一种基于AMEsim的汽车起重机起升系统的制作方法
本发明涉及一种汽车起重机起升系统，具体涉及一种基于amesim的、可以彻底消除二次下滑现象的汽车起重机起升系统，属于起重设备技术领域。
背景技术：
汽车起重机作为起重机行业的一款典型起重设备，以其机动性能好、操作简单、适应性强等优点，广泛应用于城建、基建和大型物料场等国民生产工作的各个领域，是国民经济建设中的重要起升设备。
汽车起重机的起升系统的要求一般为：输出力大、动作平稳且耐冲击、操纵灵活、安全可靠。起升系统是汽车起重机的主要系统，是用来完成起升作业中的垂直任务的，起升系统的好坏直接决定整台汽车起重机的工作性能的好坏。
二次起升是汽车起重机的常见工况，二次下滑问题严重的影响了汽车起重机的安全作业，造成二次下滑的主要原因有：液压马达油液泄露、系统充油延时、油液具有可压缩性。
目前，解决二次下滑问题的方法主要有：
1、参数调整法
容腔总体积、阀口液阻和制动器活塞面积等参数是影响二次下滑问题的主要参数，其中，容腔总体积是最显著的影响参数，具体的影响关系为：起升系统反向运动随着容腔总体积的增大而增大。
但是，这种方法受限于起升系统布局和液压元件的选择等，因而具有较大的局限性。
2、系统改进法
(1)改进液压装置
改进液压装置，主要是在进油路上安装先导阀。具体的原理为：液压马达和制动器的进油时间受控于事先加载的先导阀，从而使起升系统压力能够克服下滑力，制动器打开并进行二次起升动作。
但是，该方法因能耗大而未能被广泛采用。
(2)改进电控方案
改进电控方案，主要是在起升系统中增设一套plc控制系统，该plc控制系统包含一个plc、一个压力传感器和一个负载传感器，两个传感器采集到的信号由plc进行比较处理，当起升系统的起升力矩足以克服负载力矩时，plc控制系统发出信号，使制动器开启并进行二次起升任务。
这种方法的优点是简单、方便，但是成本较高，尤其在中小吨位汽车起重机中应用并不广泛。
技术实现要素：
为解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种不受布局和液压元件的限制、耗能较少、成本较低、可以彻底消除二次下滑现象的汽车起重机起升系统。
为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案：
一种基于amesim的汽车起重机起升系统，包括：减速器、双向定量马达、可变信号端口、制动器、平衡阀、电磁式三位四通阀、油箱和定量泵电动机，平衡阀具有e、f、g、h、k、l六个口，电磁式三位四通阀具有a、b、p、t四个口，其中，定量泵电动机的两端分别与油箱和电磁式三位四通阀的p口连接，电磁式三位四通阀的t口直接与油箱连接，a口与平衡阀的e口连接，b口与平衡阀的l口和双向定量马达的一个进出油口连接,平衡阀的f口、g口和h口与双向定量马达的另一个进出油口连接，k口通过单向阀与电磁式三位四通阀的a口连接,双向定量马达的输出端与减速器连接，可变信号端口的一端与制动器连接，另一端与油箱连接，其特征在于，还包括：第一压力传感器、第二压力传感器和液控式单向节流阀，其中，第一压力传感器和第二压力传感器设置在双向定量马达的两个进出油口处，液控式单向节流阀设置在连接可变信号端口与油箱的管路上，两个压力传感器的输出端与液控式单向节流阀的信号输入端连接，液控式单向节流阀通过双向定量马达的两个进出油口的压力差来调节通流面直径，从而调节制动器的油缸的活塞运动速度和制动器的开启时间。
前述的基于amesim的汽车起重机起升系统，其特征在于，还包括：溢流阀，前述溢流阀的一端与油箱连接，另一端与电磁式三位四通阀的p口连接。
本发明的有益之处在于：
(1)本发明提供的汽车起重机起升系统，用液控式单向节流阀替换了制动器油路中的手动调节式单向节流阀，并借助液压建模仿真工具amesim进行了理论改进，引出了双向定量马达的两个进出液口的压力差，由该压力差来控制节流阀(液控式单向节流阀)节流口的通流面直径，使得制动器松闸时间得到充分延长，从而彻底的消除了二次下滑；
(2)不受起升系统布局和液压元件的选择的限制，局限性较小；
(3)不需要在进油路上安装先导阀，耗能较少；
(4)不需要增设plc控制系统，结构简单、成本较低。
附图说明
图1是现有的汽车起重机起升系统的组成示意图；
图2是本发明的汽车起重机起升系统的组成示意图。
图中附图标记的含义：1-起升负载、2-减速器、3-双向定量马达、4-手调式单向节流阀、5-可变信号端口、6-制动器、7-平衡阀、8-电磁式三位四通换向阀、9-油箱、10-定量泵电动机、11-溢流阀、12-第一压力传感器、13-第二压力传感器、14-液控式单向节流阀。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明作具体的介绍。
图1是现有的汽车起重机起升系统的组成示意图。
参照图1，在汽车起重机的起升系统中，制动器油路上设置有单向节流阀4，该单向节流阀4的特点是上闸快、松闸慢。上闸快，使双向定量马达3能够迅速制动，在重物(即起升负载1)下降时能够迅速停止下降，起重机起升重物停止时，经电磁式三位四通阀8(即换向阀)换位，制动器6的油缸能够迅速与油箱9连通，以致迅速制动。松闸慢，在二次起升时，能够避免由于吊物自重而带动双向定量马达3反转使之发生突然滑降，二次起升过程中，经电磁式三位四通阀8换位，双向定量马达3中进入油液并产生转矩，解除制动。
通常，节流口的结构形式决定了节流阀的流量特性，具体由下述公式来表示：
式中，c是多因素决定的系数(节流口形状、油液性质、液体流态等)，at是单向阀节流口通流截面积，
目前，大多数单向节流阀的通流面直径都是由人工手动调节来实现的，但是在实际情况中，考虑汽车起重机本身的作业状况——频繁的起升重物并长期处于负载状态，单单依靠人工手动调节的方式来改善二次下滑现象是极其不妥的，不仅操作复杂，而且效率低下，严重影响了起重机安全作业。
所以，我们拟换掉制动器油路中的手动调节式单向节流阀，改成使用液控式单向节流阀，液控式单向节流阀能够根据负载重量的变化所引起的油路中的油液压力变化自适应地调节通流面直径，并以此来控制制动器的油缸的活塞运动速度和制动器的开启时间。
图2是本发明的汽车起重机起升系统的组成示意图。
参照图2，本发明的汽车起重机起升系统的基本结构包括：减速器2、双向定量马达3、可变信号端口5、制动器6、平衡阀7、电磁式三位四通阀8、油箱9和定量泵电动机10，其中，平衡阀7具有六个口，分别记为e口、f口、g口、h口、k口和l口，电磁式三位四通阀8具有四个口，分别记为a口、b口、p口和t口。
定量泵电动机10的两端分别与油箱9和电磁式三位四通阀8的p口连接。
电磁式三位四通阀8的t口直接与油箱9连接，a口与平衡阀7的e口连接，b口与平衡阀7的l口和双向定量马达3的一个进出油口连接。
电磁式三位四通阀8在不同的位置时，起升系统有不同的工作情况，具体的：当电磁式三位四通阀8置左位时，双向定量马达3顺时针转动，起升负载1被提升；当电磁式三位四通阀8置右位时，双向定量马达3逆时针转动，起升负载1被下降。
平衡阀7的f口、g口和h口与双向定量马达3的另一个进出油口连接，k口通过单向阀与电磁式三位四通阀8的a口连接。
双向定量马达3的输出端与减速器2连接。
可变信号端口5的一端与制动器6连接，另一端与油箱9连接。
除此之外，本发明的汽车起重机起升系统还包括：第一压力传感器12、第二压力传感器13和液控式单向节流阀14。
第一压力传感器12和第二压力传感器13设置在双向定量马达3的两个进出油口处。
液控式单向节流阀14设置在连接可变信号端口5与油箱9的管路上，也就是设置在制动器油路中。
两个压力传感器的输出端与液控式单向节流阀14的信号输入端连接。
液控式单向节流阀14通过双向定量马达3的两个进出油口的压力差来调节通流面直径，从而调节制动器6的油缸的活塞运动速度和制动器6的开启时间。
作为一种优选的方案，本发明的汽车起重机起升系统还包括：溢流阀11，溢流阀11的一端与油箱9连接，另一端与电磁式三位四通阀8的p口连接。
本发明的基于amesim的汽车起重机起升系统的工作原理如下：
起升系统工作时，定量泵电动机10供油，油液流过电磁式三位四通阀8后，分成两路：
一路流向双向定量马达3，给双向定量马达3供油，由于双向定量马达3与减速器2连接，所以在双向定量马达3的作用下，减速器2对起升负载1进行工作(提升或下降)，最后油液再流回油箱9；
另一路流向平衡阀7，主要起缓冲作用，最后油液也是再流回油箱9；
制动器6做制动操作时，制动器6的油缸中的油液压力会随着重物的重量的增加而上升，在做二次提升瞬间，会产生压力突变，这个压力变化会传至可变信号端口5，液控式单向节流阀14通过双向定量马达3的两个进出油口的压力差来调节通流面直径，从而调节制动器6的油缸的活塞运动速度和制动器6的开启时间，亦即调节制动器6的油缸中的油液压力，使得制动器6的松闸时间随起升负载1的重量变化而变化，具体的，当起升负载1的重量变大时，会引起双向定量马达3两端的第一压力传感器12、第二压力传感器13压力差变大，从而使液控式单向节流阀14的通流面直径减小，油液流速减小，因而制动器6的松闸时间延长，达到彻底消除二次下滑现象的目的。
由于我们用液控式单向节流阀14替换了制动器油路中的手调式单向节流阀4，并引出了双向定量马达3的两个进出液口的压力差，由该压力差来调节节流阀(液控式单向节流阀14)节流口的通流面直径，从而调节制动器6的油缸中的油液压力，使得制动器6的松闸时间随起升负载1的重量变化而变化，从而彻底的消除了二次下滑现象。
需要说明的是，上述实施例不以任何形式限制本发明，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。
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