CN110107561B - 散热系统、散热方法以及工程机械 - Google Patents

Abstract

本发明的实施例提供了一种散热系统、散热方法以及工程机械，涉及散热技术领域，散热系统包括液压缸、主阀、散热器、回油管以及回收管，液压缸的无杆腔、主阀以及散热器能够通过回油管依次连通，回收管的一端与回油管连通，回收管的另一端与散热器的液压马达的进油口连通。散热系统能够回收臂架、吊具和负载俯下重力势能，减少系统发热量，利用俯下重力势能为液压马达提供动力，提高散热器的散热效率。

Description

散热系统、散热方法以及工程机械

技术领域

本发明涉及工程机械领域，具体而言，涉及一种散热系统、散热方法以及工程机械。

背景技术

正面吊，是集装箱正面起重机的简称，也可以叫做正面起重机，俗称集装箱正面吊。正面吊是用来装卸集装箱的一种起重机，属于起重设备的一种，也可以说是一种流动机械，主要用于集装箱的堆叠和码头、堆厂内的水平运输，与叉车相比，它具有机动灵活、操作方便、稳定性好、轮压较底、堆码层数高、堆场利用率高等优点。

研究发现，现有的正面吊的散热系统作业过程中存在如下缺点：

正面吊进行俯下动作时，系统的散热效率低。

发明内容

本发明的目的包括，例如，提供了一种散热系统，其能够回收系统俯下时的重力势能并利用该重力势能为散热器提供动力，增大散热器的功率，提高散热效果。

本发明的目的还包括，提供了一种散热方法，能够根据工程机械的实际作业工况来按需调控散热器的功率，提高散热器的散热效率，适应不同的作业工况的系统散热。

本发明的目的还包括，提供了一种工程机械，能够回收重力势能并将重力势能应用于散热系统，依据工程机械的作业工况来按需调整散热器的散热功率，节能环保。

本发明的实施例可以这样实现：

本发明的实施例提供了一种散热系统，其包括：

液压缸、主阀、散热器、回油管以及回收管，液压缸的无杆腔、主阀以及散热器能够通过回油管依次连通，回收管的一端与回油管连通，回收管的另一端与散热器的液压马达的进油口连通。

可选的，回油管包括连通无杆腔与主阀的第一管段，回收管的一端与第一管段连通。

可选的，回油管还包括连通主阀与散热器的第二管段，回收管的一端与第二管段连通。

可选的，散热系统还包括蓄能器，蓄能器安装于回收管上，用于储存在回油管路内由无杆腔向蓄能器流动的油液。

可选的，散热系统还包括第一流量控制阀、第二流量控制阀、第一压力传感器、第二压力传感器、第三压力传感器以及温度传感器，第一流量控制阀设置于回收管的进油端与蓄能器的进油口之间，用于控制从无杆腔流向蓄能器的油液流量；第二流量控制阀设置于蓄能器的出油口与回收管的出油端之间，用于控制从蓄能器流向液压马达的油液流量；第一压力传感器的检测点设置于无杆腔的对应位置，用于检测无杆腔内的油压；第二压力传感器的检测点设置于蓄能器的对应位置，用于检测蓄能器内的油压；第三压力传感器的检测点设置于液压马达的进油口，用于检测液压马达的进油口的油压；温度传感器的检测点设置于散热器的进口侧，用于检测散热器的进口侧的油温。

可选的，散热系统还包括发动机以及第一液压泵，发动机与第一液压泵传动连接，第一液压泵的进油口用于与油箱连通，第一液压泵的出油口与液压马达的进油口连通。

可选的，主阀具有第一油口、第二油口、第三油口以及第四油口,回油管包括第一管段以及第二管段，第一油口通过第一管段与液压缸的无杆腔连通，第二油口与液压缸的有杆腔连通，第三油口用于与第二液压泵连通，第四油口通过第二管段与散热器连通；当主阀的阀芯位于第一位置时，第二油口与第四油口连通且第三油口与第一油口连通，液压缸能够进行伸长动作；当阀芯位于第二位置时，四个油口均阻断；当阀芯位于第三位置时，第一油口与第四油口连通，且第四油口与第二油口连通，液压缸能够进行收缩动作。

基于上述第二目的，本实施例提供了一种散热方法，适用于上述的散热系统，散热方法包括：

获取散热器进口侧的油温T、无杆腔的油压P₁、蓄能器的油压P₂以及液压马达的进油口的油压P₃；

根据油温T与预设温度T₀的大小关系以及油压P₁、油压P₂与油压P₃的大小关系，控制第一流量控制阀以及第二流量控制阀的开闭。

可选的，当油温T≥预设温度T₀时，液压马达启动，散热系统处于第一状态；

当油温T＜预设温度T₀时，液压马达停止工作，散热系统处于第二状态；

当油压P1＞油压P2，油液由回油管流至散热器的过程中部分油液通过回收管进入蓄能器储存；

当油压P1＜油压P2时，油液由回油管流至散热器，且油液由回油管向蓄能器流动被阻断；

当散热系统处于第一状态时，且当油压P2＞油压P3时，蓄能器内的油液输送至液压马达；

当油压P2＜油压P3时，蓄能器内的油液向液压马达的进油口流动被阻断。

基于上述第三目的，本实施例提供了一种工程机械，工程机械包括：

上述的散热系统。

本发明实施例的散热系统的有益效果包括，例如：

本实施例提供的散热系统，通过回收管将回油管与散热器的液压马达的进油口连通，臂架、吊具以及负载在重力作用下进行俯下动作时，无杆腔内的油液经过回油管流动进入到主阀，然后从主阀流出并进入到回收管中，从回收管中流入到液压马达的进油口，为液压马达提供动力，能够提高液压马达的工作效率，进而增强散热效率。油液从无杆腔流动至进油口为液压马达供油，实现了重力势能的回收利用，节能环保。

本实施例提供的散热方法，适用于上述的散热系统，具有上述散热系统的所有优点。

本实施例提供的工程机械，包括上述的散热系统，具有上述散热系统的所有优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本实施例提供的散热系统的流程示意图；

图2为本实施例提供的散热系统的一变形例的流程示意图；

图3为本实施例提供的散热系统的另一变形例的流程示意图；

图4为本实施例提供的散热方法的一步骤的流程示意图；

图5为本实施例提供的散热方法的另一步骤的流程示意图；

图6为本实施例提供的散热方法的又一步骤的流程示意图。

图标：10-散热系统；100-发动机；200-第一液压泵；210-电磁阀；300-液压缸；310-有杆腔；320-无杆腔；400-主阀；410-第一油口；420-第二油口；430-第三油口；440-第四油口；450-第一控制阀；460-第二控制阀；500-散热器；510-液压马达；600-回油管；610-第一管段；620-第二管段；630-第三管段；700-回收管；800-蓄能器；801-第一流量控制阀；802-第二流量控制阀；803-第一压力传感器；804-第二压力传感器；805-第三压力传感器；806-温度传感器；900-单向阀。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例中的特征可以相互结合。

本实施例提供了一种散热系统，适用于工程机械，能够为工程机械作业过程中液压系统中的液压油进行散热。工程机械可以是起重机、堆高机或者叉车等，本实施例中，工程机械以起重机为例进行举例说明。该散热系统能够利用起重机的臂架、吊具以及负载俯下过程中减少的重力势能为散热器提供能源，节能环保，同时，散热系统能够根据起重机的作业工况进行相应的调整，以满足起重机不同作业工况下的散热需求，散热效率高。其中，吊具未吊运负载时，可以回收臂架和吊具的重力势能。

请参考图1，本实施例提供的散热系统10包括液压缸300、主阀400、散热器500、回油管600以及回收管700，液压缸300的无杆腔320、主阀400以及散热器500能够通过回油管600依次连通，回收管700的一端与回油管600连通，回收管700的另一端与散热器500的液压马达510的进油口连通。

本实施例提供的散热系统10，通过回收管700将回油管600与散热器500的液压马达510的进油口连通，臂架、吊具以及负载在其重力作用下进行俯下动作时，液压缸300的活塞杆收缩挤压无杆腔320内的油液，使无杆腔320内的油液在回油管600中流动进入到油箱，油液回流过程中流经主阀400、散热器500，最后流入油箱，油液在流经散热器500时由散热器500进行散热。油液在回油管600中流动时，部分油液流入回收管700中，由回收管700将油液输送至液压马达510的进油口，该部分油液能够为液压马达510作业提供动力，能够提高液压马达510的工作效率，进而增强散热效率。油液从无杆腔320流动至进油口为液压马达510供油，实现了重力势能的回收利用，节能环保。

可选的，液压缸300的数量为两个，两个液压缸300的无杆腔320连通，且均通过回油管600与主阀400连通；两个液压缸300的有杆腔310连通，且均与主阀400连通。

请参阅图2，本实施例中，可选的，散热系统10还包括发动机100以及第一液压泵200，第一液压泵200的进油口与油箱连通，第一液压泵200与发动机100直连，发动机100直接驱使第一液压泵200工作，第一液压泵200与散热器500的液压马达510连接，用于驱使液压马达510转动，液压马达510的转轴上安装有扇叶，能够为散热器500的散热件提供风力，对流经散热件的油液进行风冷散热。

进一步的，第一液压泵200与油箱之间设置有支路，支路上设置有电磁阀210，当电磁阀210开启时，油液从第一液压泵200输送至液压马达510，液压马达510工作。当电磁阀210关闭时，油液从第一液压泵200回流至油箱，液压马达510停止工作。

请参阅图3，本实施例中，可选的，主阀400设置为三位四通阀，具体的，主阀400具有第一油口410(油口A)、第二油口420(油口b)、第三油口430(油口p)以及第四油口440(油口t)，第一油口410用于与液压缸300的无杆腔320连通，第二油口420用于与液压缸300的有杆腔310连通；第三油口430用于与液压源连通，液压源可以是第二液压泵(图中未示出)，例如第三油口430与第二液压泵连通，液压泵的进油口可以与油箱连通，液压泵用于从第三油口430向主阀400泵送油液。在其他实施例中，第三油口430可以与第一液压泵200连通。第四油口440用于与散热器500连通。

当主阀400的阀芯位于第一位置(左位)时，第三油口430与第一油口410连通，且第二油口420与第四油口440连通，从第三油口430进油，油液进入到无杆腔320，有杆腔310的油液从第二油口420、第四油口440回流至油箱，此时液压缸300进行伸长动作。当主阀400的阀芯位于第二位置(中位)时，第一油口410、第二油口420、第三油口430以及第四油口440均阻断。当主阀400位于第三位置(右位)时，第一油口410与第四油口440连通，且第四油口440与第二油口420连通，第三油口430被阻断，在重力作用下，臂架进行俯下作业，带动吊具以及负载俯下，液压缸300进行回缩动作，无杆腔320内的油液流进第一油口410、第四油口440并流向散热器500，在此过程中，部分油液从第四油口440、第二油口420回流至有杆腔310，进行补油。

进一步的，散热系统10还包括用于控制主阀400的阀芯在第一位置、第二位置和第三位置之间移动的第一控制阀450和第二控制阀460，第一控制阀450用于使阀芯移动至第一位置或者第二位置，第二控制阀460用于使阀芯位第二位置或者第三位置。

本实施例中，可选的，回收管700包括第一管段610、第二管段620和第三管段630。第一管段610用于连通液压缸300的无杆腔320和主阀400的第一油口410。第二管段620用于连通主阀400的第四油口440和散热器500的散热通道的进口。第三管段630用于连通散热器500的散热通道的出口和油箱。

可选的，回收管700的一端连通第一管段610，回收管700的另一端连通散热器500的液压马达510的进油口。

显然，在其他实施例中，回收管700的一端连通第二管段620，回收管700的另一段连通散热器500的液压马达510的进油口。

或者，在其他实施例中，回收管700的一端连通第三管段630，回收管700的另一段连通散热器500的液压马达510的进油口。换句话说，安装回收管700时，回收管700与回油管600的连接位置位于回油管600中的油液从无杆腔320流入油箱之前的位置即可。

本实施例中，以回收管700与第一管段610连通进行举例说明，从无杆腔320流出的油液在第一管段610中流动，压损小，便于油液流入到回收管700中，提高回收效率。

请参阅图3，可选的，散热系统10还包括蓄能器800、第一流量控制阀801、第二流量控制阀802、第一压力传感器803、第二压力传感器804、第三压力传感器805以及温度传感器806，第一流量控制阀801设置于回收管700的进油端与蓄能器800的进油口之间，用于控制从无杆腔320流向蓄能器800的油液流量；第二流量控制阀802设置于蓄能器800的出油口与回收管700的出油端之间，用于控制从蓄能器800流向液压马达510的油液流量；第一压力传感器803的检测点设置于无杆腔320的对应位置，用于检测无杆腔320内的油压；第二压力传感器804的检测点设置于蓄能器800的对应位置，用于检测蓄能器800内的油压；第三压力传感器805的检测点设置于液压马达510的进油口，用于检测液压马达510的进油口的油压；温度传感器806的检测点设置于散热器500的进口侧，用于检测散热器500的进口侧的油温。

请参阅图4-图6，本实施例提供的散热系统10的散热方法包括：

获取散热器500进口侧的油温T、无杆腔320的油压P₁、蓄能器800的油压P₂以及液压马达510的进油口的油压P₃；

根据油温T与预设温度T₀的大小关系以及油压P₁、油压P₂与油压P₃的大小关系，控制第一流量控制阀801以及第二流量控制阀802的开闭。

具体如下：

当油温T≥预设温度T₀时，液压马达510启动，散热系统10处于第一状态，散热系统10在第一状态时，对流经散热器500的油液进行散热；

当油温T＜预设温度T₀时，电磁阀210关闭，液压马达510停止工作，散热系统10处于第二状态，散热器500停止散热；

液压缸300的活塞杆回缩过程中，当油压P1＞油压P2，第一流量控制阀打开，油液由回油管600流至散热器500的过程中部分油液通过回收管700进入蓄能器800储存，即回收臂架、吊具和负载俯下时的重力势能，减少臂架、吊具和负载俯下产生的热量；

液压缸300的活塞杆回缩过程中，当油压P1＜油压P2时，第一流量控制阀关闭，油液由回油管600流至散热器500，且油液由回油管600向蓄能器800流动被阻断，即臂架正常下降，蓄能器800不回收俯下时的重力势能；

当油温T≥预设温度T₀，且当油压P2＞油压P3时，第二流量控制阀打开，蓄能器800内的油液输送至液压马达510的进油口，液压马达510的进油口的流量增加，进而提高液压马达510的转速，提高散热系统10的散热效率；

当油压P2＜油压P3时，第二流量控制阀关闭，蓄能器800内的油液向液压马达510的进油口流动被阻断，液压马达510以正常转速运转，系统正常散热。

本实施例提供的散热系统10，第一液压泵200与发动机100直连，液压马达510与第一液压泵200连接，当起重机进行俯下动作时，活塞杆回缩，对无杆腔320内的油液做功，系统的发热量大，而发动机100处于怠速状态，发动机100的转速低，第一液压泵200的功率小，且不能够控制，系统的散热效率低。当散热器500的散热效率不能够满足系统的散热需求时，打开第二流量控制阀，将蓄能器800内存储的油液输送至液压马达510的进油口，增大液压马达510的进油量，提高液压马达510的转速，进而提高散热器500的散热效率，满足系统的散热需求。且由于在发动机100怠速状态下，系统的散热效率可以增大，因此，可以减小散热器500的散热件的体积，节省安装空间，降低成本。

需要说明的是，在其他实施例中，无杆腔320的对应位置可以不设置压力传感器。

需要说明的是，在其他实施例中，液压马达510的进油口的对应位置可以不设置压力传感器。

需要说明的是，在其他实施例中，无杆腔320的对应位置可以不设置压力传感器。

需要说明的是，在其他实施例中，有杆腔310的补油管路的对应位置可以设置单向阀900。

需要说明的是，在其他实施例中，可以在第一流量控制阀的进油口的一侧设置单向阀900，还可以在第二流量控制阀的出油口的一侧设置单向阀900。

本实施例提供的散热系统10，能够回收臂架、吊具以及负载下降时的重力势能，减小系统发热量，且能够将回收的重力势能应用于散热器500的液压马达510，能够提高系统的散热效率。

本实施例还提供了一种工程机械，工程机械可以是起重机、堆高机或者叉车等，工程机械包括上述的散热系统10，具有上述散热系统10的所有优点。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种散热系统(10)，其特征在于，所述散热系统(10)包括：

液压缸(300)、主阀(400)、散热器(500)、回油管(600)以及回收管(700)，所述液压缸(300)的无杆腔(320)、所述主阀(400)以及所述散热器(500)能够通过所述回油管(600)依次连通，所述回收管(700)的一端与所述回油管(600)连通，所述回收管(700)的另一端与所述散热器(500)的液压马达(510)的进油口连通；

所述主阀(400)具有第一油口(410)、第二油口(420)、第三油口(430)以及第四油口(440),所述回油管(600)包括第一管段(610)以及第二管段(620)，所述第一油口(410)通过所述第一管段(610)与所述液压缸(300)的无杆腔(320)连通，所述第二油口(420)与所述液压缸(300)的有杆腔(310)连通，所述第三油口(430)用于与第二液压泵连通，所述第四油口(440)通过所述第二管段(620)与所述散热器(500)连通；当所述主阀(400)的阀芯位于第一位置时，所述第二油口(420)与所述第四油口(440)连通且所述第三油口(430)与所述第一油口(410)连通，所述液压缸(300)能够进行伸长动作；当所述阀芯位于第二位置时，四个油口均阻断；当所述阀芯位于第三位置时，所述第一油口(410)与所述第四油口(440)连通，且所述第四油口(440)与所述第二油口(420)连通，所述液压缸(300)能够进行收缩动作。

2.根据权利要求1所述的散热系统(10)，其特征在于：

所述回油管(600)包括连通所述无杆腔(320)与所述主阀(400)的第一管段(610)，所述回收管(700)的一端与所述第一管段(610)连通。

3.根据权利要求1所述的散热系统(10)，其特征在于：

所述回油管(600)还包括连通所述主阀(400)与所述散热器(500)的第二管段(620)，所述回收管(700)的一端与所述第二管段(620)连通。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的散热系统(10)，其特征在于：

所述散热系统(10)还包括蓄能器(800)，所述蓄能器(800)安装于所述回收管(700)上，用于储存在所述回油管(600)路内由所述无杆腔(320)向所述蓄能器(800)流动的油液。

5.根据权利要求4所述的散热系统(10)，其特征在于：

所述散热系统(10)还包括第一流量控制阀(801)、第二流量控制阀(802)、第一压力传感器(803)、第二压力传感器(804)、第三压力传感器(805)以及温度传感器(806)，所述第一流量控制阀(801)设置于所述回收管(700)的进油端与所述蓄能器(800)的进油口之间，用于控制从所述无杆腔(320)流向所述蓄能器(800)的油液流量；所述第二流量控制阀(802)设置于所述蓄能器(800)的出油口与所述回收管(700)的出油端之间，用于控制从所述蓄能器(800)流向所述液压马达(510)的油液流量；所述第一压力传感器(803)的检测点设置于所述无杆腔(320)的对应位置，用于检测所述无杆腔(320)内的油压；所述第二压力传感器(804)的检测点设置于所述蓄能器(800)的对应位置，用于检测所述蓄能器(800)内的油压；所述第三压力传感器(805)的检测点设置于所述液压马达(510)的进油口，用于检测所述液压马达(510)的进油口的油压；所述温度传感器(806)的检测点设置于所述散热器(500)的进口侧，用于检测所述散热器(500)的进口侧的油温。

6.根据权利要求1所述的散热系统(10)，其特征在于：

所述散热系统(10)还包括发动机(100)以及第一液压泵(200)，所述发动机(100)与所述第一液压泵(200)传动连接，所述第一液压泵(200)的进油口用于与油箱连通，所述第一液压泵(200)的出油口与所述液压马达(510)的进油口连通。

7.一种散热方法，其特征在于，适用于权利要求4或5所述的散热系统(10)，所述散热方法包括：

获取散热器(500)进口侧的油温T、无杆腔(320)的油压P₁、蓄能器(800)的油压P₂以及液压马达(510)的进油口的油压P₃；

根据所述油温T与预设温度T₀的大小关系以及所述油压P₁、所述油压P₂与所述油压P₃的大小关系，控制第一流量控制阀(801)以及第二流量控制阀(802)的开闭。

8.根据权利要求7所述的散热方法，其特征在于：

当所述油温T≥所述预设温度T₀时，液压马达(510)启动，散热系统(10)处于第一状态；

当所述油温T＜所述预设温度T₀时，液压马达(510)停止工作，散热系统(10)处于第二状态；

当所述油压P1＞所述油压P2，油液由回油管(600)流至散热器(500)的过程中部分油液通过回收管(700)进入所述蓄能器(800)储存；

当所述油压P1＜所述油压P2时，油液由回油管(600)流至散热器(500)，且油液由所述回油管(600)向所述蓄能器(800)流动被阻断；

当所述散热系统(10)处于所述第一状态时，且当所述油压P2＞所述油压P3时，所述蓄能器(800)内的油液输送至所述液压马达(510)；

当所述油压P2＜所述油压P3时，所述蓄能器(800)内的油液向所述液压马达(510)的进油口流动被阻断。

9.一种工程机械，其特征在于，所述工程机械包括：

如权利要求1-6中任一项所述的散热系统(10)。

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