QY25型汽车起重机液压系统分析报告

一、液压系统概述1.1 液压系统的组成一个完整的液压系统由五个部分组成，即动力元件、执行元件、控制元件、辅助元件和液压油。

动力元件的作用是将原动机的机械能转换成液体的压力能，指液压系统中的油泵，它向整个液压系统提供动力。

液压泵的结构形式一般有齿轮泵、叶片泵和柱塞泵。

执行元件(如液压缸和液压马达)的作用是将液体的压力能转换为机械能，驱动负载作直线往复运动或回转运动。

控制元件(即各种液压阀)在液压系统中控制和调节液体的压力、流量和方向。

根据控制功能的不同，液压阀可分为压力控制阀、流量控制阀和方向控制阀。

压力控制阀又分为溢流阀(安全阀)、减压阀、顺序阀、压力继电器等；流量控制阀包括节流阀、调整阀、分流集流阀等；方向控制阀包括单向阀、液控单向阀、梭阀、换向阀等。

辅助元件包括油箱、滤油器、油管及管接头、密封圈、压力表、油位油温计等。

液压油是液压系统中传递能量的工作介质，有各种矿物油、乳化液和合成型液压油等几大类。

1.2 液压系统的类型液压系统要实现其工作目的必须经过动力源——控制——三个环节。

其中动力源主要是液压泵；传输控制装置主要是一些输油管和各种阀的连接；执行主要是液压马达和液压缸。

这三种的不同组合就形成了不同功能的液压回路。

泵—马达回路是起重机液压系统的主要回路，按照泵循环方式的不同有开式回路和闭式回路两种。

开式回路中马达的回油直接通回油箱，工作油在油箱中冷却及沉淀过滤后再由液压泵送入系统循环，这样可以防止元件的磨损。

但油箱的体积大，空气和油液的接触机会多，容易渗入。

目前多数汽车起重机的液压系统为开式系统，其构成简单、散热和滤油条件好，但要求液压泵有一定的自吸能力。

闭式回路中马达的回油直接与泵的吸油口相连，结构紧凑，但系统结构复杂，散热条件差，需设辅助泵补充泄漏和冷却。

而且要求过滤精度高，但油箱体积小，空气渗入油中的机会少，工作平稳。

二、汽车起重机液压系统功能、组成和工作特点汽车起重机液压系统一般由起升、变幅、伸缩、回转、支腿五个主回路组成。

从图2-1可以看出，各个回路之间具有不同的功能、组成和工作特点：图2-1 汽车起重机各回路工作状态图1、起升回路起升回路起到使重物升降的作用。

起升回路主要由液压泵、换向阀、平衡阀、液压离合器和液压马达组成。

起升回路是起重机液压系统的主要回路，对于大、中型汽车起重机一般都设置主、副卷扬起升系统。

它们的工作方式有单独吊重、合流吊重以及单独共同吊重三种方式，其中对于吊大吨位且要求速度不太高时用主卷扬吊的方式，对于吊小吨位且要求速度不太高时用副卷扬吊的方式；对于吊大吨位且要求速度比较高时用主副卷扬泵合流吊的方式；对于吊比较长的物体时用单独共同吊重方式。

2．回转回路回转回路起到使吊臂回转，实现重物水平移动的作用。

回转回路主要由液压泵、换向阀、回转缓冲阀、液压离合器和液压马达组成，由于回转力比较小所以其结构没有起升回路复杂。

回转使重物水平移动的围有限，但所需功率小，所以一般汽车起重机都设计成全回转式的，即可在左右方向任意进行回转。

3．变幅回路绝大部分工程起重机为了满足重物装、卸工作位置的要求，充分利用其起吊能力（幅度减小能提高起重量），需要经常改变幅度。

变幅回路则是实现改变幅度的液压工作回路，用来扩大起重机的工作围，提高起重机的生产率。

当变幅和回转协同工作时，起重机的作业围是一个环形空间。

变幅回路主要由液压泵、换向阀、平衡阀和变幅液压缸组成。

汽车起重机的变幅有两种基本型式：提性变幅和刚性变幅。

目前普遍采用刚性液压变幅方式，即起重机的仰起（起臂）与俯下（落臂）是靠油缸动作来实现的。

4．伸缩回路伸缩回路可以改变吊臂的长度，从而改变起重机吊重的高度。

伸缩回路主要由液压泵、换向阀、液压缸和平衡阀组成，根据伸缩高度和方式不同其液压缸的节数结构也就大不相同。

汽车起重机的伸缩方式主要有同步伸缩和非同步伸缩两种，同步伸缩就是各节液压缸相对于基本臂同时伸出，采用这种伸缩方式不仅可以提高臂的伸出效率，而且可以使臂的结构大大简化，提高起重机的吊重。

伸缩回路只能在起重机吊重之前伸出。

5．支腿回路支腿回路是用来驱动支腿，支承整台起重机的。

支腿回路主要由液压泵、水平液压缸、垂直液压缸、双向液压锁和换向阀组成。

汽车起重机设置支腿可以大大提高起重机的起重能力。

为了使起重机在吊重过程中安全可靠，支腿要求坚固可靠，伸缩方便。

在行驶时收回，工作时外伸撑地。

还可以根据地面情况对各支腿进行单独调节。

三、起重机液压系统分析QY25型汽车起重机液压系统进行分析，图3-1为该产品的液压系统原理图。

图3-1 QY25型汽车起重机液压原理图1-水平缸 2、5、6-垂直缸 3-双向液压锁 4-下车多路阀 7-截止阀 8-三联齿轮泵 9-回油滤油器10-中心回转接头 11-上车多路阀 12-单向阀 13-油冷器 14-回转对中阀组 15-回转马达 16-回转缓冲阀组 17-伸臂油缸 18、20-平衡阀 19-变幅油缸 21、23-卷扬马达 22、24-平衡阀 25-电磁溢流阀组 26-电磁溢流阀组该系统的压力油源采用三联齿轮泵供油。

若系统各均不工作时，三联泵中的泵1（排量32ml/r）排出的压力油经下车多路阀4，中心回转接头10，再经上车多路阀11返回下车，经回油滤油器9回到。

泵2（排量63ml/r）排出的压力油经中心回转接头10，进入上车多路阀11，再经油冷器13返回下车，经回油滤油器9回到。

泵3（排量63ml/r）排出的压力油经中心回转接头10，进入上车多路阀P3口，再经油冷器13返回下车，经回油滤油器9回到。

由此可见BJ5290JQZ25型汽车起重机采用多泵供油的开式系统：1号泵向下车支腿油路以及上车回转油路供油，该油路独立自成体系；2号泵向伸缩、变幅以及副卷扬供油，当这三不工作时，2号泵压力油可以和3号泵合流，提高主卷扬起升速度；3号泵的压力油向主卷扬供油，当主卷扬不工作时，3号泵压力油可以和2号泵合流，提高副卷扬起升速度。

下面分别介绍各工作油路：1）支腿油路（下车液压系统）中心回转接头以下部分为支腿回路。

如图3-2所示，主要由下车多路阀4和四个水平油缸1以及五个垂直油缸2、5、6组成。

图3-2 下车液压系统9个油缸的动作由六联换向阀4控制，其中4b控制第五支腿，4c-4f每片阀控制一个水平缸和一个垂直缸的动作；4a控制所有油缸换向。

4a和4b-4f组合后，既可以控制所有支腿缸的同伸同缩，又可以单独控制任意一个缸的伸缩动作。

伸缩时的最大工作压力由溢流阀m限定。

为了防止垂直油缸自缩而造成事故，每个垂直油缸的上部都装设了双向液压锁3。

换向阀处于中位时，油缸上腔的压力油使单向阀压紧阀座而将油液封闭，即使管路破裂，油缸也不会自动缩回。

下车多路阀中的液控单向阀n的作用是防止起重机行驶过程中，水平支腿离心惯性而伸出。

2）上车油路（上车液压系统）中心回转接头以部分为上车油路，主要由回转，伸缩，变幅和起升油路等构成。

各动作由多联滑阀11控制。

如图3-3所示为上车油路图。

图3-3 上车液压系统3.1回转油路回转又上车多路阀1中的A滑阀控制。

回转马达15是轴向柱塞定量马达，回转最大工作压力由回转缓冲阀16限定。

A滑阀在中位时，来自1号泵的压力油经滑阀中位油路卸荷；当A滑阀从图示位置上移时，压力油经回转缓冲阀16进入马达的右侧，与此同时回转对中阀的14Y1电磁阀通电打开，压力油进入回转减速机制动器口，压缩弹簧松闸，马达左侧油经A滑阀与回油路相通，马达转动。

当回转需要停止时，A滑阀回到中位，压力油源被切断，回转制动。

缓冲阀的作用是消除马达启动和制动，减速和增速时的液压冲击，提高回转的平稳性。

阀组14的作用是靠重物自重来回转对中。

3.2伸缩臂油路伸缩由上车多路阀中的B滑阀控制。

伸臂和缩臂时的最大工作压力由多路阀中的i和h溢流阀限定。

B滑阀在中位图示位置时，伸臂油缸无杆腔的油液被平衡阀18的单向阀封闭，油缸保持静止。

来自2号泵的压力油经滑阀中位卸荷。

当B滑阀下移时，压力油经滑阀和平衡阀的单向阀进入伸臂油缸的无杆腔，吊臂伸出。

伸臂速度由油门和滑阀的开口度调节。

当B滑阀上移时，压力油经滑阀进入伸臂油缸有杆腔，与此同时，又从控制油路作用于平衡阀，使其阀芯移动打开回油通道，吊臂缩回。

平衡阀18的节流开度取决于控制压力大小，与吊臂负载荷无关，因而可提供适合的回油背压，控制吊臂缩回速度。

伸缩油缸17是单级缸，伸缩采用钢丝绳同步伸缩，当油缸带动第二吊臂伸缩同时，通过钢丝绳带动第三、四节臂同步伸缩。

3.3变幅油路变幅油缸19由上车多路阀中的C滑阀控制。

其工作原理与伸缩臂油路一样。

油缸起臂的工作压力由溢流阀j限定，落臂时的工作压力由溢流阀g限定。

溢流阀g和j的作用完全相同，消除吊臂在起升和下降时的震动。

3.4副起升油路副起升油路由上车多路阀中的D阀控制，最大工作压力由溢流阀j限定。

D 滑阀在图示中位时，压力油经滑阀中位油路卸荷，制动器油缸因无压力油，在弹簧作用下上闸，平衡阀22起液压锁作用，马达21静止不动。

当D滑阀从图示位置下移时，压力油经滑阀、平衡阀22中的单向阀进入马达21右侧，与此同时控制压力油经梭阀进入制动器油缸，压缩制动器弹簧使之松闸，马达转动起升负载。

反之为马达下降负载。

起升油路上也设有平衡阀，其工作原理与变幅油路、伸臂油路一样，平衡阀防止落钩时发生超速现象。

这里需要指出的是，在落钩进油管路上没有单独设有二次溢流阀，而是利用三圈保护电磁溢流阀26来作为二次溢流阀用，限定落钩时马达的起动压力不超过调定值。

同时该阀还带有压力反馈溢流阀R，能使起升工作压力与负载保持一致，从而有效地减少系统发热，节约能源。

恒压变量马达可实现液压无级调速，使油泵的输出压力和流量恒定（从而功率恒定）时，马达可随负载的变化自动调整排量，提供与负载相对应的扭矩和转速，既负荷大时扭矩大而转速低；负荷小时扭矩小而转速高，这样使泵的输出功率能得到充分利用。

3.5主起升油路主起升油路由上车多路阀中的E阀控制，工作原理与副起升油路一样。

3.6 保护油路在起重机液压系统各油路中，除了设置安全阀来限压外，对于吊钩起升高度、卷筒钢丝绳最后三圈以及超载，还专门设置保护油路。

为了防止由于操作失误，发生吊钩碰撞吊臂头部滑轮的事故，在主、副起升油路旁接有电磁溢流阀组25。

在起升时，当吊钩上升接触到限位开关（高度限位器，安装在吊臂头部），从而使电磁溢流阀组动作，切断上升油路。

这时，反操作可使吊钩下降。

为了防止下降时，卷筒上的钢丝绳放完而扯脱绳套造成事故，在下降油路上也旁接了电磁溢流阀组26。

当卷筒缠绕钢丝绳剩下最后三圈时，安置在卷筒上的电位开关使电磁溢流阀动作，自动切断油路使卷筒下降旋转停止。

为了防止因超载而引发翻车事故，在伸臂油路的伸腔油路和变幅油路的起升油路旁接有电磁溢流阀组25。