系統(tǒng)基本原理

混凝土攪拌車驅(qū)動攪拌罐的液壓系統(tǒng)是由泵、馬達、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到恒定馬達輸出轉(zhuǎn)速，使接在減速機后面的攪拌罐的轉(zhuǎn)速恒定。要實現(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)動系統(tǒng)來說明恒速系統(tǒng)的基本原理。TM驅(qū)動系統(tǒng)通過檢測馬達轉(zhuǎn)速，把速度信號傳給控制器，控制器通過計算調(diào)節(jié)變量泵的排量來穩(wěn)定馬達的轉(zhuǎn)速。

TM驅(qū)動系統(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的轉(zhuǎn)速。在運輸途中由于泵輸入軸轉(zhuǎn)速和負載的變化會導(dǎo)致馬達轉(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)動系統(tǒng)之所以能夠在行駛過程中穩(wěn)定馬達的轉(zhuǎn)速，是因為變量泵的排量通過控制器的反饋能夠?qū)崟r改變，而現(xiàn)在國內(nèi)攪拌車上使用最多的手動變量泵不具備實時控制排量，只能通過另置發(fā)動機來恒定馬達的轉(zhuǎn)速，但這種方法能耗和成本較高，沒有研究價值。

我國大部分混凝土攪拌運輸車都采用手動泵的非恒速系統(tǒng)，相關(guān)文獻曾做過計算和恒速系統(tǒng)進行對比，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輸過程中質(zhì)量，滿載預(yù)拌混凝土的攪拌罐在整個運輸過程中以恒定的速度轉(zhuǎn)動，不受汽車行駛速度的影響，避免了在運輸過程中出現(xiàn)因道路變化情況而使汽車行駛速度頻繁變化導(dǎo)致攪拌罐的攪動轉(zhuǎn)速忽高忽低以及罐內(nèi)混凝土攪拌不均勻、嚴重的離析、坍塌度變大和破壞混凝土品質(zhì)等現(xiàn)象。車輛在加速時，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，同時減少了車輛加速所需功率儲備，避免了車輛在加減速過程中對攪拌車上裝產(chǎn)生的沖擊，提高了攪拌車在整個運行過程中的穩(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)動機轉(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。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。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，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，同時采用手動控制。

T90變量柱塞泵特點：

3.1.1 高質(zhì)量和可靠性的設(shè)計

被驗證的最優(yōu)9柱塞旋轉(zhuǎn)組件；專用變量斜盤設(shè)計；在成熟90系列技術(shù)的基礎(chǔ)上加以改進，使之更加適用于混凝土攪拌車的應(yīng)用；高效的集成補油泵；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)動機低速時給系統(tǒng)提供更高的壓力。

3.2 液壓馬達

薩奧90系列液壓馬達主要應(yīng)用于閉式液壓系統(tǒng)，設(shè)計結(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。馬達可實現(xiàn)雙向轉(zhuǎn)動；馬達上可選配回路沖洗閥以實現(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)最先進技術(shù)，再攪拌罐實現(xiàn)恒速控制方面具有重要的研究價值。

3.3 減速機

兩級行星減速器需轉(zhuǎn)動和帶動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，同時也承受了驅(qū)動扭矩。它也提供支撐水箱的可選部件，水箱被安裝在機殼的上部。輸出滾筒法蘭的可調(diào)斜度用于補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：

簡化OEM的安裝工作。

多個遠程控制器易于操作。

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運行過程中保持平穩(wěn)低速的性能，有效地延長了攪拌罐使用壽命。

參考文獻

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

[2]李振軍，劉建英.液壓傳動與控制[M].機械工業(yè)出版社.