電動汽車液壓千斤頂設計

賈輝

摘要：電動液壓千斤頂本質上是一個典型的液壓設備，和普通的液壓千斤頂明顯的區別之處就是在其中科學合理的增加的電機設備。本文主要研究的就是電動汽車液壓千斤頂的設計，運用電能驅動液壓千斤頂，將傳統液壓千斤頂的機械工作變成電動工作，在千斤頂設計中中將其使用的安全可靠和輕便靈活的特征體現出現，更好的滿足用戶使用的需求，為以后液壓千斤頂的設計提供一定的參考借鑒。

關鍵詞：電動;液壓;千斤頂

1 電動機液壓千斤頂概述

1.1 液壓千斤頂的工作原理

液壓千斤頂的工作原理如圖1所示。從圖中可以看出，液壓缸是8和9共同組成的（其中用數字編號代表液壓千斤頂工作的各個部分，下同）手動液壓油泵是由1、2、3共同組成的。將1提出向上移動3，其下端油腔的溶劑增大，造成局部真空，這時候將4打開，5會從12中吸油;之后用力壓下1，會使3下移，其下腔壓力升高，將4關閉，打開7，將6下腔的油液會輸入舉升9的下腔中，關閉11上的大活塞向上移動頂起重物。再次將1提起吸油的時候，自動關閉7，油液不能形成倒流，這時候就可以保障重物不會發生自行下落的情況。將手柄不斷的往復扳動，就能夠將油液不斷的壓人液壓缸的下腔中，將重物升到合適的高度和位置。如果將11打開，那么液壓缸下腔的油液就會經過10和11流回油箱，重物下移。以上就是液壓千斤頂的工作原理。

1.2 確定總體方案

其中液壓泵是由電動機和柱塞缸共同組成的，然后運用電動機進行帶動使得偏心輪對于柱塞泵進行驅動實現工作的運行。吸油行程中通過單向閥2從油箱2吸油，而壓油行程中單向閥2具備單向性，因此油液的回流不能通過單‘向閥2。打開單向閥1之后，液壓油輸出到液壓缸，將重物頂起。當重物仁升到合適的位置之后，斷開電源使柱塞泵停止運動。這個時候二位二通電磁換向閥是關閉的，因此只要打開控制臺的響應開關就會將其打開，油液就可以流回油箱。

2 液壓機基礎設計參數確定

2.1 底板油路設計

在進行底板油路設計的時候要注重其機械加工的可行性。柱塞桿右移時柱塞缸內的油壓會減小，而油箱內擁有較高的油壓，之后就會頂開彈簧小球。將柱塞缸內和兩級伸縮式套筒油缸中的油壓相比較，可以發現后者的油壓比較高，彈簧小球就會堵塞聯結的管道，液壓油會進入柱塞缸內。柱塞桿左移時柱塞缸內的壓力會增大，油箱內的油壓反而不高，彈簧小球就會堵塞油路。

2.2 柱塞缸設計

如圖3所示是柱塞缸的結構示意圖。這次設計中柱塞婦J是由密封工作腔體、柱塞i如十組成的，為了使液壓缸千斤頂更加容易攜帶，就要將其外形尺寸進行減小，所以本次設計采用了兩級活塞驅動。第一級活塞缸的活塞由第二級活塞的缸體充當，因此在工作時候伸出就會具備較長的行程，而在縮回的時候也能較好的保持小巧的外形結構。當液壓油輸入無桿腔中，開始伸出的是擁有最大有效面積的活塞缸，在其完全運行之后，有效面積排在第二位的缸筒也會開始伸出。

2.3 電機選擇

依據電動液壓千斤頂設計使用的相關要求，查找對照機械類設計手冊，確定系統工作的最大力為F=2.0×104N;系統的壓力p=25.0Mpa。

設第二級液壓缸的上升速度v=0.01m/s;選用原則依據GB2324-80標準中的標準值，取d=32mm，系統流量Q=8.038×10^-4m³。

這個時候液壓缸用來支撐汽車的功率就為：p_電機=pQ/η_m²η_v

式子中，p_電機——電機的額定功率，單位W;

η_m——機械損失，通常去0.9;

η_v_容量損失，通常取1。

代人數據進行計算，電機的額定功率為250W。查詢相關知識及機械設計手冊，選用電壓24V、直流、額定功率250W、轉速為n=60r/min的電動機。

2.4 確定頂升液壓缸的參數

這次設計中液壓缸的實際伸縮量要求達到200mm。所以經過考慮和推算，最終決定運用伸縮式套筒液壓缸。查閱相關的機械手冊之后，在課題設計中將液壓缸的第一級和第二級行程進行了確定，分別是h₁=110mm，h₂=110mm。在運動過程中伸縮式液壓缸缸體在輸出力和運動速度一直都在發生變化。

基于液壓千斤頂的基本工作原理，經過設置基礎設計目標，然后可以通過一系列的計算，一步步完成電動液壓千斤頂設計，包括其電動機的選用、利矛頂的液壓缸缸體外形和相應部位的零件結構外型設計，以及材料的選用，最后才可以劉設計的液壓千斤頂的主要零件結構進行一系列的校核計算，完成電動汽車液壓千斤頂的設計。

參考文獻

[1]張虹.液壓與氣壓傳動[M].電子工業出版社，2016.

[2]湛從昌，傅連東，陳新元.液壓可靠性與故障診斷[M].冶金工業出版社，2009.