動力轉向器冷卻的製作方法

2023-10-18 01:34:19

專利名稱：動力轉向器冷卻的製作方法
技術領域：
本發明涉及機動車輛的動力轉向器，更具體地，涉及這種動力轉 向器的冷卻系統。
背景技術：
機動車輛通常使用動力轉向助力系統來減少車輛轉向所需的轉向 力。這種系統通常使用動力轉向泵以高壓泵送液體，如液壓油。泵壓 用於輔助車輛的轉向力。動力轉向泵在使用中產生熱，使液體變熱。
這些熱量會造成動力轉向器更嚴重的磨損和洩漏，從而減少轉向器的 使用壽命。轉向器通常布置在同樣也產生熱量的發動機附近。在現代 卡車上，發動機是封閉的，以減少噪音，而該封閉結構反過來增加了 發動機周圍的溫度。為了冷卻轉向器的油，公知的辦法是在系統的高 壓部分安裝熱交換系統。公知的這種冷卻系統包括空氣冷卻式熱交換 器，在該空氣冷卻式熱交換器中，泵液以與發動機冷卻液的散熱器中 發生的液體冷卻相似的方式被空氣冷卻。然而，這種冷卻系統十分依 賴於空氣流量，而空氣流量在低速或怠速時會十分有限。此外，當環 境溫度高時，冷卻效果可能會不充分。將熱交換器安裝在高壓部分還 有一個缺點，這是由於高壓的原因使安裝變得昂貴。高壓部分的洩漏 也會比低壓部分更嚴重。
為了增加冷卻率，這些系統可使用發動機中的發動機冷卻液。在
US 2003116104A中公布了一個這種系統的例子，其中冷卻水套設在動 力轉向泵殼體的外圍附近，以使泵的殼體冷卻。該冷卻水套使轉向泵 冷卻，但其相對較大並增加了布置的複雜性。
EP 1219526 A和EP 968902 A示出了帶有一體的熱交換器的液壓
油箱，以將液體冷卻。熱交換器與發動機冷卻液相連。
US 5513490 A和US 5718281 A示出了帶有一體的冷卻翅片的液 壓油箱，以將液體冷卻。這種方案取決於周圍空氣的溫度。
US 5002117 A示出了一種系統，回流管比需要的長度長很多，形 成冷卻迴路。這種方案造成回流線路中的高損失，為了彌補這些損失， 可能需要使用更大的泵。
所有提出的方案都可用於一些場合，但它們都具有不同的缺點， 主要表現在增加系統重量、成本和布置的複雜性上。

發明內容
本發明的目的在於提供一種緊湊的冷卻系統，以將機動車輛中的 動力轉向液冷卻。本發明的另一個目的在於提供一種冷卻系統，其可 用於修改已安裝的動力轉向系統，以使動力轉向液冷卻。
本發明的第一方面涉及一種重型車輛用動力轉向器，所述動力轉 向器包括殼體、動力轉向液流動通道，以及安裝於所述殼體或成為該 殼體一部分的熱交換器，所述熱交換器包括用於動力轉向液的第一流 動通道，和用於冷卻液的第二流動通道，該冷卻液適於與動力轉向液 進行熱交換。
由於熱交換器是分開的單元，既可將其結合到新的動力轉向器設 計中來，也可當動力轉向液出現冷卻不足的問題時，將該熱交換器用 於修改已使用的運行系統。因此，本發明提供了一種相對便宜和靈活 的方案。選擇將該冷卻系統安裝到已安裝的動力轉向系統，還使得在 交付車輛時根據客戶的特定需求來調節新的車輛成為可能。
該動力轉向器包括用於從泵接受動力轉向液的高壓液體入口部
分，和使動力轉向液回流到液壓油箱或泵的低壓液體出口部分，熱交 換器可安裝在所述入口部分或出口部分上或附近。優選地，熱交換器 安裝於出口部分，這樣在系統的低壓側冷卻液體。
作為替選，熱交換器可成為與所述入口或出口部分一體的部分， 這樣當裝配動力轉向器時，出口或入口部分包括熱交換器，該熱交換
器可對設計更為緊湊的動力轉向器提供冷卻。
優選地，熱交換器包括具有冷卻液入口和出口的板式冷卻器，冷 卻液可以是專門由特定的泵供入到熱交換器的水，但冷卻液優選地為 安裝有動力轉向器的車輛上的發動機的發動機冷卻液。這樣，熱交換 器的入口和出口直接連接於車輛發動機的冷卻系統，使冷卻液被發動 機散熱器冷卻。
該冷卻系統還可包括空氣冷卻裝置，以對動力轉向液更好地冷卻。
根據本發明的第二個方面，本發明涉及一種動力轉向器冷卻系統， 所述系統包括適於安裝於動力轉向器殼體或成為該殼體一部分的熱交 換器，還包括適於與動力轉向液進行熱交換的冷卻液的流動通道。
熱交換器可適於安裝在已運行過的動力轉向器上，或成為與動力 轉向器一體的部分。
熱交換器可包括將該熱交換器安裝到動力轉向器的動力轉向液入 口或出口或相鄰處的裝置。熱交換器可包括轉接板，其能允許熱交換 器安裝到不同種類的動力轉向器上，這些動力轉向器具有不同的入口 或出口管管接頭，或從其殼體伸出的其他部分。這樣，同種類型的熱 交換器可通過轉接板安裝到不同種類的動力轉向器上。
優選地，熱交換器包括具有冷卻液入口和出口的板式冷卻器，如
上所述，熱交換器優選使用安裝有動力轉向器的車輛上的發動機的發 動機冷卻液。
冷卻系統還可包括空氣冷卻裝置，以對動力轉向液更好地冷卻。
根據本發明的第三個方面，本發明涉及一種重型車輛，其包括根 據本發明第一個方面的動力轉向器，和根據本發明第二個方面的冷卻 系統。
根據本發明的第四個方面，本發明涉及一種對重型車輛上動力轉 向器的動力轉向液進行冷卻的方法，所述方法包括以下步驟
將熱交換器設置在動力轉向器的動力轉向液入口或出口上， 泵送冷卻液使其流經熱交換器，從而與動力轉向液發生熱交換使 動力轉向液冷卻。
泵送冷卻液的步驟優選地由車輛發動機的冷卻液泵來執行，所述 冷卻液由發動機散熱器冷卻。
在泵液被發動機冷卻液冷卻的冷卻系統的使用中有一個優點，即 可能會增加泵流量而不會造成系統過熱的危險。例如，這種流量的增 加在怠速的時候是有利的。本發明的另一個優點在於無需改變現有的 系統或泵的設計就可以使用。本發明還有一個優點在於動力轉向液可 通過如具有相對小壁厚的管流經熱交換器。這使得冷卻比基於泵的其
它部分如整個泵殼體的冷卻的系統更有效率。


在下文中，將參照附圖對本發明的優選實施例進行描述，其中 圖1是根據本發明的用於車輛上的冷卻系統的優選實施例的示意 性視圖。
圖2示出了冷卻系統，其中熱交換器通過中間轉接板安裝於動力
轉向器的殼體，和
圖3示出了根據本發明的熱交換器內部的實施例。
具體實施例方式
圖1示意性地示出了冷卻系統的優選設計，其中發動機冷卻液還 用於冷卻動力轉向液。動力轉向器1用於減少車輛轉向時所需的轉向
力。熱交換器2通過轉接板3安裝於動力轉向器。泵5在動力轉向液
中產生高壓，該動力轉向液流進動力轉向器1。轉向液的壓力在動力轉 向器中減小，這樣轉向液在離開動力轉向器和進入熱交換器時處於低
壓。轉向液從熱交換器流進液壓油箱4。
在所示的優選實施例中，冷卻系統使用發動機冷卻液對用於動力 轉向系統的動力轉向液進行冷卻。為了對動力轉向液進行冷卻，發動
機上的冷卻液泵6用來使冷卻液從發動機7經由發動機散熱器8穿過 用於動力轉向泵液泵的熱交換器2而得以循環。熱交換器包括用於動 力轉向泵液的第一流動通道和用於冷卻液的第二流動通道。
在另一個實施例中，用於冷卻動力轉向液的液體並不是發動機冷 卻液，而是特別用於此目的的液體。在這種情況下，可應用具有泵和 散熱器的分離冷卻系統。
圖2示出了動力轉向器1，其中熱交換器2通過中間轉接板3安 裝在動力轉向器1的殼體9上。動力轉向器系統自行運行，即沒有冷 卻系統，當系統在泵液不需要冷卻的條件下使用時是合適的。處於高 壓的動力轉向液通過第一部分11處的入口 10進入動力轉向器1，並從 第二部分13處的出口 12離開動力轉向器1。在所示的實施例中，熱交 換器2安裝於第二部分13，但在本發明的另一個實施例中，其可以相 似的方式安裝於第一部分11。根據入口和/或出口的位置，熱交換器還 可以安裝在殼體的側部上。熱交換器2包括連接裝置(未示出)，其 用於通過轉接板3將動力轉向器出口連接至熱交換器2的第一流動通
道的入口 (未示出)。熱交換器2的第一流動通道包括回流管15，動 力轉向液通過該回流管流回圖1中的液壓油箱4。
轉接板3使冷卻系統能夠安裝到具有出口管管接頭12、螺栓16
或從其他平面伸出的部分的動力轉向器上。因為不需要對動力轉向器 本身進行更進一步的修改，因此本實施例允許對動力轉向器系統進行
容易的修改。轉接板3的具體設計是可以不相同的，以實現不同動力 轉向器設計的緊固安裝。
在本發明的另一個實施例中，熱交換器3沒有使用轉接板而直接 安裝在動力轉向器1的殼體9上，從而保證了更緊湊的方案。例如當 僅使用一種類型的動力轉向器時，將轉接板一體結合到熱交換器上是 有利的。此處有可能將冷卻系統設計成與動力轉向器的一體的部分， 例如通過在動力轉向器的底板22中一體地結合冷卻系統。
使用或者不使用轉接板的熱交換器的安裝能以多種方式完成。一 種方式是移除一些或所有將底板22連接於殼體的螺栓16，並將它們替 換成將熱交換器和底板一起連接於殼體的螺栓(未示出)。另一種方 式是移除底板，並將其替換為使用相同的螺栓孔的熱交換器。熱交換 器還可被夾緊至殼體，例如將其夾緊到底板的邊緣。
在本發明的優選實施例中，冷卻液通過流入管管接頭n進入熱交 換器2中的第二流動通道，並通過回流管管接頭18離開熱交換器2。 冷卻液可以是發動機冷卻液或僅用於動力轉向液冷卻的其他液體。
圖3示出了熱交換器2內部的一個實施例，其中冷卻液在限定第 一流動通道20的部分呈螺旋狀的管19中流動。熱交換器的內部形成 限定第二流動通道的腔21，該第二流動通道供泵液通過。該兩種液體 僅由螺旋管的壁隔開，其實現熱交換並由此達到冷卻效果。熱交換器 的外形可與圖中所示的不同。此外，兩流動通道的具體設計可與此處
描述的不同，例如，泵液可沿著裝有冷卻液的流動通道的形狀而在螺 旋管中流動。
如果冷卻系統還包括空氣冷卻的話，則可增強泵液的冷卻。這種 空氣冷卻可通過例如讓泵液流過的管穿過傳統的空氣冷卻系統來設 置。
應當理解的是，可在權利要求的範圍內實現上述實施例的多種修 形式和變化。
權利要求
1.一種動力轉向器(1)，包括殼體(9)、用於動力轉向液的流動通道和安裝於所述殼體(9)或成為該殼體的一部分的熱交換器(2)，其特徵在於，所述熱交換器(2)包括用於動力轉向液的第一流動通道，和用於冷卻液的第二流動通道，該冷卻液適於與動力轉向液進行熱交換以冷卻動力轉向液。
2. 根據權利要求1所述的動力轉向器，包括高壓液入口 (10)和 低壓液出口 (12)，熱交換器(2)安裝在所述入口或出口 (10， l2) 上或附近。
3. 根據權利要求1所述的動力轉向器，包括高壓液入口 (10)和 低壓液出口 (12)，熱交換器(2)為所述入口或出口 (10， 12)的一 體部分。
4. 根據權利要求1-3中任一項所述的動力轉向器，其中熱交換器 (2)包括具有冷卻液入口 (17)和出口 (18)的板式冷卻器(2)。
5. 根據權利要求1-4中任一項所述的動力轉向器，其中冷卻液是 安裝有動力轉向器(1)的車輛上的發動機(7)的發動機冷卻液。
6. 根據權利要求1-5中任一項所述的動力轉向器，其中冷卻系統 還包括用於冷卻動力轉向液的空氣冷卻裝置。
7. —種用於動力轉向器(1)的冷卻系統，所述系統包括適於安 裝在動力轉向器(1)的殼體(9)上或成為該殼體的一部分的熱交換 器(2)，並且包括用於動力轉向液的第一流動通道和用於冷卻液的第 二流動通道，該冷卻液適於與動力轉向液進行熱交換。
8. 根據權利要求7所述的冷卻系統，其中熱交換器(2)適於安裝在已運行的動力轉向器(1)上。
9. 根據權利要求7所述的冷卻系統，其中熱交換器(2)是與動 力轉向器(1) 一體的部分。
10. 根據權利要求7-9中任一項所述的冷卻系統，其中熱交換器 (2)包括將該熱交換器安裝到動力轉向器(1)的動力轉向液入口 (10)或出口 (12)上的裝置。
11. 根據權利要求7-10中任一項所述的冷卻系統，其中熱交換器 (2)包括具有冷卻液入口 (17)和出口 (18)的板式冷卻器(2)。
12. 根據權利要求7-8和10-11中任一項所述的冷卻系統，還包括 允許將熱交換器(2)安裝到不同種類動力轉向器(1)上的轉接板(3)， 所述動力轉向器(1)具有不同的入口 (10)或出口 (12)管接頭或其 它從該動力轉向器的殼體(9)伸出的部分。
13. 根據權利要求7-12中任一項所述的冷卻系統，其中冷卻系統 適於使用安裝有動力轉向器(1)的車輛上的發動機(7)的發動機冷 卻液。
14. 根據權利要求7-13中任一項所述的冷卻系統，其中冷卻系統 還包括用於冷卻動力轉向液的空氣冷卻裝置。
15. —種重型車輛，包括根據權利要求1-6中任何一項所述的動力 轉向器(1)。
16. 根據權利要求15的車輛，包括根據權利要求7-14中任一項所 述的冷卻系統。
17. —種冷卻重型車輛動力轉向器(1)的動力轉向液的方法，該 方法包括以下步驟將熱交換器(2)設置在動力轉向器(1)的動力轉向液入口 (10) 或出口 (12)上，通過熱交換器(2)泵送冷卻液，用於與動力液進行熱交換從而冷 卻動力轉向液。
18. 根據權利要求17所述的方法，其中泵送冷卻液的步驟由車輛 發動機(7)的冷卻液泵(6)來提供，所述冷卻液由發動機散熱器(8) 冷卻。
全文摘要
本發明的第一方面涉及一種重型車輛用動力轉向器(1)，其中所述動力轉向器(1)包括殼體(9)和動力轉向液流動通道，此外，熱交換器(2)安裝在所述殼體(9)上或成為該殼體的一部分。熱交換器(2)包括用於動力轉向液的第一流動通道，和用於冷卻液的第二流動通道，該冷卻液適於與動力轉向液進行熱交換。本發明還涉及一種動力轉向器(1)冷卻系統，一種包括具有所述冷卻系統的動力轉向器的重型車輛，以及一種對重型車輛上動力轉向器(1)的動力轉向液進行冷卻的方法。
文檔編號F15B21/04GK101107157SQ200580047149
公開日2008年1月16日 申請日期2005年12月8日 優先權日2005年1月24日
發明者羅爾夫·託勒森 申請人:沃爾沃拉斯特華格納公司