CN105465106A - 液压散热系统、控制方法及起重机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种液压散热系统、控制方法及起重机，液压散热系统包括：液压油泵、液压油箱、液压马达、冷却风扇和设置在待散热的液压油路中的风冷器，还包括：电比例流量阀和温度传感器，其中所述温度传感器设置在所述待散热的液压油路上，能够对所述待散热的液压油路中的油温进行检测，所述电比例流量阀设置在所述液压马达的进油油路上，能够根据所述温度传感器检测到的油温控制进入到所述液压马达的液压油流量，以使所述液压马达的转速与所述待散热的液压油路的油温相适合。本发明能够提高液压散热系统的散热效率，提高系统的安全可靠性。

Description

液压散热系统、控制方法及起重机

技术领域

本发明涉及液压控制领域，尤其涉及一种液压散热系统、控制方法及起重机。

背景技术

目前起重机的四大动作(起升、伸缩、变幅和回转)均采用液压传动，而由于液压传动本身的特点和其相对恶劣的工作环境及工况，液压系统所产生的热量单靠液压油箱、液压元件及管件表面的发散通常是不够的，而液压油温的有效控制是液压系统正常工作的基本前提，因此在液压系统中设置专用的冷却装置及冷却回路是不可或缺的重要环节。

目前起重机有采用液压马达驱动的散热系统，如图1所示。这类散热系统采用专用的风扇a1对设置在回油油路T上的风冷器a2进行强制加速换热，风扇a1由液压马达a3驱动，而液压马达a3由定量齿轮泵a4供油，定量齿轮泵a4提供的液压油通过叠加阀a5直接进入液压马达a3。液压马达a3驱动散热系统的散热量与液压马达a3的转速成正比例相关，转速越高，散热量越大。而液压马达a3的转速是由液压马达a3的流量决定的，在目前起重机所采用的散热系统中，定量齿轮泵a4给液压马达a3提供的流量不能调节，这造成当发动机转速升高时，泵流量增大，相应的液压马达a3的流量和转速均随之升高，带动风扇a1加速换热，使油温下降。

目前液压马达驱动的散热系统存在着以下缺陷：

1、在液压系统工作中，无论液压油油温多高，液压马达均处于高速运转状态，如果发动机转速过高，造成液压马达流量过大，则可能会造成液压马达超速运转的危险，进而对液压马达造成损害，影响其使用寿命；而当液压油油温较低时，液压马达仍然高速运转，则造成系统能量的浪费。

2、当通过风冷器a2的流量压差过大时，液压油通过风冷器a2时的发热量可能大于散热量，从而使散热系统无法达到为液压油散热冷却的目的。

发明内容

本发明的目的是提出一种液压散热系统、控制方法及起重机，能够提高散热效率，提高系统的安全可靠性。

为实现上述目的，本发明提供了一种液压散热系统，包括：液压油泵、液压油箱、液压马达、冷却风扇和设置在待散热的液压油路中的风冷器，所述液压油泵为所述液压马达供油，以使所述液压马达带动所述冷却风扇旋转来对通过所述风冷器的液压油进行风冷散热，其中还包括：电比例流量阀和温度传感器，其中所述温度传感器设置在所述待散热的液压油路上，能够对所述待散热的液压油路中的油温进行检测，所述电比例流量阀设置在所述液压马达的进油油路上，能够根据所述温度传感器检测到的油温控制进入到所述液压马达的液压油流量，以使所述液压马达的转速与所述待散热的液压油路的油温相适合。

进一步的，还包括与所述风冷器并联的旁通阀，所述旁通阀能够在所述风冷器的入口和出口之间的油压差超过预设压力时打开，使所述待散热的液压油路中的液压油通过所述旁通阀直接流回所述液压油箱。

进一步的，所述待散热的液压油路为主回油路。

进一步的，在所述液压马达的进油口和所述风冷器的出口之间还设有补油油路，在所述补油油路上设有安全阀，所述安全阀能够在所述液压马达需要补油时打开，使所述液压马达通过所述补油油路从所述主回油路获取液压油。

进一步的，所述温度传感器的测温点设置所述主回油路上的回油滤油器的入口位置。

进一步的，所述电比例流量阀采用电比例调速阀，所述电比例调速阀具有与所述液压油箱直接连通的旁通口，以便所述电比例调速阀中的节流阀关闭时使进入到所述电比例调速阀的液压油通过所述旁通口直接流回所述液压油箱。

为实现上述目的，本发明还提供了一种基于前述液压散热系统的液压散热控制方法，包括：

温度传感器对待散热的液压油路中的油温进行检测；

电比例流量阀根据所述温度传感器检测到的油温控制进入到液压马达的液压油流量，以使所述液压马达的转速与所述待散热的液压油路的油温相适合。

进一步的，所述液压散热系统还包括与风冷器并联的旁通阀，所述方法进一步包括：当所述风冷器的入口和出口之间的油压差超过预设压力时开启所述旁通阀，使得所述待散热的液压油路中的液压油通过所述旁通阀直接流回液压油箱。

进一步的，所述待散热的液压油路为主回油路，且在液压马达的进油口和所述风冷器的出口之间还设有补油油路，在所述补油油路上设有安全阀，所述方法进一步包括：当所述液压马达需要补油时开启所述安全阀，使得所述液压马达通过所述补油油路从所述主回油路获取液压油。

为实现上述目的，本发明还提供了一种起重机，包括前述的液压散热系统。

基于上述技术方案，本发明通过温度传感器检测待散热油路的油温高低，并通过电比例流量阀根据油温来控制进入到液压马达的液压油流量，以使液压马达的转速与油温相适合，这样就可以在油温较低时减小液压马达的流量，降低冷却风扇的转速，以节省能源消耗，而在油温较高时增加液压马达的流量，提高冷却风扇的转速，以获得更好的散热效果，进而达到提高液压散热系统的散热效率的作用，同时也避免了现有散热系统在低温情况下因发动机转速较高而导致液压马达超速运转的现象，提高了液压散热系统的安全可靠性。

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为现有的由液压马达驱动的散热系统的液压原理示意图。

图2为本发明液压散热系统的一实施例的液压原理示意图。

图3为本发明液压散热系统的另一实施例的液压原理示意图。

图4为本发明液压散热系统的再一实施例的液压原理示意图。

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，为本发明液压散热系统的一实施例的液压原理示意图。在本实施例中，液压散热系统包括：液压油泵1、液压油箱10、液压马达2、冷却风扇3和设置在待散热的液压油路中的风冷器4。其中，液压油泵1为液压马达2供油，以使液压马达2带动冷却风扇3旋转，而冷却风扇3旋转所带来的冷却风可以对通过风冷器的液压油进行风冷散热。

为了实现液压散热的智能控制，可以在液压散热系统中加入电比例流量阀6和温度传感器5，其中温度传感器5设置在待散热的液压油路上，能够对待散热的液压油路中的油温进行检测，而电比例流量阀6设置在液压马达2的进油油路上，能够根据温度传感器5检测到的油温控制进入到液压马达2的液压油流量，以使液压马达2的转速与待散热的液压油路的油温相适合。

电比例流量阀是一种能够通过控制施加电流的大小来改变其内部节流阀的阀门开度的液压元件，当加大阀门开度时可以通过该电比例流量阀的液压油的流量会增加，反映到液压散热系统中时就会使进入到液压马达的液压油流量增加，带动液压马达转速提高，增加散热效果；反之减少阀门开度，则可以使通过该电比例流量阀的液压油的流量减少，反映到液压散热系统中时就会使进入到液压马达的液压油流量减少，带动液压马达转速降低，削弱散热效果，但也节省了能源消耗。

由于电比例流量阀可以由施加电流进行阀门开度的控制，因此利用专用控制器或控制系统就可以将其与用于检测油温的温度传感器联系起来，实现智能化的控制过程，即将测得的油温信号转换成控制电比例流量阀的电流信号，以使得液压马达的转速能够与油温相适合。

在图2中示出的电比例流量阀6采用的是电比例调速阀，从图中可以看到，该电比例调速阀具有与液压油箱10直接连通的旁通口，当电比例调速阀中的节流阀关闭时，进入到电比例调速阀的液压油就可以通过旁通口直接流回液压油箱。这样就可以在待散热的油路的油温较低而无需散热的情形下，使液压油泵泵出的液压油直接流回油箱，而不再流入液压马达来驱动冷却风扇转动，从而达到良好的节能效果。

电比例调速阀可选用现有液压元件，这种液压元件不仅能够根据输入的控制信号自动的对流量进行调节，而且其流量基本不会受到负载压力波动的影响。

另外，本发明的液压散热系统可应用于各种需要散热的油路，对于起重机等工程机械，为避免液压油箱内的油温过高，可以在主回油路T上设置风冷器4，相应的，可以将温度传感器5设置在进入液压油箱10前的回油滤油器9的入口位置。

如图3所示，为本发明液压散热系统的另一实施例的液压原理示意图。与上一实施例相比，本实施例的液压散热系统还包括与风冷器4并联的旁通阀7，旁通阀7能够在风冷器4的入口和出口之间的油压差超过预设压力(例如图3中示出的4bar)时打开，使待散热的液压油路(图3中示出的为主回油路T)中的液压油通过旁通阀7直接流回液压油箱10。这样就可以避免液压油经过风冷器4时因为压差过大引起发热，进而无法实现利用散热系统冷却油液的目的的问题。

旁通阀7的预设压力的设定可以通过测试风冷器4在不同压差下的发热量和散热量的大小关系来确定，并不限于图3实施例中示出的4bar。

如图4所示，为本发明液压散热系统的再一实施例的液压原理示意图。与上一实施例相比，本实施例在液压马达2的进油口和风冷器4的出口之间还设有补油油路，在补油油路上设有安全阀8，安全阀8能够在液压马达2需要补油时打开，使液压马达2通过补油油路从主回油路T获取液压油。

当液压油泵停止工作或者电比例调速阀突然关闭时，液压马达由于惯性而继续旋转，此时主回油路T中的液压油就可以通过该安全阀流入液压马达，对液压马达进行补油，以防止液压马达出现吸空现象，从而实现了对液压马达的安全保护。

基于上述各种液压散热系统实施例，可施行以下的液压散热控制方法，包括：

温度传感器对待散热的液压油路中的油温进行检测；

电比例流量阀根据所述温度传感器检测到的油温控制进入到液压马达的液压油流量，以使所述液压马达的转速与所述待散热的液压油路的油温相适合。

在另一个方法实施例中，液压散热系统还包括与风冷器并联的旁通阀，则方法进一步包括：当所述风冷器的入口和出口之间的油压差超过预设压力时开启所述旁通阀，使得所述待散热的液压油路中的液压油通过所述旁通阀直接流回液压油箱。

在再一个方法实施例中，待散热的液压油路为主回油路，且在液压马达的进油口和所述风冷器的出口之间还设有补油油路，在所述补油油路上设有安全阀，则该方法进一步包括：当所述液压马达需要补油时开启所述安全阀，使得所述液压马达通过所述补油油路从所述主回油路获取液压油。

本发明的液压散热系统可应用于各类工程机械设备中需要散热的场合，尤其可适用于起重机中。因此本发明也相应的提供了一种起重机，包括前述的液压散热系统。

最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。

Claims (10)

1.一种液压散热系统，包括：液压油泵、液压油箱、液压马达、冷却风扇和设置在待散热的液压油路中的风冷器，所述液压油泵为所述液压马达供油，以使所述液压马达带动所述冷却风扇旋转来对通过所述风冷器的液压油进行风冷散热，其特征在于，还包括：电比例流量阀和温度传感器，其中所述温度传感器设置在所述待散热的液压油路上，能够对所述待散热的液压油路中的油温进行检测，所述电比例流量阀设置在所述液压马达的进油油路上，能够根据所述温度传感器检测到的油温控制进入到所述液压马达的液压油流量，以使所述液压马达的转速与所述待散热的液压油路的油温相适合。

2.根据权利要求1所述的液压散热系统，其特征在于，还包括与所述风冷器并联的旁通阀，所述旁通阀能够在所述风冷器的入口和出口之间的油压差超过预设压力时打开，使所述待散热的液压油路中的液压油通过所述旁通阀直接流回所述液压油箱。

3.根据权利要求1所述的液压散热系统，其特征在于，所述待散热的液压油路为主回油路。

4.根据权利要求2所述的液压散热系统，其特征在于，在所述液压马达的进油口和所述风冷器的出口之间还设有补油油路，在所述补油油路上设有安全阀，所述安全阀能够在所述液压马达需要补油时打开，使所述液压马达通过所述补油油路从所述主回油路获取液压油。

5.根据权利要求3所述的液压散热系统，其特征在于，所述温度传感器的测温点设置所述主回油路上的回油滤油器的入口位置。

6.根据权利要求1所述的液压散热系统，其特征在于，所述电比例流量阀采用电比例调速阀，所述电比例调速阀具有与所述液压油箱直接连通的旁通口，以便所述电比例调速阀中的节流阀关闭时使进入到所述电比例调速阀的液压油通过所述旁通口直接流回所述液压油箱。

7.一种基于权利要求1～6任一所述的液压散热系统的液压散热控制方法，其特征在于，包括：

温度传感器对待散热的液压油路中的油温进行检测；

电比例流量阀根据所述温度传感器检测到的油温控制进入到液压马达的液压油流量，以使所述液压马达的转速与所述待散热的液压油路的油温相适合。

8.根据权利要求7所述的液压散热控制方法，其特征在于，所述液压散热系统还包括与风冷器并联的旁通阀，所述方法进一步包括：当所述风冷器的入口和出口之间的油压差超过预设压力时开启所述旁通阀，使得所述待散热的液压油路中的液压油通过所述旁通阀直接流回液压油箱。

9.根据权利要求7所述的液压散热控制方法，其特征在于，所述待散热的液压油路为主回油路，且在液压马达的进油口和所述风冷器的出口之间还设有补油油路，在所述补油油路上设有安全阀，所述方法进一步包括：当所述液压马达需要补油时开启所述安全阀，使得所述液压马达通过所述补油油路从所述主回油路获取液压油。

10.一种起重机，其特征在于，包括权利要求1～6任一所述的液压散热系统。