CN101922349B - 动力单元及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种动力单元及其控制方法，用以解决现有技术中采用单个超大功率发动机成本较高并且可靠性较低、分动箱体积较大并且不便于安装、起重机在运输过程中易受公路条件的限制等问题。本发明中的动力单元包括两个以上动力模块，每个动力模块中包括发动机、与发动机连接的分动箱以及与分动箱连接的液压泵组。采用本发明的技术方案，动力单元的成本较低，可靠性较高，并且使起重机在运输过程中不易受到公路运输条件的限制。

Description

动力单元及其控制方法
技术领域
本发明涉及液压传动技术领域，具体而言，涉及一种动力单元及其控制方法。
背景技术
随着全液压移动式起重机的起重能力越来越大，对发动机的功率要求越来越大；同时，起重机本身的重量越来越重，体积也越来越庞大。因此对液压泵的安装和设备的运输提出了更高的要求。
目前起重机通常采用闭式液压系统，这种系统在工作时发热较小，因此广泛应用于大型机器设备的液压传动。在这种系统中，受单个液压泵排量的限制，为满足大型起重机速度的要求，需采用数量很多的液压泵，由单个发动机驱动并且从单个分动箱输出动力。
在提供相同功率的情况下，采用单个发动机的成本要高于多个发动机的成本，并且在提供超大功率的情况下，单个发动机的可靠性较低。对于单发动机和单分动箱的系统来说，若需要输出大功率的动力，则需要较多的液压泵，从而使得分动箱的输出口数量较多，分动箱体积较大并且不便于安装。另外单个超大功率发动机本身重量重、体积大，导致其安装机架体积庞大，而现有的起重机主机与机架为一体式，从而使其在运输过程中易受公路条件的“限高”、“限重”和“限宽”的限制。
在相关的技术方案中存在如下问题：采用单个超大功率发动机成本较高并且可靠性较低；分动箱体积较大并且不便于安装，起重机在运输过程中易受公路条件的限制。针对这些问题，目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
本发明的目的在于提供一种动力单元以及控制动力单元的方法，以解决现有技术中采用单个超大功率发动机成本较高并且可靠性较低、分动箱体积较大并且不便于安装、起重机在运输过程中易受公路条件的限制的问题。
为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种动力单元。
本发明中的动力单元包括两个以上动力模块，每个所述动力模块中包括：发动机；分动箱，与所述发动机连接；液压泵组，与所述分动箱连接。
进一步地，本发明中的动力单元还包括销轴和快速接头，所述销轴和快速接头用于将所述动力单元与起重机主机连接。
进一步地，本发明中的动力单元还包括控制模块，所述控制模块用于接收用于选择一个或多个所述发动机的指令、接收用于启动或停止所选发动机的信号、接收用于控制所选发动机的油门的信号；向所选发动机发送用于启动或停止该发动机的信号，以及向所选发动机发送用于控制该发动机油门的信号。
进一步地，所述控制模块还用于：根据所选发动机转速数据和用于控制发动机的油门的信号生成用于调节发动机的油门的信号然后发送给所选发动机。
进一步地，所述控制模块包括可编程逻辑控制器。
为了实现上述目的，根据本发明的另一方面，提供了本发明中的动力单元的控制方法。
本发明中的动力单元的控制方法包括：接收用于选择所述动力单元中的一个或多个发动机的指令、接收用于启动或停止所选发动机的信号、接收用于控制所选发动机的油门的信号；向所选发动机发送用于启动或停止该发动机的信号，以及向所选发动机发送用于控制该发动机油门的信号。
进一步地，接收用于选择所述动力单元中的一个或多个发动机的指令的步骤之前，还包括：通过可编程逻辑控制器的人机界面选择所述动力单元中的一个或多个发动机。
进一步地，接收用于启动或停止对所选发动机的信号的步骤之前，还包括：启动开关发送用于启动或停止所选发动机的信号。
应用本发明的技术方案，在动力单元中设置多个动力模块，每个动力模块中包含发动机、分动箱和液压泵组，这样使用多个功率较小的发动机即能实现动力单元的较大功率输出，避免了采用单个超大功率发动机带来的高成本和低可靠性。另外根据本实施例中的这种由多个动力模块组成动力单元的方式，每个动力模块中的分动箱体积较小；本实施例中的动力单元在投入工程现场时，可以采用现有的销轴和快速接头与起重机的本体进行连接，因此较为便于安装，而且使起重机在运输过程中避免受到公路条件的限制。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是根据本发明实施例中的动力单元结构的示意图；
图2是根据本发明实施例中的动力单元布置的平面图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
图1是根据本发明实施例中的动力单元结构的示意图。
在本实施例中，如图1所示，动力单元中包含有多个动力模块，图中示出了3个动力模块，即动力模块1-3，在本实施例中根据需要可以采用更多的动力模块。每个动力模块包括发动机、分动箱和液压泵组，例如图1中的发动机11、分动箱12以及液压泵组13，分动箱12与发动机11连接，液压泵组13与分动箱12连接。发动机中包含有控制部件EMC，例如图中的控制部件111。各个动力模块的结构相类似。
采用图1中的这种动力单元，在本实施例中可以应用功率较小的发动机即能够实现动力单元整体有较大的输出功率，并且每个分动箱的体积较小。
在本实施例中，图1所示的动力单元还可以包括销轴和快速接头，图1中未示出。将图1所示的动力单元和起重机主机进行连接时，可以采用销轴和快速接头作为连接部件，将一组或多组液压泵组与执行液压元件例如液压马达、油缸等连接，该连接可以在起重机工作现场进行，从而减小运输过程中的起重机的重量及体积，避免受到公路条件的限制。
本发明实施例中的动力单元中还可以包括控制模块，如图1中的控制模块4。应用本实施例中的动力单元进行工程作业时，需先选择一个或多个发动机，然后启动这些发动机、控制这些发动机的油门，以及停止这些发动机。所以，控制模块4的功能包括：接收用于选择一个或多个所述发动机的指令、接收用于启动或停止所选发动机的信号、接收用于控制所选发动机的油门的信号。
在本实施例中，用于启动或停止所选发动机的信号可以通过油门踏板5来接收，用于启动或停止所选发动机的信号可以通过启动开关6来接收。控制模块4的功能还包括向所选发动机发送用于启动或停止该发动机的信号，以及向所选发动机发送用于控制该发动机油门的信号，这两种信号都发送给所选发动机的控制部件。
通过控制模块的这些功能，可以实现同时接收对多个发动机进行启动和停止以及油门的控制的信号，控制模块4在收到这些信号之后即对发动机进行控制，在该过程中控制模块4通过发动机的控制部件获取发动机转速数据，再结合控制发动机油门的信号，生成用于调节发动机的油门的信号然后发送给发动机，具体是发送至发动机的控制部件，这样可以实现对多个发动机运行的控制。
在本实施例中，控制模块4还可以比较各个运行中的发动机的转速，在起重机上升作业中，对于转速较低的发动机，例如转速低于发动机平均转速的发动机，或者是转速最低的一个或几个发动机，控制模块4可通过发动机控制部件增加这些发动机的油门以提高其转速，这样有助于避免发动机熄火。相应地在起重机下降作业中，可以选择一个或几个转速较高的发动机，由控制模块4通过发动机控制部件减小这些发动机的油门以降低其转速，这样有助于避免产生飞车现象。
在本实施例中，控制模块4可以采用可编程逻辑控制器PLC作为主要控制元件，在PLC通讯的人机界面中可以显示各发动机的状态和转速，以及选择发动机的选项，这样可以直观地获知动力单元的运行状态。
图2是根据本发明实施例中的动力单元布置的平面图。在本实施例中，以带有两个动力模块的动力单元为例，动力单元和其他设备在工作现场可以按照图2所示的形式进行布置。
基于本发明实施中的动力单元，以下再给出控制这种动力单元的方法。
本发明中，控制动力单元的方法主要包括接收用于选择动力单元中的一个或多个发动机的指令、接收用于启动或停止所选发动机的信号、接收用于控制所选发动机的油门的信号。
在本实施例中，可以先通过PLC的人机界面选择动力单元中的一个或多个发动机，然后由启动开关向PLC发送启动所选发动机的指令，该指令被PLC接收后，接下来由PLC向发动机的控制部件发送启动所选发动机的指令，发动机在启动之后，可以由油门踏板向PLC发送控制油门大小的指令，该指令同样被PLC传送给发动机的控制部件。
从以上的描述中，可以看出，应用本实施例的技术方案，在动力单元中设置多个动力模块，每个动力模块中包含发动机、分动箱和液压泵组，这样使用多个功率较小的发动机即能实现动力单元的较大功率输出，避免了采用单个超大功率发动机带来的高成本和低可靠性。另外根据本实施例中的这种由多个动力模块组成动力单元的方式，每个动力模块中的分动箱体积较小；本实施例中的动力单元在投入工程现场时，可以采用现有的销轴和快速接头与起重机的本体进行连接，因此较为便于安装，而且使起重机在运输过程中避免受到公路条件的限制。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种动力单元，其特征在于，包括两个以上动力模块，每个所述动力模块中包括：
发动机；
分动箱，与所述发动机连接；
液压泵组，与所述分动箱连接。
2.根据权利要求1所述的动力单元，其特征在于，还包括销轴和快速接头，所述销轴和快速接头用于将所述动力单元与起重机主机连接。
3.根据权利要求1所述的动力单元，其特征在于，还包括控制模块，所述控制模块用于：
接收用于选择一个或多个所述发动机的指令、接收用于启动或停止所选发动机的信号、接收用于控制所选发动机的油门的信号；
向所选发动机发送用于启动或停止该发动机的信号，以及向所选发动机发送用于控制该发动机油门的信号。
4.根据权利要求3所述的动力单元，其特征在于，所述控制模块还用于：
根据所选发动机转速数据和用于控制发动机的油门的信号生成用于调节发动机的油门的信号然后发送给所选发动机。
5.根据权利要求3或4所述的动力单元，其特征在于，所述控制模块包括可编程逻辑控制器。
6.根据权利要求3或4所述的动力单元，其特征在于，还包括销轴和快速接头，所述销轴和快速接头用于将所述动力单元与起重机主机连接。
7.一种动力单元的控制方法，所述动力单元为根据权利要求1-4中任一项权利要求所述的动力单元，其特征在于，包括：
接收用于选择所述动力单元中的一个或多个发动机的指令、接收用于启动或停止所选发动机的信号、接收用于控制所选发动机的油门的信号；
向所选发动机发送用于启动或停止该发动机的信号，以及向所选发动机发送用于控制该发动机油门的信号。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，接收用于选择所述动力单元中的一个或多个发动机的指令的步骤之前，还包括：通过可编程逻辑控制器的人机界面选择所述动力单元中的一个或多个发动机。
9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，接收用于启动或停止对所选发动机的信号的步骤之前，还包括：启动开关发送用于启动或停止所选发动机的信号。
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