混合式卷扬液压系统及使用该系统的起重机技术方案

本实用新型专利技术公开了一种混合式卷扬液压系统，包括卷扬开式起升液压系统回路，其用于精准驱动卷扬（1）起升工作：卷扬（1）下落回油直接回油箱，能够有效降低系统压力损失；卷扬闭式下落液压系统回路，其用于控制卷扬（1）下落：卷扬（1）下落回油路不经过平衡阀（3），而经过变量泵（8）进行速度调节同时将卷扬（1）下落的重力势能转化成发动机（10）动能，进而降低发动机（10）功率输出；本实用新型专利技术同时公开了一种使用本系统的起重机；本实用新型专利技术将开式系统与半闭式液压系统相结合，能够最大程度降低系统中不必要的压力损失，降低系统发热量，降低发动机燃油消耗率。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种起重机液压系统，具体是一种混合式卷扬液压系统及使用该系统的起重机。
技术介绍
起重机卷扬和变幅等上车系统受到成本和技术的限制，一般采用开式系统结构，虽然开式液压系统正向驱动时具有控制灵活、控制精准的优势，但是反向驱动时，往往需要设置平衡阀进行节流调速，以此控制重物下落的速度。因此，节流调速势必会带来较大的功率损失，损失的功率会转换成热量，将能量传递至液压油，导致液压油快速升温，严重情况会使液压元件的可靠性大大降低，降低使用寿命，无法满足使用要求。通常在设计开式系统时，为了降低系统油温升高，往往需要增大散热器的功率，同时增加了额外的驱动功率和设计成本，显然不符合目前节能减排的要求。
技术实现思路
本技术提供一种混合式卷扬液压系统，该系统能够最大程度降低系统中不必要的压力损失，降低系统发热量，降低发动机燃油消耗率。为了实现上述目的，本技术采用的技术方案是：一种混合式卷扬液压系统，它包括：卷扬开式起升液压系统回路，其用于精准驱动卷扬起升工作：卷扬下落回油直接回油箱，能够有效降低系统压力损失；卷扬闭式下落液压系统回路，其用于控制卷扬下落：卷扬下落回油路不经过平衡阀，而经过变量泵进行速度调节同时将卷扬下落的重力势能转化成发动机动能，进而降低发动机功率输出，有效降低系统油耗；其中，所述卷扬开式起升液压系统回路与卷扬闭式下落液压系统回路共同组成开式与闭式相结合的混合式液压系统。本系统还包括卷扬开式下落液压系统回路：卷扬下落过程中回油路经过平衡阀进行开式下落。所述的卷扬开式起升液压系统回路包括依次连接的发动机、主泵、电磁换向、平衡阀、卷扬马达及卷扬；当卷扬起升时：发动机旋转带动主泵转动，为系统提供液压油，电磁换向阀的5Y电磁铁得电，液压油通过电磁换向阀的左位并经过平衡阀到达卷扬马达，带动卷扬马达旋转，从而带动卷扬起升重物；卷扬马达回油经过插装阀Ⅰ，并再次经过电磁换向阀的左位直接连回油箱。所述的卷扬闭式下落液压系统回路包括与主泵连接的变量泵、插装阀Ⅱ、插装阀Ⅲ；当卷扬下落时，插装阀Ⅱ的1Y、插装阀Ⅲ的2Y、插装阀Ⅰ的9Y通电，卷扬下落的重力势能会带动卷扬马达进行旋转，二位三通电磁换向阀的4Y不通电，平衡阀处于反向截止状态，卷扬马达排出的高压油经过插装阀Ⅱ进入变量泵的A油口，推动变量泵旋转；从变量泵的B口流出的液压油经过插装阀Ⅲ重新进入卷扬马达落口。所述的平衡阀工作方式为正向导通、反向比例节流调速。所述的发动机通过速度调节器调速、利用散热风扇旋转散热。所述的电磁换向阀为三位四通换向阀。本技术还公开了一种起重机，包括上述的一种混合式卷扬液压系统。与现有的单一的液压系统相比，本技术将开式系统与半闭式液压系统相结合：在卷扬在起升时，采用开式系统回路，卷扬落口回油直接回油箱，系统压力损失较少，控制精准性好，控制方案灵活；在在卷扬下落时，则以闭式回路进行驱动，卷扬落油路不再经过平衡阀，而是经过油泵进行速度调节，消除系统节流损失；并且卷扬落产生的力矩带动闭式变量泵工作，进而将重力势能转换成为节能，驱动发动机进行旋转，由此降低发动机的功率输出，有效降低系统油耗；同时本技术还可以实现卷扬开式下落，可通过操作选择；当需要进行特殊工况操作时，例如需要快速下落，可选择开式下落模式以满足特殊需要。附图说明图1是本技术液压系统原理图。图中：1、卷扬，2、卷扬马达，3、平衡阀，4、插装阀Ⅰ，5、电磁换向阀，6、插装阀Ⅱ，7、插装阀Ⅲ，8、变量泵，9、主泵，10、发动机，11、散热风扇，12、二位三通电磁换向阀。 具体实施方式下面结合附图和实施例对本技术作进一步说明。特别说明：平衡阀是一种为了防止负载自由下落而保持背压的压力控制阀，它通常用来防止马达或液压缸因负载重量而高速下落；工程机械领域广泛应用的平衡阀一般是正向导通，反向比例节流调速。闭式回路：回路工作时，管路中的绝大部分油液在系统中被循环使用，只有少量的液压油通过补油液压泵从油箱中吸油进入到系统中，实现系统油液的降温、补油，这种油路结构称为闭式回路。如图1所示：本技术公开了一种混合式卷扬液压系统，它包括：卷扬开式起升液压系统回路，其用于精准驱动卷扬1起升工作：卷扬1下落回油直接回油箱，能够有效降低系统压力损失；卷扬闭式下落液压系统回路，其用于控制卷扬1下落：卷扬1下落回油路不经过平衡阀3，而经过变量泵8进行速度调节同时将卷扬1下落的重力势能转化成发动机10动能，进而降低发动机10功率输出，有效降低系统油耗；其中，所述卷扬开式起升液压系统回路与卷扬闭式下落液压系统回路共同组成开式与闭式相结合的混合式液压系统。另外，在上述的基础上，本系统还包括卷扬开式下落液压系统回路：卷扬1下落过程中回油路经过平衡阀3进行开式下落，即：当用户需要进行特殊工况操作时，例如需要快速下落，可选择开式下落模式；此时，电磁换向阀5的电磁铁6Y得电，主泵9的液压油会经过电磁换向阀5、插装阀Ⅰ进入到主卷马达2的A口，同时二位三通电磁换向阀12的电磁铁4Y得电，液压油会经过二位三通电磁阀12达到平衡阀3的先导腔推开平衡阀3，使重物下落；此过程插装阀Ⅱ的电磁铁1Y、插装阀Ⅲ的电磁铁2Y、插装阀Ⅰ的电磁铁9Y均未得电；卷扬开式系统下落过程中，发动机10输出功率主要用于带动主泵9和散热器11旋转，开式下落过程卷扬马达2落口还需要一定的油液压力打开平衡阀3，所以发动机10会额外提供相应的驱动功率，经济性较差。如图1所示：所述的卷扬开式起升液压系统回路包括依次连接的发动机10、主泵9、电磁换向阀5、平衡阀3、卷扬马达2及卷扬1；当卷扬1起升时：发动机10旋转带动主泵9转动，为系统提供液压油，电磁换向阀5的5Y电磁铁得电，液压油通过电磁换向阀5的左位并经过平衡阀3到达卷扬马达2，带动卷扬马达2旋转，从而带动卷扬1起升重物；卷扬马达2回油经过插装阀Ⅰ4，并再次经过电磁换向阀5的左位直接连回油箱，在此过程中，插装阀Ⅱ6的1Y、插装阀Ⅲ7的2Y以及二位三通电磁换向阀（12）均不得电。如图1所示，上述的卷扬闭式下落液压系统回路包括与主泵9连接的变量泵8、插装阀Ⅱ6、插装阀Ⅲ7；当卷扬1下落时，插装阀Ⅱ6的1Y、插装阀Ⅲ7的2Y、插装阀Ⅰ4的9Y通电，卷扬1下落的重力势能会带动卷扬马达2进行旋转，二位三通电磁换向阀12的4Y不通电，平衡阀3处于反向截止状态，卷扬马达2排出的高压油经过插装阀Ⅱ6进入变量泵8的A油口，推动变量泵8旋转；变量泵8在旋转的过程中，会带动传动轴进行旋转，进而带动发动机10旋转，即给发动机10输出轴提供辅助驱动力，用于辅助驱动发动机10本身的机械摩擦、发动机10驱动散热器11等负载扭矩，取代了现有系统单靠发动机为系统提供动力的方案，由此发动机10需要的输出的功率会进一步降低，由于发动机10具有速度调节器，为了保持输出转速的恒定，发动机10的ECU控制单元就会减小燃油喷射量，降低了发动机10的燃油消耗量；从变量泵8的B口流出的液压油经过插装阀Ⅲ7重新进入卷扬马达2落口；在起重机下落过程中，起重机控制器根据起重机操纵手柄的角度，输出电流信号控制变量泵8的排量，进而控制重物的下降速度即容积调速。其中上述的平衡阀3工作方式为正向导通、反向比例节流调速。进一步，所述的电磁换向阀本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种混合式卷扬液压系统，其特征在于，它包括：卷扬开式起升液压系统回路，其用于精准驱动卷扬（1）起升工作：卷扬（1）下落回油直接回油箱，能够有效降低系统压力损失；卷扬闭式下落液压系统回路，其用于控制卷扬（1）下落：卷扬（1）下落回油路不经过平衡阀（3），而经过变量泵（8）进行速度调节同时将卷扬（1）下落的重力势能转化成发动机（10）动能，进而降低发动机（10）功率输出，有效降低系统油耗；其中，所述卷扬开式起升液压系统回路与卷扬闭式下落液压系统回路共同组成开式与闭式相结合的混合式液压系统。

【技术特征摘要】
1.一种混合式卷扬液压系统，其特征在于，它包括：卷扬开式起升液压系统回路，其用于精准驱动卷扬（1）起升工作：卷扬（1）下落回油直接回油箱，能够有效降低系统压力损失；卷扬闭式下落液压系统回路，其用于控制卷扬（1）下落：卷扬（1）下落回油路不经过平衡阀（3），而经过变量泵（8）进行速度调节同时将卷扬（1）下落的重力势能转化成发动机（10）动能，进而降低发动机（10）功率输出，有效降低系统油耗；其中，所述卷扬开式起升液压系统回路与卷扬闭式下落液压系统回路共同组成开式与闭式相结合的混合式液压系统。2.根据权利要求1所述的一种混合式卷扬液压系统，其特征在于，本系统还包括卷扬开式下落液压系统回路：卷扬（1）下落过程中回油路经过平衡阀（3）进行开式下落。3.根据权利要求1所述的一种混合式卷扬液压系统，其特征在于，所述的卷扬开式起升液压系统回路包括依次连接的发动机（10）、主泵（9）、电磁换向阀（5）、平衡阀（3）、卷扬马达（2）及卷扬（1）；当卷扬（1）起升时：发动机（10）旋转带动主泵（9）转动，为系统提供液压油，电磁换向阀（5）的5Y电磁铁得电，液压油通过电磁换向阀（5）的左位并经过平衡阀（3）到达卷扬马达（2），带动卷扬马达（2）旋转，从而带动卷扬（1）起升...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡小冬，袁丛林，
申请(专利权)人：徐州重型机械有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32