用於作業機器的冷卻系統的製作方法

2023-09-23 00:34:35 3

專利名稱：用於作業機器的冷卻系統的製作方法
技術領域：
本實用新型一般地涉及冷卻系統，尤其涉及用於作業機器的冷卻系統。
背景技術：
通常作業機器可設有冷卻裝置，如用於冷卻發動機的散熱器、和/或用於冷 卻液壓機液體的油冷卻器和/或用於冷卻傳輸油的油散熱器防止過熱和/或系 統失效。
作業機器通常構造有以上闡述的三個獨立的冷卻系統。1985年8月20曰 授予Faylor的美國專利第4535729號揭示了這種冷卻系統的一個實例。
'729專利揭示了用於冷卻汽車發動機、傳輸油、和輔助液壓功能油的整 體冷卻系統。第一油冷卻器具有相通於且用於冷卻器內的傳輸油循環的油入口 和出口。冷卻器具有到第一部分的連接來將冷卻劑從後者傳輸到第一油冷卻 器。第二油冷卻器具有相連通的油入口和出口並用於通過冷卻器循環輔助液壓 油，後者冷卻器具有到第二部分內冷卻劑的連接部用於將冷卻劑從第二段傳輸 到第二冷卻器。第 一和第二冷卻劑排放管分別接受來自第一和第二冷卻器的冷 卻劑並且連接至泵的入口。
在，729專利中，所有的液壓油流過第二油冷卻器造成低啟動效率，尤其 是當溫度低的時候。在液壓系統完全運行時，由於缺乏與第二冷卻器充分的熱 交換，液壓系統的溫度不能被充分降低並引起過熱和/或系統失效。三個獨立 冷卻系統還佔據作業機器較多空間。
揭示的用於作業機器的冷卻系統針對克服上述一個或多個關於作業機器冷 卻系統的問題。

實用新型內容
為克服上述缺陷，本實用新型的目的在於，提供一種可充分降低工作溫度 的用於作業機器的冷卻系統。本實用新型的一個方面可包括用於作業機器的冷卻系統。冷卻系統可包括 設置成保持流體供應的儲液器、壓力流體源和構造成從壓力流體源接收壓力流 體的閥門。第一工作單元和第二工作單元可並聯到閥門上。第--和第二工作單 元中的一個可適於在壓力控制基礎上接收來自閥門的壓力流體。第一和第二工 作單元可通過循環管道與儲液器相連並可通過旁通管道連接到第-一熱交換器。 旁通管道可構造成僅一部分流體從第一和第二工作單元流到第一熱交換器。第 一熱交換器可與儲液器流體連接並可適於一部分流體流到儲液器。根據另一方面，本實用新型針對一種運行冷卻系統的方法。該方法可包括 加壓流體，引導流體從儲液器通過壓力流體源到閥門。流體可被並行引導至第 一工作單元和第二工作單元。第一和第二工作單元之一可適於在壓力控制基礎 上接收來自閥門的加壓流體。流體可從第一和第二工作單元通過循環管道流到 儲液器。 - 部分流體可從第 一 和第二工作單元通過旁通管道流到第 一 熱交換 器。該部分流體可從第一熱交換器導向儲液器。根據另一方面，本實用新型針對一種作業機器，可具有包括第一熱交換器 的第一冷卻系統、包括第二熱交換器的第二冷卻系統，包括第三熱交換器的第 三冷卻系統。第一冷卻系統可包括設置成保持流體供應的儲液器、壓力流體源 和構造成從壓力流體源接收壓力流體的閥門。第- 一 工作單元和第二工作單元可並聯到閥門上。第 和第二 ]:作單元中的- 個可適於在壓力控制基礎上接收來 自閥門的壓力流體。第 和第二工作單元可通過循環管道與儲液器流體相連並 可通過旁通管道連接到第一熱交換器。旁通管道可構造成僅一部分流體從第一 和第二工作單元流到第一熱交換器。第一熱交換器可與儲液器流體連接並可適 於一部分流體流到儲液器。藉助本實用新型的冷卻系統，可以充分地降低作業機器的溫度，從而防止 系統過熱和/或失效。而且，該冷卻系統在作業機器上只佔據較少的空間。


圖1示出了包括某些所揭示實施例的用於作業機器的冷卻系統原理框圖； 圖2示出了包括某些所揭示實施例的用於作業機器的另一冷卻系統原理框
圖3是示出了連接到循環管道的旁通管道的連接結構截面圖； 圖4是作業機器用的具有散熱器的冷卻器的截面結構圖。
具體實施方式
現詳細說明附圖所示的示例性實施例。在可能的地方，同樣的標號用來在 所有圖中表示相同或類似的部件。
參見圖1和圖2，它們示出了作業機器冷卻系統的兩個實施例。作業機器
可指任何進行與特定產業，如礦業、建築業、農業、運輸業等有關的某些類型
以及在工作環境中(例如建築地點、採礦地點、發電站、公路應用)或它們之
間操作的移動機器。作業機器包括公路車輛、商業機器，如卡車、起重機、推 土機、釆礦車、挖掘機、材料搬運設備、農業設備、海洋船舶、航空器、以及
任何類型在作業環境中運行的可移動機器。
如圖1和圖2所示，作業機器可包括操縱和工具液壓(第一)冷卻系統600， 發動機(第二)冷卻系統400和傳輸裝置(第三)冷卻系統500，發動機(第 二)冷卻系統400和傳輸裝置(第三)冷卻系統500。冷卻系統可根據實際實 踐設立，例如選擇以上闡述的一個或多個冷卻系統。
發動機冷卻系統400可包括發動機單元40、循環泵41、溫度調節閥43、 潤滑油冷卻器42和散熱器10。發動機單元40可連接到溫度調節閥43上。溫 度調節閥43可連接到散熱器10上且散熱器10可連接到循環泵41上。循環泵 41可串聯到潤滑油冷卻器42和發動機單元40上。旁通管道44可連接到溫度 調節閥43和循環泵41上。上述部件可形成發動機冷卻系統的冷卻迴路400， 由箭頭表示。
傳輸裝置冷卻系統可包括可連接到散熱器io下部的冷卻器n、具有油箱
的傳輸裝置50、傳輸泵51、變矩器52、油過濾器53和閥54。具有油箱的傳 輸裝置50可通過循環管道501連接到傳輸泵51上。循環管道可在傳輸泵51 之後分成兩支502、 506。 一支管道506可連至閥54並隨後連至具有油箱的傳 輸裝置40。另一支管道502可串聯到變矩器52和傳輸油過濾器53上。傳輸 油過濾器53可連接到冷卻器11上。冷卻器11可連接到具有油箱的傳輸裝置
50上。傳輸裝置可包括現有技術披露的齒輪和離合器。
參見圖3，冷卻器11可具有可連接到散熱器IO下部的底部隔箱13。中芯 12可置於底部隔箱13內。中芯12可具有用於傳輸油或液壓流體通過的入口 12a和出口 12b。出口 16可連接到底部隔箱13。
操縱和工具液壓冷卻系統可包括流體-空氣型冷卻器20、液壓流體箱(儲 液器)60、液壓流體過濾器61、流體加壓源(泵)62、壓力控制閥63、工具 液壓單元66和操縱單元6。操縱單元6可包括通過循環管道608、 609形成循 環的操縱閥64和操縱缸體65。液壓流體箱60可通過循環管道601、 602串聯 到泵62和壓力控制閥63上。循環管道可從壓力控制閥63分成兩支管道。一 支管道605可連接到工具液壓單元66且另 一支管道603可並行連接到操作單 元6 。連接到工具液壓單元66的管道606和連接到操縱閥64的管道604可 連結到管道610內並可連結到液壓流體過濾器61。液壓流體過濾器61可通過 循環管道67連接到液壓流體箱60和通過旁通管道68連接到冷卻器20。冷卻 器20可通過循環管道607流體連接到流體箱60。
參見圖1和圖2，冷卻器20可置於第一散熱器IO內部。具有入口的套管 可鄰近第一散熱器IO設置。風扇30可位於套管33的入口內。
再參見圖2，溫度調節閥70可位於旁通管道線內且鄰近冷卻器20，它可響
應達到預定溫度的溫度移動到液壓流體通過位置。
參見圖4，由循環管道的出口 67'限定的孔69可位於旁通管道68線內。出 U 67'可連接到旁通管道68的一端68'。出口 67'的直徑可小於旁通管道的直徑 D。出口可與循環管道形成一體。出口可用本技術領域已知的其它結構形成。
參見閣1，在操作中，當散熱器內的冷卻水溫度達到某一溫度時，溫度調 節閥43可通過控制迴路打開旁通管道44。泵41可從發動機單元40抽水通過 管道401、溫度調節閥43、旁通44、泵41、管道402、潤滑油冷卻器42並通 過管道403返回到發動機單元40。潤滑油冷卻器42可通過進口管道404和出 口管道405流體連接到發動機單元40上形成發動機潤滑油循環。打開的溫度 調節閥可防止冷卻水循環通過散熱器10以將冷卻水溫度帶到操作溫度，且因 此當冷卻水溫度在某一溫度以上時，溫度調節閥可通過控制迴路關閉旁通管道 44。泵41可從發動機單元40抽水通過管道401、溫度調節閥43、管道406、
散熱器10、管道407、泵41、管道402、潤滑油冷卻器42並通過管道403返 回發動機單元40。潤滑油冷卻器42可通過進口管道404和出口管道405流體 連接到發動機形成發動機潤滑油循環。該循環可使得冷卻水循環通過散熱器來 將冷卻水溫度降到所要求的操作溫度。傳輸冷卻系統500的冷卻方法可包括將傳輸油從傳輸油箱50通過管道 501、泵51、管道502、變矩器52、管道503、油過濾器53和管道504通到達 冷卻器11。傳輸油可從冷卻器11通過管道505到達具有油箱的傳輸裝置50。 當泵內的壓力可達到某--值時， 一部分傳輸油從泵51通過管道506到閥門54 並然後通過管道507到達具有油箱的傳輸裝置50。在冷卻器11內，在散熱器10內冷卻的水可向下穿過管道到達底部隔箱13。 在操作中變熱的傳輸油可通過入口 12a通入中芯12。傳輸油可與可來自散熱 器的冷卻水進行熱交換。在把熱量釋放到底部隔箱13內的水之後，傳輸油可 通過出口 12b流出中芯12並通過管道505返回到具有油箱的傳輸裝置50。在 循環中，傳輸油和冷卻器11中的水進行熱交換以將傳輸油溫度降到所要求的 操作溫度。操作和工具液壓冷卻系統的冷卻方法可包括從液壓流體箱60抽取液壓流 體通過管道601到液壓油泵62，然後通過管道602到壓力控制閥63。液壓流 體可通過一分支管道605通入工具液壓單元66並然後通過管道606到過濾器 61。當作業機器在操縱操作時，液壓流體可從壓力控制閥63在通入工具液壓 單元66之前通過分支管道603到達操縱單元6，並然後通過管道604到達過 濾器61。如圖1和圖2所示，管道604和606可在連接到過濾器61之前連結 到管道610。 一部分液壓流體可從過濾器61通過循環管道67到達流體箱60。 另一部分液壓流體可通過旁通管道68到達冷卻器20並可通過管道607返回到 液壓箱60。在操縱單元6中，液壓流體可從操縱閥64通過管道608通到操縱 缸體65並可通過管道609返回操縱閥64，這樣可形成操縱單元循環。在該循 環內，液壓油可與冷卻器20內的空氣熱交換來將液壓流體溫度降到所要求的 操作溫度。再參見圖2，圖2中發動機冷卻系統400和傳輸冷卻系統500的操作與圖1 相同。
圖2中的操縱和工具液壓冷卻系統的冷卻方法可操作如下。當液壓流體溫 度低於某一溫度時，溫度調節閥70可通過控制迴路關閉。液壓流體可從液壓
流體箱60抽出通過管道601到達液壓油泵62，然後通過管道602到達壓力控 制閥63。液壓流體可通過一分支管道605通入工具液壓單元66並然後通過管 道606到達過濾器61。當作業機器在操縱操作時，液壓流體可從壓力控制閥 63在通入工具液壓單元66之前通過分支管道603到達操縱單元6，並然後通 過管道604到達過濾器61。如圖1和圖2所示，管道604和606可在連接到 過濾器61之前連結到管道610。液壓流體可從過濾器61通過循環管道67到 達流體箱60。在操縱單元6中，液壓流體可從操縱閥64通過管道608通到操 縱缸體65並可通過管道609返回操縱閥64，從而可形成操縱單元的循環。
當液壓流體溫度可達到某一溫度時，溫度調節閥70可通過控制迴路打開。 液壓流體可從液壓流體箱60抽出通過管道601到達液壓油泵62，然後通過管 道602到達壓力控制闊63。液壓流體可通過一分支管道605通入工具液壓單 元66並然後通過管道606到達過濾器61。當作業機器在操縱操作時，液壓流 體可從壓力控制閥63在通入工具液壓單元66之前通過分支管道603到達操縱 單元6，並然後通過管道604到達過濾器61。如圖1和圖2所示，管道604 和606可在連接到連結到管道610並可過濾器61。 一部分液壓流體可從過濾 器61通過循環管道67到達流體箱60。其它部分液壓流體可通過旁通管道68 到達冷卻器20並可通過管道607返回到液壓箱60。在操縱單元6中，液壓流 體可從操縱閥64通過管道608通到操縱缸體65並可通過管道609返回操縱閥 64，從而可形成操縱單元循環。在該循環內，液壓油可與冷卻器20內的空氣 進行熱交換來將液壓流體溫度降到所要求的操作溫度。
當孔69可置於旁通管道68線內並可位於鄰近循環管道時，流過孔69的流 體量可小於通過循環管道67的流體量。
在作業機器操作時，風機30可送風通過用於熱交換的第一散熱器10和冷 卻器20，從而可降低發動機系統、傳輸系統和操縱和工具液壓系統的溫度。
本技術領域的技術人員顯然可對揭示的散熱器和作業機器進行各種修改和 改變。從說明書的考慮和揭示的密封盒和壓力操作室的實踐中其它的實施例對 本技術領域的技術人員是顯而易見的。說明書和考慮的實施例的意思僅僅是示例，真正的範圍是由權利要求書和它們的同等物指出的。
權利要求1.一種用於作業機器的冷卻系統，包括保持流體供應的儲液器；與所述儲液器流體相連的壓力流體源；其特徵在於，所述冷卻系統還包括從壓力流體源接收壓力流體的閥門；並聯到閥門上的第一工作單元和第二工作單元，所述第一和第二工作單元中的一個在壓力控制基礎上接收來自所述閥門的壓力流體，所述第一和第二工作單元通過循環管道與儲液器流體相連並通過旁通管道連接到第一熱交換器，所述旁通管道僅使一部分流體從所述第一和第二工作單元流到所述第一熱交換器；以及所述第一熱交換器與所述儲液器流體連接並使所述部分流體流到儲液器。
2. 如權利要求1所述的冷卻系統，其特徵在於，包括設置在所述循環管道 線內的過濾器。
3. 如權利要求2所述的冷卻系統，其特徵在於，所述過濾器置於所述儲液器和所述旁通管道之間。
4. 如權利要求1所述的冷卻系統，其特徵在於，所述第-工作單元為工具 液壓單元。
5. 如權利要求1所述的冷卻系統，其特徵在於，所述第二工作單元為操縱 單元。
6. 如權利要求1所述的冷卻系統，其特徵在於，所述閥門為壓力控制閥。
7. 如權利要求1所述的冷卻系統，其特徵在於，包括由具有內徑比所述循 環管道內徑小的窄管道部分限定的孔，所述孔設置於所述旁通管道線內，流過 所述孔的流體量小於通過所述循環管道的流體量。
8. 如權利要求7所述的冷卻系統，其特徵在於，所述孔的位置鄰近所述循 環管道。
9. 如權利要求1所述的冷卻系統，其特徵在於，包括設置於所述旁通管道 線內的控制閥。
10. 如權利要求9所述的冷卻系統，其特徵在於，所述控制閥的位置鄰近所述第一熱交換器。
11. 如權利要求9所述的冷卻系統，其特徵在於，所述控制閥為溫度控制閥， 所述溫度控制閥可響應達到預定溫度的溫度移動到流體通過位置。
12. 如權利要求1所述的冷卻系統，其特徵在於，所述第一熱交換器為流體 -空氣型的冷卻器。
13.—種作業機器，具有包括第一熱交換器的第一冷卻系統、包括第二熱交 換器的第二冷卻系統，以及包括第三熱交換器的第三冷卻系統，所述第一冷卻系統包括保持流體供應的儲液器； 與所述儲液器流體相連的壓力流體源； 其特徵在於，所述第一冷卻系統還包括 從壓力流體源接收壓力流體的閥門；並聯到閥門上的第一工作單元和第二工作單元，所述第一和第二工作單元 中的 一 個在壓力控制基礎上接收來自所述閥門的壓力流體，所述第--和第二工 作單元通過循環管道與儲液器流體相連並通過旁通管道連接到第一熱交換器， 所述旁通管道僅使一部分流體從所述第一和第二工作單元流到所述第一熱交 換器；以及所述第一熱交換器與所述儲液器流體連接並使所述部分流體流到儲液器。
14. 如權利要求13所述的作業機器，其特徵在於，所述第二熱交換器為散 熱器。
15. 如權利要去13所述的作業機器，其特徵在於，所述第三熱交換器是冷 卻器。
16. 如權利要求15所述的作業機器，其特徵在於，所述冷卻器連結到所述 第二熱交換器的下部。
17. 如權利要求13所述的作業機器，其特徵在於，所述第一熱交換器為流 體-空氣型的冷卻器。
18. 如權利要求13所述的作業機器，其特徵在於，還包括設置在所述循環 管道線內的過濾器。
19. 如權利要求18所述的作業機器，其特徵在於，所述過濾器置於所述儲 液器和所述旁通管道之間。
20. 如權利要求13所述的作業機器，其特徵在於，所述第一工作單元為工 具液壓單元。
21. 如權利要求13所述的作業機器，其特徵在於，所述第二工作單元為操 縱單元。
22. 如權利要求13所述的作業機器，其特徵在於，所述閥門為壓力控制閥。
23. 如權利要求13所述的作業機器，其特徵在於，包括由具有內徑比所述 循環管道內徑小的窄管道部分限定的孔，所述孔設置於所述旁通管道線內，流 過所述孔的流體量小於通過所述循環管道的流體量。
24. 如權利要求23所述的作業機器，其特徵在於，所述孔的位置鄰近所述 循環管道。
25. 如權利要求13所述的作業機器，其特徵在於，包括設置於所述旁通管 道線內的控制閥。
26. 如權利要求25所述的作業機器，其特徵在於，所述控制閥的位置鄰近 所述第一熱交換器。
27. 如權利要求25所述的作業機器，其特徵在於，所述控制閥為溫度控制閥。
專利摘要一種用於作業機器的冷卻系統，可包括設置成保持流體供應的儲液器、壓力流體源和構造成從壓力流體源接收壓力流體的閥門。第一工作單元和第二工作單元可並聯到閥門上。第一和第二工作單元中的一個可適於在壓力控制基礎上接收來自閥門的壓力流體。第一和第二工作單元可通過循環管道與儲液器流體相連並可通過旁通管道連接到第一熱交換器。旁通管道可構造成僅使一部分流體從第一和第二工作單元流到第一熱交換器。第一熱交換器可與儲液器流體連接並可適於使一部分流體流到儲液器。
文檔編號F01P7/14GK201013434SQ20062016470
公開日2008年1月30日 申請日期2006年12月1日 優先權日2006年10月23日
發明者D·蒂瓦裡, E·E·祖艾克, J·E·屯特蘭德, R·E·威斯曼, R·L·杜普裡, S·W·詹森, 吳豔芳 申請人:卡特彼勒公司