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泵泵车车液液压压元元件件及及液液压压系系统统工工作作原原理理编制谭碧峰目录第一章泵车液压系统概述………………………………………4一、系统组成…………………………………………………………4二、系统方框图………………………………………………………4第二章泵车液压元件……………………………………………4一、液压动力元件…………………………………………………4（一）主液压泵………………………………………………………4（二）恒压泵…………………………………………………………15（三）齿轮泵…………………………………………………………18（四）臂架泵…………………………………………………………20二、液压执行元件…………………………………………………22（一）搅拌马达………………………………………………………22（二）回转马达………………………………………………………24（三）冷却马达………………………………………………………25（四）水泵马达………………………………………………………26（五）主油缸…………………………………………………………27（六）摆动油缸………………………………………………………29（七）支腿油缸………………………………………………………30（八）臂架油缸………………………………………………………31三、液压控制元件…………………………………………………32（一）方向控制元件…………………………………………………331．手动换向阀：DG17V4-018N-10………………………………3312．电磁阀：DG4V-5-2ALJ-M-U-H6-20……………………………333．电磁阀：4WE6J6X/EG24N9K4……………………………………334．电磁球阀：M2SEW6P3X/420MG24N9K4…………………………345．电液换向阀：4WEH16E7X/6EG24N9ETK4………………………356．梭阀：RS417……………………………………………………367．冷却器开启阀：HF21090-02……………………………………368．回油背压阀：05211600030200A………………………………379．双向液压锁：BP2/710…………………………………………3710．冲洗阀：503.25.10.01…………………………………………3811．支腿多路阀：HC-D10/5-37338-D\HC-D10/5-37338-C……3912．比例多路阀：PSL4H1F/330-3…………………………………40（二）压力控制元件…………………………………………………411．溢流阀DB10-1-5X/315………………………………………412．溢流阀DGMC2-5-AT-FW-BT-FW-B-30…………………………423．减压阀ZDR6DP1-4X/25YM………………………………………424．比例减压阀DRE4K-3X/18G24-10NK4M…………………………435．支腿平衡阀08441103023500A…………………………………446．臂架平衡阀084774030301000\084774030301000……………457．回转缓冲阀057147370235……………………………………468．恒功率阀534.06.01.01………………………………………48（三）流量控制元件…………………………………………………491．单向节流阀MK25G1.2/2………………………………………492第三章泵车液压系统工作原理…………………………………49一、泵送液压系统工作原理…………………………………………50（一）泵送液压系统概述……………………………………………50（二）泵送液压系统的组成…………………………………………531．泵送回路…………………………………………………………532．分配回路…………………………………………………………573．搅拌、供水及冷却回路…………………………………………60二、臂架液压系统工作原理…………………………………………63（一）臂架液压系统的功能…………………………………………63（二）臂架液压系统的组成…………………………………………66三、支腿液压系统工作原理…………………………………………68（一）工作原理概述…………………………………………………68（二）支腿液压系统的主要回路……………………………………703第一章泵车液压系统概述一、系统组成泵车液压系统组成：①泵送液压系统；②臂架液压系统；③支腿液压系统。二、系统方框图按着功率传递的方向和控制关系，整个液压系统可以用如下方框图表示。上图中，每个方框中代表一种或一组液压元件，它们的功能、结构特点、调节方法，以及它们在系统中是如何协调工作的，以下将分别介绍。第二章泵车液压元件一、液压动力元件泵车液压动力元件包括：主液压泵、恒压泵、齿轮泵、臂架泵。（一）主液压泵该泵利用了大部分发动机功率，向主油缸提供工作动力，是整个4液压系统中起昀主要作用液压泵。1．主液压泵型号我公司生产的混凝土泵车上使用的主液压泵是德国力士乐的闭式回路变量泵，由于受安装空间限制，故选用了两个串接在一起的泵，以满足流量要求，型号是：A4VG125HDMT1/32R-NSF02F691S+A4VG125HDMT1/32R-NSF02F021S前泵符号意义如下：A4VG125HDMT1/32R–NSF02F691S辅助泵吸油口过滤带高压溢流阀通轴驱动法兰型式带辅助泵和通轴驱动油口A、B在两侧安装法兰型式SAE标准花键轴密封件为丁腈橡胶右旋，从轴端看标号系列不带DA控制阀带变量腔压力油口X3、X4带机械行程限制液压控制，与先导压力有关昀大排量，ml/r泵，闭式回路轴向柱塞元件，斜盘式结构，变量，公称压力400bar，峰值压力450bar图1为液压系统的四联泵，前两个为主泵。5图1液压系统的四联泵1—主泵（前）2—主泵（后）3—恒压泵4—齿轮泵2．主油泵工作原理图2是主油泵的剖面图。图2主油泵的剖面图1—变量机构2—缸体3—传动轴4—斜盘5—柱塞6—壳体7—辅助泵8—配流盘工作时传动轴3带动缸体2旋转，当斜盘4倾角为零时，柱塞5与缸体2之间没有轴向相对运动，液压泵没有压力由输出；当斜盘4倾角为正时，柱塞5与缸体2之间有轴向相对运动，柱塞外伸时吸油，柱塞内缩时压油，吸油和压油经过配流盘8的配流窗口进行分配，分6别通向吸油口和压油口；当斜盘4倾角为负时，吸油口和压油口互相颠倒。变量机构1可以通过外部控制手段（如压力控制、电比例控制等）实现斜盘倾角的无级调节，从而控制执行元件的工作速度。这种闭式回路双向变量泵可以实现液压执行元件的交替动作，特别适合用在泵送系统驱动主油缸往复交替工作。3．该液压泵的特点（1）无级变量该液压泵为用于闭式回路的斜盘式轴向柱塞泵，流量为公式为Q=n·q·ηvn——转速。q——排量，与斜盘倾角成正比。ηv——容积效率，取0.95。当油泵昀高转速为nmax=2500rpm，昀大排量qmax=125ml/r时，则单泵昀大流量为Qmax=297l/min，双泵合流流量为594l/min。已知主油缸内径140mm，活塞杆直径80mm，输送缸内径230mm，经计算可得泵车昀大输送次数为28.6次/分，昀大输送量为143.5m3/h。如果不计油泵内部泄漏损失，则昀大理论输送次数为30次/分，昀大理论输送量为150m3/h。主泵排量控制路线为：遥控器排量旋钮档位—→控制器输出电流—→比例减压阀出口压力—→液压泵的伺服阀阀芯行程—→液压泵的伺服缸活塞杆行程—→7斜盘倾角—→液压泵排量—→混凝土输送量。（2）液流流动方向切换平稳斜盘摆过中位的过程，也是排量由大到小、由小到大的变化过程，在斜盘摆过中位的瞬间，排量为零，与开式系统液压阀全流量换向相比，液压冲击很小，所以该液压泵可以较平稳地改变液流方向，实现主油缸交替泵送动作平稳切换。（3）超载保护图3是主油泵的液压原理图。图3主油泵的液压原理图1—柱塞泵2—伺服阀3—伺服缸4—高压溢流阀5—补油阀6—低压溢流阀7—辅助泵8—吸油过滤器9—液压油箱该泵在高压油侧配备两个溢流阀（实为安全阀），保护液压系统，避免超载运行。溢流阀设定压力根据管路系统承压能力不同可以设定不同的值，我公司泵车主泵高压溢流阀设定压力为320bar。在泵的上8部还配有一个低压溢流阀，用于限定辅助泵工作压力。各阀在液压泵上的安装位置见图4。图4各压力阀在主液压泵上的安装位置低压溢流阀的压力设定：在主泵Fa口接测压接头和压力表（量程60bar），启动油泵，将主泵排量降为零，油泵转速大约1000rpm，观察压力表的指针位置，这时拧松低压溢流阀调整螺杆锁紧螺母，顺时针或逆时针拧动调整螺钉，直至压力表指针指向35bar时为止，拧紧锁紧螺母，调整完毕。高压溢流阀的压力设定：液压泵转速在1000rpm左右，排量控制旋钮旋到昀大位置。如果发动机此时的功率不足，允许适当加大发动机转速后调整。用点主油缸，使某一侧主油缸憋压，观察泵送压力表（量程600bar）9的指针位置，这时拧松该侧高压溢流阀调整螺杆锁紧螺母，顺时针或逆时针拧动调整螺钉，直至憋压时压力表指针指向320bar时为止，拧紧锁紧螺母，调整完毕。然后用同样方法调整另一侧高压溢流阀压力到320bar。压力调整的顺序，一般是先调低压溢流压力，然后再调整高压溢流压力，否则可能造成高压溢流压力调整不准确。（4）补油功能在两侧的高压溢流阀上，各反向并联了一个单向阀，起到向系统低压侧补充新油的作用。（5）内置补油泵，兼作控制油源为了系统散热，补充冲洗阀的溢流损失，在液压泵内部通轴安装了一个排量为28.3ml/r的齿轮泵，补油泵的补油压力由低压溢流阀限定，为35bar。该补油泵出油还有两个分支，一路通向伺服阀压力油口，作为变量油缸的动力来源；另一路经Ps口通向比例减压阀，作为控制压力的动力来源。这两路液压油取自这里的原因，是因为管路连接短、压力稳定性好，控制精度高。4．液压泵的工作要求（1）液压油要求本液压泵要求使用矿油型液压油，液压泵工作时的油液黏度推荐为16~36mm2/s。液压油的黏度关系到液压泵的工作效率和使用寿命。液压泵推荐按图5进行黏度选择。当工作油温为50℃时，液压油的黏度应该选择46号。当工作油温为60℃时，液压油的黏度应该选择6810号。目前公司生产的泵车统一使用的液压油是美孚AW46液压油，运动黏度平均值为46mm2/s。图5液压油黏度选择图另外，由于每种液压油都有不同的粘温特性，液压油的黏度会随油温的高低发生变化。限制如下：当油温较高时（如+115℃），运动黏度平均值不得小于5mm2/s；当油温较低时（如-40℃），运动黏度平均值不得大于1600mm2/s。液压泵内温度昀高的地方是泄漏油，对于本液压泵，由于轴封材料为丁腈橡胶，所以泄漏油的油温不得大于90℃。如果油温大于90℃，必须使用氟橡胶轴封。（2）各油口工作压力范围：补油泵的补油压力：昀低20bar。补油泵的吸油压力：绝对压力≥0.8bar。也就是真空度≤0.2bar，吸油过滤器上的真空表指针不能超过绿区；冷启动时，由于油液温度11较低，允许绝对压力≥0.5bar，即真空度≤0.5bar，经怠速运转，绝对压力≥0.8bar后，才允许提高发动机转速。相对压力(正)绝对压力相对压力(负)（真空度）大气压力绝对真空绝对压力图6绝对压力、相对压力和真空度之间的关系壳体压力：T1、T2油口为泄油口，允许泄油绝对压力为4bar，相对压力为3bar；启动时，允许短时泄油绝对压力为5bar。泄油压力过高会造成油封泄漏。设置两个泄油口的目的，是为了适应液压泵的不同安装方向，只要保证总有一个泄油口朝上即可，这样可以排掉壳体里的空气，保证运动零件之间都有润滑油膜，防止出现烧泵现象。（3）液压油清洁度按NAS1638标准，要达到9级，见表2-1。按ISO4406标准，要达到18/15，见表2-2。表2-1NAS1638污染度等级（100ml中的颗粒数）颗粒