WO2013071733A1 - 起重机上车独立发动机在低温环境下的启动系统及方法 - Google Patents

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crane
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刘丹杰
张鑫
周丽云
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湖南三一智能控制设备有限公司
三一汽车起重机械有限公司
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02N—STARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N7/00—Starting apparatus having fluid-driven auxiliary engines or apparatus
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66C—CRANES; LOAD-ENGAGING ELEMENTS OR DEVICES FOR CRANES, CAPSTANS, WINCHES, OR TACKLES
    • B66C23/00—Cranes comprising essentially a beam, boom, or triangular structure acting as a cantilever and mounted for translatory of swinging movements in vertical or horizontal planes or a combination of such movements, e.g. jib-cranes, derricks, tower cranes
    • B66C23/18—Cranes comprising essentially a beam, boom, or triangular structure acting as a cantilever and mounted for translatory of swinging movements in vertical or horizontal planes or a combination of such movements, e.g. jib-cranes, derricks, tower cranes specially adapted for use in particular purposes
    • B66C23/36—Cranes comprising essentially a beam, boom, or triangular structure acting as a cantilever and mounted for translatory of swinging movements in vertical or horizontal planes or a combination of such movements, e.g. jib-cranes, derricks, tower cranes specially adapted for use in particular purposes mounted on road or rail vehicles; Manually-movable jib-cranes for use in workshops; Floating cranes
    • B66C23/38—Cranes comprising essentially a beam, boom, or triangular structure acting as a cantilever and mounted for translatory of swinging movements in vertical or horizontal planes or a combination of such movements, e.g. jib-cranes, derricks, tower cranes specially adapted for use in particular purposes mounted on road or rail vehicles; Manually-movable jib-cranes for use in workshops; Floating cranes with separate prime movers for crane and vehicle

Definitions

  • This invention relates to the field of construction machinery, and more particularly to systems and methods that facilitate the startup of a crane-independent engine in a warm environment.
  • both the upper and lower vehicles have independent engine systems, especially in the on-board engine system.
  • the engine Due to space constraints, the engine is directly connected to the hydraulic pump. Therefore, during the engine start-up process, the engine must not only overcome the resistance torque of the engine itself, but also overcome the initial resistance torque of the hydraulic oil pump system.
  • the resistance torque of the engine itself and the resistance torque of the hydraulic oil pump system increase. As the ambient temperature continues to decrease, this resistance torque will increase exponentially, resulting in the engine being unable to start up quickly or fail to start in a low temperature environment.
  • the patent document titled engine low temperature start preheating and cab heating system discloses a crane low temperature start technology, which adopts the method mainly by heat exchange of the circulating medium of the engine heat dissipation system to improve the engine.
  • the temperature of the cylinder and the lubricating oil, the warm air device of the cab is under the action of the radiator, so that the upper vehicle maintains a certain temperature for the engine to start at a low temperature.
  • CN200720039751 the patent document with the patent number CN200720039751.
  • the patent name is the engine low temperature start preheating device
  • the method adopted is mainly to add insurance, relay, automatic reset switch and wire raft based on the original engine starting circuit device. And connect one end of the fuse to the positive pole of the battery, and the other end to one end of the relay contact and one end of the auto reset switch. At low temperature, the main switch of the battery is closed and the automatic reset switch is closed. The current passes through the fuse at the fuse, the relay contact and the inlet of the intermediate air inlet. The coil heats up to heat the air, and the heated air enters the starting system to promote the engine. start up.
  • the invention discloses a starting system capable of safely starting a crane independent engine system under low temperature conditions without using high manpower and material resources, so as to solve the problem that the existing independent engine system of the crane is fast in the low temperature environment.
  • a start-up system for a crane-independent engine in a low-temperature environment comprising a boarding hydraulic system with a boarding hydraulic oil pump, the boarding independent engine comprising a drive through shaft, wherein: the starting system further comprises:
  • a hydraulic assisted starting system comprising a hydraulic assisted starting motor, the hydraulic assisted starting motor being connected in series on a driving through shaft of the upper independent engine or in a starting belt system of the independent engine;
  • a source of pressurized oil that powers the hydraulic assisted starting system the source of pressurized oil being in communication with a hydraulic line of the hydraulically assisted starting system, and
  • a control valve for controlling the hydraulic assisted starter motor the control valve being coupled to the hydraulic assisted starting system.
  • the pressure oil source is a power pump station of the crane hydraulic system of the crane, and further, the pressure oil source is a small hydraulic system capable of providing a quick pressure oil source.
  • the onboard engine includes a flywheel, and the rear of the flywheel is directly connected to a power source hydraulic oil pump in the onboard hydraulic system.
  • the control valve in the auxiliary starting hydraulic system is mounted on the upper engine and is connected to the hydraulic system of the vehicle through a hose and a quick connector.
  • the invention also discloses a starting method for a crane-independent independent engine in a low temperature environment, the crane comprising a boarding hydraulic system with a boarding hydraulic oil pump, the boarding independent engine comprising a driving through shaft, the method Includes:
  • a hydraulic assisted starting system comprising a hydraulic assisted starting motor, the hydraulic assisted starting motor being connected in series on a drive through shaft of the upper independent engine or in a starter belt system of the upper independent engine;
  • the upper vehicle hydraulic system provides a stable low pressure hydraulic oil source to supply oil to the auxiliary starter motor, thereby filling the auxiliary starting hydraulic system with oil to ensure motor independence System damage and prevention of motor suction.
  • the invention has the beneficial effects that when the ambient temperature is low, even in the place where the resources are lacking, it is not necessary to spend a lot of manpower and material resources and a large amount of time to start the independent engine on the vehicle; only one person can complete the low temperature environment
  • the on-board independent engine is started, no external resources are required, and the crane itself can be started quickly and smoothly and safely.
  • FIG. 1 is a schematic structural diagram of a starting system of a crane independent engine in a low temperature environment according to the present invention
  • Fig. 2 is a structural view showing the starting structure of the starting system of the crane independent engine in a low temperature environment according to the present invention.
  • the starting system of the crane independent engine in the low temperature environment of the present invention comprises a loading hydraulic system with a hydraulic oil pump on board, and the upper independent engine 1 includes a drive through shaft.
  • the starting system also includes: a hydraulic assisted starting system, a source of pressurized oil that powers the hydraulic assisted starting system, and a control valve 3.
  • the hydraulic assisted starting system includes a hydraulic assisted starter motor 2 that is coupled in series with the drive through shaft of the upper independent engine 1 or the starter belt system of the upper independent engine.
  • the pressure oil source is in communication with the hydraulic auxiliary starting system hydraulic line.
  • the control valve 3 is for controlling the hydraulic assisted starter motor 2, and the control valve 3 is connected to the hydraulic assisted starting system.
  • the hydraulic assist starter motor 2 is connected to the hydraulic assist start control valve 3, and the hydraulic assist start control valve 3 controls the operation of the hydraulic assist start motor 2 to increase the starting torque of the upper engine to achieve a smooth start.
  • the purpose of the engine is a hydraulic assisted starter motor 2 that is coupled in series with the drive through shaft of the upper independent engine 1 or the starter belt system of the upper independent engine.
  • the pressure oil source is in communication with the hydraulic auxiliary starting system hydraulic line.
  • the control valve 3 is for controlling the hydraulic assisted starter motor 2, and the control valve 3 is connected to the hydraulic assisted starting system.
  • the hydraulic assist starter motor 2 is connected to the hydraulic assist start control valve 3, and the hydraulic assist start control
  • the hydraulic assisted starter motor 2 provides a source of pressurized oil from the lower hydraulic system of the crane or a small hydraulic system that provides a source of fast pressure oil to provide a source of pressurized oil.
  • the rear of the flywheel of the upper engine is directly connected to the power source hydraulic pump in the hydraulic system of the upper vehicle.
  • the control valve 3 in the auxiliary starting hydraulic system is mounted on the upper engine and is connected to the hydraulic system of the lower vehicle via a hose and quick coupling.
  • the P and T ports on the hydraulic auxiliary starting control valve 3 are connected by the hydraulic valve of the 2 ⁇ Pa solenoid valve according to the connection mode as shown in FIG. Enter the specific hydraulic port of the hydraulic system.
  • Start-up installation on the ride The rocker switch in the vertical chamber sends a signal to start the engine to the controller.
  • the controller includes a boarding controller and a boarding controller.
  • the controller is configured to receive a start signal from the rocker switch and output it after processing, wherein one of the ways causes DT1, DT2 to be powered.
  • the starter motor on the upper independent engine and the hydraulic assist starter motor 2 simultaneously provide starting torque to activate the upper independent engine.
  • the rocker switch installed in the loading control room is activated to send a signal for starting the engine to the loading controller.
  • the boarding controller sends out signals in two ways. Among them, all the way to send the signal to the vehicle controller and the engine to start the motor; one way to send an electrical signal to make DT1, DT2 power.
  • the engine starter motor receives a signal to provide the engine with starting torque to start the engine.
  • the lower hydraulic system provides a source of pressurized oil to the auxiliary hydraulic system, thereby providing the engine with a starting torque through the auxiliary starting hydraulic system.
  • the hydraulic system of the upper vehicle is powered to drive the hydraulic system of the hydraulic system.
  • a constant low-pressure oil source can be provided to prevent the motor from being sucked, and the starting torque of the engine is increased to make the engine start difficult.

Abstract

提供了一种起重机上车独立发动机在低温环境下的启动系统，包含带有上车液压油泵的上车液压系统；液压辅助启动系统，该液压辅助启动系统包含液压辅助启动马达（2）；为液压辅助启动系统提供动力的压力油源，该压力油源同液压辅助启动系统液压管路连通，以及用于控制液压辅助启动马达（2）的控制阀（3），该控制阀（3）同液压辅助启动系统相连接。还提供了一种起重机上车独立发动机在低温环境下的启动方法。该上车独立发动机在低温环境下的启动系统和方法能快捷、顺畅、安全地完成上车发动机的启动。

Description

起重机上车独立发动机在低温环境下的启动系统及方法 本申请要求于 2011 年 11 月 18 日提交中国专利局、 申请号为 201110367552.2、 发明名称为 "起重机上车独立发动机在低温环境下的启 动系统及方法" 的中国专利申请的优先权， 其全部内容通过引用结合在本 申请中。
技术领域
本发明涉及工程机械领域， 尤其涉及有利于起重机上车独立发动机在 温环境下启动的系统和方法。
背景技术
目前， 在大 p屯位起重机上， 上、 下车都拥有独立的发动机系统， 特别 在上车发动机系统中。 由于受到空间的限制，发动机与液压油泵直接相连。 所以在发动机启动的过程中， 发动机不仅要克服发动机自身的阻力矩， 也 要克服液压油泵系统初始阻力矩。特别是在冬季外部环境温度低的情况下， 由于液压油、 润滑油的粘稠度较高， 致使发动机自身的阻力矩和液压油泵 系统的阻力矩增大。 随着环境温度的不断降低，这种阻力矩会成倍地增加， 从而造成在低温的环境下， 上车发动机无法迅速启动或者不能启动。
随着起重机用户对工作环境温度的要求越来越高， 例如在极寒地区作 业， 所以现在迫切需要一种为低温下启动上车发动机的方法， 从而液压系 统正常工作提供方便。
当前， 为了解决上车发动机的启动问题， 一般采用三种方法： 第一种， 为上车发动机与油泵之间增设离合器断开发动机与液压油泵 系统的连接。 通过解决发动机自身的低温启动问题， 先使发动机启动， 再 带动液压油泵系统运转。 该方法的缺陷在于： 在超低温情况下， 液压油粘 稠度过高， 强行启动液压油泵容易损坏液压元件，从而极易造成系统故障。
第二种， 更换高品质的液压油， 以降低液压油泵系统的阻力矩从而顺 利启动发动机。 该方法的缺陷在于： 更换液压油需大量的人力物力， 而且 在温差艮大的不同地区作业， 起重机工作效率有^艮大的差别， 同时也可能 引起液压油的变质从而造成财产损失。
第三种， 人工为起重机发动机系统、 液压系统加热， 如放置电烤炉、 往发动机、 油泵、 油箱以及液压管路上加热水。 例如在专利号为 CN201020235304. 3、 专利名称为发动机低温启动预热及驾驶室采暖系统的 专利文件中公开了一种起重机低温启动技术中， 其采用的方法主要是通过 发动机散热系统的循环介质经过热交换， 提高发动机缸体和润滑机油的温 度， 驾驶室的暖风装置在散热器的作用下， 使得上车保持一定的温度供发 动机在低温情况下可以启动。 又例如在专利号为 CN200720039751. X、 专利 名称为发动机低温启动预热装置的专利文件中， 其采用的方法主要是通过 在原发动机启动电路装置的基础上增设保险、 继电器、 自动复位开关和线 圏， 且将保险的一端接蓄电池正极， 另一端与继电器触点的一端以及自动 复位开关的一端连接。低温状态下， 闭合蓄电池的总开关和自动复位开关， 电流经过保险、 继电器触点及中冷气进气口处的线圏， 线圏发热从而加热 空气， 加热后的空气进入启动系统， 以促进发动机启动。 该些方法的缺陷 在于： 需要大量的人力和物力， 成本极高； 同时需要外部能源为其提供热 量， 如电源、 可供燃烧的物品、 介质水等。 它只是针对发动机本身在低温 下无法启动， 减少的启动扭矩少， 根本没有考虑到液压系统增加的扭矩。
有鉴于此， 在起重机上车系统急需提供一种能使起重机上车独立发动 机系统在低温情况下可安全启动且无需耗费较高人力物力的启动方法。
发明内容
本发明公开了一种能使起重机上车独立发动机系统在低温情况下可安 全启动且无需耗费较高人力物力的启动系统， 以解决现有起重机上车独立 发动机系统 4艮难在低温环境下快速、 便捷、 顺畅启动的难题。
本发明的发明目的是通过下述技术方案来实现的：
一种起重机上车独立发动机在低温环境下的启动系统， 包含带有上车 液压油泵的上车液压系统， 所述上车独立发动机包含驱动通轴， 其特征在 于： 所述启动系统还包括：
液压辅助启动系统， 所述液压辅助启动系统包含液压辅助启动马达， 所述液压辅助启动马达串联在上车独立发动机的驱动通轴上或者上车独立 发动机的启动皮带系统中；
为所述液压辅助启动系统提供动力的压力油源， 所述压力油源同所述 液压辅助启动系统液压管路连通， 以及 用于控制所述液压辅助启动马达的控制阀， 所述控制阀同所述液压辅 助启动系统相连接。
优选地， 所述压力油源为所述起重机的下车液压系统的动力泵站， 更 进一步地， 所述压力油源为能够提供快捷压力油源的小型液压系统。
优选地， 上车发动机包括飞轮， 所述飞轮的后方直接连接上车液压系 统中的动力源液压油泵。 所述辅助启动液压系统中的控制阀安装于上车发 动机上， 且通过软管和快速接头与下车液压系统相连。
本发明还公开了一种起重机上车独立发动机在低温环境下的启动方 法， 所述起重机包含带有上车液压油泵的上车液压系统， 所述上车独立发 动机包含驱动通轴， 所述方法包括：
启动液压辅助启动系统， 所述液压辅助启动系统包含液压辅助启动马 达， 所述液压辅助启动马达串联在上车独立发动机的驱动通轴上或者上车 独立发动机的启动皮带系统中；
启动所述上车独立发动机上的启动电机， 以使所述启动电机与所述辅 助启动马达同时向所述上车独立发动机提供启动扭矩；
通过液压辅助启动控制阀控制所述液压辅助启动马达自转， 从而停止 向所述上车独立发动机提供扭矩；
通过所述液压辅助启动控制阀的控制转换， 所述上车液压系统提供稳 定的低压液压油源以为所述辅助启动马达供油， 从而使所述辅助启动液压 系统充满油液以保证马达不受系统损坏及防止马达吸空现象发生。
本发明的有益效果： 在环境温度低下时， 即便是在缺少资源的地方， 也无需花费大量的人力和物力以及大量的时间即可启动上车独立发动机； 只需一人就可以完成在低温环境下的上车独立发动机启动， 无需耗费外部 资源， 只需起重机本身就能快捷、 顺畅、 安全地完成上车发动机的启动。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案， 下面将对 实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作筒单地介绍， 显而易见地， 下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例， 对于本领域普通技术人员 来讲， 在不付出创造性劳动性的前提下， 还可以根据这些附图获得其他的 附图。 图 1为本发明所述起重机上车独立发动机在低温环境下的启动系统的 原理结构示意图；
图 2为本发明所述起重机上车独立发动机在低温环境下的启动系统的 上车启动结构图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图， 对本发明实施例中的技术方案进 行清楚、 完整地描述， 显然， 所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例， 而不是全部的实施例。 基于本发明中的实施例， 本领域普通技术人员在没 有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例， 都属于本发明保护的 范围。
如图 1-2所示， 本发明所述起重机上车独立发动机在低温环境下的启 动系统， 包含一带有上车液压油泵的上车液压系统， 所述上车独立发动机 1 包含驱动通轴。 所述启动系统还包括： 液压辅助启动系统， 为所述液压 辅助启动系统提供动力的压力油源， 以及控制阀 3。
所述液压辅助启动系统包含液压辅助启动马达 2 , 所述液压辅助启动 马达 2串联在上车独立发动机 1的驱动通轴上或者上车独立发动机的启动 皮带系统中。 所述压力油源同所述液压辅助启动系统液压管路连通。 所述 控制阀 3用于控制所述液压辅助启动马达 2 , 所述控制阀 3同所述液压辅 助启动系统相连接。 所述液压辅助启动马达 2相连接所述液压辅助启动控 制阀 3 ,通过所述液压辅助启动控制阀 3控制液压辅助启动马达 2的运转， 来增加上车发动机的启动扭矩以达到顺利启动上车发动机的目的。
所述液压辅助启动马达 2 由所述起重机的下车液压系统提供压力油 源， 或者由小型的动力泵站以及能够提供快捷压力油源的小型液压系统来 提供压力油源。
进一步地， 上车发动机的飞轮的后方直接连接上车液压系统中的动力 源液压油泵。 辅助启动液压系统中的控制阀 3安装于上车发动机上， 且通 过软管和快速接头与下车液压系统相连。
对于起重机上车独立发动机在低温环境下的启动方法， 首先所述液压 辅助启动控制阀 3上的 P、 T口依如图 1中的连接方式、通过 2幌 Pa的电磁 阀并借用液压油管接入下车液压系统特定的液压油口。 启动安装于上车操 纵室内的翘板开关， 从而将启动发动机的信号发给控制器。 所述控制器包 括上车控制器、 下车控制器。 所述控制器用于接收翘板开关发出的启动信 号并经处理后输出， 其中一路使 DT1、 DT2得电。 DT1、 DT2得电后， 所述 上车独立发动机上的启动电机与所述液压辅助启动马达 2同时提供启动扭 矩来启动所述上车独立发动机。
当所述上车独立发动机启动后， DT1、 DT2得到所述控制器的失电信号 后失电， 此时所述液压辅助启动马达 2在所述液压辅助启动控制阀 3的作 用下自转， 从而失去提供启动扭矩的作用。 同时所述上车液压系统从所述 辅助启动控制阀 3的 P' 口向所述液压辅助启动马达 2提供稳定的低压油 源， 以防止所述液压辅助启动马达 2因吸空而造成所述液压辅助启动马达 2损坏。 到此， 所述上车独立发动机正常启动。
启动安装于上车操纵室内的翘板开关， 从而将启动发动机的信号发给 上车控制器。 上车控制器分两路发出信号。 其中， 一路发出信号给下车控 制器和上车发动机启动电机； 一路发出电信号使 DT1、 DT2得电。 这样上车 发动机启动电机得到信号，从而为发动机提供启动扭矩启动发动机。 同时， 下车液压系统为辅助液压系统提供压力油源， 从而使通过辅助启动液压系 统中的马达为发动机提供启动扭矩。 上车发动机启动后为上车液压系统提 供动力驱动上车液压系统油泵工作， 发动机启动之后即可以提供恒定的低 压油源防止马达吸空， 同时增大发动机的启动扭矩， 使发动机启动困难。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已， 并不用以限制本发明， 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

权 利 要 求
1、一种起重机上车独立发动机在低温环境下的启动系统， 包含带有上 车液压油泵的上车液压系统， 所述上车独立发动机包含驱动通轴， 其特征 在于， 所述启动系统还包括：
液压辅助启动系统， 所述液压辅助启动系统包含液压辅助启动马达， 且所述液压辅助启动马达串联在上车独立发动机的驱动通轴上；
为所述液压辅助启动系统提供动力的压力油源， 所述压力油源同所述 液压辅助启动系统液压管路连通， 以及
用于控制所述液压辅助启动马达的控制阀， 所述控制阀同所述液压辅 助启动系统相连接。
2、如权利要求 1所述的起重机上车独立发动机在低温环境下的启动系 统，其特征在于： 所述压力油源为所述起重机的下车液压系统的动力泵站。
3、如权利要求 2所述的起重机上车独立发动机在低温环境下的启动系 统，其特征在于： 所述压力油源为能够提供快捷压力油源的小型液压系统。
4、如权利要求 1所述的起重机上车独立发动机在低温环境下的启动系 统， 其特征在于： 所述上车发动机包括飞轮， 所述飞轮的后方直接连接上 车液压系统中的压力油源。
5、如权利要求 1所述的起重机上车独立发动机在低温环境下的启动系 统， 其特征在于： 所述控制阀安装于上车发动机上， 且通过软管和快速接 头与下车液压系统相连。
6、一种起重机上车独立发动机在低温环境下的启动方法，所述起重机 包含带有上车液压油泵的上车液压系统， 所述上车独立发动机包含驱动通 轴， 所述方法包括：
启动液压辅助启动系统， 所述液压辅助启动系统包含液压辅助启动马 达， 所述液压辅助启动马达串联在上车独立发动机的驱动通轴上；
启动所述上车独立发动机上的启动电机， 以使所述启动电机与所述辅 助启动马达同时向所述上车独立发动机提供启动扭矩；
通过液压辅助启动控制阀控制所述液压辅助启动马达自转， 从而停止 向所述上车独立发动机提供扭矩；
通过所述液压辅助启动控制阀的控制转换， 所述上车液压系统提供稳 定的低压液压油源以为所述辅助启动马达供油， 从而使所述辅助启动液压 系统充满油液以保证马达不受系统损坏及防止马达吸空现象发生。
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