全地面伸縮臂起重機配套液壓系統以 “液壓能傳遞與控制” 為核心邏輯，通過將原動機（如發動機）的機械能轉化為液壓能，再依托液壓油的壓力與流量變化，驅動起重機各執行機構完成作業動作，同時通過精準的回路設計與控制策略，平衡動力輸出、操作精度與運行安全性，適配起重機在不同地面條件、負載工況下的作業需求。

一、動力源能量轉化原理

系統的動力傳遞始于液壓泵，它是液壓能的 “產生單元”。原動機帶動液壓泵旋轉時，泵的密閉容腔容積周期性變化：容積增大時形成負壓，從油箱吸入液壓油；容積減小時對油液產生擠壓，將機械能轉化為液壓能，使油液獲得高壓（通常可達 31.5MPa 甚至更高）與一定流量，隨后高壓油液通過液壓管路輸送至系統各執行回路，為后續動作提供動力基礎。

為適配起重機 “輕載快速、重載穩定” 的工況特點，液壓系統常采用 “定量泵 + 變量泵” 組合或多聯變量泵設計：輕載（如伸縮臂空伸、支腿快放）時，變量泵輸出大流量低壓力油液，提升動作效率；重載（如起吊重物、臂架變幅）時，變量泵自動調節排量，輸出高壓力油液，確保動力充足且避免能量浪費，同時通過溢流閥設定系統最高壓力，防止超壓損壞元件。

二、執行機構驅動與控制原理

起重機的核心動作（伸縮臂伸縮、臂架變幅、回轉平臺轉動、支腿收放）均由液壓執行機構（油缸、液壓馬達）驅動，其原理是 “高壓油液推動執行元件實現機械能轉化”，且每個動作回路均配備專屬控制組件，確保動作精準可控。

（一）伸縮臂伸縮驅動

伸縮臂多采用 “多級伸縮油缸” 或 “油缸 + 繩排” 驅動方式。以多級油缸為例：當電磁換向閥切換至 “伸臂” 工位時，高壓油液經管路進入油缸無桿腔（面積較大的一側），油液壓力作用于活塞，產生推力推動各級臂架依次伸出；切換至 “縮臂” 工位時，高壓油液進入有桿腔（面積較小的一側），同時無桿腔油液通過換向閥回油箱，活塞反向運動帶動臂架縮回。

為避免臂架伸縮時因負載波動產生沖擊，回路中會串聯 “節流閥” 或 “比例流量閥”：通過調節油液流經閥門的通流面積，控制進入油缸的流量，實現臂架速度的無極調節；同時設置 “補油閥”，當臂架縮回導致無桿腔形成負壓時，補油閥自動開啟，從油箱向無桿腔補充油液，防止氣穴現象（氣穴會導致動作卡頓、元件磨損）。

（二）臂架變幅驅動

臂架變幅由 “變幅油缸” 驅動，原理與伸縮油缸類似，但需重點解決 “臂架懸停穩定” 問題。當換向閥切換至 “抬臂” 工位，高壓油液進入變幅油缸無桿腔，推動活塞伸出，帶動臂架繞鉸點向上轉動（幅度增大）；切換至 “落臂” 工位，高壓油液進入有桿腔，推動活塞縮回，臂架向下轉動（幅度減小）。

為防止臂架因自重或負載作用意外下落，變幅油缸出油口串聯 “平衡閥”：平衡閥內的單向閥允許油液從無桿腔流向有桿腔（抬臂時），而反向（落臂時）需通過溢流閥控制油液流出速度，且溢流閥設定壓力高于臂架自重產生的背壓，確保臂架可在任意角度鎖定，即使管路泄漏，平衡閥也能阻止油液逆流，避免臂架突然沉降。

（三）回轉平臺轉動驅動

回轉動作由 “液壓馬達” 驅動，其原理是 “高壓油液推動馬達內的轉子旋轉，將液壓能轉化為旋轉機械能”。高壓油液進入液壓馬達后，推動馬達內部的齒輪、葉片或柱塞運動，帶動轉子轉動，轉子通過聯軸器與回轉減速器連接，經減速增扭后驅動回轉平臺轉動。

為實現回轉速度調節與平穩制動，回路中配備 “比例方向閥” 與 “制動閥”：比例方向閥通過電信號控制閥芯開度，調節進入馬達的流量，改變回轉速度；當停止操作時，制動閥自動切斷油液通路，同時機械制動裝置鎖死回轉機構，防止平臺因慣性或外力（如風力）繼續轉動。

（四）支腿收放驅動

支腿是起重機作業時的穩定支撐，由 “垂直支腿油缸” 與 “水平支腿油缸” 驅動，核心需求是 “支撐牢固、無沉降”。水平支腿伸出 / 縮回時，高壓油液驅動水平油缸動作，將支腿向兩側推開或收回；垂直支腿伸出時，高壓油液進入油缸無桿腔，推動活塞桿向下伸出，使支腿盤接觸地面并頂起整機；收回時則進入有桿腔，拉動活塞桿向上縮回。

支腿回路的關鍵組件是 “雙向液壓鎖”，它串聯在油缸進出油口：當支腿伸出到位后，換向閥回到中位，液壓鎖的兩個單向閥分別鎖定油缸進出油腔，即使管路破裂，油液也無法逆流，確保支腿保持支撐狀態，杜絕整機傾斜風險；只有當換向閥再次動作，高壓油液推開液壓鎖的控制閥芯，才能解除鎖定，實現支腿收放。

三、系統保障與控制優化原理

液壓系統需通過 “油液凈化、溫度控制、智能監測” 三大保障機制，以及 “負荷敏感控制” 等優化策略，確保長期穩定運行。

（一）油液凈化與溫度控制

油液凈化：液壓油中的雜質（如金屬碎屑、粉塵）會導致閥芯卡滯、油缸內漏，因此系統設置 “吸油過濾器”“高壓過濾器”“回油過濾器” 三級過濾：吸油過濾器防止油箱中的雜質進入泵體，保護泵的吸油端；高壓過濾器過濾進入執行元件的高壓油液，避免雜質劃傷油缸內壁或堵塞閥口；回油過濾器過濾從執行元件流回油箱的油液，將雜質攔截在油箱外，確保油液清潔度維持在 NAS 8 級及以上。

溫度控制：液壓油的粘度隨溫度變化顯著（溫度過高則粘度下降，密封性能變差，導致內漏；溫度過低則粘度增大，流動阻力增加，動作遲緩）。系統配備 “風冷卻器” 或 “水冷卻器”，當油溫超過設定值（通常為 55℃）時，冷卻器自動啟動，通過風扇或冷卻水與油液進行熱交換，將油溫降至 30-50℃的最佳工作范圍；同時油箱內設置 “油溫傳感器”，實時監測油溫，當油溫異常（過高或過低）時，觸發報警并提示操作人員調整工況。

（二）智能監測與安全保護

系統集成 “壓力傳感器、位移傳感器、溫度傳感器” 等監測元件，實時采集關鍵參數并反饋至中央控制器：

壓力傳感器安裝在泵出口、油缸無桿腔等位置，當壓力超過設定閾值（如超載導致油缸壓力過高）時，控制器立即切斷相關動作的油液通路，同時發出聲光報警，防止元件損壞；

位移傳感器安裝在伸縮油缸、變幅油缸上，監測油缸行程，當臂架伸縮或變幅達到極限位置時，控制器觸發限位保護，停止動作；

溫度傳感器監測油溫、液壓泵殼體溫，當溫度異常時，控制器自動降低泵的輸出功率，或提示操作人員停機檢查。

（三）負荷敏感控制優化

為進一步降低能耗、提升操作精度，現代系統多采用 “負荷敏感控制” 技術：系統中設置 “負荷敏感泵” 與 “負荷敏感閥”，負荷敏感閥實時檢測執行元件的工作壓力（即負載壓力），并將該壓力信號反饋至負荷敏感泵；泵根據負載壓力自動調節輸出壓力，使泵的輸出壓力始終比負載壓力高一個固定差值（通常為 1-2MPa），同時根據執行元件的流量需求調節排量，實現 “按需供油”。

這種控制方式可避免傳統系統中 “泵輸出壓力恒定，多余油液通過溢流閥溢流” 的能量浪費，使系統能耗降低 15%-25%，同時確保在不同負載下，執行元件的動作速度僅由操縱桿控制（流量與操縱桿開度成正比），提升操作的平穩性與精準度，尤其適合吊裝精密設備或在狹窄空間作業的場景。