分析汽车修理中起升机构的设计与应用

久有亮

摘 要：文章简单介绍了汽车修理中起升机构的设计和应用，分析了起升机构的工作原理和常见形式，并设计了一套液压起升装置和顶升小车配合的汽车修理顶升机构，结构简单，维修方便，顶升性能稳定，值得在汽修单位进行推广。

关键词：汽车修理；齐升机构；设计；应用

我国汽车起升机构的发展脉络十分清晰，在五十年代至六十年代中期主要以5t小型机械汽车起重机为主，六十年代以后主要是小型液压起重机，之后中大吨位的液压起升装置也逐渐发展起来。然而尽管我国的大中吨位液压起升装置逐渐发展起来，关键液压件仍然主要依靠进口。后来通过和外企的合作，引进了先进的生产技术，经过长期消化，取得了较为显著的提高，起升装置在汽车修理中应用设计也得到了明显的进步。

1 起升机构原理

起升机构是起重机中的基本工作机构，主要结构有驱动装置、制动器、减速器、卷筒、滑轮组、钢丝绳和吊钩等。起升机构的主要作用是在起升高度范围内按照一定的速度实现起升载荷的提升、悬停和下降，目前起升装置的驱动系统多为液压马达，这种通过液压马达启动的起升机构称为液压传动起升系统。

液压传动起升系统主要有低速大扭矩以及高速小扭矩两种形式。液压马达体积小、重量小，能够和标准减速器匹配，还能够和驱动油泵交换使用，在起重机中应用广泛。

起升装置的取物装置主要有吊钩、抓斗、吊环等多种形式，用于安全保护的装置主要有负载限制器、起升高度限制器和超速保护装置等，视实际需要进行配用。

2 起升机构常见形式

2.1 液压缸驱动

液压缸驱动是一种较为常见的驱动源类型。常见的有直立液压缸顶升机构和塔式起重机顶升机，液压缸驱动由于伸缩行程和最大工作压应力的存在限制了顶升重量和起升高度。

2.1.1 低速大扭矩液压马达。低速大扭矩液压马达工作转速小，输出扭矩大，省去了减速传动装置，传动结构简单稳定，安全可靠。简化后的结构液压马达直接驱动卷筒工作，相同功率下低速大扭矩液压马达结构体积以及重量小于普通齿轮，转速较低时输出扭矩稳定，比较适宜用在大重量的顶升中。

2.1.2 高速小扭矩液压马达驱动高速液压马达能够和液压泵交换，和配套减速器联合使用拥有良好的稳定性，成本较低并且拥有较高的工作效率，一般在液压起重机中应用。

2.2 起升机液压系统分类

2.2.1 开式液压回路。阀芯和阀体相对开口量，滑阀处于中立机能时换向阀液压油出口联通油箱，滑阀处于左位或者右位时联通泵和负载油路，系统内压增高，进而驱动马达开始工作。这是一种多路阀调速的形式，工作原理是利用旁路节流调速。开放式液压回路有很多优势，能够利用同一个液压泵实现对多个执行元件的供油，如果起重机构中子系统较多时采用开放回路能够减少液压泵数量，降低成本。利用液压先导控制能够实现二次起升和重物下放控制，简单可靠。同时系统的安全性能通过液压系统实现，无需过于复杂的电气控制，进一步节约成本，提高可靠性，液压系统中的阀块等更换方便，维修方便，成本低。

2.2.2 闭式液压回路。滑阀在中位时中位机能够保证液压油不通过阀芯，油路压力增加达到溢流阀调节压力后经过溢流阀流回邮箱。滑阀在左位置或者右位时溢流阀油路切断，控制阀芯控制液压油，控制液压马达症状或者反转，达到调定压力后工作油液溢流。闭式回路会出现抖动，采用背压阀能够解决，控制器采用恒压外控，降低平衡阀开启压力，提高回路效率。

闭式起升系统的液压泵元件的集成结构减少了连接管路，系统结构布置更加容易，利用了电控系统能够获得更好的控制性能。闭式泵系统能够依靠发动机吸收重物下降势能，发热量小，传动效率高。

3 汽车修理中的起升机构设计应用

汽车修理通常都在地沟上进行，前后轮抬起，轮胎悬空便于进行底盘修理和轮胎的更换。传统的修理方式是借助人工，通过千斤顶进行顶升。这种方式的人工劳作强度大，顶升效率不高，安全性差。为了改善汽车修理的这种现状，我们尝试把起重机中的起升机构应用到汽车修理中，通过起升机构提供动力进行汽车底盘的顶升。经过实践经验证明，汽车顶升机构在汽修工作中应用能够取得较好的效果，值得推广。

汽修起升机构由电动地沟举升器和移动式顶升小车两部分组成，举升器实现汽车的后轮起升，顶升小车顶升前轮。

汽修中的起升机构要求尽量简单、安全、运行可靠且成本低，同时还能够拥有较好的顶升效果。汽车修理要求汽车的前后轮能够同时起升的同时还可以分别起升。这两种起升形式要求起升装置能够有两套起升结构，而不同车型的前后轮之间的距离是不等的，这要求汽修顶升机构至少有一套顶升机构是不能固定的，需要具有水平移动和垂直地面的升降两个方向的位移能力，我们采用了固定后轮顶升装置，而把前轮顶升装置设置成移动顶升小车，具体设计结构形式参考图1。

后轮起升装置设计要保证顶升机构的结构简单合理，能够安装在地沟中，停止工作时不宜凸出地面，以免影响正常行走。举升力要足够大，能够满足各种车型。两个着力点需要能够动作同步，起升过程中不使汽车歪斜。举升机构双柱子一体，三角皮带和涡轮蜗杆两级减速传动，采用丝杠传动螺母实现升降，运行平稳。举升重量达到了30吨，举升速度240mm/min，举升高度在1200mm。

顶升小车。顶升小车用于汽车前轮举升。考虑到不同车型之间的不同，顶升小车要具有可调的高度，用以满足前轮不同中心高的要求。顶升小车本身无动力驱动，依靠汽车开进地沟时前进的动力，推动小车在高低差轨道上前进，移动中把前轮顶升。

顶升小车最大举力5t，自重150kg，结构简单维修方便。

地沟和轨道。地沟是汽车修理的必备，是为方便修理人员而设计的，地沟为了适应起升机构需要进行适当的改造，在设计的地沟下端安装电动地沟举升器，地沟上部安装顶升小车的行驶轨道。

顶升小车移至曲折轨道低平面轨道上，把需要修理的汽车开至地沟上，小车顶升丝杠支撑托架对准前桥，用托架顶住前桥。开动汽车，顶升小车沿轨道随汽车前进，小车在曲折轨道低平面上升到曲折轨道高平面，汽车前轮被举升。前轮举升之后去汽车停止，举升器开动顶起大梁，后轮举起，轮子悬空，修理完成后采用和顶升相反的步骤离开修理场地。

4 结束语

我们采用了地沟举升器和移动顶升小车联合的汽车顶升机构，同时一段时间的实践检验证明结构简单、维修方便并且造价低廉，运行可靠，减轻了汽修人员的劳动强度，并通过使用液压设备获得了较为良好的控制性能，节省了一定成本的同时还达到满意的汽车顶升效果。

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