混凝土湿喷台车液压系统工作原理分析

摘 要：混凝土湿喷台车是我公司研发的一款集机电液于一体的隧道噴浆施工设备，广泛应用于铁路、公路隧道、边坡、水利、水电的隧洞和涵洞、地铁以及各种建筑工程等湿喷混凝土作业。本文能帮助您尽快了解该设备液压系统工作原理，包含了安全、正确使用设备的重要信息，了解这些信息有助于避免危险、降低维修成本并能提高设备的可靠性。

关键词：混凝土湿喷台车;液压系统;工作原理

1. 混凝土湿喷台车液压系统的组成

混凝土湿喷台车液压系统主要由泵送系统、臂架系统、行走系统和辅助系统组成。泵送系统负责将混凝土料输送到喷头位置，在风环套位置与一定比例的速凝剂混合，空压机送风使混凝土喷射出去在受喷面上形成混凝土支护层。臂架系统负责控制喷头位置保持喷头与受喷面处于最佳的喷射距离和喷射角度。行走系统控制车辆实现无极变速的前进和后退。辅助系统为设备提供有效支撑，确保液压系统油温处于最佳工作状态。

2. 泵送液压系统详细介绍

泵送液压系统又详细分为混凝土泵送系统、S管摆动系统和搅拌系统，混凝土泵送系统、S管摆动系统和搅拌系统均为开式液压系统。

泵送系统采用混凝土专用的快速换向A11VLO130柱塞泵，泵内集成了电气排量控制，压力切断及恒功率控制功能。电气排量控制泵送速度，泵送速度和控制电流成正比。压力切断功能保证了柱塞泵工作的安全性，当泵送压力超过设定值时，泵的输出流量自动降低，使泵送系统不会超压。恒功率控制功能可根据泵内部高压腔的压力大小相应的改变泵输出流量，实现功率调节，防止电机过载。泵输出高压油后进入泵送控制阀组，实现砼缸的卸荷与换向动作。

S管摆动系统中，摆动油缸由A10VO28泵给蓄能器充液。液压泵采用带恒压调节的变量泵，当蓄能器加载并达到调定的压力值后，泵回摆至接近零流量，但压力保持不变。蓄能器供油通过摆缸阀组可使摆动油缸快速换向，并减小系统的冲击。

搅拌系统由外啮合齿轮泵，三位四通换向阀，直动式溢流阀和马达组成，溢流阀控制搅拌系统最高工作压力。当换向阀不得电时换向阀阀芯处于中位，压力油直接返回液压油箱，搅拌马达无动作。当换向阀一侧得电时，换向阀换向压力油进入马达A口，马达正传;反之，则马达反转。

3. 臂架液压系统详细介绍

臂架系统采用A10VO71负载敏感型柱塞泵为比例多路阀供油，比例多路阀通过控制电流大小控制臂架各个动作的运动方向和运动速度。

泵负载敏感系统通过比例阀反馈压力大小，确定泵最大工作压力从而控制流量输出，泵输出工作压力始终比反馈压力高出一个固定的待命压力值，使系统工作功率始终与实际需要的工作功率基本保持一致，使系统耗电更低，臂架系统更佳节能。

泵压力切断功能保证了柱塞泵工作的安全性，当臂架压力超过设定值时，泵的输出流量自动降低，使臂架系统不会超压。恒功率控制功能可根据泵内部高压腔的压力大小相应的改变泵输出流量，实现功率调节，防止臂架动作时电机过载。

比例多路阀采用LUDV控制技术，该系统从比例阀压力补偿器处取系统最高工作压力作为反馈控制压力传递给柱塞泵，泵通过变量缸调整排量，使输出浏览与系统需要流量相匹配。压力补偿器安装在换向阀之后，也叫做阀后压力补偿，当多个动作同时运动时补偿器使各个动作的运动速度只与阀口开度相关，与工作压力无关。当整个系统供油量不足时，LUDV控制技术能使各个动作速度成比例的减慢，保证各个动作运动的协调性，不会出现有的动作先动有的动作后动的问题。使用LUDV控制技术能使臂架动作响应速度快无延迟，动作的重复精度也更高。

4. 行走液压系统详细介绍

行走液压系统包括行走回路、行车制动回路、转向回路、驻车制动及变速箱换挡回路。

行走液压系统是由A4VG125DA2闭式变量泵及A2FM80液压行走马达构成的闭式液压系统，采用DA控制，可实现变量泵的排量无级可调。行走马达上带有冲洗和补油阀，可将回路低压侧的液压油泄入马达壳体内，然后与壳体泄油一起流入油箱，避免回路油温过热，从回路流走的油液必须由补油泵补充。

行车制动的控制阀为力士乐公司的调节制动阀，该阀是闭心式滑阀设计，最高输出压力可达到200bar，在制动系统中配置了与之匹配的蓄能器及充液阀，

车辆制动系统分为行程制动和驻车制动。行程制动系统由发动机辅助泵供油给充液阀，充液阀标准压力设定为150-180bar，当压力低于150bar时充液阀控制辅助泵给蓄能器充液，当充液压力高于180bar时停止充液，使压力油直接返回液压油箱。当制动踏板踩下时，踏板减压阀工作使压力油直接接通到制动器完成行车制动动作。踏板踩下深度越深减压阀输出压力越高，制动力也就越大。驻车制动系统由驱动泵内置的补油泵供油，通过一个2位4通换向阀控制，当换向阀得电时补油压力通往驻车制动器使驻车制动打开。当意外断电或者熄火时驻车制动器中压力油返回液压油箱，制动器通过复位弹簧使车辆实现驻车制动功能。

转向系统由发动机辅助泵、液压转向器、转向控制阀组和转向油缸组成。当方向盘发生转动时转动扭矩通过转向柱传递到液压转向器的输入轴上，辅助泵输出压力油经转阀和转定子计量装置通往转向油缸的左腔或者右腔实现转向动作。轮胎转动角度大小与方向盘的转动角度成正比。在辅助泵不工作时，也能实现人力应急转向。当方向盘不转动时，压力油被转向器截止，辅助泵输出流量变为最小。在转向器至转向油缸之间的回路中安装转向控制阀组，通过改变转向控制阀组中各电磁铁得电的逻辑关系可保证无论设备前进还是后退，喷浆机转向均按驾驶员操作来动作，并能使设备可实现前八字，半八字和蟹行转向的功能。

驻车制动及变速箱换挡回路的压力油来自行走闭式泵的补油回路，油液经由一个两位3通电磁换向阀实现设备的驻车制动功能，经由两位四通电磁换向阀来控制变速箱的换挡动作。

5. 辅助液压系统详细介绍

辅助液压系统包括电缆卷筒回路，支腿顶升及伸缩回路和车桥摆动回路。

电缆卷筒回路由减压溢流阀，两位两通换向阀，调速阀及卷筒马达组成，压力油经减压溢流阀减压，在两位两通换向阀得电换向后，流经调速阀进入卷筒马达来驱动马达工作。调速阀可调节卷筒的工作速度。支腿回路，电缆卷筒回路工作时，恒压变量阀组中换向阀得电，将负载敏感泵变为恒压泵。

支腿顶升及伸缩回路为喷浆机支腿的动作提供动力，它的动作通过油路块上安装的3个三位四通电磁换向阀来控制。在顶升液压缸上全部安装有液压锁，使喷浆机在支腿抬起或固定时都能保持支腿位置不变。

为防止液压系统过热，在回路中安装有冷却器，冷却器由散热板、直流电机、散热风扇、温度控制开关等几部分组成。其结构紧凑便于安装;尺寸性能比高及冷却效率高。通过温度开关控制，可使冷却器在液压油温达到55℃的时候自动工作，当液压油温低于50℃的时自动停止工作。使液压油一直保持在最佳的粘度区间，提高设备的使用寿命。

参考文献：

[1] 郭志龙.基于动态负载敏感技术的湿喷台车臂架液压系统改进分析 [J]. 工程机械与维修，2021， （01）：44-46.

[2] 董兆南，许俊超.麦斯特湿喷台车混凝土泵送单元工作原理和故障分析[J].中国高新技术企业（中旬刊），2016， （9）：102-103.

作者简介：

刘佳（1987-），男，汉族，河北秦皇岛，河北途程隧道装备有限公司液压工程师，主要负责非标工程机械液压系统设计与调试。

（河北途程隧道装备有限公司，河北 秦皇岛 066004）