QY25型汽車起重機(jī)液壓系統(tǒng)分析

1、一、液壓系統(tǒng)概述1.1 液壓系統(tǒng)的組成一個(gè)完整的液壓系統(tǒng)由五個(gè)部分組成，即動(dòng)力元件、執(zhí)行元件、控制元件、輔助元件和液壓油。動(dòng)力元件的作用是將原動(dòng)機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成液體的壓力能，指液壓系統(tǒng)中的油泵，它向整個(gè)液壓系統(tǒng)提供動(dòng)力。液壓泵的結(jié)構(gòu)形式一般有齒輪泵、葉片泵和柱塞泵。執(zhí)行元件(如液壓缸和液壓馬達(dá))的作用是將液體的壓力能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，驅(qū)動(dòng)負(fù)載作直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)或回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。 控制元件(即各種液壓閥)在液壓系統(tǒng)中控制和調(diào)節(jié)液體的壓力、流量和方向。根據(jù)控制功能的不同，液壓閥可分為壓力控制閥、流量控制閥和方向控制閥。壓力控制閥又分為溢流閥(安全閥)、減壓閥、順序閥、壓力繼電器等；流量控制閥包括節(jié)流閥、調(diào)整閥、

2、分流集流閥等；方向控制閥包括單向閥、液控單向閥、梭閥、換向閥等。輔助元件包括油箱、濾油器、油管及管接頭、密封圈、壓力表、油位油溫計(jì)等。 液壓油是液壓系統(tǒng)中傳遞能量的工作介質(zhì)，有各種礦物油、乳化液和合成型液壓油等幾大類。1.2 液壓系統(tǒng)的類型液壓系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)其工作目的必須經(jīng)過動(dòng)力源控制機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)三個(gè)環(huán)節(jié)。其中動(dòng)力源主要是液壓泵；傳輸控制裝置主要是一些輸油管和各種閥的連接機(jī)構(gòu)；執(zhí)行機(jī)構(gòu)主要是液壓馬達(dá)和液壓缸。這三種機(jī)構(gòu)的不同組合就形成了不同功能的液壓回路。泵馬達(dá)回路是起重機(jī)液壓系統(tǒng)的主要回路，按照泵循環(huán)方式的不同有開式回路和閉式回路兩種。開式回路中馬達(dá)的回油直接通回油箱，工作油在油箱中冷卻及沉淀過濾后

3、再由液壓泵送入系統(tǒng)循環(huán)，這樣可以防止元件的磨損。但油箱的體積大，空氣和油液的接觸機(jī)會(huì)多，容易滲入。目前多數(shù)汽車起重機(jī)的液壓系統(tǒng)為開式系統(tǒng)，其構(gòu)成簡(jiǎn)單、散熱和濾油條件好，但要求液壓泵有一定的自吸能力。閉式回路中馬達(dá)的回油直接與泵的吸油口相連，結(jié)構(gòu)緊湊，但系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，散熱條件差，需設(shè)輔助泵補(bǔ)充泄漏和冷卻。而且要求過濾精度高，但油箱體積小，空氣滲入油中的機(jī)會(huì)少，工作平穩(wěn)。二、汽車起重機(jī)液壓系統(tǒng)功能、組成和工作特點(diǎn)汽車起重機(jī)液壓系統(tǒng)一般由起升、變幅、伸縮、回轉(zhuǎn)、支腿五個(gè)主回路組成。從圖2-1可以看出，各個(gè)回路之間具有不同的功能、組成和工作特點(diǎn)：圖2-1 汽車起重機(jī)各回路工作狀態(tài)圖1、起升回路起升回路

4、起到使重物升降的作用。起升回路主要由液壓泵、換向閥、平衡閥、液壓離合器和液壓馬達(dá)組成。起升回路是起重機(jī)液壓系統(tǒng)的主要回路，對(duì)于大、中型汽車起重機(jī)一般都設(shè)置主、副卷?yè)P(yáng)起升系統(tǒng)。它們的工作方式有單獨(dú)吊重、合流吊重以及單獨(dú)共同吊重三種方式，其中對(duì)于吊大噸位且要求速度不太高時(shí)用主卷?yè)P(yáng)吊的方式，對(duì)于吊小噸位且要求速度不太高時(shí)用副卷?yè)P(yáng)吊的方式；對(duì)于吊大噸位且要求速度比較高時(shí)用主副卷?yè)P(yáng)泵合流吊的方式；對(duì)于吊比較長(zhǎng)的物體時(shí)用單獨(dú)共同吊重方式。2回轉(zhuǎn)回路回轉(zhuǎn)回路起到使吊臂回轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)重物水平移動(dòng)的作用?；剞D(zhuǎn)回路主要由液壓泵、換向閥、回轉(zhuǎn)緩沖閥、液壓離合器和液壓馬達(dá)組成，由于回轉(zhuǎn)力比較小所以其結(jié)構(gòu)沒有起升回路復(fù)雜。

5、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)使重物水平移動(dòng)的范圍有限，但所需功率小，所以一般汽車起重機(jī)都設(shè)計(jì)成全回轉(zhuǎn)式的，即可在左右方向任意進(jìn)行回轉(zhuǎn)。 3變幅回路絕大部分工程起重機(jī)為了滿足重物裝、卸工作位置的要求，充分利用其起吊能力（幅度減小能提高起重量），需要經(jīng)常改變幅度。變幅回路則是實(shí)現(xiàn)改變幅度的液壓工作回路，用來擴(kuò)大起重機(jī)的工作范圍，提高起重機(jī)的生產(chǎn)率。當(dāng)變幅機(jī)構(gòu)和回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)協(xié)同工作時(shí)，起重機(jī)的作業(yè)范圍是一個(gè)環(huán)形空間。變幅回路主要由液壓泵、換向閥、平衡閥和變幅液壓缸組成。汽車起重機(jī)的變幅機(jī)構(gòu)有兩種基本型式：提性變幅和剛性變幅。目前普遍采用剛性液壓變幅方式，即起重機(jī)的仰起（起臂）與俯下（落臂）是靠油缸動(dòng)作來實(shí)現(xiàn)的。4伸縮回路伸

6、縮回路可以改變吊臂的長(zhǎng)度，從而改變起重機(jī)吊重的高度。伸縮回路主要由液壓泵、換向閥、液壓缸和平衡閥組成，根據(jù)伸縮高度和方式不同其液壓缸的節(jié)數(shù)結(jié)構(gòu)也就大不相同。汽車起重機(jī)的伸縮方式主要有同步伸縮和非同步伸縮兩種，同步伸縮就是各節(jié)液壓缸相對(duì)于基本臂同時(shí)伸出，采用這種伸縮方式不僅可以提高臂的伸出效率，而且可以使臂的結(jié)構(gòu)大大簡(jiǎn)化，提高起重機(jī)的吊重。伸縮回路只能在起重機(jī)吊重之前伸出。5支腿回路支腿回路是用來驅(qū)動(dòng)支腿，支承整臺(tái)起重機(jī)的。支腿回路主要由液壓泵、水平液壓缸、垂直液壓缸、雙向液壓鎖和換向閥組成。汽車起重機(jī)設(shè)置支腿可以大大提高起重機(jī)的起重能力。為了使起重機(jī)在吊重過程中安全可靠，支腿要求堅(jiān)固可靠，伸縮

7、方便。在行駛時(shí)收回，工作時(shí)外伸撐地。還可以根據(jù)地面情況對(duì)各支腿進(jìn)行單獨(dú)調(diào)節(jié)。三、起重機(jī)液壓系統(tǒng)分析QY25型汽車起重機(jī)液壓系統(tǒng)進(jìn)行分析，圖3-1為該產(chǎn)品的液壓系統(tǒng)原理圖。圖3-1 QY25型汽車起重機(jī)液壓原理圖1-水平缸 2、5、6-垂直缸 3-雙向液壓鎖 4-下車多路閥 7-截止閥 8-三聯(lián)齒輪泵 9-回油濾油器 10-中心回轉(zhuǎn)接頭 11-上車多路閥 12-單向閥 13-油冷器 14-回轉(zhuǎn)對(duì)中閥組 15-回轉(zhuǎn)馬達(dá) 16-回轉(zhuǎn)緩沖閥組 17-伸臂油缸 18、20-平衡閥 19-變幅油缸 21、23-卷?yè)P(yáng)馬達(dá) 22、24-平衡閥 25-電磁溢流閥組 26-電磁溢流閥組該系統(tǒng)的壓力油源采用三聯(lián)齒輪

8、泵供油。若系統(tǒng)各機(jī)構(gòu)均不工作時(shí)，三聯(lián)泵中的泵1（排量32ml/r）排出的壓力油經(jīng)下車多路閥4，中心回轉(zhuǎn)接頭10，再經(jīng)上車多路閥11返回下車，經(jīng)回油濾油器9回到郵箱。泵2（排量63ml/r）排出的壓力油經(jīng)中心回轉(zhuǎn)接頭10，進(jìn)入上車多路閥11，再經(jīng)油冷器13返回下車，經(jīng)回油濾油器9回到郵箱。泵3（排量63ml/r）排出的壓力油經(jīng)中心回轉(zhuǎn)接頭10，進(jìn)入上車多路閥P3口，再經(jīng)油冷器13返回下車，經(jīng)回油濾油器9回到郵箱。由此可見BJ5290JQZ25型汽車起重機(jī)采用多泵供油的開式系統(tǒng)：1號(hào)泵向下車支腿油路以及上車回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)油路供油，該油路獨(dú)立自成體系；2號(hào)泵向伸縮機(jī)構(gòu)、變幅機(jī)構(gòu)以及副卷?yè)P(yáng)機(jī)構(gòu)供油，當(dāng)這三機(jī)

9、構(gòu)不工作時(shí)，2號(hào)泵壓力油可以和3號(hào)泵合流，提高主卷?yè)P(yáng)起升速度；3號(hào)泵的壓力油向主卷?yè)P(yáng)機(jī)構(gòu)供油，當(dāng)主卷?yè)P(yáng)機(jī)構(gòu)不工作時(shí)，3號(hào)泵壓力油可以和2號(hào)泵合流，提高副卷?yè)P(yáng)起升速度。下面分別介紹各機(jī)構(gòu)工作油路：1） 支腿油路（下車液壓系統(tǒng)）中心回轉(zhuǎn)接頭以下部分為支腿回路。如圖3-2所示，主要由下車多路閥4和四個(gè)水平油缸1以及五個(gè)垂直油缸2、5、6組成。圖3-2 下車液壓系統(tǒng)9個(gè)油缸的動(dòng)作由六聯(lián)換向閥4控制，其中4b控制第五支腿，4c-4f每片閥控制一個(gè)水平缸和一個(gè)垂直缸的動(dòng)作；4a控制所有油缸換向。4a和4b-4f組合后，既可以控制所有支腿缸的同伸同縮，又可以單獨(dú)控制任意一個(gè)缸的伸縮動(dòng)作。伸縮時(shí)的最大工作壓力

10、由溢流閥m限定。為了防止垂直油缸自縮而造成事故，每個(gè)垂直油缸的上部都裝設(shè)了雙向液壓鎖3。換向閥處于中位時(shí)，油缸上腔的壓力油使單向閥壓緊閥座而將油液封閉，即使管路破裂，油缸也不會(huì)自動(dòng)縮回。下車多路閥中的液控單向閥n的作用是防止起重機(jī)行駛過程中，水平支腿離心慣性而伸出。2）上車油路（上車液壓系統(tǒng)）中心回轉(zhuǎn)接頭以部分為上車油路，主要由回轉(zhuǎn)，伸縮，變幅和起升油路等構(gòu)成。各機(jī)構(gòu)動(dòng)作由多聯(lián)滑閥11控制。如圖3-3所示為上車油路圖。圖3-3 上車液壓系統(tǒng)3.1回轉(zhuǎn)油路 回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)又上車多路閥1中的A滑閥控制?；剞D(zhuǎn)馬達(dá)15是軸向柱塞定量馬達(dá)，回轉(zhuǎn)最大工作壓力由回轉(zhuǎn)緩沖閥16限定。 A滑閥在中位時(shí)，來自1號(hào)泵的壓

11、力油經(jīng)滑閥中位油路卸荷；當(dāng)A滑閥從圖示位置上移時(shí)，壓力油經(jīng)回轉(zhuǎn)緩沖閥16進(jìn)入馬達(dá)的右側(cè)，與此同時(shí)回轉(zhuǎn)對(duì)中閥的14Y1電磁閥通電打開，壓力油進(jìn)入回轉(zhuǎn)減速機(jī)制動(dòng)器口，壓縮彈簧松閘，馬達(dá)左側(cè)油經(jīng)A滑閥與回油路相通，馬達(dá)轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)回轉(zhuǎn)需要停止時(shí)，A滑閥回到中位，壓力油源被切斷，回轉(zhuǎn)制動(dòng)。緩沖閥的作用是消除馬達(dá)啟動(dòng)和制動(dòng)，減速和增速時(shí)的液壓沖擊，提高回轉(zhuǎn)的平穩(wěn)性。閥組14的作用是靠重物自重來回轉(zhuǎn)對(duì)中。3.2伸縮臂油路 伸縮機(jī)構(gòu)由上車多路閥中的B滑閥控制。伸臂和縮臂時(shí)的最大工作壓力由多路閥中的i和h溢流閥限定。 B滑閥在中位圖示位置時(shí)，伸臂油缸無桿腔的油液被平衡閥18內(nèi)的單向閥封閉，油缸保持靜止。來自2號(hào)泵

12、的壓力油經(jīng)滑閥中位卸荷。當(dāng)B滑閥下移時(shí)，壓力油經(jīng)滑閥和平衡閥內(nèi)的單向閥進(jìn)入伸臂油缸的無桿腔，吊臂伸出。伸臂速度由油門和滑閥的開口度調(diào)節(jié)。當(dāng)B滑閥上移時(shí)，壓力油經(jīng)滑閥進(jìn)入伸臂油缸有桿腔，與此同時(shí)，又從控制油路作用于平衡閥，使其閥芯移動(dòng)打開回油通道，吊臂縮回。平衡閥18的節(jié)流開度取決于控制壓力大小，與吊臂負(fù)載荷無關(guān)，因而可提供適合的回油背壓，控制吊臂縮回速度。伸縮油缸17是單級(jí)缸，伸縮機(jī)構(gòu)采用鋼絲繩同步伸縮，當(dāng)油缸帶動(dòng)第二吊臂伸縮同時(shí)，通過鋼絲繩帶動(dòng)第三、四節(jié)臂同步伸縮。3.3變幅油路 變幅油缸19由上車多路閥中的C滑閥控制。其工作原理與伸縮臂油路一樣。油缸起臂的工作壓力由溢流閥j限定，落臂時(shí)的工

13、作壓力由溢流閥g限定。溢流閥g和j的作用完全相同，消除吊臂在起升和下降時(shí)的震動(dòng)。3.4副起升油路 副起升油路由上車多路閥中的D閥控制，最大工作壓力由溢流閥j限定。D滑閥在圖示中位時(shí)，壓力油經(jīng)滑閥中位油路卸荷，制動(dòng)器油缸因無壓力油，在彈簧作用下上閘，平衡閥22起液壓鎖作用，馬達(dá)21靜止不動(dòng)。當(dāng)D滑閥從圖示位置下移時(shí)，壓力油經(jīng)滑閥、平衡閥22中的單向閥進(jìn)入馬達(dá)21右側(cè)，與此同時(shí)控制壓力油經(jīng)梭閥進(jìn)入制動(dòng)器油缸，壓縮制動(dòng)器彈簧使之松閘，馬達(dá)轉(zhuǎn)動(dòng)起升負(fù)載。反之為馬達(dá)下降負(fù)載。起升油路上也設(shè)有平衡閥，其工作原理與變幅油路、伸臂油路一樣，平衡閥防止落鉤時(shí)發(fā)生超速現(xiàn)象。這里需要指出的是，在落鉤進(jìn)油管路上沒有單

14、獨(dú)設(shè)有二次溢流閥，而是利用三圈保護(hù)電磁溢流閥26來作為二次溢流閥用，限定落鉤時(shí)馬達(dá)的起動(dòng)壓力不超過調(diào)定值。同時(shí)該閥還帶有壓力反饋溢流閥R，能使起升機(jī)構(gòu)工作壓力與負(fù)載保持一致，從而有效地減少系統(tǒng)發(fā)熱，節(jié)約能源。恒壓變量馬達(dá)可實(shí)現(xiàn)液壓無級(jí)調(diào)速，使油泵的輸出壓力和流量恒定（從而功率恒定）時(shí)，馬達(dá)可隨負(fù)載的變化自動(dòng)調(diào)整排量，提供與負(fù)載相對(duì)應(yīng)的扭矩和轉(zhuǎn)速，既負(fù)荷大時(shí)扭矩大而轉(zhuǎn)速低；負(fù)荷小時(shí)扭矩小而轉(zhuǎn)速高，這樣使泵的輸出功率能得到充分利用。3.5主起升油路主起升油路由上車多路閥中的E閥控制，工作原理與副起升油路一樣。3.6 保護(hù)油路 在起重機(jī)液壓系統(tǒng)各機(jī)構(gòu)油路中，除了設(shè)置安全閥來限壓外，對(duì)于吊鉤起升高度、卷筒鋼絲繩最后三圈以及超載，還專門設(shè)置保護(hù)油路。 為了防止由于操作失誤，發(fā)生吊鉤碰撞吊臂頭部滑輪的事故，在主、副起升油路旁接有電磁溢流閥組25。在起升時(shí)，當(dāng)?shù)蹉^上升接觸到限位開關(guān)（高度限位器，安裝在吊臂頭部），從而使電磁溢流閥組動(dòng)作，切斷上升油路。這時(shí)，反操作可使吊鉤下降。為了防止下降時(shí)，卷筒上的鋼絲繩放完而