设计研究建筑机械化2002（2）混凝土泵泵送液压系统的连通回路戚治义，易孟林（华中科技大学机械科学与工程学院，湖北武汉430074）对混凝土泵泵送液压系统中常见连通回路的功能、工作原理进行了分析，提出连通回路中各类节流孔的设计思路。

　　混凝土泵；泵送系统；液压系统；连通回路；节流孔多年来随着对砼泵研究的深入，以液压系统连通回路为核心的双缸单动液压活塞式泵送液压技术得到了不断发展并日趋完善。本文对常见的连通回路的组成及工作原理作出分析。

　　1连通回路及高低压切换的基本概念连通回路是指砼泵中两个主液压缸相同腔及其连通油路以及对其进行压力、油量控制平衡的辅助件所组成的封闭回路，利用连通回路可以实现两主液压缸吸、排料工作的同步。

　　由于工程建设中对泵送工况的具体要求不同，甚至连同一施工场所各个施工阶段中砼的浇注工况也不尽相同，因此要求同一台砼泵在不同的工况下具有不同的泵送能力，即高压泵送时排量不必大，而大排量泵送下又不必要求压力很高，这就是所谓的高、低压切换功能的概念。技术上则是通过改变连通回路的连接油路及切换主液压缸有、无杆腔进出油口来实现的。显然液压油进入无杆腔时系统处于高压状态，而有杆腔进油时为低压状态。

　　2不具有高低压切换功能的连通回路所示为日本IHI公司的泵送液压系统所采用的连通回路。该回路由两主液压缸（以下简称主缸）、有杆腔及其连通油路3、截止阀9及溢流阀10等组成。当右主缸无杆腔进油驱动活塞带动砼缸活塞推送砼时，右主缸活塞既克服泵送阻力又要压缩其有杆腔液压油，使之通过连通油路进入左主缸的有杆腔，进而推动左主缸活塞回缩；左主缸无杆腔回油使相应的砼缸吸料，这种运动被称为双缸单动，该回路称为连通随动回路。

　　1一左主缸；2―左主缸活塞；3-连通油路；4一右主缸；5―右主缸塞；6―活塞杆；7*砼缸；8―砼活塞；9一截止阀；10―溢液阀回路中的截止阀a常称为砼活塞引拔阀，该回路泵送系统中的砼活塞采用挡销止动限位。当清洗或维修砼活塞时去掉挡销、开启截止阀a时，来自外界的压力油进入连通回路，使其内油量增多。通过两主缸的换向控制，将两个砼活塞先后回缩到洗涤室内。

　　截止阀b也称行程调节阀，常应用于砼活塞清洗、维修后重新装入砼缸时的调整作业。当回路内油量增多、背压增大时开启此阀，油液流回油箱，主缸行程变短、背压减少。在轻质砼泵送的场合也戚治义（964―）男，湖北武穴人，工程师，武汉市武昌区喻家山。

　　2002（2）建筑机械化设计研究a低压状态b篼压状态Schwing公司的连通回路1一左右主缸；2―左右主缸活塞；3、4-单向阀；5―换向阀；6―缸头；7-缸盖3.1.1低压状态如a所示，当右主缸有杆腔进油回缩、左主缸伸出时，右活塞端面经过工作行程止点附近的h2L，左活塞端面也几乎同时达到工作行程止点附近的h4孔位置。于是右主缸行程末端进油腔的压力油经h2孔及单向阀D进入连通回路，再经h4孔将换向阀A开启后分出两路：一路压力油作为液控换向信号进入换向系统另一路压力油ri经单向阀i与主进油路相通（释放压力油的同时确保换向控制油有足够的压力）。由于回油节流孔h4（01.5）小于右缸节流孔h2（砹），因此部分压力油必须经ri油路及单向阀i又回到主进油路，继续参与主油路的循环。

　　这种“多进少出”产生的节流作用可以：①使回路大程度地充满油液，利于液控换向信号的拾取，并保证换向控制油压力；②产生的背压既有助于右活塞运行到工作行程止点时的减速缓冲，又利于左活塞在快到工作行程止点时对砼的推送。

　　由于节流孔h2的节流作用较小，当无杆腔压力p无、有时，p无。A无〉〉p有。A有有与A无分别为主缸有、无杆腔的作用面积），一旦右活塞经过h1孔后，在运动惯性和压力油的推动下仍有继续向前运行的趋势，因此h1孔并不一定是活塞的工作行程止点。

　　同样当左主缸进油回缩、左活塞经过h3孔时，进油腔末端的压力油直接经换向阀B分出与右主缸进油时功能相同、状态相对的两条油路，且油路中所发生的油液交换过程相似。不同的是：①由于进油腔的压力油并未补充进入连通回路，左活塞可继续向下运行直至结构止点，而当右活塞经过h1孔时连通油路与主回油路相通，回路内油液减少，右活塞减速直至停止运动；②左活塞经过h3孔时，右活塞未到达h1孔，确保右活塞在行程接近结束时仍能有力地推送砼。

　　3.1.2高压状态如b所示，当右主缸无杆腔进油伸出、左主缸回缩时，右活塞经过h1孔，右主缸行程末端的压力油经h1孔、单向阀C进入连通回路，再经h3孔将换向阀B开启后同样分出两路分别进入控制换向系统油路和另一支油路rz.其工作原理同低可用于调短活塞行程。正常泵送下以砼活塞压板刚接触到止动挡销为佳行程状态，一般截止阀a、b配合使用。

　　溢流阀10不仅可以保护回路元件，还可保证主缸行程不变短，其设定值的设计原则为低排量工况下回路的高压力等于或略低于系统的额定压力值。

　　3具有高低切换功能的连通回路通过改变两主缸有、无杆腔的液压油路可以实现连通回路的高低压切换，为确保切换时连通回路油量及压力的自动控制与平衡，在主缸两端工作行程止点附近设计有节流小孔。这类回路又分为全液压换向和机（电）一液换向两种形式。

　　3.1全液压换向方式的连通回路Schwing公司的连通回路（）砼活塞由主缸缸盖结构止点止动限位，即当主缸运行到缸盖结构止点时，砼活塞也同时运行到砼缸洗涤室侧的结构止点。该连通回路由换向阀5（直角插装阀单元）、单向阀3（充油）、4和两主缸相同腔及其连通油路等组成。

　　设计研究建筑机械化2002（2）压状态相似。同理当左主缸无杆腔进油伸出、左活塞经过h4孔时，左主缸行程末端的压力油经h4孔、换向阀A后分出两路分别进入换向系统控制油路和另一油路r2.值得注意的是，无论是高或低压状态，还是正常或非正常泵送的工况，只要换向阀5的进油孔与弹簧腔回油口处于液压缸的同一腔，换向阀5就在弹簧力及弹簧腔油压的作用下不开启，以免产生错误的换向信号。

　　综上所述，拾取液控换向信号的压力油在高、低压状态下各有一个相对立的行程取自于连通油路内的压力，因此右主缸的节流孔孔径一定要比左主缸01.5的节流孔稍大，该回路一般设计为04. 3.2机（电）一液换向方式的连通回路机一液换向控制方开关安装在主缸相同腔的哪一端（缸盖端感应元件安装在缸体内），低压状态下哪一个主缸进油，则其对应活塞杆的行程触头或感应套就拾取换向电信号。

　　如果缸盖端的节流孔孔径过大，则会因节流作用小、两腔压差减少，再加之A无〉A有等因素，终影响主缸回缩到行程止点时运动吃力、动作不干脆，严重时会影响换向信号的拾取，使系统发生换向动荡不定的现象，故此回路要求左主缸的节流孔孔径小于右主缸的节流孔孔径。

　　机（电）一液换向控制方式连通回路1一左、右主缸；2-左、右主缸活塞；3―换向先导阀；4一单向阀；5―行程开关；6―缸盖；7―缸头4结束语在设计这些与换向、泵送性能有关的各种节流小孔及其匹配时，除文中已述及的因素之外还须考虑系统（液压缸）软换向控制设计的要求。理论上液压缸在系统大排量工况下，其活塞运行速度与系统的换向响应时间之积数值上正好等于活塞经过换向信号拾取点（换向响应的起始时刻）达到工作行程止点的距离，显然各系统的结构、类型及匹配不一样，采用的软换向控制方案也各不相同，故导致的设计要求（距离、孔径大小及匹配等）均各不一样。文中某些分析已初步涉及到连通回答路甚至系统的动态性能研究，欲科学、地了解它们还需采用压力数据采集、微机数据处理显示的方法，以得出有关点（路）的动态压力曲线，通过对曲线的分析评价设计方案是否科学合理，从而为完善设计提供技术依据。

　　戚治义，陶运义。国内外砼泵的泵送液压系统自动换向控制方式分析。建筑机械，1997，（4）：30~32