CN104003306B - 液压启动系统、方法及起重机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种液压启动系统、方法及起重机，液压启动系统包括：动力机构、变量泵、主阀和液压油箱，动力机构向变量泵提供驱动动力，变量泵和液压油箱均与主阀通过油路连通，主阀具有进油口，与变量泵的供油油路连通，主阀还具有冷启动泄油口，在冷启动泄油口与液压油箱之间还设有在冷启动时控制变量泵泄荷的电磁阀。本发明在主阀的冷启动泄油口与液压油箱之间设置了电磁阀，并在冷启动时利用该电磁阀为主阀内的供油油路与液压油箱建立连通关系，从而实现变量泵的卸荷操作。通过这一结构，就可以在动力机构冷启动时先为变量泵卸荷，避免液压系统形成较高的阻力矩，从而实现动力机构在低温环境下的顺利启动。

Description

液压启动系统、方法及起重机

技术领域

本发明涉及液压技术，尤其涉及一种液压启动系统、方法及起重机。

背景技术

对于采用开式的变量泵的起重机液压系统来说，变量泵在启动的初始阶段的液压油排量处于最大值，直到当泵工作压力或在变量泵的先导控制口G加载的外部压力大于一定数值(例如30bar)时，变量泵的泵变量机构会在液压力的作用下将变量泵的液压油排量调整到最小值。如图1所示，变量泵是由起重机用的发动机通过分动箱带动而旋转的，当变量泵所连接的主阀在中位机能无法卸荷时，液压系统在发动机启动瞬间建立压力，实现变量泵排量由最大值向最小值变化。

在液压油适用的环境温度下，发动机启动力矩能够克服启动瞬间变量泵排量变化所带来的瞬间阻力矩，实现发动机的顺利启动，但当环境温度较低(例如低于-20℃)时，由于液压油的粘度增大，导致液压系统的阻力矩相应增大，当该阻力矩大于发动机本身的启动力矩时，发动机难以实现正常启动。

为解决这一问题，现有技术通常会针对于发动机进行改进，通过提高发动机的启动力矩来提升低温环境下的冷启动性能，但由于发动机需要克服的阻力矩难以量化，因此改进的发动机的适应性较差。另一方面，现有的液压系统需要主阀能够实现中位机能可卸荷，但这种要求限制了主阀的可能实现形式，而主阀的中位卸荷又会对系统的复合动作造成限制。

发明内容

本发明的目的是提出一种液压启动系统、方法及起重机，能够在低温环境下降低动力机构的阻力矩，实现低温环境下的顺利启动。

在本发明的一个方面，提供了一种液压启动系统，包括：动力机构、变量泵、主阀和液压油箱，所述动力机构向所述变量泵提供驱动动力，所述变量泵和所述液压油箱均与所述主阀通过油路连通，其中，所述主阀具有进油口，与所述变量泵的供油油路连通，所述主阀还具有冷启动泄油口，在所述冷启动泄油口与液压油箱之间还设有在冷启动时控制所述变量泵泄荷的电磁阀。

进一步的，所述冷启动泄油口采用备用进油口或测压口，所述备用进油口或测压口与所述进油口在所述主阀的阀体内通过油路连通。

进一步的，所述动力机构包括发动机和分动箱，所述发动机通过所述分动箱驱动所述变量泵。

进一步的，所述主阀的中位不泄荷。

进一步的，还包括安装在控制面板上的冷启动开关，与所述电磁阀电连接。

在本发明的另一个方面，提供了一种起重机，其中，包括前述的液压启动系统。

在本发明的又一个方面，提供了一种基于前述的液压启动系统的液压启动方法，其中，包括以下步骤：

判断环境温度是否满足动力机构冷启动的预设温度条件，如果满足，则执行冷启动过程，否则按常规步骤启动；

冷启动过程进一步包括：

操作主阀的冷启动泄油口与液压油箱之间的电磁阀，接通变量泵与所述液压油箱的油路，并通过该油路实现所述变量泵的泄荷；

启动所述动力机构，并当所述动力机构满足预设转速要求时，操作所述主阀的冷启动泄油口与液压油箱之间的电磁阀，断开所述变量泵与所述液压油箱的油路。

进一步的，所述动力机构包括发动机和分动箱，所述发动机通过所述分动箱驱动所述变量泵，所述动力机构满足的预设转速要求为所述发动机的怠速转速。

进一步的，所述起重机液压启动系统还包括安装在控制面板上的冷启动开关，与所述电磁阀电连接，所述操作主阀的冷启动泄油口与液压油箱之间的电磁阀的操作具体为：

通过按下所述冷启动开关，使所述电磁阀得电。

进一步的，所述动力机构冷启动的预设温度条件为环境温度低于-10摄氏度。

进一步的，所述怠速转速为800转/分。

基于上述技术方案，本发明在主阀的冷启动泄油口与液压油箱之间设置了电磁阀，并在冷启动时利用该电磁阀为主阀内的供油油路与液压油箱建立连通关系，从而实现变量泵的卸荷操作。通过这一结构，就可以在动力机构冷启动时先为变量泵卸荷，避免液压系统形成较高的阻力矩，从而实现动力机构在低温环境下的顺利启动。

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为现有的发动机—液压系统的结构示意图。

图2为本发明液压启动系统的一实施例的结构示意图。

图3为本发明液压启动系统的另一实施例的结构示意图。

图4为本发明液压启动方法的一实施例的流程示意图。

具体实施方式

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

如图2所示，为本发明液压启动系统的一实施例的结构示意图。在本实施例中，液压启动系统包括：动力机构1、变量泵2、主阀3和液压油箱4，动力机构1向变量泵2提供驱动动力，变量泵2和液压油箱4均与主阀3通过油路连通。

主阀3上设有多个油口，其中进油口P与变量泵2的供油油路连通，主阀3上还具有冷启动泄油口，在冷启动泄油口与液压油箱4之间设有在冷启动时控制变量泵2泄荷的电磁阀5。在冷启动时系统可以利用该电磁阀5为主阀3内的供油油路与液压油箱4建立连通关系，从而实现变量泵2的卸荷操作。通过这一结构，就可以在动力机构1冷启动时先为变量泵2卸荷，避免液压系统形成较高的阻力矩，从而实现动力机构1在低温环境下的顺利启动。

冷启动泄油口可以是专设主阀上，能够与变量泵2的出口相通的油口，也可以利用主阀上已有的油口，例如图2所示的备用进油口P1，或者图3所示的测压口M，从图中可以看到，备用进油口P1或测压口M与连接变量泵2的进油口P在主阀3的阀体内通过油路连通。

动力机构1是为变量泵2提供动力，使其运转的机构，可采用各种现有的动力机构形式。在本发明示意性实施例中，动力机构1包括发动机和分动箱，发动机是系统原动机，为整个液压系统提供动力，而分动箱对发动机输出端进行变化，实现多个输出端口，这样发动机就可以通过分动箱驱动多台变量泵。在另一实施例中，也可以由发动机直接驱动变量泵。

在本发明优选实施例中，通过电磁阀5的设置可以实现主阀的卸荷，因此主阀3可选择中位不泄荷的形式，这样就减少了主阀中位机能的限制，扩大了主阀的可选择性。

除了利用系统自动控制电磁阀在低温环境启动时实现变量泵卸荷之外，操作员也可以通过设置安装在控制面板上的冷启动开关，来直接控制变量泵卸荷，即将安装在控制面板上的冷启动开关(图中未示)与电磁阀电连接，当操作员操作冷启动开关时，电磁阀发生切换，使主阀3内的供油油路与液压油箱4建立连通关系，从而实现变量泵2的卸荷操作。冷启动开关为稳态条件开关，并且例如可由任何双稳态或两位开关来实现，双稳态或两位开关例如但不限于拨动开关、拨动按钮、滑动开关、旋转开关或摇臂开关。此外，冷启动开关例如可由如在操纵室内的控制面板触摸屏中见到的触摸屏开关来实现。此外，冷启动开关还可作为一对互补的按钮来实现，该对按钮设置成使得按下一个按钮致使选定两种状态中的一种，而按下另一个按钮致使选定两种状态中的另一种。可选的，冷启动开关也可使用声音识别软件来控制。

本发明的液压启动系统可适用于各类具有液压系统并可能需要在低温环境下启动的设备或车辆，尤其是起重机之类的工程机械车辆，利用本发明的液压启动系统能够使起重机获得良好的冷启动性能，提高对环境的适应性。

下面基于前述的液压启动系统实施例，来举例说明一下液压启动方法的实现过程，参见图4，如下：

步骤101、判断环境温度是否满足动力机构冷启动的预设温度条件，如果满足，则执行步骤102，否则执行步骤104；

步骤102、执行冷启动过程，首先操作主阀的冷启动泄油口与液压油箱之间的电磁阀，接通变量泵与所述液压油箱的油路，并通过该油路实现所述变量泵的泄荷；

步骤103、启动所述动力机构，并当所述动力机构满足预设转速要求时，操作所述主阀的冷启动泄油口与液压油箱之间的电磁阀，断开所述变量泵与所述液压油箱的油路，并结束操作；

步骤104、按常规步骤启动，即现有液压系统正常的启动步骤。

在上述步骤中，环境温度的判断可由系统自动完成，也可以由操作者协助完成，该动力机构冷启动的预设温度条件举例为环境温度低于-10℃，也可以是一个温度区间，例如-20℃～-10℃等。在这种温度下，系统自动控制电磁阀或者操作者通过安装在控制面板上、且与电磁阀电连接的冷启动开关来控制电磁阀得电实现变量泵的卸荷，避免变量泵在排量由大到小变化过程中形成的压力峰值。

动力机构可以具体包括发动机和分动箱，在冷启动过程中，当步骤103启动动力机构时，发动机通过分动箱驱动变量泵。当动力机构满足的预设转速要求(发动机的怠速转速800转/分)时，系统可以自动控制电磁阀或者操作者通过安装在控制面板上、且与电磁阀电连接的冷启动开关操作电磁阀，断开变量泵与液压油箱的油路，结束冷启动过程。

在介绍本发明的各方面或其实施例的元件时，冠词“一”、“一个”、“该”和“所述”旨在表示存在元件中的一个或多个。用语“包括”、“包含”和“具有”意为包括性的，并且表示可存在除列出元件之外的其它元件。

上文详细地描述了液压启动系统、方法及起重机设备的示例性实施例。然而该系统、方法和设备并不限于本文所述的特定实施例，相反，该方法的步骤和/或该系统和/或设备的构件可与本文所述的其它步骤和/或构件独立地且分开地使用。此外，所述步骤和/或构件还可限定在其它系统、方法和/或设备中，或可结合其使用，并且不限于仅利用本文所述的系统、方法和设备来实施。

本书面说明使用了包括最佳模式的实例来公开本发明，且还使本领域的技术人员能够实施本发明，包括制作和使用任何装置或系统，以及执行任何结合的方法。本发明的专利范围由权利要求所限定，并且可包括本领域普通技术人员所构思的其它实例。如果这些其它实例与权利要求中的书面语言并无不同，或者如果这些其它实例包括与权利要求的书面语言无实质区别的等同结构元件，则将意味着这样的实例处于权利要求的范围之内。

Claims (11)

1.一种液压启动系统，包括：动力机构、变量泵、主阀和液压油箱，所述动力机构向所述变量泵提供驱动动力，所述变量泵和所述液压油箱均与所述主阀通过油路连通，其特征在于，所述主阀具有进油口，与所述变量泵的供油油路连通，所述主阀还具有冷启动泄油口，在所述冷启动泄油口与液压油箱之间还设有在冷启动时控制所述变量泵泄荷的电磁阀。

2.根据权利要求1所述的液压启动系统，其特征在于，所述冷启动泄油口采用备用进油口或测压口，所述备用进油口或测压口与所述进油口在所述主阀的阀体内通过油路连通。

3.根据权利要求1所述的液压启动系统，其特征在于，所述动力机构包括发动机和分动箱，所述发动机通过所述分动箱驱动所述变量泵。

4.根据权利要求1所述的液压启动系统，其特征在于，所述主阀的中位不泄荷。

5.根据权利要求1所述的液压启动系统，其特征在于，还包括安装在控制面板上的冷启动开关，与所述电磁阀电连接。

6.一种起重机，其特征在于，包括权利要求1-5任一所述的液压启动系统。

7.一种基于权利要求1-5任一所述的液压启动系统的液压启动方法，其特征在于，包括以下步骤：

判断环境温度是否满足动力机构冷启动的预设温度条件，如果满足，则执行冷启动过程，否则按常规步骤启动；

冷启动过程进一步包括：

操作主阀的冷启动泄油口与液压油箱之间的电磁阀，接通变量泵与所述液压油箱的油路，并通过该油路实现所述变量泵的泄荷；

启动所述动力机构，并当所述动力机构满足预设转速要求时，操作所述主阀的冷启动泄油口与液压油箱之间的电磁阀，断开所述变量泵与所述液压油箱的油路。

8.根据权利要求7所述的液压启动方法，其特征在于，所述动力机构包括发动机和分动箱，所述发动机通过所述分动箱驱动所述变量泵，所述动力机构满足的预设转速要求为所述发动机的怠速转速。

9.根据权利要求8所述的液压启动方法，其特征在于，所述液压启动系统还包括安装在控制面板上的冷启动开关，与所述电磁阀电连接，所述操作主阀的冷启动泄油口与液压油箱之间的电磁阀的操作具体为：

通过按下所述冷启动开关，使所述电磁阀得电。

10.根据权利要求7所述的液压启动方法，其特征在于，所述动力机构冷启动的预设温度条件为环境温度低于-10摄氏度。

11.根据权利要求8所述的液压启动方法，其特征在于，所述怠速转速为800转/分。