汽車起重機液壓系統(tǒng)工作原理及性能概述

摘 要：本文針對汽車起重機上了液壓系統(tǒng)進行了功能要求概述，在分析其工作原理的基礎上，詳細對調(diào)壓回路，調(diào)速回路，鎖緊回路，平衡回路，多缸卸荷回路以及制動回路展開了分析，為進一步的汽車起重機液壓系統(tǒng)設計奠定一定的分析基礎。

關鍵詞：液壓系統(tǒng)；汽車起重機；性能分析

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.15.019

1 概述

汽車起重機屬于一類多用途機械設備，可以完成快速移動，具備良好的機動性能，非常適應進行野外作業(yè)，目前已被大量應用于城市建設、物流運輸、消防急救等行業(yè)。目前，液壓起重技術在汽車起重機上獲得了廣泛使用，可以適應大載荷、振動與沖擊力都較大的使用環(huán)境。考慮到起重系統(tǒng)元件需要實現(xiàn)的動作要求比較簡單，對于位置精度也沒有過高要求，因此，手動方式是該系統(tǒng)的主要操縱方法，在設計起重液壓系統(tǒng)時應該優(yōu)先考慮起重作業(yè)的安全性。

汽車起重機以載重汽車作為支撐基礎，同時為其裝配所需的起重機構，組合形成汽車起重機，其液壓動力則通過汽車自身動力提供；在實施起重作業(yè)時，汽車通過伸長的支撐腿來承受整體的重量，而輪胎離開地面；如果要進入新的作業(yè)現(xiàn)場，則只需收起重機的所有部分，并以汽車機構完成場地的轉(zhuǎn)換。汽車起重機通常應該滿足如下功能要求：

（1）整機可以通過汽車進行快速轉(zhuǎn)移，無需連接外部電源，能夠達到野外作業(yè)所需的機動性能；

（2）在起重作業(yè)階段，整車可以被支腿機構所支撐，各個輪胎保持離地狀態(tài)從而不受載重，同時液壓支腿要能夠保持長久的穩(wěn)定狀態(tài)，在吊裝載重物體時不會發(fā)生軟腿問題；

（3）起重臂的俯角及其長度能夠在合理范圍內(nèi)進行調(diào)整并保持良好的平衡狀態(tài)，可以適應各類起重作業(yè)需求；

（4）可以對起重臂進行3600范圍的隨意轉(zhuǎn)動及鎖定操作；

（5）吊起重物后可以保持恒定速度進行升降，同時還可以在任何位置停止，在重新啟動階段不會發(fā)生溜車。

2 工作原理

Q2-8型汽車起重機的作業(yè)過程基本是通過手動操縱形式完成多缸的各項動作。在起重作業(yè)期間，通常只需進行單個動作，需要兩個缸共同參與的復合動作情況較少出現(xiàn)，因此為了對系統(tǒng)結構進行簡化，本文選擇單個液壓泵為所有執(zhí)行元件進行串聯(lián)供油。對于載荷較輕的情況，可以將執(zhí)行元件進行不同方式的組合串聯(lián)，從而完成不同執(zhí)行元件的同步動作，包括回轉(zhuǎn)與伸縮過程等。

起重機液壓泵所需動力源來自于汽車變速箱，通過設置專門的取力箱實現(xiàn)動力轉(zhuǎn)換。此液壓泵屬于一類高壓定量齒輪泵，考慮到發(fā)動機轉(zhuǎn)速受油門開度的實際影響，所以該泵的輸出流量大小也可以利用油門實現(xiàn)在某一范圍內(nèi)的控制，達到無級調(diào)速的效果；泵排量40min/r，額定壓力21MPa，額定轉(zhuǎn)速1500r/min；液壓泵吸油通過回轉(zhuǎn)接頭9以及開關10控制，并由過濾器11去除雜質(zhì)；泵壓力輸出則通過手動換向閥l、2以及回轉(zhuǎn)接頭9實現(xiàn)，壓力油在不同執(zhí)行元件內(nèi)以串聯(lián)方式進行輸送，當起重機處于不工作狀態(tài)時，液壓系統(tǒng)保持卸荷狀態(tài)。

3 性能分析

此液壓系統(tǒng)包含如下所示的各項功能回路，并達到相關性能要求：

（1）調(diào)壓回路，系統(tǒng)的最高壓力通過安全閥進行有效限制，避免系統(tǒng)發(fā)生過載問題，為起重機起吊過程提供超重安全保護。

（2）調(diào)速回路，通過手動操作方式對換向閥開度進行調(diào)節(jié)，從而控制工件機構運行速度，控制方便。

（3）鎖緊回路，通過雙向液壓鎖把前后支腿鎖定于相應的位置，保障工作過程的安全性，避免在起吊的任何階段都不會發(fā)生支腿軟腿問題，對于某些意外因素，例如發(fā)動機突然熄火或液壓管發(fā)生破裂的現(xiàn)象出現(xiàn)時，依然可以確保雙向液壓鎖處于正常運行狀態(tài)，并保持較長的有效時間。

（4）平衡回路，該回路的平衡閥為單向液控順序閥的改造結構，可以預防起吊、伸縮等操作環(huán)節(jié)發(fā)生重物下降的問題，具有良好的可靠性，因為背壓的存在，系統(tǒng)功率將發(fā)生一定程度的損耗。

（5）多缸卸荷回路，該回路使用多路換向閥結構，以M型中位機能作為所有三位四通手動換向閥中位機能，各閥門以串聯(lián)形式組合于油路中，因此每個工作機構都可獨自進行動作；或者利用這種串連組著形式使機構在輕載下進行同步作業(yè)；不過需要注意，當換向閥串聯(lián)個數(shù)達到6個時，液壓泵卸荷壓力將明顯增大，而系統(tǒng)的運行效率也大幅降低，對于起重機而言，因為其作業(yè)頻率較低，因此這些損耗所造成的影響也可以忽略。

（6）制動回路，回路制動器通過單作用閘缸以及單向節(jié)流閥實現(xiàn)，并通過預先設定的彈簧力完成制動過程，在松開剎車的過程中需要通過壓縮彈簧實現(xiàn)，所以剎車松開速度較慢，這樣可以有效避免起重過程發(fā)生溜車的現(xiàn)象，保障起吊的安全性，同時還可以實現(xiàn)在遇到發(fā)動機熄火等異常狀況時完成快速制動，避免重物掉落。

4 結論

為了更為清晰的了解汽車起重機液壓系統(tǒng)的基本回路情況，本文在功能要求和工作原理的基礎上，詳細對液壓系統(tǒng)的六大回路展開了分析，為進一步的汽車起重機液壓系統(tǒng)設計奠定一定的分析基礎。

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作者簡介：徐曉輝（1978-），男，山東濟南人，工程師，從事于機械設計研究。