CN113910900B - 辅助动力系统、起重机动力系统及起重机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种辅助动力系统，包括第一发动机、第一油泵装置、发电机，第一油泵装置和发电机由第一发动机驱动，根据第一发动机的转速使压力油的排出量变化；第一油泵装置包括第一油泵和与第一油泵串接的第二油泵，第一油泵的出油口通过第一单向阀连接快换装置的第一快换接头；第二油泵的出油口通过第二单向阀连接快换装置的第二快换接头；发电机的输出端通过第三单向阀与快换装置的第三快换接头连接，第一油泵装置和发电机的输入端连通上车油箱；上车油箱连接快换装置的第四快换接头和第五快换接头。还公开了一种起重机动力系统以及起重机。本发明的辅助动力系统成本低、重量轻、可拆卸、油耗低、效率高。

Description

辅助动力系统、起重机动力系统及起重机

技术领域

本发明涉及一种辅助动力系统、起重机动力系统及起重机，属于工程机械技术领域。

背景技术

随着起重机行业的不断发展，起重机吨位和吊重能力也越来越大。起重机的传动方式主要分为双发传动(如图1和图2所示)和单发驱动(图3、图4和图5所示)。双发传动，就是在大吨位起重机械上普遍采用下车行驶装置和上车吊重作业装置分别采用不同的发动机来驱动。例如图1的轮式起重机，一般采用传动方式为：下车行驶用发动机功率较大，被布置在下车底盘车架上；而上车吊重作业用发动机功率相对较小，被布置在上车转台2上。但是由于上下车必须有独立的发动机、发动机支架、散热系统、燃油箱、消音器等装置，不仅占用了大量的空间，还致使整车重量明显偏重。双发传动成本高、重量大，同等整机重量情况下，起重机吊重性能较弱。双发传动无法完全满足轻量化和节能环保等新的设计理念的要求。

因此现在提出了单发动机驱动上下车动作的设计方案，即利用下车行驶发动机驱动上车吊重作业动作。这样不仅省去了上车发动机、支架、发动机散热、燃油箱、消音器等装置，而且使得整车重量得到减轻。因此在车辆同等重量情况下，节约下的重量分散到吊臂2等其它部件上，吊臂2强度明显提高，车辆吊重性能也会得到大幅提升。单发驱动主要有三种形式：

1.机械单发，如图3所示，采用机械传动形式的单发传动系统，即利用一系列机械传动装置(包含传动轴111、角传动装置112、分动箱等)将下车发动机动力传递至上车，该机械单发传动系统能量传递过程均为机械能传递；利用机械传动系统代替了上车发动机系统，重量在一定程度上减轻、成本降低。

2.第一类液压单发，如图4所示，采用液压上车作业油泵布置在下车的液压单发传动系统，即将液压泵组布置在下车，通过液压中心回转体113将液压能传递至上车，供执行元件动作，此类方案是将下车机械能转化为液压能供上车作业使用，泵组将机械能转化为液压能的，其中液压中心回转体113是核心传输通道，此类方案的核心是液压中心回转体113。该方案成本低、重量轻。

3.第二类液压单发，如图5所示，液压油泵布置在上车的液压单发传动系统2，利用下车油泵将机械能转化为液压能传递至上车，上车驱动马达将液压能转化为机械能供上车作业使用，该方案通过泵马达传递机械能，多了两次能量转换过程，成本低、重量轻。

但是机械单发传动系统，存在占用空间大且传动系长、机械效率下降、能量利用率低、传动噪音增大、油耗高(即下车发动机功率大，供上车作业油耗高)；同时上述两类液压单发传动形式也存在能量利用率低、效率低、油耗高(下车发动机功率大，供上车作业油耗高)能耗高，且其严重受制于中心回转体通道数量。

鉴于现有技术中双发传动和单发传动各有不足之处。因此亟待设计出一种兼具双发传动和单发传动二者优势于一体的驱动上下车动作的动力系统。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的传动方式无法实现起重机的高效传动和轻量化设计的不足，提供一种辅助动力系统、起重机动力系统及起重机，技术方案如下：

辅助动力系统，包括第一发动机、第一油泵装置、发电机，

第一油泵装置和发电机由第一发动机驱动，根据第一发动机的转速使压力油的排出量变化；

第一油泵装置包括第一油泵和与第一油泵串接的第二油泵，第一油泵的出油口通过第一单向阀连接快换装置的第一快换接头；

第二油泵的出油口通过第二单向阀连接快换装置的第二快换接头；

发电机的输出端通过第三单向阀与快换装置的第三快换接头连接，

第一油泵装置和发电机的输入端连通上车油箱；

上车油箱连接快换装置的第四快换接头和第五快换接头。

起重机动力系统，包括权利要求1的辅助动力系统和主动力系统；主动力系统包括位于起重机下车的下车动力系统和将下车动力系统的动力传送给起重机上车供起重机上车运动的传动装置。

进一步地，主动力系统包括控制起重机上车运动的上车主阀和控制下车运动的下车动力系统；

下车动力系统包括第二发动机、第二油泵装置、第二发电机，

第二油泵装置由第二发动机驱动，根据第二发动机的转速使压力油的排出量变化；

第二发电机由第二发动机驱动，根据第二发动机的转速使压力油的排出量变化；

第二油泵装置包括第三油泵和与第三油泵串接的第四油泵；

上车主阀包括P1口、P2口、P3口、L口和T口，上车主阀的P1口、P2口、P3口分别与下车动力系统的第三油泵的出油口、第四油泵的出油口、第二发电机的输出端连通，第三油泵的回油口、第四油泵的回油口、第二发电机的输入端与下车油箱连通；L口与下车油箱连通；

T口通过第四单向阀连通与下车油箱，第四单向阀的进油口、出油口分别连接第四快换接头和第五快换接头。

进一步地，第一发动机的功率小于第二发动机的功率。

进一步地，第四快换接头与第四单向阀进油口之间设置截止阀。

进一步地，上车油箱和下车油箱内部均设置液位传感器。

进一步地，上车主阀的P1口、P2口、P3口分别通过第五单向阀、第六单向阀、第七单向阀与下车动力系统的第三油泵的出油口、第四油泵的出油口、第二发电机的输出端连通。

起重机，包括前述的辅助动力系统。

起重机，包括前述任一项的起重机动力系统。

与现有技术相比，本发明所达到的有益效果：

1)辅助动力系统可以拆卸，性能高、重量轻，机构紧凑，成本低的优点；

2)利用小功率动力系统作为辅助动力驱动装置，效率高、油耗低、噪音小的优点；

3)解决了单发系统大功率在上车作业时发动机能量利用率低、油耗高、噪音大等缺点；

4)主动力系统与辅助动力系统并存，根据不同的工况选择切换相应的动力系统。作业准备等频繁工作过程，采用主动力系统，速度快、油耗高；待机工况、微动工况选择辅助动力系统，油耗低、微动性好。

本发明的辅助动力系统能替代现有技术中的主动力系统，但辅助动力系统功率小，辅助动力系统只能在待机或功率需求小的工况下使用的。只能临时替代主动力系统，不能长期替代。辅助动力系统成本低、重量轻、可拆卸、能兼容多种不同单发传动系统。本发明的辅助动力装置与单发传动系统并存，弥补单发传动系统存在的油耗高效率低的缺点，这样可以节约整机的燃油消耗。

附图说明

图1为现有技术的轮式起重机的外部结构图；

图2为现有技术中的双发传动系统示意图；

图3为现有技术中的机械单发传动系统示意图；

图4为现有技术中的第一种液压单发传动系统方式示意图；

图5为现有技术中的第二种液压单发传动系统方式示意图；

图6为实施例1的辅助动力系统控制原理图；

图7为实施例2的机械单发辅助动力系统示意图；

图8为实施例3的液压单发辅助动力系统示意图；

图9为实施例4的液压单发辅助动力系统示意图；

图10为实施例3的液压单发传动辅助动力系统液压原理图；

图中：1-主动力系统、11-上车主阀、111-传动轴、112-角传动装置、113-液压中心回转体、12-下车动力系统、121-第二发动机、122-第二油泵装置、122a-第三油泵、122b-第四油泵、123-第二发电机、2-吊臂、3-辅助动力系统，31-第一发动机、32-第一油泵装置、321-第一油泵、322-第二油泵、33-发电机、4-单向阀组件、41第一单向阀、42-第二单向阀、43-第三单向阀、44-第四单向阀、45-第五单向阀、46-第六单向阀、47-第七单向阀、5-快换装置、51-第一快换接头、52-第二快换接头、53-第三快换接头、54-第四快换接头、55-第五快换接头、6-上车油箱、7-下车油箱、8-截止阀；9-回转中心轴承。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

实施例1：

如图6所示为本发明的辅助动力系统3，辅助动力系统3，包括第一发动机31、第一油泵装置32、发电机33，

第一油泵装置32和发电机33由第一发动机31驱动，根据第一发动机31的转速使压力油的排出量变化；

第一油泵装置32包括第一油泵321和与第一油泵321串接的第二油泵322，第一油泵321的出油口通过第一单向阀41连接快换装置5的第一快换接头51；

第二油泵322的出油口通过第二单向阀42连接快换装置5的第二快换接头52；

发电机33的输出端通过第三单向阀43与快换装置5的第三快换接头53连接，

第一油泵装置32和发电机33的输入端连通上车油箱6；

上车油箱6连接快换装置5的第四快换接头54和第五快换接头55。

本实施例中的辅助动力系统3可以作为一个组合单元通过快换装置5的各快换接头与任意一个主动力系统1快速连接，使用时连接，使用结束便于拆卸，大大降低整个起重机动力系统的整体重量、以实现轻量化设计的要求。且辅助动力系统3可以给起重机作业提供必要的诸如液压能、电能等动力供给。其中第一发动机31为小型发动机系统(其功率小于主动力系统1的1/5-1/2))，能耗利用率更高。辅助动力系统3能够与主动力系统1相互影响、相互控制，共同实现对起重机传动系统的控制。另外，快换装置5的快换接头的数量根据与辅助动力系统3配合的主动力系统1进行调整，快换接头的数量更改仍在本发明的保护范围之内。

下面结合实施例2至实施例4具体进行阐述。

实施例2

如图3、图6、图7所示，将图6中的辅助动力系统3与图3的机械单发传动系统结合，具体的传动系统，包括辅助动力系统3和主动力系统1，所述主动力系统1包括上车动力系统和下车动力系统12；主动力系统1包括位于起重机下车的下车动力系统12和将下车动力系统12的动力传送给起重机上车供起重机上车运动的传动装置。

上车动力系统包括分动箱、与分动箱传动连接的驱动马达和传动装置；传动装置与下车动力系统12的传动装置传动连接。同时将辅助动力系统3中液压油箱与主系统液压油箱相连后辅助动力上液压系统即可工作。辅助动力系统3通过驱动马达将动力传递至上车分动箱上，主动力系统1与辅助动力系统3并存，分动箱的脱开装置实现下车动力与辅助动力系统3的动力源切换，根据不同的工况选择切换相应的动力系统。

实施例3

结合图6、图8和图10对本实施例进行详述；

如图6，辅助动力系统3，包括第一发动机31、第一油泵装置32、发电机33，

第一油泵装置32和发电机33由第一发动机31驱动，根据第一发动机31的转速使压力油的排出量变化；

第一油泵装置32包括第一油泵321和与第一油泵321串接的第二油泵322，第一油泵321的出油口通过第一单向阀41连接快换装置5的第一快换接头51；

第二油泵322的出油口通过第二单向阀42连接快换装置5的第二快换接头52；

发电机33的输出端通过第三单向阀43与快换装置5的第三快换接头53连接，

第一油泵装置32和发电机33的输入端连通上车油箱6；

上车油箱6连接快换装置5的第四快换接头54和第五快换接头55。

起重机动力系统，包括前述的辅助动力系统3和主动力系统1；主动力系统1包括位于起重机下车的下车动力系统12和将下车动力系统12的动力传送给起重机上车供起重机上车运动的传动装置。

主动力系统1包括控制起重机上车运动的上车主阀11和控制下车运动的下车动力系统12；

下车动力系统12包括第二发动机121、第二油泵装置122、第二发电机123，

第二油泵装置122由第二发动机121驱动，根据第二发动机121的转速使压力油的排出量变化；

第二发电机123由第二发动机121驱动，根据第二发动机121的转速使压力油的排出量变化；

第二油泵装置122包括第三油泵122a和与第三油泵122a串接的第四油泵122b；

上车主阀11包括P1口、P2口、P3口、L口和T口，上车主阀11的P1口、P2口、P3口分别与下车动力系统12的第三油泵122a的出油口、第四油泵122b的出油口、第二发电机123的输出端连通，第三油泵122a的回油口、第四油泵122b的回油口、第二发电机123的输入端与下车油箱7连通；L口与下车油箱7连通；

T口通过第四单向阀44连通与下车油箱7，第四单向阀44的进油口、出油口分别连接第四快换接头54和第五快换接头55。

本实施例中具体地，第一发动机31的功率小于第二发动机121的功率。

本实施例中具体地，第四快换接头54与第四单向阀44进油口之间设置截止阀8。

本实施例中具体地，上车油箱6和下车油箱7内部均设置液位传感器。

本实施例中具体地，上车主阀11的P1口、P2口、P3口分别通过第五单向阀45、第六单向阀46、第七单向阀47与下车动力系统12的第三油泵122a的出油口、第四油泵122b的出油口、第二发电机123的输出端连通。

图8所示为图4的第一种液压单发传动系统与图6的辅助动力系统3结合，保持液压单发传动系统不变，辅助动力系统3中液压系统直接按照一定的要求与主液压系统相连，辅助动力系统3中预压式液压油箱通过特定的组合方式与下车液压油箱连接。该方案省去了驱动马达及上车分动箱。根据不同的工况随意选择切换相应的动力系统。

起重机，包括前述的辅助动力系统3。

起重机，包括前述任一项的起重机动力系统。

实施例4

如图5所示，液压油泵布置在上车的第二种液压单发传动系统，利用下车油泵将机械能转化为液压能传递至上车，上车驱动马达将液压能转化为机械能供上车作业使用，该方案通过泵马达传递机械能，多了两次能量转换过程。

如图9所示，第二种液压单发+辅助动力系统3，与实施例3相同，主动力系统1包括位于起重机下车的下车动力系统12和将下车动力系统12的动力传送给起重机上车供起重机上车运动的传动装置，即液压中心回转体113。在分动箱上增加一个驱动马达，同时将辅助动力系统3中液压油箱与主系统液压油箱相连后辅助动力上液压系统即可工作。辅助动力系统3通过驱动马达将动力传递至上车分动箱上，主动力系统1与辅助动力系统3并存，分动箱的脱开装置实现下车动力与辅助动力系统3的动力源切换，根据不同的工况选择切换相应的动力系统。

本发明的辅助动力系统能替代现有技术中的主动力系统，成本低、重量轻、可拆卸、能兼容多种不同单发传动系统。本发明的辅助动力装置与单发传动系统并存，弥补单发传动系统存在的油耗高、效率低的缺点。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.起重机动力系统，其特征在于，包括辅助动力系统和主动力系统；

所述辅助动力系统包括第一发动机、第一油泵装置、发电机，

所述第一油泵装置和所述发电机由所述第一发动机驱动，根据所述第一发动机的转速使压力油的排出量变化；

所述第一油泵装置包括第一油泵和与所述第一油泵串接的第二油泵，所述第一油泵的出油口通过第一单向阀连接快换装置的第一快换接头；

所述第二油泵的出油口通过第二单向阀连接快换装置的第二快换接头；

所述发电机的输出端通过第三单向阀与快换装置的第三快换接头连接，

所述第一油泵装置和所述发电机的输入端连通上车油箱；

所述上车油箱连接快换装置的第四快换接头和第五快换接头；

所述主动力系统包括位于起重机下车的下车动力系统和将所述下车动力系统的动力传送给起重机上车供起重机上车运动的传动装置；

所述主动力系统包括控制起重机上车运动的上车主阀和控制下车运动的下车动力系统；

所述下车动力系统包括第二发动机、第二油泵装置、第二发电机，

所述第二油泵装置由所述第二发动机驱动，根据所述第二发动机的转速使压力油的排出量变化；

所述第二发电机由所述第二发动机驱动，根据所述第二发动机的转速使压力油的排出量变化；

所述第二油泵装置包括第三油泵和与所述第三油泵串接的第四油泵；

所述上车主阀包括P1口、P2口、P3口、L口和T口，所述上车主阀的P1口、P2口、P3口分别与所述下车动力系统的所述第三油泵的出油口、第四油泵的出油口、第二发电机的输出端连通，所述第三油泵的回油口、第四油泵的回油口、第二发电机的输入端与所述下车油箱连通；所述L口与所述下车油箱连通；

所述T口通过第四单向阀连通与所述下车油箱，所述第四单向阀的进油口、出油口分别连接所述第四快换接头和所述第五快换接头。

2.根据权利要求1所述的起重机动力系统，其特征在于，所述第一发动机的功率小于所述第二发动机的功率。

3.根据权利要求1所述的起重机动力系统，其特征在于，所述第四快换接头与所述第四单向阀进油口之间设置截止阀。

4.根据权利要求1所述的起重机动力系统，其特征在于，所述上车油箱和所述下车油箱内部均设置液位传感器。

5.根据权利要求1所述的起重机动力系统，其特征在于，所述上车主阀的P1口、P2口、P3口分别通过第五单向阀、第六单向阀、第七单向阀与所述下车动力系统的所述第三油泵的出油口、第四油泵的出油口、第二发电机的输出端连通。

6.起重机，其特征在于，包括权利要求1至5中任一项所述的起重机动力系统。

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