多级液压缸的结构和工作原理，通过将多级液压油缸分解成多个单级液压油缸，建立了多级液压油缸机械——液压耦合动力学仿真模型。以某型号矿用自卸汽车为例，进行了液压举升系统的仿真，并进行了现场试验，试验结果验证了仿真模型。仿真和试验结果表明，多级液压油缸工作中，在各级缸筒伸出瞬时，液压油缸杆腔内会出现较大的液压冲击。
多级液压油缸由两级或多级活塞缸套装而成，又称伸缩缸，常用于安装空间小而行程要求很长的场合。多级油缸中活塞伸出的顺序是从大至小，而空载缩回的顺序一般是从小至大。当输入流量相同时，外伸速度逐次增大；当负载恒定时，液压缸的工作压力逐次增高。
该油缸前三级为柱塞缸，最后一级为双作用活塞缸。举升油缸的举升进油口为B口，货箱举升时，压力油通过举升油缸中心管道直接进入无杆腔，在内部油压的作用下，直径最大的第一级缸筒最先伸出，然后第二级、第三级缸筒依次伸出。当活塞杆开始伸出后，举升油缸有杆腔的油液经活塞杆壁上的孔及中心管道外侧到达A口，然后经回油管回油箱。在举升油缸的活塞上有一个用于举升终点限位的单向阀，当货箱举升至最高点时，该单向阀中的钢球被顶开，从而将举升油缸的上下腔连通，举升动作停止。
将多级液压油缸分解成多个单级液压油缸，方便快捷地建立了多级液压油缸的机械——液压耦合动力学仿真模型，并以某型号矿用自卸汽车举升油缸为例，进行了仿真和试验。试验结果验证了仿真模型的正确性。仿真和试验结果表明，多级液压油缸工作中，由于各级缸筒有效作用面积的突变及缸筒间的碰撞，在各级缸筒伸出瞬时，液压油缸无杆腔内会出现较大的液压冲击，该冲击会影响液压油缸的使用寿命，因此，应通过改造多级液压油缸结构，优化液压系统，尽量减小这些液压冲击，提高液压系统的可靠性。
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