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  自上料混凝土搅拌车液压系统

  自上料混凝土搅拌车(以下简称自上料搅拌车),是结合现有混凝土运输车和搅拌站功能为一体的设备,从自上料搅拌车自动装料、计量、搅拌到出料,并可实现运输和现场施工作业。自上料搅拌车在国内应用较少,印度、菲律宾等东南亚国家应用较多,主要用于道路铺设、水坝、基础设施建设等相关工程,以及城镇化建设中的小型工程中。


  由于自上料搅拌车牵引性能优良,功能全面,一人操作即可实现从骨料的装载(该过程中进行称量)、搅拌、运输、卸料的整个过程。因此,在小方量混凝土施工中或普通搅拌车难以到达的恶劣工况现场,其具有极大的应用优势。

自上料混凝土搅拌车液压系统
  自上料搅拌车虽然外形娇小,但是其功能复杂,主要执行机构均由液压驱动实现,尤其是行走液压系统贯穿整个作业过程。因此,自上料搅拌车行走液压系统的性能直接关系到整机的使用。


  1  自上料搅拌车行走液压系统存在问题


  1.1  自上料搅拌车液压系统介绍


  该自上料搅拌车液压系统主要由行走液压系统、搅拌液压系统、工作机构液压系统等组成,其液压基本结构(没有体现所有的液压附件及元件间的连接,仅体现泵、马达的回油及泄漏油口的连接)。其中,行走液压系统、搅拌液压系统为闭式系统,工作机构液压系统为开式系统。


  针对整车液压系统,除常规测试以外,主要测试行走液压系统泵、马达的背压。其主要参数要求如下 。


  1)行走泵:许用壳体压力——表压 1.5bar(绝对压力 2.5bar)。


  2)行走马达:许用壳体压力——表压 1.5bar(绝对压力 2.5bar)。

自上料混凝土搅拌车液压系统
  1.2  自上料搅拌车行走液压系统测试结果


  利用可视化的测试仪器,对行走液压系统的泵、马达及相关点的压力进行测试,主要包括:


  1)行走泵的壳体泄漏油口 PL。


  2)行走马达壳体泄漏油口 ML。


  3)散热器入口 Ci。


  4)散热器出口 Co。


  5)液压油箱油液温度 Tt。


  6)发动机转速 N。


  1.3  行走液压系统测试结果分析


  根据测试结果发现:


  1)行走泵、马达的壳体背压,均已经远大于要求的表压 1.5bar(绝对压力 2.5bar)。


  2)泵壳体泄漏油至马达壳体间的压力损失约0.8bar。


  3)泵、马达壳体泄漏油合流后,从马达至散热器入口压力损失约 0.9bar。


  4)散热器入口至出口的压力损失约 1.7bar。


  5)回油滤油器背压约 1.6bar。


  根据以上数据,分析引起行走泵、马达背压大的原因如下。


  1)壳体回油方向  由于泵壳体泄漏油经过马达后,合流后进入散热器,致使泵侧压力叠加,背压升高。


  2)管路损失  从测试数据发现,泵、马达壳体泄漏油口至散热器入口间的管路损失较大。考虑是由于管路通径小、合流后管路中液压油流量大,引起管路损失增大。


  3)散热器  通过散热器液压油流量大,压力损失大。


  4)回油过滤器  由于整车各执行元件的回油,均经过回油过滤器,通过的流量大,压损较大。

自上料混凝土搅拌车液压系统
  2  自上料搅拌车液压系统改进方案


  根据测试的数据及现场情况,并考虑改进的可行性、方便性及经济性,提出以下 3 种改进方案。


  2.1 调整自上料搅拌车泵、马达回油方向


  将行走泵回油直接接散热器入口(而不是接马达泄油口合流后接散热器入口),马达回油直接接散热器入口,两路油过散热器后直接回油箱。该方案对原来系统改动较小,而且泵、马达壳体回油并联,易于降低背压。


  2.2 增大自上料搅拌车管路通径


  若将原来泵、马达回油管路(?16)增大(?25)。同等条件下,该方案实施后管路的压力约降低至原来的 0.1 倍。


  2.3 减小自上料搅拌车回油过滤器流量


  从液压原理及测试结果看,整个液压系统的回油均经过回油过滤器,致使油液压损大。考虑


  到行走及搅拌液压系统均为闭式系统,且其吸油过滤精度高,故将行走泵、行走马达及搅拌马达的壳体回油,经过散热器后直接回油箱(不经过回油过滤器),以减少流过回油过滤器的流量,降低油液压损。
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