摘要：分析了混凝土搅拌运输车液压驱动系统，基于控制系统的数学模型，使用AMEsim仿真软件对搅拌运输车的加料和运行搅拌工况进行了计算机仿真分析，验证了控制系统的恒速控制特性。

　　关键词：混凝土搅拌运输车;恒速控制系统;仿真分析;AMEsim

　　中图分类号：TU7 文献标识码：A

　　Abstract:Hydraulic driving system of concrete mixing truck has been analyzed in the paper. Computer simulation analysis for feeding and mixing working conditions of mixing truck has been conducted by using of AMEsim simulation software, which based on control system's mathematical model.The constant speed control characteristics of control system have been verified in the end.

　　Key words:concrete mixing truck;constant speed control system;simulation analysis

　　混凝土搅拌运输车是把混凝土从制备地点送到施工现场的运输设备。混凝土的运输超过一定的距离混凝土有可能在运输途中发生离析或初凝，从而影响混凝土质量，因此混凝土搅拌输送车需要有运输和搅拌混凝土的双重功能[1]。由于汽车有怠速和行进速度的变化，但搅拌需要恒定的转速，所以需要混凝土搅拌运输车液压系统具有恒速控制功能。

　　1恒速控制系统分析

1.1 机电液组合控制系统 混凝土搅拌运输车恒速控制系统为机电液组合控制，组成见图1。搅拌筒的驱动由液压马达和齿轮变速箱共同完成。搅拌筒的转速决定于液压泵的排量。液压泵的排量控制由比例阀、双出杆液压缸、控制器、速度传感器、辅助控制泵组成的闭环控制系统实现[2][3]。

　　1.比例换向阀 2.变量油缸 3.电磁换向阀 4.发动机油门控制油缸

　　5.主油泵 6.辅油泵 7.液压马达 8.速度传感器 9.减速器 10.控制器

　　图1恒速控制回路

　　液压泵排量控制系统使用了比例阀，属于电液比例伺服控制系统。控制原理如下：减速器的速度信号由速度传感器8和变送器转换成控制电压信号传递到控制器10，控制器10控制比例伺服阀1，比例伺服阀1控制变量油缸动作调节液压泵的排量。在汽车怠速运行时，发动机转速不能满足要求时，电磁换向阀3和发动机油门控制油缸4控制发动机转速，满足恒速要求[4]。

　　1.2 控制系统的数学模型

　　该系统是一个典型的二阶线性系统，且结构参数较稳定。恒速控制系统方块图如图2所示。

　　图2 电液控制系统速度控制方块图

　　2 恒速控制系统的仿真研究

　　本文使用AMESim仿真软件对混凝土搅拌运输车上液压驱动系统进行仿真，验证液压系统恒速控制特性。AMESim 是法国IMAGINE公司于1995年推出的专门用于液压/机械系统的建模、仿真及动力学分析的软件[5]。我们将仿真分为停车搅拌和行驶搅拌两个工况，下面是使用AMESim分析的结果。

　　2.1加料搅拌工况仿真结果

　　首先我们对进料工况单独进行仿真，以揭示搅拌车在混凝土进料过程中液压传动系统各参数的变化情况。

　　给系统一个线性增量信号，模拟进料过程中混凝土量随时间成线性增加，并且给一固定信号使得泵处于最大正排量，进料仿真时间为3分钟。仿真结果如图3、4、5所示。

　　图3 外加载荷图 图4 系统流量变化

　　图5 拌筒转速

　　可以看出随着混凝土量的不断呈线性增加，搅拌筒的负载呈线性增加，整个进料过程运转基本平稳。。

2.2 运输搅拌工况 运输车在运输过程中，外加载荷基本平稳，由于各种因素影响，车辆发动机不可能一直保持一个持续不变的转速，因此运输过程主要考察发动机转速变化对搅拌筒恒速的影响和如何利用变量泵来消除发动机转速波动的负面影响。

图6 外加载荷 图7 系统流量

　　图8搅拌桶转速

　　从仿真结果可以看出，改变斜盘角度，泵的排量相应的变化。并且马达转速、马达扭矩、系统压力、泵的扭矩等均相应地改变。系统运行比较平稳，只是在在工况转换时，系统有一定量的时间滞后和一定时间的调整期，在调整期间，波动幅度逐渐变小并趋于稳定。

　　3 小结

　　在进料过程中，系统的响应是快速、稳定的，在混凝土料刚加入的时候出现了波动，整个进料过程系统的运转较平稳。在运输搅拌过程中，发动机速度降低和马达排量减小时均可以引起马达速度小幅减小，整体上能保持较好恒速特性。

　　参考文献： 贺劲，帅国菊，丁戈.执行《混凝土搅拌运输车技术条件》中几个值得考虑的问题[J].建筑机械，2002(7)：28-30. 马立祥，周日平.混凝土搅拌运输车几种典型液压系统方案分析[J].建筑机械技术与管理，2003(6)：14-15. 李福义.液压技术与液压伺服系统[M].哈尔滨:哈尔滨工程大学出版社，1992. 吴海兰，饶海兰：混凝土搅拌输送车电子恒速液压传动系统的设计[J].建筑机械，2001 (8)：51-59. 余佑官，龚国芳，胡国良.AMEsim仿真技术及其在液压系统中的应用[J]. 液压气动与密封，2005(03)：31-34 .