一種液壓油調(diào)溫系統(tǒng)及工程機(jī)械的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種液壓油調(diào)溫系統(tǒng)及工程機(jī)械，屬于機(jī)械控制領(lǐng)域，適用于工程機(jī)械的液壓油系統(tǒng)，包括儲液罐1、換熱器3和發(fā)動機(jī)4。換熱器3中設(shè)有LNG管路、液壓油高溫管路、大腔和小腔。液壓油系統(tǒng)的調(diào)溫管路上設(shè)有液壓油出口和液壓油進(jìn)口，液壓油出口分別與高溫管路的進(jìn)口和小腔進(jìn)口相連，液壓油進(jìn)口分別與高溫管路的出口和小腔出口相連。高溫管路的出口和小腔出口與液壓油進(jìn)口之間分別設(shè)有節(jié)流閥。發(fā)動機(jī)4上設(shè)有冷卻水管路，冷卻水管路的出口和進(jìn)口分別與大腔進(jìn)口和大腔出口相通。本發(fā)明的技術(shù)方案通過綜合利用發(fā)動機(jī)冷卻水的熱能和LNG氣化時的冷能，在換熱器中大幅度調(diào)節(jié)液壓油的溫度，通過支路流量控制使液壓油達(dá)到最優(yōu)使用溫度。
【專利說明】—種液壓油調(diào)溫系統(tǒng)及工程機(jī)械
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于機(jī)械設(shè)備制造領(lǐng)域，涉及一種調(diào)溫系統(tǒng)，尤其涉及一種利用LNG冷能的液壓油調(diào)溫系統(tǒng)及工程機(jī)械。
【背景技術(shù)】
[0002]液壓傳動在工程機(jī)械上有著極為重要的應(yīng)用，而液壓油溫極大影響著液壓油的使用性能。
[0003]當(dāng)油溫過低時，液壓油黏度過高，運動阻力增大，功率損耗增大；當(dāng)液壓油溫過高時，容易損壞密封圈等塑膠件，液壓油黏度也極低，內(nèi)泄加大，整機(jī)運動機(jī)構(gòu)執(zhí)行效率和精度下降。如圖1所示，主泵將液壓油泵至主閥，然后分配到各執(zhí)行機(jī)構(gòu)，然后溫度有所升高的液壓油回到主閥，然后送至散熱器中，在特定的工程機(jī)械上，此種液壓油散熱器的固定配置難以隨著環(huán)境溫度的變化而大幅調(diào)整液壓油溫。
[0004]如一款使用普通液壓油的挖掘機(jī)，在冬季嚴(yán)寒地區(qū)，正式工作前需要一定時間的暖機(jī)準(zhǔn)備工作，連續(xù)工作時，液壓油溫穩(wěn)定在約10°c左右，而在夏季連續(xù)工作時，液壓油溫可上升到95°C以上，挖掘機(jī)內(nèi)部油路已固定，其設(shè)計加工精度相適應(yīng)的液壓油黏度在油溫55°C左右達(dá)到最適宜工作狀態(tài)，當(dāng)液壓油溫大幅偏離此標(biāo)準(zhǔn)時，將對挖掘機(jī)的運動機(jī)構(gòu)執(zhí)行效率造成極大影響。
[0005]隨著人們對清潔能源利用的逐步重視，使用液化天然氣(LNG, LiquefiedNaturalGas)作為燃料的主機(jī)類型越來越多，目前LNG在部分工程機(jī)械上已有成熟的應(yīng)用。如圖2所示，作為工程機(jī)械燃料使用時，需要從_162°C的低溫液體加熱氣化到大約55°C氣體，使用發(fā)動機(jī)冷卻水做熱源來加熱LNG，在氣化過程中LNG會釋放大量的冷能，如果不加利用，則直接損失掉。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]有鑒于此，本發(fā)明通過綜合利用發(fā)動機(jī)冷卻水的熱能和LNG氣化時的冷能，在換熱器中大幅度調(diào)節(jié)液壓油的溫度，通過支路流量控制使液壓油達(dá)到最優(yōu)使用溫度。
[0007]為達(dá)到上述目的，具體技術(shù)方案如下:
[0008]一方面，提供一種液壓油調(diào)溫系統(tǒng)，適用于工程機(jī)械的液壓油系統(tǒng)，所述液壓油系統(tǒng)包括通過調(diào)溫管路依次循環(huán)相連的油箱、主泵、主閥、執(zhí)行機(jī)構(gòu)，所述液壓油調(diào)溫系統(tǒng)包括儲液罐、換熱器和發(fā)動機(jī)，所述換熱器中設(shè)有LNG管路、大腔和小腔，所述LNG管路串行通過所述大腔和小腔，并交替與所述大腔和小腔內(nèi)的流體交換熱量，所述儲液罐和發(fā)動機(jī)分別與所述LNG管路的進(jìn)口和出口相通，所述大腔中設(shè)有液壓油高溫管路、大腔進(jìn)口和大腔出口，所述小腔中設(shè)有小腔進(jìn)口和小腔出口，所述液壓油系統(tǒng)的調(diào)溫管路上設(shè)有液壓油出口和液壓油進(jìn)口，所述液壓油出口分別與所述液壓油高溫管路的進(jìn)口和小腔進(jìn)口相通，所述液壓油進(jìn)口分別與所述液壓油高溫管路的出口和小腔出口相通，所述發(fā)動機(jī)上設(shè)有冷卻水管路，所述冷卻水管路的出口和進(jìn)口分別與所述大腔進(jìn)口和大腔出口相通，所述液壓油高溫管路的出口和小腔出口與液壓油進(jìn)口之間分別設(shè)有節(jié)流閥。
[0009]優(yōu)選的，還包括緩沖瓶，所述LNG管路的出口通過緩沖瓶與所述發(fā)動機(jī)相連。
[0010]優(yōu)選的，還包括控制器，所述控制器分別與節(jié)流閥、主泵相連。
[0011]優(yōu)選的，還包括與所述控制器相連的溫度傳感器，所述溫度傳感器設(shè)于所述調(diào)溫管路中。
[0012]優(yōu)選的，所述調(diào)溫管路的液壓油出口和液壓油進(jìn)口設(shè)于所述主泵和主閥之間。
[0013]優(yōu)選的，所述溫度傳感器的數(shù)量為兩個，所述兩個溫度傳感器分別設(shè)于所述主泵和液壓油出口之間、液壓油進(jìn)口和主閥之間。
[0014]優(yōu)選的，所述調(diào)溫管路的液壓油出口和液壓油進(jìn)口設(shè)于所述主閥和油箱之間。
[0015]優(yōu)選的，所述溫度傳感器的數(shù)量為兩個，所述兩個溫度傳感器分別設(shè)于所述主泵和主閥之間、液壓油進(jìn)口和油箱之間。
[0016]優(yōu)選的，還包括隔熱保溫管路，所述儲液罐通過隔熱保溫管路與所述LNG管路的進(jìn)口相連。
[0017]另一方面，提供一種工程機(jī)械，包括如上述的液壓油調(diào)溫系統(tǒng)。
[0018]相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的技術(shù)方案的優(yōu)點有:
[0019]1、綜合利用LNG冷能和發(fā)動機(jī)冷卻水的熱能，實現(xiàn)綜合調(diào)節(jié)液壓油溫度的功能，調(diào)溫范圍大；
[0020]2、液壓油溫度的穩(wěn)定能提高液壓系統(tǒng)的執(zhí)行效率和精度，減少故障率；
[0021]3、液壓系統(tǒng)溫度的穩(wěn)定可減小對液壓油自身標(biāo)號的要求，同一款常溫使用的液壓油可在不同極端溫度環(huán)境下使用，高溫和低溫均可適應(yīng)。
[0022]4、取消固定式的液壓油散熱器。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]構(gòu)成本發(fā)明的一部分的附圖用來提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，本發(fā)明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中:
[0024]圖1是現(xiàn)有液壓油系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖；
[0025]圖2是現(xiàn)有LNG系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖；
[0026]圖3是本發(fā)明實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖4是本發(fā)明另一實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0028]其中，I為儲液罐、2為隔熱保溫管路、3為換熱器、4為發(fā)動機(jī)、5為緩沖瓶、6為第一節(jié)流閥、7為第二節(jié)流閥、8為控制器、9為第一溫度傳感器、10為油箱、11為主泵、12為第二溫度傳感器、13為主閥、14為執(zhí)行機(jī)構(gòu)。
【具體實施方式】
[0029]下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0030]需要說明的是，在不沖突的情況下，本發(fā)明中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。
[0031]以下將結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施例做具體闡釋。
[0032]如圖3中所示的本發(fā)明的實施例的一種液壓油調(diào)溫系統(tǒng)，適用于工程機(jī)械的液壓油系統(tǒng)。
[0033]液壓油系統(tǒng)包括通過調(diào)溫管路依次循環(huán)相連的油箱10、主泵11、主閥13、執(zhí)行機(jī)構(gòu)14。液壓油調(diào)溫系統(tǒng)包括儲液罐1、換熱器3和發(fā)動機(jī)4。
[0034]換熱器3中設(shè)有LNG管路、大腔和小腔。LNG管路串行通過大腔和小腔中，并交替與大腔和小腔內(nèi)的流體交換熱量。儲液罐I和發(fā)動機(jī)4分別與LNG管路的進(jìn)口和出口相通。
[0035]大腔中設(shè)有液壓油高溫管路、大腔進(jìn)口和大腔出口 ；小腔中設(shè)有小腔進(jìn)口和小腔出口。
[0036]液壓油系統(tǒng)的調(diào)溫管路上設(shè)有液壓油出口和液壓油進(jìn)口，液壓油出口分別與高溫管路的進(jìn)口和小腔進(jìn)口相連，液壓油進(jìn)口分別與高溫管路的出口和小腔出口相連。高溫管路的出口和小腔出口與液壓油進(jìn)口之間分別設(shè)有節(jié)流閥。
[0037]發(fā)動機(jī)4上設(shè)有冷卻水管路,冷卻水管路的出口和進(jìn)口分別與大腔進(jìn)口和大腔出口相通。
[0038]本發(fā)明的實施例通過綜合利用發(fā)動機(jī)冷卻水的熱能和LNG氣化時的冷能，在換熱器中大幅度調(diào)節(jié)液壓油的溫度，通過支路流量控制使液壓油達(dá)到最優(yōu)使用溫度。
[0039]如圖3中所示，在本發(fā)明的實施例中，系統(tǒng)分三個流體管路:
[0040]1，LNG輸送管路。液化天然氣(LNG)從儲液罐I中流出，經(jīng)過隔熱保溫管路2，通往換熱器3，在換熱器3有兩個隔離的液體腔，其中大腔流通發(fā)動機(jī)冷卻水，小腔流通液壓油。LNG管路成彎曲狀連續(xù)交替通過兩個液體腔的空間，在其間吸收熱量變成氣態(tài)天然氣(NG)，通過緩沖瓶5，輸送至發(fā)動機(jī)4。
[0041]在換熱器3中，LNG管路經(jīng)過兩個液體腔的空間。在兩個空間內(nèi)，分別與發(fā)動機(jī)冷卻水和液壓油產(chǎn)生熱交換，_160°C的LNG吸收熱量，將部分冷能傳遞給液壓油。
[0042]2，發(fā)動機(jī)4冷卻水管路。將天然氣發(fā)動機(jī)4的冷卻水通過大腔進(jìn)口和大腔出口弓丨至換熱器3中，經(jīng)熱量交換后，流回發(fā)動機(jī)4。
[0043]在換熱器3大腔中，包含兩條管路，一條彎折交替通過大小腔的LNG管路，通過LNG ;一條液壓油高溫管路，通過液壓油。管路中LNG充分吸熱，氣化成NG，輸送至緩沖瓶5中，再將一定量壓縮NG送至發(fā)動機(jī)燃燒。
[0044]在另一條高溫管路中流通液壓油，吸收換熱器3大腔中發(fā)動機(jī)4冷卻水的熱量，發(fā)動機(jī)4的冷卻水進(jìn)換熱器3時的水溫在90°C以上，可充分加熱兩條管路中流體。
[0045]3，液壓油換熱系統(tǒng)管路。在原液壓系統(tǒng)管路的基礎(chǔ)上，取消液壓油散熱器，如圖2中所示，在本實施例中，將從主閥13回流的液壓油分成兩支路引至換熱器3中，一條支路通過換熱器3的大腔的高溫管路，吸收發(fā)動機(jī)4冷卻水的熱能，提高油溫，由第一節(jié)流閥6控制該支路的流量；另一條支路液壓油注入換熱器3的小腔，此空間包含部分LNG管路，吸收流通其間LNG的冷能，降低油溫，由第二節(jié)流閥7控制該支路的流量。兩路分別通過節(jié)流閥，包括第一節(jié)流閥6和第二節(jié)流閥7，控制兩種流體的流量，并由第一傳感器9實時監(jiān)測液壓油的溫度，反饋至控制器8，提供流量調(diào)整依據(jù)。[0046]另外，還設(shè)有系統(tǒng)控制回路。溫度傳感器包括兩個，第一傳感器9和第二傳感器12。通過第一溫度傳感器9和第二溫度傳感器12，采集溫度調(diào)節(jié)后的液壓油的實時溫度，和主泵11泵出輸送至主閥13的液壓油溫度，信號傳遞至控制器8，由控制器8控制第一節(jié)流閥6和第二節(jié)流閥7的開度，實現(xiàn)對液壓油溫的綜合調(diào)節(jié)。
[0047]當(dāng)需給液壓油降溫時，增大第二節(jié)流閥7的流量，減小或者關(guān)閉第一節(jié)流閥6的流量，液壓油吸收LNG冷能溫度降低，由第一溫度傳感器9監(jiān)測兩支路流體混合后的溫度。如溫度過低，則適當(dāng)減小第二節(jié)流閥?的流量，增大第一節(jié)流閥6的流量，如溫度過高，則反之。
[0048]當(dāng)需給液壓油升溫時，增大第一節(jié)流閥6的流量，減小第二節(jié)流閥7的流量，液壓油吸收發(fā)動機(jī)冷卻水的熱能溫度升高，由第一溫度傳感器9監(jiān)測兩支路流體混合后的溫度，如溫度過高，則適當(dāng)減小第一節(jié)流閥6的流量，增大第二節(jié)流閥7的流量，如溫度過低，則反之。
[0049]第二節(jié)流閥7保留一定最小開度，使換熱器3小腔中液壓油保持流動性，防止其溫度過低導(dǎo)致黏度過高或者凝固，損壞換熱器3。
[0050]此外，在本發(fā)明的實施例中，可將第一節(jié)流閥6和第二節(jié)流閥7以及其上的控制元件做成一個組件，起到分流、節(jié)流、控制的作用。將液壓油的油箱和部分油路外部增添保溫隔熱裝置，減少環(huán)境溫度對液壓油溫度的影響，提高換熱系統(tǒng)的控制效果。
[0051]并如圖4中所示，在本發(fā)明的實施例中，將調(diào)溫管路的液壓油出口和液壓油進(jìn)口設(shè)于主泵11和主閥13之間，以減少液壓油在油箱10中與外界熱量的交換。
[0052]本發(fā)明的實施例中還包括一種工程機(jī)械，設(shè)有如上述的液壓油調(diào)溫系統(tǒng)。由于上述液壓油調(diào)溫系統(tǒng)具有上述技術(shù)效果，因此，設(shè)有該液壓油調(diào)溫系統(tǒng)的工程機(jī)械也應(yīng)具備相應(yīng)的技術(shù)效果，其具體實施過程 與上述實施例類似，茲不贅述。
[0053]以上對本發(fā)明的具體實施例進(jìn)行了詳細(xì)描述，但其只是作為范例，本發(fā)明并不限制于以上描述的具體實施例。對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，任何對本發(fā)明進(jìn)行的等同修改和替代也都在本發(fā)明的范疇之中。因此，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍下所作的均等變換和修改，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種液壓油調(diào)溫系統(tǒng)，適用于工程機(jī)械的液壓油系統(tǒng)，所述液壓油系統(tǒng)包括通過調(diào)溫管路依次循環(huán)相連的油箱(10)、主泵(11)、主閥(13)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)(14)，其特征在于，所述液壓油調(diào)溫系統(tǒng)包括儲液罐(I)、換熱器(3)和發(fā)動機(jī)(4)，所述換熱器(3)中設(shè)有LNG管路、大腔和小腔，所述LNG管路串行通過所述大腔和小腔，并交替與所述大腔和小腔內(nèi)的流體交換熱量，所述儲液罐(I)和發(fā)動機(jī)(4)分別與所述LNG管路的進(jìn)口和出口相通，所述大腔中設(shè)有液壓油高溫管路、大腔進(jìn)口和大腔出口，所述小腔中設(shè)有小腔進(jìn)口和小腔出口，所述液壓油系統(tǒng)的調(diào)溫管路上設(shè)有液壓油出口和液壓油進(jìn)口，所述液壓油出口分別與所述液壓油高溫管路的進(jìn)口和小腔進(jìn)口相通，所述液壓油進(jìn)口分別與所述液壓油高溫管路的出口和小腔出口相通，所述發(fā)動機(jī)(4)上設(shè)有冷卻水管路，所述冷卻水管路的出口和進(jìn)口分別與所述大腔進(jìn)口和大腔出口相通，所述液壓油高溫管路的出口和小腔出口與液壓油進(jìn)口之間分別設(shè)有節(jié)流閥。
2.如權(quán)利要求1所述的液壓油調(diào)溫系統(tǒng)，其特征在于，還包括緩沖瓶(5)，所述LNG管路的出口通過緩沖瓶(5)與所述發(fā)動機(jī)(4)相連。
3.如權(quán)利要求2所述的液壓油調(diào)溫系統(tǒng)，其特征在于，還包括控制器(8)，所述控制器(8)分別與節(jié)流閥、主泵(11)相連。
4.如權(quán)利要求3所述的液壓油調(diào)溫系統(tǒng)，其特征在于，還包括與所述控制器(8)相連的溫度傳感器，所述溫度傳感器設(shè)于所述調(diào)溫管路中。
5.如權(quán)利要求4所述的液壓油調(diào)溫系統(tǒng)，其特征在于，所述調(diào)溫管路的液壓油出口和液壓油進(jìn)口設(shè)于所述主泵(11)和主閥(13 )之間。
6.如權(quán)利要求5所述的液壓油調(diào)溫系統(tǒng)，其特征在于，所述溫度傳感器的數(shù)量為兩個，所述兩個溫度傳感器分別設(shè)于所述主泵(11)和液壓油出口之間、液壓油進(jìn)口和主閥(13)之間。
7.如權(quán)利要求4所述的液壓油調(diào)溫系統(tǒng)，其特征在于，所述調(diào)溫管路的液壓油出口和液壓油進(jìn)口設(shè)于所述主閥(13)和油箱(10)之間。
8.如權(quán)利要求7所述的液壓油調(diào)溫系統(tǒng)，其特征在于，所述溫度傳感器的數(shù)量為兩個，所述兩個溫度傳感器分別設(shè)于所述主泵(11)和主閥(13)之間、液壓油進(jìn)口和油箱(10)之間。
9.如權(quán)利要求1所述的液壓油調(diào)溫系統(tǒng)，其特征在于，還包括隔熱保溫管路(2)，所述儲液罐(I)通過隔熱保溫管路(2)與所述LNG管路的進(jìn)口相連。
10.一種工程機(jī)械，其特征在于，包括如權(quán)利要求1至9任一項所述的液壓油調(diào)溫系統(tǒng)。
【文檔編號】F15B21/04GK103573758SQ201310563887
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2013年11月14日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月14日
【發(fā)明者】楊洪波, 陳克雷, 龍也 申請人:上海三一重機(jī)有限公司