CN102897033B - 用于起重机的驱动装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于起重机的驱动装置，其中该起重机包括上车和下车，该驱动装置具有在下车中的至少一个下车发动机且该下车发动机是内燃机，该驱动装置具有至少一个上车驱动机构，该上车驱动机构能通过由下车发动机驱动的扭矩和/或功率传递机构来驱动。另外，本发明涉及带有这种驱动装置的起重机。

Description

用于起重机的驱动装置

技术领域

本发明涉及用于起重机的驱动装置，其中该起重机包括下车和上车，以及本发明涉及起重机。

背景技术

大型起重机经常包括大型的下车发动机和小型的上车发动机。

应该注意到，在起重机构造中，人们多年以来一直致力于优化重量分布并因此提高起重机的承载能力。因为规定了在公共道路交通中的可允许最大轴(桥)荷载为12吨，所以人们不再期望性能上的飞跃。例如，五桥起重机可最大荷重60吨地行驶在道路上。因此，五桥起重机的性能对于所有起重机制造商几乎都是一样的。

起重机的上车可围绕下车关于竖直旋转轴线旋转地安装。通常，围绕旋转轴线安装有旋转接头，该旋转接头代表上车和下车之间的连接。这种连接例如可以是液压型或电力型的。

内燃机在其最大转速时具有其最高性能并且能够在该范围内运行。

或者，还可以采用更大型的且因而功率更高的发动机。如此一来，这种发动机能以较低的转速运行。因此，在起重机工作中，发动机不一定非要在性能优化范围内运行，而是也可以在消耗优化范围内运行。另一方面，重量增大了。

这与大型内燃机油耗更高是相反的。每个发动机缸都具有摩擦损失、涡流损失等等。

此外，单发动机配置形式的移动式起重机是已知的。这些起重机在下车中具有发动机并且通过所谓的“液压轴”给上车供应能量。液压油通过旋转接头被输送至上车，然后，上车直接或间接地给各起重机执行机构供应能量。然而，这是昂贵的。

发明内容

因此，本发明的任务是以有利的方式研发一种用于上述起重机的驱动装置。

根据本发明，该目的由具有权利要求1的特征的驱动装置来实现。据此，提供一种用于起重机的驱动装置，该起重机包括下车和上车，该驱动装置具有在该下车中的至少一个下车发动机且该下车发动机是内燃机，该驱动装置具有至少一个上车驱动机构，其中该上车驱动机构能通过由该下车发动机驱动的扭矩和/或功率传递机构被驱动。

这带来的显著优点在于，就起重机在道路上的行驶操作性能而言被设定为具有大尺寸的下车内燃机还能被用于上车驱动机构。因此，可以省去用于起重机驱动的“较小型”发动机即上车发动机。由此产生的重量优势可被投入到起重机起升功率和/或各个总成的稳定性中。

因此，通过有选择地省去常用的沉重部件，可在起重机构造中获得性能飞跃，这意味着可以提供一种性能数据明显得到改善的起重机。上车发动机连同诸如发动机、油和燃料箱等其众多笨重总成的省去造成以下事实，尤其可以特别有利地实现在重量减轻的同时提升性能的目标。

所述扭矩和/或功率传递机构是机械的扭矩和/或功率传递机构，特别用于将力、扭矩和功率从下车发动机机械传递至设于上车中的起重机执行机构，该起重机执行机构由或可以由上车驱动机构来驱动。

此外有这样一个优点，特别是对尾气、噪音等而言现在只检查一个发动机即下车发动机就够了。还有利的是，只需对一个发动机即下车发动机进行维护，从而减轻维护负担。由于可能发生故障的部件更少，所以可用性也得到有利提高。

此外可以规定，扭矩和/或功率传递机构是和/或包含至少一个铰接轴杆，特别是竖直轴杆。

扭矩和/或功率传递机构还可能是和/或包含至少一个角变速器。

另外可以想到的是，扭矩和/或功率传递机构包括至少一个离合器，通过该离合器，该上车驱动机构能被接合或分离，该离合器优选设置在下车中或设置在下车区域里。

还可以规定，扭矩和/或功率传递机构可以直接由下车发动机的辅助传动装置来驱动，和/或扭矩和/或功率传递机构可以由手动变速器或自动变速器的辅助传动装置来驱动，和/或扭矩和/或功率传递机构可以由分动机构的辅助传动装置来驱动。

还可以想到上车驱动机构包含至少一个泵分动机构。

扭矩、力和功率从下车发动机到上车发动机的传递可以仅通过机械方式来实现。

另外可以规定，下车发动机是功率强劲的大型内燃机，特别是柴油机，其中，下车发动机的功率优选设定成使下车发动机在低发动机转速时能够提供起重机工作所需要的功率，该低发动机转速特别是在高于怠速转速至约两倍怠速转速的转速范围内。

可以在上车上或在上车区域内设置辅助发动机，上车驱动机构可以由该辅助发动机来驱动。

此外，本发明涉及具有权利要求10的特征的起重机。据此规定，起重机设有至少一个根据权利要求1至9中任一项所述的驱动装置，其中，该起重机优选是移动式起重机，特别是大型移动式起重机。

附图说明

现在将参照如图所示的实施例来详细说明本发明的其它细节，其中：

图1示出起重机的示意侧视图；

图2示出根据本发明第一实施例的驱动装置的示意图；

图3示出关于大型内燃机和小型内燃机的消耗特性的比较图表；以及

图4示出根据本发明另一个实施例的驱动装置的示意图。

具体实施方式

图1示出带有根据本发明的驱动装置的起重机1的示意侧视图。起重机1是移动式起重机1。

图2进一步示出根据本发明第一实施例的驱动装置的示意图。

根据本发明，起重机1的上车3的驱动是通过上伸至回转环中心即旋转轴线4的铰接轴杆16实现的。优选按照90度角设计的角变速器13居中插入车架中，并且驱动力被传递至上车3。在上车3中实现了另一角变速器13，此时功率被传递至泵分动机构14。如有必要，还可以通过另一未示出的角变速器13获得泵分动机构14的合适位置。应当注意，在上车3中，悬臂7和变幅缸8占据回转中心的区域并在该纵轴线周围。因此，为了伸出这一区域，另一个角变速器13可能变得是必要的。

上车驱动机构可以从现有已知的传动系中以各种方式分支出来，即

—直接从柴油机10的辅助传动装置10a分支出，绕过变速器；

—从在手动变速器或自动变速器11处的辅助传动装置分支出；或者

—在来自分动机构12的辅助传动装置分支出，其中该轴杆最好是简单地直接穿过分动机构12。

由于本发明的另一目的是节省燃料，所以上车驱动机构不论位于何处都能例如借助离合器18被切断，这是非常有利的。此外，在下车中设有离合器50，其能主动分离靠近上车驱动机构分支点的下车驱动装置，从而减小摩擦损失。

上车驱动机构的传动比可根据需要来自由选择。当设于分动机构12上时，传动比可根据需要依靠齿轮级来定。不过，最好确定对柴油机10最佳的传动比。传动比既可以等于发动机转速，也可以增加至快速模式。同样的情况也适用于角变速器13，其既可以具有1:1的传动比，也可以步升至快速模式。

可以理解，扭矩和功率被传递至上车驱动机构。该扭矩将对上车3产生干扰力矩。如果此力矩大于滚子轴承回转环9的摩擦损失，则必须提供附加措施。因此，必要的支撑力矩可以通过控制器计算出，随后通过回转齿轮被适当补偿。

大型的下车发动机10具有足以用于起重机工作的功率。就功率而言，下车发动机是针对行驶操作来设计的。关于最大功率，上车发动机至今多少还是须选择得较小，因为这将同时减轻重量和节约成本。然而，这些节减牵扯到在更高速度范围内运行的缺点，其导致更高的燃料消耗。在上车工作中，下车发动机10于是优选能以降低的转速在消耗最佳范围内运行。

对起重机工作重要的是使柴油机10以燃料消耗优化方案运行。在所需功率与供给功率相互比较的功率对比中，发动机转速被相应关联起来，从而使发动机以燃料消耗优化方案运行。

只采用一台柴油机10时的另一个问题是尾气路线。下车2是固定不动的，上车3围绕旋转轴线4旋转。根据起升任务，上车3和因而起重机室5可以360°全方位停位。为了保证即使在上车3位置不佳以及刮风条件不利的情况下尾气也不会立即进入起重机室5，应以合适的方式设计尾气路线。其可能的解决方案是，将来自消音器80的尾气移至尽可能靠近驾驶员室6，另外使尾气出口81同时朝向上方和外侧。

还应当提到的是，可省去目前常用的液压旋转接头。能量以机械方式或基本以机械方式来传递。只需要用小的滑环20来传递电信号和电能。

为了进一步节约燃料，如此有利地设计在下车中的用于辅助负载的多个泵17，使它们也可以有选择地借助离合器19被切断。然而，该离合器也必须可有选择地被切换，从而能够提供例如来自上车3(如吊车操纵机构)的驱动操作。根据现有技术，这些泵17是不可切换的。

可从包含大型和小型发动机的消耗特性曲线的图3中得到用于燃料节省的另一方面。该图是内燃机基于转速的燃料消耗的简化表示。大型柴油机10可以在低怠速转速nL_大运行。前述的小型柴油机必须在更高的怠速转速nL_小运行。此外，与前述更高的运行转速nB_小相比，低运行转速nB_大可以实现燃料节省。

每个角变速器13的效率为约0.99至0.98。因此，上车3中的泵分动机构14仍有足够的功率可用。

另一积极的方面是减少噪音产生，这是因为柴油机10低转速运行。这一方面也可以影响燃料消耗。由于柴油机10的尺寸非常大，所以其能低转速运行并相应产生极少的热量。因此，用于冷却发动机的风扇53能低速运行，或甚至根本不运行。

当考虑典型的起重机工作时，现在可以注意到，柴油机10通常在超过50%的时间里按怠速模式运行—先前也是。例如这是因为起重机室5的空调系统需要柴油机10这一事实。除此之外，起重机驾驶员不能够关停柴油机10。

根据本发明的另一方面，可以在上车3处设置辅助发动机31。辅助发动机31可被设计成具有各种尺寸。辅助发动机31可以包括起动机33和发电机32。在待机时间里，发电机32可负责供应电力至电力负载如照明。在晚上，如果起重机仍保持悬臂高度超过100m的架立状态，则辅助发动机31还可点亮飞行警示灯。借助离合器30，空调系统52或选定部件的预热也可随之由辅助发动机31来操作。在柴油机10出故障的情况下，可借助铰接轴杆16对泵分动机构14进行紧急操作。连接机构当然还包括可分离的离合器51。在下车中的电池出故障的情况下，辅助发动机31还可被用于充电。当然，辅助发动机31还可以是独立于上车3的单元。

在附图中未详细示出的另一实施例优选涉及大型起重机，在大型起重机中，内燃机和旋转导通件之间的距离非常大。在这里，如图2所示的方案将导致直至角变速器13的非常长的驱动轴杆12。或者在此应用情形中也可使用桥轴的驱动轴杆16。于是，角变速器13(见图2)于是可以由在桥驱动装置处分支出的输出轴来驱动。在此方案中，每个桥轴上必须设有一个离合器，从而使各个桥轴能与传动系分离，以防止在起重机工作时轮子也转动起来。

Claims (7)

1.一种用于起重机(1)的驱动装置，其中该起重机(1)包括下车(2)和上车(3)，该驱动装置具有在该下车(2)中的至少一个下车发动机(10)且该下车发动机是内燃机，该驱动装置具有至少一个上车驱动机构，其中该上车驱动机构能通过由该下车发动机(10)驱动的扭矩和/或功率传递机构来驱动，其中该扭矩和/或功率传递机构包含铰接轴杆(16)、第一角变速器(13)、位于上车(3)中的至少一个另外的角变速器(13)和用于从该至少一个另外的角变速器传递功率至泵分动机构(14)的功率传递装置，其中该下车发动机(10)是功率强大的大型内燃机，其中该下车发动机(10)的功率设定成使该下车发动机(10)能在高于怠速转速至约两倍怠速转速的低转速下提供起重机工作所需要的功率，其中所述第一角变速器(13)由在桥驱动装置处分支出的输出轴来驱动。

2.根据权利要求1所述的驱动装置，其特征是，该铰接轴杆(16)是竖直轴杆。

3.根据权利要求1或2所述的驱动装置，其特征是，该扭矩和/或功率传递机构包括至少一个离合器(18)，该上车驱动机构能通过该离合器被接合和分离，该离合器(18)设置在该下车(2)中或下车(2)区域里。

4.根据权利要求1或2所述的驱动装置，其特征是，该扭矩和/或功率传递机构能直接由该下车发动机(10)的辅助传动装置(10a)驱动，和/或该扭矩和/或功率传递机构能由手动变速器或自动变速器(11)的辅助传动装置驱动，和/或该扭矩和/或功率传递机构能由分动机构(12)的辅助传动装置驱动。

5.根据权利要求1或2所述的驱动装置，其特征是，扭矩、力和功率从该下车发动机(10)到该上车驱动机构的传递以机械方式实现。

6.根据权利要求1或2所述的驱动装置，其特征是，在该上车(3)上或在该上车(3)区域里设有辅助发动机(31)，通过该辅助发动机能够驱动该上车驱动机构。

7.一种具有至少一个根据权利要求1至6之一所述的驱动装置的起重机(1)。