文獻綜述：汽車式起重機液壓系統技術現狀與發展趨勢摘要本文對目前國內外汽車起重機的發展趨勢進行了對比分析，列舉了一些國內外汽車起重機常用的新技術解決汽車起重機安全問題的技術；起重機電子控制技術。最后還提了自己對起重機技術發展過程的一點看法。關鍵字汽車起重機液壓系統智能超載限制器負荷傳感系統載荷力矩限制器反力感知系統一、行業背景（一）國外工程汽車起重機的發展趨勢近20年世界工程起重機行業發生了很大變化。RT(越野輪胎起重機)和AT(全地面起重機)產品的迅速發展，打破了原有產品與市場格局，在經濟發展及市場激烈競爭沖擊下，導致世界市場進一步趨向一體化。為與RT和AT產品抗衡，汽車起重機新技術、新產品也在不斷發展。近年來汽車起重機在英、美等國市場的復興，使人們對汽車起重機產生新的認識。幾年前某些工業界人士曾預測，RT和AT產品的興起將導致汽車起重機的衰退。日本汽車起重機在世界各地日益流行，以及最近格魯夫、特雷克斯、林克貝爾特、德馬泰克等公司汽車起重機的產品進展，已向上述觀念提出挑戰。隨著工程起重機各機種間技術的相互滲透與競爭，汽車起重機會在世界市場中繼續占有一席之地。國外工程起重機從整體情況分析，領先國內1020年(不同類型產品有所不同)。隨著國外經濟發展速度趨于平穩，工程起重機向智能、高性能、靈活、適應性強、多功能方向發展。25t以下基本上不生產，產品向高附加值、大噸位發展，住友建機、多田野和加藤公司曾于1989年相繼推出360t汽車起重機。住友建機在90年代開發出80t250t共4種AT產品。多田野也在90年代相繼推出100t550t共6種特大型AT產品。加藤公司則研制成NK5000型500t汽車起重機。行業配套也與國內有所不同：1、下車主要是300kW以上柴油大功率發動機，與之配套的液力變矩器和自動換檔變速箱、12噸級驅動轉向橋及越野輪胎。2、上車：高強度材料、大扭矩的起升機構、回轉機構、回轉支承。3、液壓系統：變量泵、變量馬達、電磁換向先導閥及主閥、平衡閥、懸掛系統閥、液壓鎖、液壓缸及管路標準配套件。4、智能控制系統：力限器顯示控制、記憶通訊及單缸順序伸縮自動控制。（二）國內工程汽車起重機的發展趨勢國內工程機械產品近十年來隨著技術的引進、消化、吸收，有了長足的進步，產品性能、可靠性、外觀都有較大幅度的提高，但同國外工程機械比較來看，還存在較大差距。國內工程起重機行業在9499年是發展低谷，5年中行業幾個主要的生產廠家，苦練內功，積極組織產品變型和換代，在產品外觀上下功夫。從99年以來，隨經濟建設新一輪啟動，工程起重機市場競爭格局發生巨大變化，各企業不斷調整思路、更新觀念、轉換機制、提高核心競爭力，努力開發產品，開拓市場。產品重心也從8t、12t向16t、25t、50t中大噸位發展，25t增速最快，產量不斷翻新，基本占據主導地位。50t產品由于需求面較廣，技術逐漸成熟，也大批量進入市場。20世紀末期國內主要產品系列汽車起重機為8t、12t、16t、20t、25t、35t、50t、65t、80t、l00t、125t。整體技術風格是：下車有全頭和半頭兩種不同風格，多年來半頭車因總體布置的方便性及價格因素一直被廣泛采用。但近年來隨著物質條件的改善，人們的生活條件和質量提高，操作方便、舒適、可靠逐漸成為用戶關注的焦點，中大噸位向全頭方向發展。上車操縱從傳統的機械操作向液比例和電液比例方向發展，起重吊臂也從傳統的三節向四節、五節方向發展，產品的起重性能和起重高度有了較大提高，產品的外觀和可靠性有了較大幅度提高。加入世貿組織后，雖然國內市場(特別是配套件)受到了較大沖擊，但同時也給我們帶來新技術的應用，使國內主機和配套件企業更清晰認識到差距，更多地了解國產產品存在的致命問題，迫使國產主機和配套件企業不得不進行技術創新和技術進步。經過幾年的努力，國內起重機廠家取得了巨大進步。被譽為神州第一吊的QY300輪式液壓汽車起重機2004年在中聯浦沅成功下線。它代表了中國汽車起重機制造的最高水平填補了我國自主研制生產該類產品的空白，打破了此類產品完全依賴進口的慣例。縮短了我國起重機行業與國外的差距，但差距還很大，很多廠家主要還是靠購買國外的“落后”技術，缺乏自主研發能力。這讓國人感到擔憂。二、國內外汽車起重機液壓系統新技術（一）關于汽車起重機液壓系統安全問題的諸多研究1.代智能超載限制器在汽車起重機中的運用第三代微電腦超載限制器(XT一型)，是具有自主知識產權的國產機電一體化裝置。該裝置由主機部分和傳感器部分組成，微電腦控制，模塊化結構。安裝調試全部采用按鍵操作、大屏幕液晶點陣顯示，在參數設置及顯示上非常簡明，不用調整任何電位器，使調試變得簡單直觀，界面友好。限制器采用了數字和大規模集成電路，減少了故障，增加了抗干擾能力，從而提高了可靠性；當起重機超過額定起重量或超行程時，能自動報警并切斷起重機向危險方向運動的回路，但允許其向安全方向動作；系統故障自動檢測，結果顯示；低功耗(整機功耗小于10W)，數字電路全部采用CMOS芯片；黑匣子功能，自動記錄超載時間及當時的各工況參數；數據及參數顯示全部圖形漢字提示，數值準確，直觀方便，操作人員一目了然，無需操作人員熟記提示符；密碼設定功能，防止參數誤設定；通用性好，在不改變主機的情況下，只要修改軟件，就能夠滿足各種類型重機機械的要求；機內存儲了多組額定載荷曲線，滿足了各種工況無級報警要求；對傳感器的“溫度漂移”和“零點漂移”可進行自動調節補償；具有聲光報警功能。該技術現已被國內很多起重機廠家用于大型起重機上面，效果良好。2.重機負荷傳感系統分析負荷傳感系統可分為兩大類：泵控負荷傳感系統和閥控負荷傳感系統，前者必須采用變量泵，后者可用于定量泵。目前我國所引進的日本、德國技術常用的是閥控負荷傳感系統。閥控負荷傳感系統的原理：閥控負荷傳感系統是由泵、負荷傳感控制閥(壓力補償閥)和可變節流口(換向閥閥口)等組成。泵提供的工作油液流經可變節流口后，形成負載壓力作用于執行機構。負荷傳感控制閥接受負載壓力傳感信號，通過壓力補償作用保持可變節流口兩端壓差基本不變，并使系統壓力僅高于負載壓力一個壓差。這樣，既使得流過節流口的流量僅與節流口開度面積成正比而與負載大小無關，保證了執行機構運動速度良好的調節性和穩定性；又減少了系統激流的壓力損失，提高了系統效率。負荷傳感控制閥作為負荷傳感系統的核心元件，有多種結構類型。在加藤、多田野和利勃海爾汽車起重機閥控負荷傳感系統中，采用了定差勝流閥式、優先分流閥式及其組合形式。圖1負荷傳感控制閥壓力補償作用原理圖1為定差溢流閥和優先分流閥的壓力補償作用原理圖。如圖中所示，當可變節流口(換向閥閥口)FC處于某一開度位置，定差溢流閥及RC或優先分流閥PF達到平衡狀態時，FC兩端壓差Pt(PoPr或P1Pr)對閥芯所產生的液壓作用力與閥芯左端彈簧力將保持平衡。來自泵的工作油液(Po)一部分直接或經閥口h1去FC支路，另一部分剩余油液經閥口h2去油箱或旁通支路(Pz)。若FC支路負載壓力Pr隨執行機構負載增加(減小)時，閥芯右移(左移)，減小(增大)閥口h2和增大(減小)閥口h1，結果系統壓力Po和優先支路壓力Pl增加(減小)，于是閥芯重新平蘅在一個新的閥口位置處。由于彈簧設計得較弱，且閥芯平衡位置變化的位移量很小，因此彈鱉力的變化可以忽略不計，從而保證與彈簧力相平衡的換向閥節流口FC兩端壓差將基本上保持不變。同時，系統壓力僅略高于負載壓力。對定差溢流閥而言，系統壓力Po高于負載壓力Pr一個定值，即由彈簧設定的換向閥節流口兩端壓差Pt對優先分流閥而言，優先支路壓力P1=Pr+Pt；系統壓力Po則略高于支路壓力P1與P2中的大者。3.重機的拘停保護起重機電動機的控制接觸器常常是密集通斷的，因此易發生觸頭熔焊故障。當起重機在運行過程中需要準確定位或緊急停止時，如果因觸頭熔焊導致起重機拒停，就有可能發生碰撞事故。為解決這個問題，提出一個起重機升降機構拒停保護設計。圖2QRIS型控制柜拘停保護設計從三個方面著手解決這個問題，其一是接觸器觸頭熔焊導致其動作不合邏輯，這可增加一個中間繼電器來判斷；其二是為避免接觸器、繼電器動作競爭導致保護誤起動，為此拒停保護設置短暫延時，即需要一個時間繼電器；第三是一旦接觸器拒跳時，由總斷路器分勵脫扣動作執行保護。從電氣角度看，防止起重機拒停的關鍵措施是監視制動器接觸器觸頭是否熔焊。圖2是QRIS型升降機構控制柜采用拒停保護的設計電路圖。這個設計電路由三個環節構成。第一個是監視環節，由與制動器接觸器K07線圈并聯的中間繼電器構成，K07與K1正常情況下是同步動作的。如果K7因觸頭熔焊不能釋放，那么兩者動作就不一致，這就將起動延時環節。第二環節，即延時環節是借用原設計中的K03時間繼電器，由并聯的K7常閉接點和K07常開接點控制。K7、K07并聯接點在正常情況下總是接通的，只有在停止時K7觸頭發生熔焊的情況下并聯接點才斷開。K03時間繼電器通電立即吸合，斷電延時釋放，延時0.6s，因此只要控制電路一得電，K03立即吸合。而且主令控制器S40。在起動、停止的切換過程中，即使K7、K07接點動作競爭，瞬時斷開線圈回路，K0