【正文】 變，防止起吊重物時出現(xiàn)軟腿現(xiàn)象；3．在一定范圍內能任意調整、平衡鎖定起重臂長度和俯角，以滿足不同起重作業(yè)要求；4．使起重臂在360176。 液壓傳動應用于汽車起重機的優(yōu)缺點 液壓傳動應用于汽車起重機的優(yōu)點 在起重機的結構和技術性能上的優(yōu)點：來自汽車發(fā)動機的動力經(jīng)油泵轉換到工作機構，其間可以獲得很大的傳動比，省去了機械傳動所需的復雜而笨重的傳動裝置。同時還很方便的把旋轉運動變?yōu)槠揭七\動，易于實現(xiàn)起重機的變幅和自動伸縮。便于實現(xiàn)自動操作，改善了司機的勞動強度和條件。采用液壓傳動，在主要機構中沒有劇烈的干摩擦副，減少了潤滑部位，從而減少了維修和技術準備時間。此種起重機作業(yè)效率高，輔助時間短，因而提高了起重機總使用期間的利用率，對加速實現(xiàn)四個現(xiàn)代化大有好處[2]。為了防止漏油問題，元件的制造精度要求比較高。液壓元件的制造和系統(tǒng)的調試需要較高的技術水平。縱觀眾多用戶的反饋意見，液壓式汽車起重機深受他們的歡迎和好評。 液壓系統(tǒng)的類型液壓系統(tǒng)主要實現(xiàn)其工作目的必須經(jīng)過動力源—調節(jié)控制機構—執(zhí)行機構三個環(huán)節(jié)。這三種機構的不同組合就形成了不同功能的液壓回路。開式回路中執(zhí)行元件的回油直接通回油箱，工作油在油箱中冷卻及沉淀過濾后再由液壓泵送入系統(tǒng)循環(huán)，這樣可以防止元件的磨損。閉式回路中馬達的回油直接與泵的吸油口相連，結構緊湊，但系統(tǒng)結構復雜，散熱條件差，需設輔助泵補充泄漏和冷卻。 汽車起重機液壓系統(tǒng)功能、組成和工作特點汽車起重機液壓系統(tǒng)一般由起升、變幅、伸縮、回轉、支腿和控制六個主系統(tǒng)組成。 起升系統(tǒng)1主起升液壓泵；2三位三通液控換向閥；3溢流閥；4主起升液壓馬達；5制動油缸；6單向節(jié)流閥；7二位三通液控換向閥；8壓力記憶閥；9副起升液壓馬達；10副起升液壓泵；11三位四通液控換向閥；12三位五通電磁閥；13壓力傳感器；14梭閥；15功率限制器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組成。它們的工作方式有單獨吊重、合流吊重以及單獨共同吊重三種方式，其中對于吊大噸位且要求速度不太高時用主卷揚吊的方式，對于吊小噸位且要求速度不太高時用副卷揚吊的方式；對于吊大噸位且要求速度比較高時用主副卷揚泵合流吊的方式；對于吊比較長的物體時用單獨共同吊重方式。 回轉系統(tǒng)回轉回路起到使吊臂回轉，實現(xiàn)重物水平移動的作用。回轉機構使重物水平移動的范圍有限，但所需功率小，所以一般汽車起重機都設計成全回轉式的，即可在左右方向任意進行回轉。 變幅系統(tǒng)絕大部分工程起重機為了滿足重物裝、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。，變幅回路主要由液壓泵、換向閥、平衡閥和變幅液壓缸組成。非工作性變幅指只是在空載條件下改變幅度。這種變幅次數(shù)一般較少，而且采用較低的變幅速度，以減少變幅機構的驅動功率，這種變幅的變幅機構要求簡單。為了提高起重機的生產(chǎn)率和更好地滿足裝卸工作的需要，常常要求在吊裝重物時改變起重機的幅度，這種類型的變幅次數(shù)頻繁，一般采用較高的變幅速度以提高生產(chǎn)率。與非工作性變幅相比，這種變幅要求的變幅機構較復雜，自重也較大，但工作機動性卻大為改善。 伸縮系統(tǒng)伸縮回路可以改變吊臂的長度，從而改變起重機吊重的高度。 伸縮系統(tǒng)1電液換向閥組；2平衡閥；3梭閥；4一級液壓油缸；5二級液壓油缸；6三級液壓油缸；7二位四通電磁換向閥；8三位四通液控換向閥汽車起重機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)液壓缸相對于基本臂同時伸出，采用這種伸縮方式不僅可以提高臂的伸出效率，而且可以使臂的結構大大簡化，提高起重機的吊重。非同步伸縮方式一般是不常用的。 支腿系統(tǒng)支腿回路是用來驅動支腿，支撐整臺起重機的。汽車起重機設置支腿可以大大提高起重機的起重能力。在行駛時收回，工作時外伸撐地。 轉向系統(tǒng)工程機械在行駛和作業(yè)中，需要利用轉向系統(tǒng)改變其形式方向或保持直線行駛。隨著生產(chǎn)率的不斷提高，工程機械重量和操作速度亦相應增加，加之使用條件復雜以及采用了寬基或超寬基的低壓輪胎，這就要求轉向系統(tǒng)能克服更大的轉向阻力矩，并要求轉向過程中具有相當?shù)乃俣?，這就意味著要求提高轉向的功率。操作人員之需用極小的操作力和一般的操作速度操縱控制元件，就可以實現(xiàn)高速，克服轉向阻力矩的轉向能量則由發(fā)動機提供，這種轉向形式稱為液壓轉向。 本課題來源、設計要求和整機性能參數(shù) 課題來源QY16全液壓汽車起重機屬于中型起重機，是工程建設中較常用的一款汽車起重機。隨著“神州第一吊”的QY300液壓汽車起重機2004年在中聯(lián)浦沅成功下線，這是引進國外技術才生產(chǎn)出來的，代表了中國汽車起重機制造的最高水平，而不是設計的最高水平。這種元件具有操作方便，微調性能好，可以對油路實現(xiàn)連續(xù)控制等特點，是目前世界上比較先進的技術。為了使設計出來的起重機具有高的性能，設計時不必要采用一些國內外的先進技術，也要有自己的創(chuàng)新技術,對產(chǎn)品進行了優(yōu)化設計。因此，設計這樣一款汽車起重機不僅很有必要而且是可行的。2．各工作機構既能單獨單獨作業(yè)又能復合作業(yè)。操作方式為先導伺服操作。技術資料完整、正確。 整機主要性能參數(shù)： QY16主要性能參數(shù)表項 目數(shù) 值備 注工作性能參數(shù)最大額定總起重量 kg16000主臂最大起升高度 m副臂最大起升高度 m工作速度單繩最大速度 m/min120尺寸參數(shù)外形尺寸(長寬高) mm1205025003300支腿跨距（縱橫） m主臂長 m～主臂仰角 176。在設計本機液壓系統(tǒng)時，在明確設計任務和設計要求；仔細研究設計方案，理清設計思路，使設計過程清晰化，這兩點的基礎上。2．分析已有的汽車起重機，結合本機特點，并根據(jù)液壓系統(tǒng)優(yōu)化方案，對液壓元件進行選擇。4．液壓元件選好以后需要對各回路進行性能計算，其中包括系統(tǒng)各回路功率計算，各回路性能驗算以及對整個系統(tǒng)的發(fā)熱進行驗算。 典型工況分析及對液壓系統(tǒng)要求分析各機構的實際作業(yè)情況，起重機的試驗規(guī)范，確定QY16汽車起重機的典型工況。 伸縮機構的作業(yè)情況汽車起重機工作中主要用到的機構是主、副卷揚機構，回轉機構；在重物下降定位時常常用到變幅機構。 副臂的作業(yè)情況大多數(shù)汽車起重機都帶有副臂，它的作用是增加起重機的最大起升高度。本機屬于中型起重機，不提倡采用副臂，不過可以增加臂的節(jié)數(shù)來增大最大起升高度。聯(lián)動功能實現(xiàn)的，即一個手柄同時控制兩個機構的運動，這種操作方式對司機的操作水平要求很高，且有危險，實際作業(yè)中很少使用。對于QY16型汽車起重機屬于中型起重機，所以，決定在液壓系統(tǒng)中多采用電液比例伺服系統(tǒng)來控制，以實現(xiàn)精準控制和穩(wěn)定的工作。設計液壓系統(tǒng)時要求各系統(tǒng)的動作能夠滿足這些工況要求[4]。2）副卷揚只要求單泵供油。2．回轉系統(tǒng)：1）具有獨立工作能力。3．變幅系統(tǒng)：1）帶平衡閥并設有二次液控單向閥鎖住保護裝置。3）要求在有載荷情況下能微動。4．伸縮系統(tǒng)：本機伸縮機構采用四節(jié)臂（含有三個液壓缸），由于本機為中型起重機為了使本機運用廣泛，采用電液閥控制液壓缸實現(xiàn)各節(jié)臂順序伸縮。5．控制系統(tǒng)：1）為了使操縱方便總體要求操縱手柄限制為兩個。方向操縱兩個機構聯(lián)動能力。2）要求各支腿可以進行單獨調整。4）要求垂直支腿能夠承載最大起重時的壓力。 發(fā)動機與液壓油泵的功率匹配優(yōu)化方案汽車起重機能量的總利用率一般僅為20%左右，能量損失巨大，因而節(jié)能技術便成為衡量汽車起重機先進性的重要指標。該系統(tǒng)由單片機控制的無級調速的電控油門和電磁比例閥使挖掘機的機電一體化程度大大提高。由此電控系統(tǒng)控制的起重機工作性能將會更穩(wěn)定，操作起來更加精細，平滑可靠，沒有沖擊感，能量利用率更高，更節(jié)省燃料，節(jié)能效果自然更明顯。 電控系統(tǒng)主控對象 汽車起重機主要由起重臂、地盤部分、轉臺和支腿部分四部分組成，它的重物起吊、控制室轉動動作都是在液壓系統(tǒng)的油缸和馬達的驅動下完成的。這里配置的發(fā)動機是康明斯柴油發(fā)動機；而液壓油泵則是斜盤式柱塞變量泵。柱塞泵的斜盤前后有兩根耳軸支承在變量殼體的兩個圓弧導軌上，斜盤可以耳軸中心線為軸心擺動，使傾角改變。當變量活塞頂部的負載變大超過彈簧彈力時，變量活塞會向下移動，使斜盤傾角變大，泵的流量就會變大，液壓泵吸收的發(fā)動機的功率也會跟著變大。 電控系統(tǒng)控制原理 1．對發(fā)動機轉速控制柴油機基本上是恒扭矩調節(jié)的，其輸出功率的變化表現(xiàn)為輸出轉速的變化，即不同的油門開度對應著不同的柴油機輸出轉速，也就是說我們可以通過對油門開度大小的控制來實現(xiàn)對發(fā)動機輸出轉速的控制。只要我們能使油門開度微動調節(jié)，供油行程一點一點變化，就可對發(fā)動機進行無級調速。這種特性對柴油機的工作是很不利的，當柴油機的負荷有較小變化時，其轉速就會發(fā)生很大的變化。如阻力矩超過發(fā)動機的輸出扭矩，發(fā)動機轉速將下降；反之，則升高。這時單靠拉大油門，硬性地使發(fā)動機轉速升上去，溢流損失會很大，甚至會使油路因壓力過大而漏油；還有一種情況是負荷特別重，油門已在最大位置，而我們已無法再通過調節(jié)油門來升速。這樣一來，即使回油變慢，泵油量也會同時減小，油缸內的油壓就不會太大，系統(tǒng)的壓力也將減輕，從而降低了發(fā)動機的負載，這時發(fā)動機就不會再“熄火”，仍然可以保持額定轉速運轉，發(fā)揮最大的有效功率，只是起升動作變得慢了些。而且對應著工作負載大小的不同，發(fā)動機保持額定轉速的油門位置也會不同，負荷越小，油門就越小，油料消耗也越小。 液壓系統(tǒng)類型選擇 QY16型汽車起重機液壓系統(tǒng)分析根據(jù)開式和閉式系統(tǒng)的優(yōu)缺點、典型工況，結合國內外同類產(chǎn)品的具體情況，上車液壓系統(tǒng)決定選用多泵多回路和多種型式的高壓變量系統(tǒng)。起升油路分主卷揚油路和副卷揚油路，液壓泵采用具有壓力切斷功能的雙向電液比例排量調節(jié)泵，此泵能實現(xiàn)排量與輸入電壓信號成正比的控制功能，用手動比例電壓控制閥來進行調節(jié)，它與定量馬達構成了兩個獨立的容積調速回路。主副卷揚回路中設有壓力記憶閥，防止二次起升下墜，緩沖補油和自動冷熱油交換等裝置。伸縮回路有四節(jié)液壓缸，使用電液閥控制使液壓缸實現(xiàn)順序伸縮和各節(jié)臂單獨伸縮。這樣電磁閥可靠性大大提高。大中型起重機的變幅機構，為了減小變幅缸的缸徑，通常采用雙缸并聯(lián)回路，即兩個等直徑的變幅缸分別置于臂的兩側跟臂一起剛性連接。伸縮、變幅回路在工作時只能一個單獨工作，用電液比例換向閥來控制它們的伸縮速度。支腿回路采用H式支腿，此支腿外伸距離大，每一支腿有兩個液壓缸，一個水平的，一個垂直的，支腿外伸后成H形?；芈分兄扔吐忿D閥可以對各支腿進行單獨調節(jié)和共同伸縮，液控單向閥可以防止支腿軟腿現(xiàn)象。主、副卷揚回路，回轉回路均采用了電液比例排量調節(jié)泵，此泵能實現(xiàn)排量與輸入電信號成正比的控制功能。這就使得操縱者搬動手控電閥的角度與泵的排量成正比例變化，達到預期的操縱目的。采用電液比例控制的調速系統(tǒng)，不僅可以省力，也可改變主機的設計柔性，并且可以實現(xiàn)遠距離有線或無線控制。主、副卷揚回路，回轉回路都用了電液比例排量調節(jié)泵，它們都帶有副泵，此副泵負責給自己所在閉式回路補油和提供控制油。聯(lián)動功能完成，應盡量少用，免得使操縱變得復雜。聯(lián)動完成（支腿電液比例方向閥單獨控制，它與支腿油路轉閥一起安裝在底盤上） 手動比例電壓控制閥手柄的工作位置搭配情況 各種液壓元件的初步選擇以上各步完成以后，本機的總體方案也已基本確定，各回路的主要元件也可初步確定了。 性能要求要求水平液壓缸和豎直液壓缸伸縮方便；支撐平穩(wěn)；可防止軟腿現(xiàn)象；可單獨對各支腿進行調節(jié)；在鎖死的時候油缸不發(fā)生油液泄露。液壓油由水平液壓缸8（左）進入7（左），再進入11（中）進入油箱。液壓油由垂直支腿液壓缸有桿腔出油進入11（左）隨后進入油缸。為了提高支腿伸縮速度也可以同時打開7和11使水平和豎直液壓缸同時伸出，不過為了安全還是常采用分步伸出的方式。對各支腿進行調節(jié)時，只需要把12轉向相應的支腿位，把11打開就行了。這時，就要求由傳感器來檢出各支腿的伸出長度，將支腿伸出情況傳遞給力限器，并根據(jù)各個支腿的不同伸出狀態(tài)和起重機的旋轉角，計算允許起重載荷。起重作業(yè)過程中，保持車身的水平是不容忽視的安全要素。一般調平由人工操縱多路閥來進行，調平操作主要靠目測，其調平精度差，時間長，且不易操作。 支腿自動調平裝置原理方框圖 支腿地面支承強度不足的情況。其工作原理是，在在支腿調節(jié)過程中，由于液流分配不均等，而產(chǎn)生車架傾斜，或由于地面支承點的不平以及其他因素使車架產(chǎn)生傾斜時，縱向和橫向水平傳感器立即將傾斜量轉化成電信號傳遞給微機控制器，控制器根據(jù)信號量的大小和方向，給電液比例閥發(fā)出一定的控制信號，控制支腿油缸進行自動調平。 回轉系統(tǒng)原理圖設計：回轉油路所需功率較小，因此采用小排量的雙向電液比例排量調節(jié)泵和雙向定量馬達構成閉式容積調速回路。由于回轉功率小，回轉油路沒有設置功率限制裝置。 性能要求具有獨立工作能力；工作過程中可防止“打停現(xiàn)象”和自由擺動；微動性能好。使得泵1由12（下）進入3（下）。液壓油由液壓馬達9進入液控三位三通換向閥7（左）由溢流閥8進入油箱進行泄油。使得泵1由12（上）進入3（上）。液壓油由液壓馬達9進入液控三位三通換向閥7（右）由溢流閥8進入油箱進行泄油。 轉向系統(tǒng)優(yōu)化方案在回轉系統(tǒng)中加裝閥組來優(yōu)化回轉系統(tǒng)回路。而且，回轉還具有自由滑轉、回轉緩沖性能，使起重機在起動和制動時都比較平穩(wěn)。先導閥：用兩個比例減壓式先導閥去控制液控比例多路換向閥和液控比例回轉換向閥，由于先導手柄的輸出壓力與擺角成正比，換向閥閥芯的位移與先導閥的輸出壓力成正比，所以起重作業(yè)的各種動作與先導手柄的操作角度成正比，操作者可通過操縱先導手柄的移動方向和位移大小來控制各執(zhí)行機構的運動方向及運動速度，只要手柄輕輕一動，就能實現(xiàn)起重作業(yè)的各種動作，操作不僅靈活方便，舒適自如，使勞動強度大大降低，而且布置美觀大方。 性能要求轉向系統(tǒng)的基本要求是操縱輕便靈活，工作穩(wěn)定可靠，使用