CN111877452A - 一种挖掘机用液压油冷却控制系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种挖掘机用液压油冷却控制系统和方法，属于挖掘机领域，能够解决液压油平衡温度受环境温度影响较大的问题，系统包括液压散热器、散热风扇和控制器，还包括能够与控制器通信的第一温度传感器和第二温度传感器，第一温度传感器紧贴于液压系统，第二传感器位于液压系统的管路的旁侧；第一温度传感器配置为检测液压系统内的液压油的温度，第二传感器配置为检测液压系统周边环境的温度。

Description

一种挖掘机用液压油冷却控制系统及方法

技术领域

本发明属于挖掘机领域，具体的，涉及一种挖掘机用液压油冷却控制系统及方法。

背景技术

这里的陈述仅提供与本发明相关的背景技术，而不必然地构成现有技术。

目前国内外履带式液压挖掘机，主要由液压油驱动执行元件完成工作，由于液压系统体积小、功率大、发热量大的特点，均需要在液压系统中增加液压油冷却系统，使液压油工作在一定温度范围内。

发明人发现，目前国内外液压元件在液压油50～70℃时为最佳工作状态，液压油0～90℃时为液压油最大工作范围。当液压油低于0℃时液压油粘度过大液压元件损失大，液压泵可能会出现吸空损害现象，当液压油高于90℃时液压油粘度过低，不利于液压元件产生润滑粘膜，会加速液压元件磨损减低寿命、损害。而，目前履带式液压挖掘机液压油散热系统有两种方式，第一种是发动机直接带动散热风扇转动产生强力风量使液压油散热器散热，其存在的弊端在于：①散热风扇转速不受控制，只能通过改变散热器散热面积改善散热效果；②当环境温度变化大时会出现，环境温度低时液压油温在很低时就达到平衡状态，环境温度高时可能出现液压油温过高达不到使用状态；第二种是由液压马达带动散热器风扇转动产生强力风量使液压油散热器散热，散热风扇转速根据液压油温变化实现线性转速控制，其存在的弊端在于：①当环境温度变化大时会出现，环境温度低时液压油温在很低时就达到平衡状态，环境温度高时可能出现液压油温过高达不到使用状态，特别是在极寒和极热地区比较明显，目前通过改变液压油牌号或更换散热器解决极寒或极热地区工作散热问题。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种挖掘机用液压油冷却控制系统及方法，液压油平衡温度受环境温度影响较大的问题。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：

第一方面，本发明的技术方案提供了一种挖掘机用液压油冷却控制系统，包括液压散热器、散热风扇和控制器，还包括能够与控制器通信的第一温度传感器和第二温度传感器，第一温度传感器紧贴于液压系统，第二传感器位于液压系统的管路的旁侧；第一温度传感器配置为检测液压系统内的液压油的温度，第二传感器配置为检测液压系统周边环境的温度。

第二方面，本发明的技术方案还提供了一种挖掘机用液压油冷却控制方法，使用如第一方面所述的一种挖掘机用液压油冷却控制系统，根据第一温度传感器和第二温度传感器的测量数据，调节散热风扇的转速。

上述本发明的技术方案的有益效果如下：

1)本发明中，使用第一温度传感器和第二温度传感器采集到数据辅助散热马达的调速，进而控制散热风扇转速，并且本发明中同时采集液压油的温度以及外部环境温度，根据外部环境温度调节散热风扇，精细化程度更高。

2)本发明中，考虑到当环境温度低时液压油温在很低时就达到平衡状态，环境温度高时可能出现液压油温过高，达不到使用状态；特别是在极寒和极热地区比较明显；因此采用第一温度传感器和第二温度传感器，不仅对液压油进行的温度检测，还对环境温度进行检测，以确定具体的风扇转速调节策略，使液压油在不同的外部环境中均能保持理想的使用状态。

附图说明

构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，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。

图1是本发明根据一个或多个实施方式的系统构成示意图，

图2是本发明根据一个或多个实施方式的调节曲线示意图、

图中：1、工作泵，2、主控阀，3、液压油散热器，4、散热风扇，5、风扇马达，6、风扇泵，7、控制器，8、第一温度传感器，9、第二温度传感器，10液压油箱。

为显示各部位位置而夸大了互相间间距或尺寸，示意图仅作示意使用。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本发明使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非本发明另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合；

为了方便叙述，本发明中如果出现“上”、“下”、“左”“右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用,仅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设备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。

术语解释部分：本发明中的术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或为一体；可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部连接，或者两个元件的相互作用关系，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明的具体含义。

正如背景技术所介绍的，针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种挖掘机用液压油冷却控制系统及方法，液压油平衡温度受环境温度影响较大的问题。

实施例1

本发明的一种典型的实施方式中，如图1所示，实施例1公开了一种挖掘机用液压油冷却控制系统，包括液压散热器、散热风扇和控制器，还包括能够与控制器通信的第一温度传感器和第二温度传感器，第一温度传感器紧贴于液压系统，第二传感器位于液压系统的管路的旁侧；第一温度传感器配置为检测液压系统内的液压油的温度，第二传感器配置为检测液压系统周边环境的温度。

可以理解的是，液压散热器、散热风扇和控制器均为背景技术中公开的第二中散热方案所具有的，具体的，此种液压系统包括工作泵、主控阀、液压油散热器、散热风扇、风扇马达、风扇泵、控制器、液压油温度传感器和液压油箱，其具体连接关系为，工作泵、主控阀、液压油散热器通过液压管路相连通，且液压管路的两端均连通液压油箱；液压油散热器的旁侧设有散热风扇，散热风扇连接有散热马达，散热马达采用液压马达，散热马达还连接风扇泵，风扇泵为液压泵，散热马达、散热泵均位于同一液压管路上；风扇马达还连接控制器，控制器连接珅入液压油箱以检测液压油温度的液压油温度传感器；而本实施例中，控制器还连接位于的液压管路旁侧的环境温度传感器。

使用液压动力的散热风扇对散热器进行散热，由于同样使用液压动力，因此散热风扇避免使用电机或内燃机带动，避免的另外设置电源或者燃油箱，巧妙利用了液压的系统的资源。同时，由于一般采用油液作为传动介质，因此液压元件具有良好的润滑条件；工作液体可以用管路输送到任何位置，允许液压执行元件和液压泵保持一定距离，便于在整个液压传动系统中不受动力源限制灵活布局散热风扇的位置。

可以理解的是，本实施例中，将被散热的液压系统的管路称为第一液压管路，将为液压马达提供动力的液压管路成为第二液压管路。则，液压散热器连接第一液压管路以对第一液压管路散热，第一液压管管路的始端和末端均连通于液压油箱，液压马达连通第二液压管路，第二液压管路还设有液压泵，第二液压管路的始端和末端均连通液压油箱；第一温度传感器布置于液压油箱内侧，第一温度传感器配置为测量液压油箱内的液压油的温度；第二温度传感器悬置于液压油箱上方。

可以理解的是，第一温度传感器测量的虽然是液压油箱内的液压油的温度，但是由于液压系统的快速流动，其能够普遍反应液压系统内液压油的温度。

本实施例中，第一温度传感器和第二温度传感器均为接触式温度传感器。接触式温度传感器是通过传导又或者是对流达到了热平衡的状态，使它的显示值可以直接地表示被测物体的温度的情况。一般来说，它的测量的精度是比较高的。

本实施例中的控制器为可以采用PCL或MCU。

本实施例中，液压油散热器采用现有的液压油散热器，其具有散热鳍片，散热鳍片连接散热座，散热座套接于的液压管路。

实施例2

本发明的一种典型的实施方式中，实施例2公开了一种挖掘机用液压油冷却控制方法，使用如实施例1所述的系统，在工作时，液压系统的工作原理为，工作泵提供油源给控制阀，控制阀工作后回液压油散热器。

散热系统的工作原理为，风扇泵件提供油源给风扇马达，风扇马达带动散热风扇转动对液压油散热器进行冷却。

散热风扇转速控制系统的工作原理为，控制器采集环境温度传感器和液压油温度传感器，在控制器的控制下输出电流值控制风扇马达转速，进而可知散热风扇的转速。

当环境温度比较低时，即使液压油温在升高，散热马达的转速也控制在低转速最小控制到0转速，使液压油平衡在最佳工作温度，当液压油温高于最佳工作温度散热马达加速提高使液压油平衡在最佳工作温度。

当环境温度比较高时，即使液压油温缓慢升高时，散热马达的转速控制加速提高状态直到液压油平衡在最佳工作温度。

可以理解的是，本实施例中，使用如实施例1所描述的第一传感器和第二传感器进行双重温度检测，与传统的液压油散热器相比，本实施例中的液压有散热器不仅考虑了液压油本身的温度，还考虑了液压油系统所处的环境的温度。这是根据不同的地理环境决定的。

在季节分明的地区，外部环境的温度通常变化起伏较大，而挖掘机在外部环境工作，这就导致挖掘机在散热尚可的情况下，不需要启动散热风扇。

在一个具体的实施场景中，请参考图2，图2示出了一种具体的散热风扇调速参数；在具体使用时，包括以下步骤：

设定不同环境温度下的风扇转速调节曲线；

根据第二温度传感器测量得到的数据，选择相应的风扇转速策略；

根据第一温度传感器测量得到的数据，风扇根据所选择的风扇转速策略调节转速。

本实施例中，所述风扇转速调节曲线每隔10℃分档设置。

可以理解的是，所述风扇转速调节曲线每隔10℃分档设置，在本实施例中也即，当环境温度为40℃～50℃时，执行函数图像100所代表的调节曲线；当环境温度为30℃～40℃时，执行函数图像200所代表的调节曲线；当环境温度为20℃～30℃时，执行函数图像300所代表的调节曲线；当环境温度为10℃～20℃时，执行函数图像400所代表的调节曲线；当温度低于10℃时，不启动风扇。

图2中的x坐标轴为液压温度，左侧的的y坐标轴为散热风扇转速，右侧的y坐标轴为环境温度。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种挖掘机用液压油冷却控制系统，包括液压散热器、散热风扇和控制器，其特征在于，还包括能够与控制器通信的第一温度传感器和第二温度传感器，第一温度传感器紧贴于液压系统，第二传感器位于液压系统的管路的旁侧；第一温度传感器配置为检测液压系统内的液压油的温度，第二传感器配置为检测液压系统周边环境的温度。

2.如权利要求1所述的一种挖掘机用液压油冷却控制系统，其特征在于，所述液压散热器连接第一液压管路以对第一液压管路散热，第一液压管管路的始端和末端均连通于液压油箱，所述第一温度传感器配置为测量液压油箱内的液压油的温度。

3.如权利要求2所述的一种挖掘机用液压油冷却控制系统，其特征在于，所述第一温度传感器布置于所述液压油箱内侧。

4.如权利要求1所述的一种挖掘机用液压油冷却控制系统，其特征在于，还包括的液压马达，所述散热风扇连接液压马达，液压马达连通第二液压管路，第二液压管路还设有液压泵，第二液压管路的始端和末端均连通液压油箱。

5.如权利要求4所述的一种挖掘机用液压油冷却控制系统，其特征在于，所述液压马达连接控制器。

6.如权利要求1所述的一种挖掘机用液压油冷却控制系统，其特征在于，所述第一温度传感器和所述第二温度传感器均为接触式温度传感器。

7.如权利要求1所述的一种挖掘机用液压油冷却控制系统，其特征在于，所述第二温度传感器悬置于液压油箱上方。

8.一种挖掘机用液压油冷却控制方法，其特征在于，使用如权利要求1所述的一种挖掘机用液压油冷却控制系统，根据第一温度传感器和第二温度传感器的测量数据，调节散热风扇的转速。

9.如权利要求8所述的一种挖掘机用液压油冷却控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

设定不同环境温度下的风扇转速调节曲线；

根据第二温度传感器测量得到的数据，选择相应的风扇转速策略；

根据第一温度传感器测量得到的数据，风扇根据所选择的风扇转速策略调节转速。

10.如权利要求9所述的一种挖掘机用液压油冷却控制方法，其特征在于，所述风扇转速调节曲线每隔10℃分档设置。

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