马达等说明书上注明了排量和转速等参数，但是装配时仍有不匹 配现象发生，造成整个液压系统的效率降低或功率浪费。如果散 热油箱选取不合适，就会造成液压系统散热下降或成本升高。因 此，提出一套完整的液压系统选取理论依据，显得尤为重要。

　　因混凝土在搅拌筒内混凝土的运动比较复杂，目前尚没有统 一适用的计算方法，所以通过两种算法对比计算结果择优选取最 佳。 第一种算法，可以通过对试验数据进行分析、处理，推导出 搅拌阻力矩与搅拌容积关系的经验公式。搅拌筒驱动阻力矩与搅 拌筒搅拌容量的数据见表1。

　　由图1可知，其接近一条直线，因此可设想： M=C0C1×V 式中，M为搅拌筒驱动力矩，kN·m；V为搅拌筒装载容量，m3。 根据最小二乘法，列出拟合曲线.36V 将搅拌筒容积V=10 m3带入上式，得M=56 128.24 N·m。 第二种算法，根据德国利勃海尔公司推荐的公式，由于摩擦 阻力的存在，搅拌筒内的混凝土重心有偏移，它所产生的力矩应 与摩擦阻力矩平衡，如图2所示。

　　虑到发动机油耗和液压泵的成本等因素，故选取的伊顿公司 PV89液压泵，其排量为0.089 L/rev，最高转速2 600 r/min，可以满 足需要。

　　由于液压泵和马达的布置，所以采用橡胶管道来建立元件之 间的连接。根据胶管内径与流量、流速的关系，按下式计算： A2＝Q管/(6V管) 式中，A2为胶管的通流截面积，cm2；Q管 为管内流量，L/s；V管 为 管内流速，m/s；通常允许的胶管的流速V管＝6 m/s。 计算可得，A2＝0.07 cm2，d＝2(A/3.14)1/2＝30 mm。 计算得到的数值是系统胶管的最大值，只有在换向的时候 才出现，出现的次数比较少，而且可以通过人为的操作减少最 大峰值的出现，同时也考虑到成本的原因。主油路的两段回路 在搅拌筒正反转的时候交替出现高压，故主油路的两条胶管都 取内径是30 mm，最大可承受的压力是40 MPa。而余下管路都 属于低压回路，故选取内径为25 mm，最大可承受的压力是40 MPa。液压泵、液压马达和胶管及其附件的接法如图3所示。

　　减速机的传动比为1:131，搅拌筒的最大转速为15 r/min，根 据实际卸料工作情况，同时为了降低成本和减小发动机油耗，取

　　式中，r为偏心距，r=0.1 m；F为混凝土的重量，取混凝土的密度 为2.45×103 kg／m3。 代入上述公式得：M＝61 250 N·m。 由此可见，按上述两种方法计算的驱动扭矩差别不大，说明 所采用的计算方法是可取的。而由于利勃海尔公司推荐的公式只 适合做粗略的估算，所以取第一种实验计算结果。

　　根据利勃海尔公司的公式[2]： M搅＝2×(M筒摩十M叶摩)M流阻 M偏＝M筒摩＋M叶摩＝F×r M搅＝2×F×r＋M流阻 通过试验测得： M流阻≈0.5×F×r

　　由于目前厂家把主泵、补油泵和换向阀为集成一体的，故选 定了主泵也就将补油泵和换向阀确定了。PV89的标准补油泵压力 排量为18.03 cm3/rev，补油压力为1.3～2.5 MPa，由于各个限压阀 的压力设定为1.3 MPa，所以取补油压力为1.3 MPa。

　　由于采用的是闭式液压系统，液压系统工作时，油液在闭式 回路中往复循环，不能回到油箱冷却，而液压泵、液压马达的容 积损失和机械损失，或控制元件及管路的压力损失和液体摩擦损 失等消耗的能量，几乎全部转化为热量。这些热量除了一部分散 发到周围空间，大部分使油液的温度及元件的温度升高。如果油 液温度过高，将严重影响液压系统的正常工作，因此必须采取强 制冷却的办法，通过液压油冷却器来严格控制油液的温度，使之 适合系统工作的需要，从而保证液压系统的正常工作。 系统单位时间的发热量Φ为 （忽略摩擦和液压元件的散热）[3] Φ＝P1－P2 式中，P1为液压泵的输出功率，kW； P2为系统的输出功率，kW。 Φ＝25.7 kW 油箱单位时间的散热量为 Φ＝CT×A油×△T 式中，A油为油箱散热面积；△T为系统温升，△T＝T1—T2 ，(℃)； T1为系统达到热平衡时的油温；T2为环境温度，℃；CT为油箱散热 系数，kW /(m2·℃)。当自然冷却通风很差时，CT＝(8～9)×10-3；自 然冷却通风良好时，CT＝(15～17.5)×10-3；当油箱加专业冷却器 时，CT＝(8～9)×10-3。 液压系统达到热平衡时，Φ＝Φ，即 △T＝Φ/( CT·A) 如果油箱三个变长的比例在1:1:1到1:2:3范围内，且油面高度 为油箱高度的80%，其散热面积A油近似为 A油＝0.065·(V油2)1/3 式中，V油为油箱有效容积，L。 选取伊顿（Hydraulics）公司HPA TK 系列配备有一体式的油 箱且用于冷却闭式回路液压系统设备的散热器，油箱容积为15 L。同时加装一个温度敏感开关，即可符合上述要求。即A＝6.08 m2，△T＝Φ/(CT·A)＝30.2℃。 由最高允许油温公式 T3＝T2＋△T≤［T3］ 式中，[T3]为最高允许油温，[T3]=80℃。 求得T3＝68.2℃≤[T3]＝80℃ 可见，所选取的散热器符合要求。

　　1. 太原理工大学机械工程学院车辆工程系 2.中国重汽集团柳州运力专用汽车有限公司

　　第一作者：曹建永，男，1982年 生，硕士研究生，研究方向：汽 车设计方法。

　　混凝土搅拌运输车液压系统是将发动机的动力传递到减速机 的传力装置，是整个上装部分的核心组成。目前国内外几乎所有 的混泥土搅拌运输车都采用液压驱动的方式，因为采用液压系统 驱动有以下优点： a. 可以使上装部分的布置更加紧凑和灵活，能够有效利用空 间； b.可以使搅拌罐的运转更加平稳，内部的过载保护装置可以 保护由于搅拌罐工况的变化对发动机的冲击； c. 内部的恒速装置可以避免由于汽车发动机转速的变化而引 起搅拌罐转速的变化，从而可以保持搅拌罐的恒速转动，保证了 内部混凝土的质量； d. 易于进行搅拌罐各种转速和方向的变换； e. 封闭性好，可以适应各种环境，维护率低。 由于混凝土搅拌运输车液压系统的制造精度要求很高，绝大 多数的液压马达和液压泵都是国外制造，所以目前国内几乎所有 生产混凝土搅拌运输车的厂家都是直接购买液压马达和液压泵， 其余液压设备为了降低成本而采购国内产品。虽然液压泵和液压

　　滤油器是液压系统中非常重要的元件，它可以清除液压油中 的污染物，保持油液的清洁度，降低液压泵和液压马达之间的摩 擦，确保液压系统元件运行的可靠性。 考虑到系统压力过高，且要求精过虑，故选用纸质滤油器对 供油进行精过滤，并且选用线隙式滤油器对回油进行粗过滤。 根据《机械设计手册》可知，高压液压系统一般要求过滤精 度为10 μm，然而由于一般国产的10 μm滤油质量不完全可靠，故 选用意大利独资企业上海索菲玛液压设备有限公司生产的AMF 1.200 kPa精滤器，过滤精度为10 μm。而粗过滤器的要求则不是很 高，故选用一般国产滤油器即可满足要求，根据系统的流量和过 滤精度的要求，选用无锡某厂生产的线 μm。

　　确定液压泵的最大工作压力，液压泵的工作压力由负载的性 质决定。 Pmax ≥ Pm ＋ΣPm 式中，Pm为液压马达最大工作压力，取最大值31.8 MPa；ΣPm为液 压泵出口到液压马达进口之间的沿程损失和局部损失之和，取 ΣPm＝0.5 MPa。 Pmax ≥ Pm＋ΣPm＝32.3 MPa 液压泵的流量Q按照液压马达的最大工作流量和泄漏量来确 定。 Q＝nmax·Vg·Nmh/1 000 式中，Nmh为容积效率，取Nmh=0.95；Vg为液压马达的排量。 计算可得Q＝6.648×106 L/s