混凝土泵车泵送系统缓冲效果仿真研究

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发布时间：2021-09-17

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混凝土泵车泵送系统缓冲效果仿真研究
刘蕾，曾发林，王超，曾育平
(江苏大学汽车与交通工程学院，江苏镇江212013)
摘要：为了减小混凝土泵车工作时的液压冲击，分析混凝土泵车泵送系统工作原理，利用功率键合图方法建立某款混
凝土泵车泵送系统的仿真模型，在验证模型准确的基础上，对该系统缓冲结构中不同孔径阻尼孔的缓冲效果进行对比仿
真。结果表明：缓冲效果与阻尼孔的孔径有直接关系，孔径越大活塞的顶缸速度越小，系统工作时的液压冲击与振动越
小，但却增加了换向时间，从而降低了泵送频率，影响了工作效率。在实际设计中应综合考虑这两方面因素，适当地选择
阻尼孔的孔径。
关键词：混凝土泵车；键合图；阻尼孔；仿真
中图分类号：TH137 文献标识码：A 文章编号：1001—3881(2011)13—110—4
Simulation Analysis of the Bufer Efect of the Pumping
Hydraulic System in Concrete Pu mping Truck
LIU Lei，ZENG Falin，WANG Chao，ZENG Yuping
(School of Automobile and Traffic Engineering，Jiangsu University，Zhenjiang Jiangsu 212013，China)
Abstract：In order to relieve the hydraulic shock and cylinder vibration during work of the concrete pumping truck
， work princi—
ple of the pumping hydraulic system in concrete pumping truck was analyzed． The complete simulation model of pumping circuit was
set up，based on power bond graph． Comparative simulations of the pumping hydraulic system with different damping orifice diameters
in the buffer structure were carried out on the basis that the model was proved to be correct．The conclusions show that the buffer effect
has a direct relationship with orifice diameter．If the orifice diameters become bigger，the piston speed is lower．This may relieve the
hydraulic shocking and cylinder bumping effectively，but the reversal time is increased． Then pumping~equency is reduced，and
work eficiency is influenced． So in practical design，both of them should be considered and appropriate orifice diameters should be
chosen．
Keywords：Concrete pumping truck；Power bond graph；Damping orifice；Simulation
混凝土泵车是建筑行业的重要生产工具，作为现
代化施工手段的混凝土泵车以其输送量大、输送速度
快等特点，对于加快施工进度、缩短工期、降低施工
成本具有不可替代的作用。由于}昆凝土泵车液压系统
经常在高压下工作，且工作过程中两主油缸交替工
作，所以换向过程中会出现较严重的冲击和振动。
液压系统长期处在这种交变的液压冲击作用下，会造
成管道和元件的振动，严重时会造成密封装置和液压
元件的损坏。因此，有必要研究混凝土泵车液压系统
的动态特性，找到减小液压冲击的方法。作者针对某
公司生产的HTB38型混凝土泵车，建立其泵送系统
的仿真模型，并对其缓冲结构中不同孔径的阻尼孔进
行缓冲效果的对比仿真。通过分析其动态特性来研究
缓冲的效果，以期为混凝土泵车液压系统设计提供参
考依据。
1 泵送系统工作原理
该混凝土泵车的液压系统原理图如图1所示。
主油泵l输出的高压油经过主换向阀、插装阀进
入主油缸的有杆腔，而对侧的液压油受挤压，通过连
通回路经插装阀进入另一主油缸的无杆腔，推动该活
塞上行。当活塞运行到缓冲点时，在泵送缓冲机构中
两股油压差的作用下，摆动系统液动换向阀换向。此
时，液控阀12在摆动系统两股油压差作用下也开始
换向，进而使泵送系统主换向阀换向，两系统如此往
复循环工作下去。
在主油缸的上下两端分别有两处缓冲机构，主要
是由一个单向阀和一个阻尼孔构成。当活塞运行到缓
冲点时，活塞一侧的高压油会从缓冲通道经阻尼孔、
单向阀进入活塞的对侧，这样便增加了回油阻力，从
而减缓活塞的运动速度，实现缓冲功能。