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船舶辅机 ?第 9章 起货机 [Marine Crane]
一、起升机构的液压系统
二、回转机构的液压系统
第二节 起货机的液压系统
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船舶辅机 ?第 9章 起货机 [Marine Crane]
起货机液压系统的分类
高压系统 (>20MPa)
中高压系统 (10~20MPa)
中压系统 (6.3~10MPa)
低压系统 (<6.3MPa)
体积重量小，效率高；
复杂，管理要求高。
开式系统,油泵经油箱吸油，经换向阀输入
油马达，油马达排油经换向阀返回油箱。
闭式系统,油马达排油返回油泵的吸入口，
油在油泵和油马达之间形成封闭的循环。
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船舶辅机 ?第 9章 起货机 [Marine Crane]
开式系统的特点,简单，散热好，可用一台油
泵驱动几部机械；空气易入、换向阀调速，油
液发热，经济性差；油泵必须有良好的自吸能
力或浸没式布置。
闭式系统的特点,复杂，散热差，不能用一台
油泵驱动几部机械；采用双向变量泵易于实现
换向和容积调速，能实现再生限速，经济性好；
辅泵补油，主泵必自吸能力要求不高。
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船舶辅机 ?第 9章 起货机 [Marine Crane]
一、起升 (和变幅 )机构的液压系统
起升 (和变幅 )机构负载始终单向作用，液压系统
中始终有一部分管路承受高压，所以必须能控制
落货速度，制动后能握持住货物。
1,阀控型开式起升系统
负载特点：静负荷单向作用，单侧管路始终高压。
(1)换向和调速
使用换向阀换向，并进行 节流调
速, 通过改变换向阀的通道面积，
造成不同的流动阻力，以调节进
入执行机构的流量，从而达到调
速的目的，油泵流量的 其余部
分直接返回油箱。
节流调速分类：串联节流、并联
节流、溢流节流。
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① 串联节流 换向阀采用闭式过渡结构 (一离开中位
PT就关断 )，用溢流阀保持换向阀前
油压不变，通过改变阀芯位置改变流
通面积，从而调速。换向阀液阻越大，
输往执行机构的流量越少 (经溢流阀溢
出的油液越多 )，执行机构速度越低。
调速效率：
11
22
Qp
Qp??
调速功率损失：
)( 211 QQp ?
221 )( Qpp ?
经溢流阀回油箱：
经换向阀的节流损失：
缺点：效率低，功率损失大，油液
发热，速度不稳定 (受负荷影响 ) 。
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② 并联节流 换向阀中位,PT接通，油
泵卸载，执行机构不动；
右移,PA开大,PT逐渐关
小,Q1一部分经 PA去执行
机构 (Q2)，另一部分经 PT
回油箱 (Q1-Q2)。
轻载低速时回流口开度大，
p1小，调速效率好，发热
轻，流量 Q2变化平稳，调
速平稳性较好。但滑阀开
度不变时，流量仍与负载
有关，调速性能仍不理想。
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③ 溢流节流 采用溢流节流式换向阀。
定差溢流阀两端的油腔
分别同换向阀节流前后
油路相通，所以换向阀
前后的油压压差可以保
持恒定，从而使流经换
向阀的流量取决于换向
阀的阀芯位置而不受负
载的影响。
特点：调速较稳定，效率较高，轻载时更好。
串联节流、并联节流、溢流节流调速方法功率损
失、油液发热。 因为都必须使多余油液返回油箱，
供往执行机构的油液要经过节流。
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(2)限速和制动（为什么要限速？）
① 用单向阀节流限速
起升时经单向阀 (不限速 )，下降时
经节流阀 (节流阻力 )限速。要提高
下降速度，需由油泵向油缸 7上腔
提供更大的流量 Q2。
单向节流阀虽能限速，但不能制动
(因为换向阀中位必然有泄漏 )，所
以必须设液控单向阀制动。
特点：简单，效率低，油温低、粘
度大、下降速度大时油泵功耗增加，
油液发热。用于小型开式系统。
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② 用平衡阀限速
在靠近执行机构下降回油管上
设平衡阀 (单向阀和直动顺序阀
并联而成 )，可采用直控式和远
控式两种方案。
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② 用平衡阀限速
起升时经单向阀 (不限速 )，下降
时必须有足够油压打开直动溢
流阀，使油马达在一定的进油
压力下才能反转，转速取决于
输入油马达的流量。
使用直控平衡阀限速的特点：
简单可靠，不需液控单向阀，
油温、粘度及下降速度改变时
油马达进油压力不变；轻载时
要达到较大的下降速度所需压
力大，所以效率低。
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② 用平衡阀限速
采用远控平衡阀限速,下降时
油泵向低压管供油达到一定压
力时，平衡阀才能开启，即平
衡阀的开度受低压管油压控制，
下降速度受油马达流量限制。
a 采用远控平衡阀限速特点：控
制油压低，油液粘度、下降速
度和载荷变化不大时，经济性
较单向阀、直控平衡阀好。
开式系统限速，重物下降时位
能无法回收利用，为 能耗限速 。
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单向节流阀或平衡阀到执行机构之间的管路始终
承受高压,所以安装时应使单向节流阀或平衡阀
尽量靠近油马达或油缸。
使用液控单向阀或平衡阀能实现
液压制动，但因不可避免的泄漏
会使货物下滑，所以必须装设机
械制动器。
机械制动器可分为 延时抱闸 (液
压制动后再抱闸 )和 即时抱闸 (在
液压制动后期或与其同步抱闸 )
两种形式。
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(3)限压保护
为防止超负荷油泵排压过高，
油泵出口设安全阀 2(溢流阀 )；
为防止制动液压过高，高低压
管路之间设 (单作用 )制动阀
5(溢流阀 ) 。该阀整定压力可
与安全阀相同，也可比安全阀
高 5~ 10%。
开式系统特点：简单，油箱能
散热和沉淀杂质；采用节流调
速和能耗限速，能量损失大，
油液易发热，空气易进入，导
致油液变质。
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2,泵控型闭式起升系统
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(1)换向和调速
换向通过改变变向变量泵吸
排方向，换向比较平稳。 调
速改变油泵流量 (容积调速 )
无级调速，经济性好，油液
发热少。
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(2)限速和制动
货物下降时，油马达变为油
泵，油泵变为油马达，带动
电机转动。如电机转速超过
磁场转速将能量反馈给电网，
并使电机转速受到限制，从
而使油马达的转速受到限制。
能在重物下降时回收利用其
位能的限速方式称 再生限速 。
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中位阀 11：油泵操纵手柄回中时，
沟通油泵的吸排管路，使油泵旁通
卸载，弥补误差；油泵操纵手柄离
开中位时，隔断油泵的吸排管路。
制动器 8：停车时中位阀将油马达
进排油管沟通，不能液压制动。设
置即时抱闸、延时松闸的制动器。
单向节流阀 10：防止松闸后中位阀
失灵不能隔断，或停车时因制动器
失灵不能抱闸导致坠货；产生液压
制动作用，减轻机械制动器负担。
电磁阀 6：意外失电时，使制动器
泄油抱闸，防止坠货。
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(3)限压保护
右边的管路是高压管路，原
理上可只设一个安全阀，为
防止意外，装设双向安全溢
流阀。
(4)失压保护
在制动器的控制油路上设失
压保护阀 (液动二位三通阀 )，
高压管路失压时，使制动器
泄油抱闸。
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(5)系通的补油和散热
从低压侧进行补油。 设置低
压选择阀 13，使低压管路中
的部分油液经背压阀 14和冷
却器 15泄出, 新油液由辅泵
经滤器和单向阀补入系统。
背压阀 14的整定压力应小于
溢流阀 4的整定压力。
如果系统补油量达到主泵流
量的 1/3，这样的系统称为
半闭式系统 。
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二、回转机构的液压系统
1,静负荷始终与执行机构的运动方向相反，运
动起始时和制动时惯性负荷较大。
2,双向承受负荷，两侧主油路都可能出现高压。
所以与高压有关的元件都双向设计。如安全阀、
制动溢流阀，平衡阀等。
3,制动时的惯性能量靠液压制动时制动溢流阀
(泵控时由安全阀兼 )的节流消耗。设有延时抱
闸的机械制动器。