汽車起重機液壓系統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，詳細對調壓回路，調速回路，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設計奠定一定的分析基礎。

關鍵詞：液壓系統；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，目前已被大量應用于城市建設、物流運輸、消防急救等行業。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境。考慮到起重系統元件需要實現的動作要求比較簡單，對于位置精度也沒有過高要求，因此，手動方式是該系統的主要操縱方法，在設計起重液壓系統時應該優先考慮起重作業的安全性。

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現場，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移，無需連接外部電源，能夠達到野外作業所需的機動性能；

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

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

（4）可以對起重臂進行3600范圍的隨意轉動及鎖定操作；

（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生溜車。

2 工作原理

Q2-8型汽車起重機的作業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，因此為了對系統結構進行簡化，本文選擇單個液壓泵為所有執行元件進行串聯供油。對于載荷較輕的情況，可以將執行元件進行不同方式的組合串聯，從而完成不同執行元件的同步動作，包括回轉與伸縮過程等。

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動力轉換。此液壓泵屬于一類高壓定量齒輪泵，考慮到發動機轉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在某一范圍內的控制，達到無級調速的效果；泵排量40min/r，額定壓力21MPa，額定轉速1500r/min；液壓泵吸油通過回轉接頭9以及開關10控制，并由過濾器11去除雜質；泵壓力輸出則通過手動換向閥l、2以及回轉接頭9實現，壓力油在不同執行元件內以串聯方式進行輸送，當起重機處于不工作狀態時，液壓系統保持卸荷狀態。

3 性能分析

此液壓系統包含如下所示的各項功能回路，并達到相關性能要求：

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

（2）調速回路，通過手動操作方式對換向閥開度進行調節，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生支腿軟腿問題，對于某些意外因素，例如發動機突然熄火或液壓管發生破裂的現象出現時，依然可以確保雙向液壓鎖處于正常運行狀態，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、伸縮等操作環節發生重物下降的問題，具有良好的可靠性，因為背壓的存在，系統功率將發生一定程度的損耗。

（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；不過需要注意，當換向閥串聯個數達到6個時，液壓泵卸荷壓力將明顯增大，而系統的運行效率也大幅降低，對于起重機而言，因為其作業頻率較低，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流閥實現，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，所以剎車松開速度較慢，這樣可以有效避免起重過程發生溜車的現象，保障起吊的安全性，同時還可以實現在遇到發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，詳細對液壓系統的六大回路展開了分析，為進一步的汽車起重機液壓系統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。