CN103879894B - 一种起重机及其发动机系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种起重机的发动机系统，包括设置于起重机驾驶室（31）和转台（32）之间的走台板（30）上的天然气发动机（11），还包括盛装有高压气化天然气的储气罐（14），储气罐（14）的进气口处设置有用于连通或断开与外界充气管路连接的截止阀，其出气口通过管路连通天然气发动机（11）的进气口，管路上还设置有减压组件（16）以及连通或关闭该管路的阀门（190）；本发明中起重机的发动机系统以气化天然气作为燃料，以满足起重机工作需要，燃料价格相对比较低，可以降低起重机的使用成本。另一方面，有利于环境保护；另外，天然气抗爆性能比较好，工作时产生的噪音比较低。本发明还公开了一种具有上述发动机系统的起重机。

Description

一种起重机及其发动机系统

技术领域

本发明涉及工程机械动力控制技术领域，特别涉及一种发动机系统。本发明还涉及具有上述发动机系统的起重机。

背景技术

目前，起重机动力系统基本上匹配的均为柴油发动机系统，柴油发动机系统包括柴油发动机以及连通柴油发动机的供油系统，供油系统包括进油部分及回油部分两部分。

请参考图1，图1为现有技术中一种典型的柴油发动机系统的结构示意图。

进油部分主要包括柴油箱6、粗滤器5、发动机进油管3、发动机供油泵2、柴油精滤器1等部件；回油部分主要包括回油管4；当柴油发动机7启动工作时，柴油在发动机供油泵2的作用下，从柴油箱6出油口泵出，经粗滤器5过滤后，通过柴油发动机进油管3，经过发动机供油泵2后进入发动机精滤器1，柴油经过精滤器过滤后直接进入柴油发动机7参与燃烧做功，部分未参与燃烧做功的柴油经回油管流回柴油箱。

众所周知，起重机等大型机械对柴油的消耗量比较大，但是随着石油能源的不断开采，石油量逐年减少，柴油的价格也在不断增加，导致起重机的使用成本越来越高。

同时，由于国内柴油的含硫量较高，杂质较多，整体质量差，难以满足越来越严格的排放法规要求。并且质量高的柴油价格要高出普通柴油价格的数倍，使用成本过高。

因此，如何提供一种发动机系统，该发动机系统可降低起重机工作的使用成本，并且有利于保护环境，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的为提供一种发动机系统，该发动机系统大幅度降低了起重机作业的使用成本，且有利于环境保护。本发明的另一目的为提供一种具有上述发动机系统的起重机。

为解决上述技术问题，本发明提供一种起重机的发动机系统，包括设置于起重机驾驶室和转台之间的走台板上的天然气发动机，还包括盛装有高压气化天然气的储气罐，所述储气罐的进气口处设置有用于连通或断开与外界充气管路连接的截止阀，其出气口通过管路连通所述天然气发动机的进气口，所述管路上还设置有减压组件以及连通或关闭该管路的阀门。

优选地，所述天然气发动机位于所述走台板下表面，其位置靠近起重机驾驶室。

优选地，所述储气罐通过第二安装托架吊装于所述走台板的下表面旁侧，其位置靠近所述转台。

优选地，所述储气罐的数量至少为两个，各所述储气罐出气口依次串联后所述天然气发动机的进气口。

优选地，所述储气罐的数量为四个，两两并排上下叠置，所述第二安装托架周向捆绑各所述储气罐。

优选地，还包括第二采集装置、控制器和显示装置，所述第二采集装置用于采集各所述储气罐中气体压力参数，所述控制器将所述气体压力参数显示于所述显示装置的显示屏。

优选地，还包括连接于第二采集装置与所述显示装置之间的变送器，在所述天然气发动机工作之前，所述控制器控制所述变送器自动进行自检，并将自检结果显示于所述显示装置的显示屏。

优选地，还包括与所述走台板固定连接的第三安装托架，所述减压组件包括减压器和滤清器，所述减压器、所述滤清器以及所述阀门集成安装于第三安装托架上。

优选地，所述第三安装托架设置于所述走台板的上表面，其位置靠近所述转台且与所述储气罐分居于所述走台板的两侧。

本发明中起重机的发动机系统设置有天然气发动机、存储天然气的储气罐以及减压组件，以气态天然气作为燃料，以满足起重机工作需要，相比现有技术中以柴油作为燃料，本发明中所使用的燃料一方面存储比较丰富，价格相对比较低，可以降低起重机的使用成本，实践证明，天然气起重机的使用成本比柴油起重机节省30%以上。

另一方面，天然气属于洁净能源，可以大大降低起重机尾气中污染物的含量，有利于环境保护；另外，天然气抗爆性能比较好，工作时产生的噪音比较低。

在上述发动机系统的基础上，本发明还提供了一种起重机，包括走台板以及设置于走台板上的发动机系统，所述天然气发动机系统为上述任一实施例所述的发动机系统。

因发动机系统具有上述技术效果，故具有该发动机系统的起重机也具有上述效果。

附图说明

图1为现有技术中一种典型的柴油发动机系统的结构示意图；

图2为本发明一种具体实施例中起重机的结构示意图；

图3为本发明一种具体实施例中发动机系统的结构示意图；

图4为本发明一种具体实施例中发动机系统的连接框图；

图5为本发明发动机系统中减压组件的一种具体实施方式的结构示意图；

图6为图5所示减压组件的右侧视图。

其中，图1中附图标记和部件名称之间的一一对应关系如下所示：

1柴油精滤器、2发动机供油泵、3发动机进油管、4回油管、5粗滤器、6柴油箱、7柴油发动机。

其中，图2至图6附图标记和部件名称之间的一一对应关系如下所示：

11天然气发动机、12储液罐、13汽化组件、131缓冲罐、132汽化器、14储气罐、15单向阀、161减压器、1a减压器安装座、16减压组件、162滤清器、2a滤清器安装座、17换向阀、18过滤器、190阀门、3a截止阀安装座、191第一截止阀、192第二截止阀、51稳压器、50压力表、20第一安装托架、30走台板、31驾驶室、32转台、33主臂、40第二安装托架、50第三安装托架、101螺栓。

具体实施方式

本发明的核心为提供一种发动机系统，该发动机系统大幅度降低了起重机作业的使用成本，且有利于环境保护。本发明的另一核心为提供一种具有上述发动机系统的起重机。

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

请参考图2，图2为本发明一种具体实施例中起重机的结构示意图。

本发明提供了一种起重机的发动机系统，包括布置于起重机的驾驶室31和转台32的走台板30上的天然气发动机11、盛装有高压气化天然气的储气罐14，所述储气罐14的进气口处设置有用于连通或断开与外界充气管路连接的截止阀，其出气口通过管路连通所述天然气发动机11的进气口，所述管路上还设置有减压组件16以及连通或关闭该管路的阀门190。

该实施方式中，储气罐14、减压组件组成了汽化（CNG）天然气系统，储气罐14中装有高压天然气可以作为备用燃料源为天然气发动机11提供燃料，打开气化天然气系统中的阀门，使用储气罐14中存储的气化天然气为天然气发动机11供气。

本发明中起重机的发动机系统设置由天然气发动机11、存储气态天然气的储气罐以及减压组件构成的气态（CNG）天然气系统，以气化天然气作为燃料，以满足起重机工作需要，相比现有技术以柴油作为燃料，本发明中所使用的燃料一方面存储比较丰富，价格相对比较低，可以降低起重机的使用成本，实践证明，天然气起重机的使用成本比柴油起重机节省30%以上。

另一方面，天然气属于洁净能源，可以大大降低起重机尾气中污染物的含量，有利于环境保护；另外，天然气抗爆性能比较好，工作时产生的噪音比较低。

上述各实施例中，天然气发动机11可以位于走台板30下表面，其位置靠近起重机驾驶室31；对于现有技术中的柴油起重机的发动机大多设置于走台板30下表面且靠近驾驶室31位置，当将现有柴油起重机更换为天然气发动时，天然气发动机11与柴油发动机大致处于起重机的同一位置，这样无需更改现有起重机与发动机连接的传动部件的结构和位置，改造成本比较低。

在一种具体的实施方式中，储液罐12可以通过第一安装托架20固定于起重机驾驶室31和转台32之间的走台板30上表面，其位置远离所述走台板30的中心纵向面，且靠近所述驾驶室；走台板30上表面的空间比较大，能够容纳体积较大的储液罐12，而且便于储液罐12的安装；另外将储液罐12设置于走台板30的侧边位置可以避免与主臂33干涉。

需要说明的是，本文将沿车体长度方向定义为纵向。

本文给出了第一安装托架20的一种具体的结构形式，以储液罐12的横截面为圆形为例，第一安装托架20包括环绕储液罐12的罐体外周面的锁紧部和连接所述锁紧部且固定于走台板30上的固定部，固定部可以通过螺栓等部件固定于走台板30上。

具体地，上述各实施例中的汽化组件13包括汽化器132和缓冲罐131，汽化器132和所述缓冲罐131左右并排布置于走台板30上表面，且置于所述储液罐12的出液口位置；该布置不仅便于汽化组件13和储液罐12之间管路的布置，而且缓冲罐131在发动机极端用气情况下可以起到瞬时缓冲的作用。

众所周知，起重机产品具有使用时间上的特殊性，当没有工程开展时，起重机将会长时间放置，这时为了安全，一般的储液罐12上设置有安全阀，当储液罐12内液化天然气的气压到达一定压力时，安全阀自动打开，将部分天然气释放至大气中。故起重机长时间放置后，其储液罐12内天然气气压会很小，发动机启动比较困难，经常长期放置后启动会对发动机部件造成伤害，故本发明还可以进行如下设置。

上述各实施例中，储气罐14可以通过第二安装托架40设置于起重机驾驶室31和转台32之间走台板30的下表面一侧，其位置靠近转台32。

在一种优选的实施方式中，发动机系统还可以包括第三安装托架50，减压器161、滤清器162以及阀门190集成安装于第三安装托架50，第三安装托架50与走台板30固定连接，两者可以使用螺栓固定连接，也可以使用螺钉等部件或焊接方式与走台板30固定连接。

该方式中设置各部件的集成安装座可以提前完成储气系统中减压器161、滤清器162和阀门190等部分部件的组装，有利于提高装配效率。

具体地，第三安装托架50可以具有横臂和立壁，第三安装托架50的横壁和立壁上可以分别焊接若干小安装座，用于固定减压器161、滤清器162以及截止阀，如图5和图6中减压器161、滤清器162以及阀门190对应的安装座分别为减压器安装座1a、滤清器安装座2a、截止阀安装座3a。

在一种优选实施方式中，上述第三安装托架可以设置于起重机驾驶室31和转台32之间的走台板30的上表面，其位置靠近所述转台32且与所述储气罐14分居于所述走台板30的两侧；这样可以便于储气罐14和减压组件之间管路的连接。

储气罐的数量至少为两个，各所述储气罐出气口依次串联后所述天然气发动机11的进气口，这样可以尽量满足起重机长时间工作和运行的需求。

在一种优选的实施方式中，储气罐的数量可以为四个，两两并排上下叠置，第二安装托架周向捆绑各所述储气罐。

本发明提供的发动机系统还包括用于盛装液化天然气的储液罐12以及汽化组件13，储液罐12的出口经汽化组件13连通天然气发动机11的进气口，汽化组件13包括汽化器132和缓冲罐131，所述储液罐、所述汽化器、所述缓冲罐顺序连通；所述汽化器132和所述缓冲罐131左右并排布置于所述走台板上表面，且置于所述储液罐12的出液口位置。

在相同体积的存储空间情况下，液化天然气的存储量比较大，有利于起重机长时间不间断作业以及远途行驶。

请再次参考图2，进一步地，发动机系统还可以包括设置于天然气发动机11的进气口管路上的换向阀17，换向阀17的第一进气口与汽化组件13的出气口连通，其第二进气口与减压器的出气口连通，换向阀17的出气口连通天然气发动机11的进气口；当换向阀17处于第一工作位置时，第一进气口与出气口连通；当换向阀17处于第二工作位置时，第二进气口与出气口连通。

为了实现机械控制的自动化，上述各发动机系统可以包括第二采集装置，第二采集装置用于采集各所述储气罐14中气体压力参数，控制器根据气体压力参数计算储气罐14内部气体量，并所述气体压力参数显示于显示装置的显示屏；操作者可以根据显示屏上的压力参数判断储气罐内气体剩余量，准确判断何时对储气罐充气。

上述实施方式中的发动机系统还可以进一步包括第一采集装置，用于采集储液罐12内液化天然气的液量参数；控制器，根据液量参数计算液量，并判断该液量与预设最低液量的大小，如果液量低于预设最低液量，则控制所述换向阀17处于第二工作位置；否则，控制所述换向阀17处于第一工作位置，并且所述控制器将所述采集装置的采集信息显示于所述显示装置的显示屏，以便操作者更好的了解起重机发动机系统的作业情况。

在一种优选的实施方式中，为了保证起重机作业的安全可靠性，发动机系统还包括连接与第一采集装置、第二采集装置与所述显示装置之间的变送器，在天然气发动机工作之前，控制器控制变送器自动进行自检，并将自检结果显示于显示装置的显示屏。

本文给出了一种显示装置的具体形式，上述各实施例中显示装置的显示屏上设置有状态指示灯，当状态指示灯处于闪烁状态时，表示气量低于设定量；此时状态指示灯闪烁，提醒用户及时加气；当状态指示灯处于常亮状态时，表示未正确连接主变送器和显示屏，状态指示灯常亮，其他均不显示。

自检过程：接通电源，电源指示灯和状态指示灯亮，变送器自动进入自检。大约3秒后状态指示灯熄灭，表示自检通过；状态指示灯不熄灭，表示自检未通过。自检结束后，变送器自动进入气瓶数据采集进程。

进一步地，为了保证进入天然气发动机11内部天然气的洁净，还可以在换向阀17和天然气发动机11之间安装过滤器18。

上述各实施例中，减压组件与第二进气口的连通管路上设置有单向阀15，以便天然气由减压组件单向流向第二进气口；这样可以进一步避免气压比较高的储气罐14中的天然气溢流进入气压比较低的储液罐12内，影响两系统的工作性能。

上述储存天然气的储液罐12、储气罐14以及用于天然气流通的管路可以使用钢管。

进一步地，上述各实施例的发动机控制系统中还可以进一步增加具有不同过滤精度的滤清器162，以便进一步对进入天然气发动机11中的天然气进行过滤，提高天然气发动机11的使用寿命。并且液化天然气系统和气化天然气系统中还可安装稳压器51和压力表52等稳压部件提高天然气管路上的压力稳定性。

根据系统的使用需要，还可以在发动机系统中增加其他控制部件，例如第一截止阀191和第二截止阀192便于控制液化天然气进气气路和气化天然气进气气路。

在上述发动机系统的基础上，本发明还提供了一种起重机，包括走台板以及设置于走台板上的发动机系统，所述天然气发动机系统为上述任一实施例所述的发动机系统。

因发动机系统具有上述技术效果，故具有该发动机系统的起重机也具有上述效果。

起重机其他方面的资料请参考现有技术，在此不作赘述。

以上对本发明所提供的一种起重机及其发动机系统进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种起重机的发动机系统，其特征在于，包括设置于起重机驾驶室(31)和转台(32)之间的走台板(30)上的天然气发动机(11)，还包括盛装有高压气化天然气的储气罐(14)，所述储气罐(14)的进气口处设置有用于连通或断开与外界充气管路连接的截止阀，其出气口通过管路连通所述天然气发动机(11)的进气口，与所述储气罐(14)出气口连通的管路上还设置有减压组件(16)以及连通或关闭该管路的阀门(190)；

还包括用于盛装液化天然气的储液罐(12)以及汽化组件(13)，所述储液罐(12)的出口经所述汽化组件(13)连通所述天然气发动机(11)的进气口；所述汽化组件(13)包括汽化器(132)和缓冲罐(131)，所述储液罐、所述汽化器、所述缓冲罐顺序连通；所述汽化器(132)和所述缓冲罐(131)左右并排布置于所述走台板上表面，且置于所述储液罐(12)的出液口位置。

2.如权利要求1所述的发动机系统，其特征在于，所述天然气发动机(11)位于所述走台板(30)下表面，其位置靠近起重机驾驶室(31)。

3.如权利要求2所述的发动机系统，其特征在于，所述储气罐(14)通过第二安装托架吊装于所述走台板(30)的下表面旁侧，其位置靠近所述转台。

4.如权利要求3所述的发动机系统，其特征在于，所述储气罐的数量至少为两个，各所述储气罐出气口依次串联后连通所述天然气发动机(11)的进气口。

5.如权利要求4所述的发动机系统，其特征在于，所述储气罐的数量为四个，两两并排后上下叠置，所述第二安装托架周向捆绑各所述储气罐。

6.如权利要求1至5任一项所述的发动机系统，其特征在于，还包括第二采集装置、控制器和显示装置，所述第二采集装置用于采集各所述储气罐(14)中气体压力参数，所述控制器，将所述气体压力参数显示于所述显示装置的显示屏。

7.如权利要求6所述的发动机系统，其特征在于，还包括连接于第二采集装置与所述显示装置之间的变送器，在所述天然气发动机工作之前，所述控制器控制所述变送器自动进行自检，并将自检结果显示于所述显示装置的显示屏。

8.如权利要求6所述的发动机系统，其特征在于，还包括与所述走台板(30)固定连接的第三安装托架，所述减压组件(16)包括减压器(161)和滤清器(162)，所述减压器(161)、所述滤清器(162)以及所述阀门(190)集成安装于第三安装托架上。

9.如权利要求8所述的发动机系统，其特征在于，所述第三安装托架设置于所述走台板(30)的上表面，其位置靠近所述转台(32)且与所述储气罐(14)分居于所述走台板(30)的两侧。

10.一种起重机，包括车架以及设置于走台板(30)上的发动机系统，其特征在于，所述发动机系统为权利要求1至9任一项所述的发动机系统。