CN112431243A - 一种智能水下推土机及其冷却系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种智能水下推土机及其冷却系统，属于智能水下推土机制造技术领域。所述冷却系统包括液压油冷却系统和电力电子类部件冷却系统，液压油冷却系统包括液压油油箱、动力单元、测试单元和热交换器，测试单元用于检测液压油的温度和冷却管道中液压油的瞬时流量，热交换器用于两冷却系统与外界进行热交换以及两冷却系统之间进行热交换；电力电子类部件冷却系统具有两条并行水路，按待冷却部件产生的热量以及散热需求对冷却液流经散热部件的顺序进行布置。本发明利用电力电子类部件的弱需求冷却系统辅助强需求冷却系统散热，具有结构设计简单、散热效果明显的优点。

Description

一种智能水下推土机及其冷却系统
技术领域
本发明属于智能水下推土机制造技术领域，涉及一种智能水下推土机及其冷却系统。
背景技术
智能水下推土机是一种全密封式的水下作业智能工程机械，通过电缆为电机驱动系统以及其他电力电子设备供电，使其摆脱了传统内燃机式水陆两栖作业机械难以完成水下作业的问题，大大提高了其作业灵活性和工作效率。智能水下推土机的行走驱动是由驱动电机带动液压泵工作，利用液压马达输出动力，将动力传递给与液压马达同轴安装的链轮，从而驱动履带行驶。智能水下推土机推土铲的运动是由驱动电机带动液压泵工作，利用液压缸使得推土铲斗与摇臂运动，使铲斗倾斜与升降，从而完成推土动作。复杂工况下，智能水下推土机的驱动电机、液压泵及其他电力电子设备产生大量的热。由于智能水下推土机动力仓处于密封状态，动力仓内各发热部件的散热面临着严重的挑战。过高的温度不仅威胁着驱动系统的运行安全，还使得液压油粘度下降，系统泄露严重，导致液压系统效率低下；此外，电力电子类器件在高温下工作更易失稳，降低其使用寿命。
智能水下推土机对动力仓的密封性提出了较高的要求，传统的风冷散热方式无法适用于智能水下推土机这一类产热较多、局部散热困难的工程机械。因此，设计一套散热效果显著、适用于动力仓密封工作类机械的智能冷却系统，对提高智能水下推土机的工作效率、可靠性显得至关重要。
智能水下推土机电力电子类部件与液压油工作时的产热量、散热需求均不不同，因此需单独进行冷却系统的设计。实际上，电力电子类部件的散热需求相对较小，而液压油的散热需求大，如何才能利用弱需求冷却系统辅助强冷却系统散热，以优化冷却效果，现阶段具有该特点的冷却结构在水下无人推土机上却很难有所体现。
发明内容
针对现有技术中存在不足，本发明提供了一种智能水下推土机及其冷却系统，充分利用水下工作环境，在无需风扇的情况下智能散热，并巧妙地利用电力电子类部件的弱需求冷却系统辅助强需求冷却系统散热，具有结构设计简单、散热效果明显的特点，也拓宽了为数不多的水下作业装备冷却系统设计。
本发明是通过以下技术手段实现上述技术目的的。
一种智能水下推土机的冷却系统，包括液压油冷却系统和电力电子类部件冷却系统；
所述液压油冷却系统包括液压油油箱、动力单元、检测单元和热交换器；
所述液压油油箱通过第二离心泵与液压缸连通，所述液压油油箱还通过第三离心泵与双向变量液压马达连通；
所述动力单元包括第一油泵电机、第一电机控制器和第一离心泵，第一油泵电机与第一电机控制器连接，第一电机控制器与电子控制单元进行信号传输，第一油泵电机与第一离心泵连接，第一离心泵的进油口与液压油油箱的第三出油口连通，第一离心泵的出油口与油散热器进油口连通；
所述检测单元包括第一油液温度传感器和第二油液温度传感器，第一油液温度传感器安装于油箱第一出油口和油箱第二出油口之间，第二油液温度传感器安装于油箱第三进油口与油散热器出油口之间的油管中；
所述热交换器包括油散热器和冷却液散热器，油散热器和冷却液散热器封装为一个整体；油散热器包括进油腔、出油腔、第一隔板、油散热器进油口、油散热器出油口和若干散热油管，进油腔和出油腔通过第一隔板隔开，进油腔上方开设有油散热器进油口，进油腔与散热油管入口连通，出油腔上方开设有油散热器出油口，出油腔与散热油管出口连通；冷却液散热器包括进水腔、出水腔、第二隔板、冷却液散热器进水口、冷却液散热器出口、若干散热水管和膨胀管入口，进水腔和出水腔通过第二隔板隔开，进水腔上方开设有冷却液散热器进水口，进水腔与散热水管入口连通，出水腔上方开设有冷却液散热器出口，出水腔与散热水管出口连通，进水腔上方开设有膨胀管入口，膨胀管入口与膨胀水箱的进水口连通；散热油管和散热水管交错布置，若干散热油管连通，若干散热水管；相邻的散热油管和散热水管由散热器芯隔开；
所述电力电子类部件冷却系统包括水泵电机、第四电机控制器、第四离心泵、第二流量计、膨胀水箱、第一水温传感器、第二水温传感器和第三水温传感器；
所述第四离心泵的进水口与冷却液散热器出口连通，且管道上设有第三水温传感器，第四离心泵与水泵电机刚性连接，水泵电机由第四电机控制器控制，第四电机控制器与电子控制单元进行信号传输；
所述电力电子类部件冷却系统分成两条并行水路，第一并行水路流经顺序依次为第四离心泵、电池包、变压整流模块、电源功率分配模块、冷却液散热器和第四离心泵，第二并行水路流经顺序依次为第四离心泵、第四电机控制器和水泵电机、第三油泵电机和第三电机控制器、第二油泵电机和第二电机控制器、第一油泵电机和第一电机控制器、冷却液散热器以及第四离心泵；
靠近第一并行水路和第二并行水路的汇聚处，第二并行水路上安装有第一水温传感器，两并行水路汇聚后的干路上安装有第二水温传感器；
所述第四离心泵与电池包之间的管路中安装有第二流量计。
进一步的技术方案，所述散热油管和散热水管的截面形状均为矩形。
进一步的技术方案，连通的若干散热油管以及连通的若干散热水管，均呈“弓”字形。
进一步的技术方案，所述油散热器和冷却液散热器通过热交换器附件的壳体封装为一个整体，所述壳体通过压板和螺钉固定安装在加强外壁上。
进一步的技术方案，所述油散热器出油口与第三进油口连通的管路上安装有第一单向阀。
进一步的技术方案，所述检测单元还包括第三油液温度传感器、第四油液温度传感器和第一流量计，所述第三油液温度传感器安装于第二离心泵出油口处，所述第四油液温度传感器安装于第三离心泵出油口处，所述第一流量计安装于第一离心泵的出油口处。
进一步的技术方案，所述第二并行水路的入口处安装有流量控制阀，所述流量控制阀包括热敏材料、阀体、预紧弹簧、阀座、第一导向块、流量控制阀进水口和流量控制阀出水口，流量控制阀壳体一侧设有热敏材料，热敏材料与阀体前端接触，阀体前端由第一导向块支撑，阀体后端与阀座活动连接，阀体末端由第二导向块支撑，阀体后端还通过预紧弹簧与流量控制阀壳体固定。
进一步的技术方案，所述第二并行水路上还安装有第三单向阀。
进一步的技术方案，所述膨胀水箱出水口与电力电子类部件冷却系统干路连接的管道上还设有第二单向阀。
一种智能水下推土机，包括上述冷却系统。
本发明提供一种智能水下推土机及其冷却结构，带来的有益效果为：
(1)本发明提供一种智能水下推土机的冷却结构，液压油冷却系统和电力电子类部件冷却系统独自运行，但两者的散热器封装成一整体，待冷却的液压油不但能够与外界水环境进行热交换，且能够与冷却液进行热交换，加强了液压油冷却的效果，此过程，无需使用电动风扇，避免了水下密封环境下使用风扇的弊端，且具有节能特点。
(2)本发明提供一种智能水下推土机的冷却结构，液压油冷却系统实则是一套独立冷却系统，从油液根源处进行冷却，与各个液压子系统工作无关，液压子系统的工作状态不会影响其散热效果，并且液压子系统管路可较短设计，阻力小，减小了机械部件运动的延迟和损坏。
(3)本发明提供一种智能水下推土机的冷却结构，电力电子部件的冷却分为两条并行水路，且第二并行水路的流量控制阀能够根据第二并行水路的散热需求自适应地改变第二并行水路中冷却液的流量，当第二并行水路的散热需求较小时，减小第二并行水路冷却液流量，在干路流量不变的情况下，加强了第一并行冷却回路的冷却效果，能够充分利用两者散热需求，来提高智能水下推土机的综合散热能力。
附图说明
图1为本发明所述智能水下推土机结构示意图；
图2为本发明所述智能水下推土机的冷却系统结构示意图；
图3为本发明所述液压油油箱的结构俯视图；
图4为本发明所述液压油散热器和冷却液散热器的封装结构俯视图；
图5为本发明所述液压油散热器和冷却液散热器的封装结构正视图；
图6为本发明所述流量控制阀的结构示意图。
附图标记说明如下：
1-第一油泵电机、2-第一电机控制器、3-第一离心泵、4-第一流量计、5-油散热器、5.1-进油腔、5.2-出油腔、5.3-第一隔板、5.4-油散热器进油口、5.5-油散热器出油口、5.6-散热油管、6-第一油液温度传感器、7-第二油液温度传感器、8-第一单向阀、9-液压油油箱、9.1-第一进油口、9.2-第二进油口、9.3-第三进油口、9.4-第四进油口、9.5-第一出油口、9.6-第二出油口、9.7-第三出油口、10-第二油泵电机、11-第二电机控制器、12-第二离心泵、13-第三油液温度传感器、14-第一换向阀、15-液压缸、16-第三油泵电机、17-第三电机控制器、18-第三离心泵、19-第四油液温度传感器、20-第二换向阀、21-双向变量液压马达、22-第一液压子系统分配阀、23-第二液压子系统分配阀、24-水泵电机、25-第四电机控制器、26-第四离心泵、27-冷却液散热器、27.1-进水腔、27.2-出水腔、27.3-第二隔板、27.4-冷却液散热器进水口、27.5-冷却液散热器出口、27.6-散热水管、27.7-膨胀管入口、28-流量控制阀、28.1-热敏材料、28.2-阀体、28.3-预紧弹簧、28.4-阀座、28.5-第一导向块、28.6-流量控制阀进水口，28.7-流量控制阀出水口、29-第二流量计、30-膨胀水箱、31-第一水温传感器、32-第二水温传感器、33-第三水温传感器，34-第二单向阀、35-第三单向阀、36-电池包、37-变压整流模块、38-电源功率分配模块、39-热交换器附件、39.1-壳体、39.2-散热器芯、39.3-压板、39.4-螺钉。
具体实施方式
下面结合附图以及具体实施例对本发明作进一步的说明，但本发明的保护范围并不限于此。
如图1所示，智能水下推土机具有图示的封闭结构，智能水下推土机的液压驱动系统和电力电子设备通过密封材料完全与外界水环境隔离，内部空气流动性差，无法通过散热风扇进行强制散热；且智能水下推土机工作时液压驱动系统中液压油的散热需求和机载电力电子设备的散热需求不同，因此本发明设计一种智能水下推土机的冷却系统。
如图2所示，一种智能水下推土机的冷却系统，包括液压油冷却系统和电力电子类部件冷却系统，两个冷却系统单独进行；液压油冷却系统直接从油箱中泵取待冷却的传动油，并在液压油冷却系统的散热器中散热；电力电子类部件冷却系统通过泵送冷却液依次带走电力电子部件散发的热量，且在电力电子类部件冷却系统的散热器中散热；两散热器的管道交叠布置，交换热量，实现弱需求冷却系统辅助强需求冷却系统散热，下面对这两冷却系统分别进行详细描述。
参见图2，液压油冷却系统包括液压油油箱9、动力单元、检测单元和热交换器。
如图3所示，液压油油箱9设有3个出油口和4个进油口，出油口高度均低于进油口；第一进油口9.1、第二进油口9.2、第三进油口9.3的位置均设置在油箱高度的2/3处，第一进油口9.1与第一换向阀14的两个回油通道口通过油管连接，第二进油口9.2与第二换向阀20的两个回油通道口通过油管连接，第三进油口9.3与油散热器出油口5.5通过油管连接；第四进油口9.4位于液压油油箱9顶部，用于液压油在油箱9亏油时，人工进行液压油补充；第一出油口9.5、第二出油口9.6、第三出油口9.7的位置均设置在油箱高度的1/3处，第一出油口9.5与第二离心泵12通过油管连接，为液压缸15活动提供液压油，第二出油口9.6与第三离心泵18通过油管连接，为双向变量液压马达21驱动同轴安装的链轮提供液压油，第三出油口9.7与第一离心泵3的进油口相连，液压油油箱9中的待冷却油液通过第三出油口9.7到达油散热器5，与外界水环境进行热交换。
如图2所示，动力单元包括第一油泵电机1、第一电机控制器2和第一离心泵3；第一油泵电机1与第一电机控制器2通过双绞线连接，第一电机控制器2与电子控制单元进行信号传输，第一油泵电机1与第一离心泵3通过花键机械连接，第一离心泵3的出油口与油散热器进油口5.4通过油管连接，动力单元为液压油的循环冷却提供动力。
如图2、4、5所示，热交换器包括油散热器5、冷却液散热器27以及热交换器附件39，热交换器附件39通过壳体39.1将油散热器5和冷却液散热器27封装为一个整体；油散热器5包括进油腔5.1、出油腔5.2、第一隔板5.3、油散热器进油口5.4、油散热器出油口5.5和若干散热油管5.6，冷却液散热器27包括进水腔27.1、出水腔27.2、第二隔板27.3、冷却液散热器进水口27.4、冷却液散热器出口27.5、若干散热水管27.6和膨胀管入口27.7，热交换器附件39包括壳体39.1、散热器芯39.2、压板39.3和螺钉39.4；散热油管5.6和散热水管27.6的截面形状均为矩形，散热油管5.6和散热水管27.6交错布置，即相邻的两段散热油管5.6之间设有一段散热水管27.6，相邻管道之间由散热器芯39.2隔开，所有散热油管5.6连通，且呈“弓”字形，所有散热水管27.6连通，且呈“弓”字形；散热油管5.6和散热水管27.6能够进行热交换，以达到电力电子类部件弱需求散热系统辅助液压油强需求冷却系统的目的；进油腔5.1、出油腔5.2通过第一隔板5.3隔开，进油腔5.1上方开设有油散热器进油口5.4，进油腔5.1与散热油管5.6入口(靠近油散热器进油口5.4)连通，出油腔5.2上方开设有油散热器出油口5.5，出油腔5.2与散热油管5.6出口(靠近油散热器出油口5.5)连通；进水腔27.1、出水腔27.2通过第二隔板27.3隔开，进水腔27.1上方开设有冷却液散热器进水口27.4，进水腔27.1与散热水管27.6入口(靠近冷却液散热器进水口27.4)连通，出水腔27.2上方开设有冷却液散热器出口27.5，出水腔27.2与散热水管27.6出口(靠近冷却液散热器出口27.5)连通，特别地，在进水腔27.1上方开设有膨胀管入口27.7，膨胀管入口27.7与膨胀水箱30的进水口通过水管连接。热交换器附件39的壳体39.1一半镶嵌进入智能水下推土机的加强外壁中，且通过与壳体39.1焊接的压板39.3以及螺钉39.4固定安装在加强外壁上；散热器芯39.2固定在壳体39.1上；热交换器实现的效果：第一是散热油管5.6和散热水管27.6通过散热器芯39.2进行热交换，第二是散热油管5.6和散热水管27.6通过散热器芯39.2将冷却液和液压油中的热量与外界水环境进行智能热交换。
参见图2，油散热器出油口5.5与液压油油箱9的第三进油口9.3通过油管连接，该管路中安装第一单向阀8，用以防止第一离心泵3未工作时油液倒流，该通道使得冷却后的油液回流液压油油箱9，完成一个工作循环。液压油冷却系统实则是一套独立冷却系统，其特点是其一：从油液根源处进行冷却，降低液压系统温度，与各个液压子系统工作无关，液压子系统的工作状态不会影响其散热效果；其二：液压子系统管路可较短设计，阻力小，减小了机械部件活动的延迟和损坏。
参见图2和图3，检测单元包括第一油液温度传感器6、第二油液温度传感器7、第三油液温度传感器13、第四油液温度传感器19和第一流量计4，第一油液温度传感器6、第二油液温度传感器7、第三油液温度传感器13、第四油液温度传感器19和第一流量计4均与电子控制单元进行信号传输；第一油液温度传感器6安装于第一出油口9.5和第二出油口9.6之间，并固定于油箱箱体9上，第一油液温度传感器6直接检测第一液压子系统(液压缸15子系统)、第二液压子系统(双向变量液压马达21子系统)的取油温度；第二油液温度传感器7安装于第三进油口9.3与油散热器5之间的油管中，用于检测油散热器5的散热效果；第三油液温度传感器13安装于第二离心泵12出油口处，用于检测经过第二离心泵12做功之后的出油温度；第四油液温度传感器19安装于第三离心泵18出油口处，用于检测经过第三离心泵18做功之后的出油温度；第一流量计4安装于第一离心泵3的出油口处，且第一流量计4被固定在第一离心泵3的壳体上，动态地检测该第一离心泵3的瞬时流量，并将检测信号传输给电子控制单元。
参见图2，第一液压子系统包括第二油泵电机10、第二电机控制器11、第二离心泵12、第三油液温度传感器13、第一换向阀14和液压缸15，第二离心泵12通过第一换向阀14与液压缸15连通，第二离心泵12与第二油泵电机10键连接，且第二油泵电机10由第二电机控制器11控制，第二电机控制器11与电子控制单元进行信号传输；第二液压子系统包括第三油泵电机16、第三电机控制器17、第三离心泵18、第四油液温度传感器19、第二换向阀20和双向变量液压马达21，第三离心泵18通过第二换向阀20与双向变量液压马达21连通，第三离心泵18与第三油泵电机16键连接，且第三油泵电机16由第三电机控制器17控制，第三电机控制器17与电子控制单元进行信号传输；液压缸15和双向变量液压马达21为智能水下推土机液压系统的主要执行元件，第一换向阀14和第二换向阀20为智能水下推土机液压系统的主要控制元件，由电子控制单元控制其方向；液压油油箱9中的液压油在第二离心泵12的加压下，依次经过第一液压子系统分配阀22、第一换向阀14进入液压缸15，推动活塞做功后，液压油流经第二换向阀14的出油口，并回流进入液压油油箱9；液压油油箱9中的液压油在第三离心泵18的加压下，依次经过第二液压子系统分配阀23、第二换向阀20进入双向变量液压马达21，液压油驱动与双向变量液压马达21同轴安装的链轮，其中，第一液压子系统分配阀22和第二液压子系统分配阀23在电子控制单元的控制下，将液压油的压力合理分配给多组机械臂及链轮，协同运动，保证智能水下推土机完成复杂的水下作业。
参见图2，电力电子类部件冷却系统包括水泵电机24、第四电机控制器25、第四离心泵26、冷却液散热器27、流量控制阀28、第二流量计29、膨胀水箱30、第一水温传感器31、第二水温传感器32、第三水温传感器33、第二单向阀34、第三单向阀35以及待冷却部件，待冷却部件包括电机控制器、电池包36、变压整流模块37和电源功率分配模块38；第四离心泵26的进水口与冷却液散热器出口27.5通过管道连接，且管道上设置第三水温传感器33；第四离心泵26与水泵电机24键连接，水泵电机24由第四电机控制器25控制，第四电机控制器25与电子控制单元进行信号传输，冷却液散热器27的膨胀管入口27.7与膨胀水箱30连通；电力电子类部件冷却系统分成两条并行水路，第一并行水路流经顺序依次为第四离心泵26、电池包36、变压整流模块37、电源功率分配模块38、冷却液散热器27和第四离心泵26，第二并行水路流经顺序依次为第四离心泵26、第四电机控制器25和水泵电机24、第三油泵电机16和第三电机控制器17、第二油泵电机10和第二电机控制器11、第一油泵电机1和第一电机控制器2、冷却液散热器27以及第四离心泵26；特别地，在水路接口处需用橡胶圈(图中未表示)密封。待冷却电力电子类部件之间的水路布置为现有技术，本发明不再赘述。第四离心泵26为冷却液的流动提供动力，在第四离心泵26与电池包36之间的冷却管路中安装有第二流量计29，用于时刻检测第四离心泵26的瞬时流量，并传输给电子控制单元；靠近第一并行水路和第二并行水路的汇聚处，第二并行水路上安装有第一水温传感器31，用于检测冷却液对第二并行水路流经的电力电子类部件进行冷却后的温度，两并行水路汇聚后的干路上安装有第二水温传感器32，用于检测冷却液流经所有待冷却电子类部件后的温度；靠近第一并行水路和第二并行水路的汇聚处，第二并行水路上还安装有第三单向阀35，用于防止第四离心泵26未工作时油液倒流；第三水温传感器33安装于冷却液散热器27与第四离心泵26之间的管道上，并固定安装于第四离心泵26的外壳上，用于检测经过冷却液散热器27之后的冷却液温度；电子控制单元根据第一水温传感器31、第二水温传感器32的水温信息，判断电力电子类部件冷却系统的散热需求，根据第三水温传感器33所测水温信息，检测冷却液散热器27的工作效果，从而通过第四电机控制器25控制第四离心泵26的瞬时流量，调节冷却液流动速度，从而适应冷却需求。
参见图6，在第二并行水路的入口处安装有流量控制阀28，根据冷却液温度自适应地控制第二并行水路的流量；流量控制阀28包括热敏材料28.1、阀体28.2、预紧弹簧28.3、阀座28.4、第一导向块28.5、流量控制阀进水口28.6和流量控制阀出水口28.7，流量控制阀28壳体一侧设有热敏材料28.1，热敏材料28.1与阀体28.2前端接触，阀体28.2前端由第一导向块28.5支撑，阀体28.2后端与阀座28.4活动连接，阀体28.2末端由第二导向块(图中未标出)支撑，阀体28.2后端还通过预紧弹簧28.3与流量控制阀28壳体固定；初始状态下，预紧弹簧28.3的预紧力将阀体28.2紧贴阀座28.4，当冷却液从流量控制阀进水口28.6流入，热量沿着阀体28.2传递到热敏材料28.1，热敏材料28.1的形变量与冷却液温度成正相关关系；冷却液温度提升后，热敏材料28.1推动阀体28.2克服预紧弹簧28.3做功，阀口随之打开，冷却液经过阀口，从流量控制阀出水口28.7流出；散热需求小时，流量控制阀28通过减小阀口开度，控制冷却液流经第二并行水路的流量减小，在干路冷却液流量不变的情况下，从而加强第一并行冷却回路的冷却效果。
参见图2，膨胀水箱30具有进水口和出水口，膨胀水箱进水口与冷却液散热器27的膨胀管入口27.7通过水管连接，用于将冷却液散热器27中的水蒸汽气泡引入膨胀水箱30，其一能给冷却水路降压，其二防止第四离心泵26的叶轮因水蒸汽气泡而产生穴蚀；膨胀水箱30出水口与电力电子类部件冷却系统的干路连接，用于根据膨胀水箱30的水位信息，水位控制阀(图中未表现)自动调节参与冷却循环的冷却液体积，起到稳定电力电子类部件冷却系统压力作用；膨胀水箱30出水口与电力电子类部件冷却系统干路连接的管道上还设有第二单向阀34，用于防止膨胀水箱30未工作时冷却液倒流。
一种智能水下推土机的双冷却系统工作过程如下：
所述液压油冷却系统中，来自液压油油箱9中的液压油，分别通过第二离心泵18和第三离心泵12的加压，液压缸15和双向变量液压马达21工作，分别将流体的压力能和动能转化为推土铲和链轮运动所需的机械能，在此过程中，产生的热量被液压油吸收并分别流经第一换向阀14的两个出油口、第二换向阀20的两个出油口，回流进入液压油油箱9；当第一油液温度传感6检测到第一液压子系统或第二液压子系统的取油温度超出预设的正常阈值60°，或者第二离心泵12做功之后的出油温度超过阈值85°或者第三离心泵18做功之后的出油温度超过阈值70°，液压油冷却系统开始工作，第一电机控制器2控制第一油泵电机1驱动第一离心泵3工作，将液压油油箱9中待冷却的液压油从油箱第三出油口9.7吸取，并泵送到至油散热器5进行散热，由于油散热器5和冷却液散热器27封装为一个整体、散热油管5.6和散热水管27.6交错布置，因此液压油中的热量不仅与外界水环境进行热交换，同时液压油的热量还能通过散热器芯39.2与散热水管27.6中的冷却液进行热量交换，达到电力电子部件类弱需求冷却系统辅助液压油强需求冷却系统散热效果；冷却后的液压油流经油散热器出油口5.5和油箱第一进油口9.1回流进入液压油油箱9，完成一个工作循环；同时电子控制单元根据第一油液温度传感6和第二油液温度传感器7所检测的液压油温度信号，与内部储存的液压油散热需求Map图对比，判断当前时刻液压油冷却系统的散热需求，从而自适应调节第一离心泵3的泵油压力，使得管路中液压油的瞬时流量趋近目标流量，以适应散热需求。
所述电力电子类部件冷却系统中，电力电子类部件工作产生的热量，给冷却液加热，当电子控制单元根据第一水温传感器31和第二水温传感器32所检测到的冷却液温度信号，与内部储存的冷却液散热需求Map图对比，判断当前时刻电力电子类部件冷却系统的散热需求，当第一水温传感器31所检测第二并行水路的温度高于40°时或者第二水温传感器32所检测的第一并行水路的温度高于45°时，电力电子类部件冷却系统开始工作，同时第四电机控制器25根据来自电子控制单元的散热需求电信号，自适应调节第四离心泵26的泵油压力，自适应调节管路中冷却液流量，如图1所示，冷却液水路被划分为第一并行水路和第二并行水路，其中第二并行水路依次流经4个电机控制器进入冷却液散热器27，第一并行水路依次流经第四离心泵26、电池包36、变压整流模块37、电源功率分配模块38进入冷却液散热器27；由于散热油管5.6和散热水管27.6交错布置，冷却液与外界水环境热交换时，同时辅助液压油散热，提高智能水下推土机的综合散热能力；冷却后的冷却液流经冷却液散热器出油口27.5回到第四离心泵26，完成一个工作循环；在此冷却过程中，电子控制单元根据第二并行水路的冷却液温度自适应地控制第二并行水路的流量，完成第一并行水路和第二并行水路的冷却自适应协调，在此过程中，膨胀水箱30能够将冷却液散热器27中的水蒸汽气泡引入膨胀水箱30，给冷却水路降压，同时能防止第四离心泵26的叶轮因水蒸汽气泡而产生穴蚀。
所述实施例为本发明的优选的实施方式，但本发明并不限于上述实施方式，在不背离本发明的实质内容的情况下，本领域技术人员能够做出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种智能水下推土机的冷却系统，其特征在于，包括液压油冷却系统和电力电子类部件冷却系统；
所述液压油冷却系统包括液压油油箱(9)、动力单元、检测单元和热交换器；
所述液压油油箱(9)通过第二离心泵(12)与液压缸(15)连通，所述液压油油箱(9)还通过第三离心泵(18)与双向变量液压马达(21)连通；
所述动力单元包括第一油泵电机(1)、第一电机控制器(2)和第一离心泵(3)，第一油泵电机(1)与第一电机控制器(2)连接，第一电机控制器(2)与电子控制单元进行信号传输，第一油泵电机(1)与第一离心泵(3)连接，第一离心泵(3)的进油口与液压油油箱(9)的第三出油口(9.7)连通，第一离心泵(3)的出油口与油散热器进油口(5.4)连通；
所述检测单元包括第一油液温度传感器(6)和第二油液温度传感器(7)，第一油液温度传感器(6)安装于第一出油口(9.5)和第二出油口(9.6)之间，第二油液温度传感器(7)安装于第三进油口(9.3)与油散热器(5)之间的油管中；
所述热交换器包括油散热器(5)和冷却液散热器(27)，油散热器(5)和冷却液散热器(27)封装为一个整体；油散热器(5)包括进油腔(5.1)、出油腔(5.2)、第一隔板(5.3)、油散热器进油口(5.4)、油散热器出油口(5.5)和若干散热油管(5.6)，进油腔(5.1)和出油腔(5.2)通过第一隔板(5.3)隔开，进油腔(5.1)上方开设有油散热器进油口(5.4)，进油腔(5.1)与散热油管(5.6)入口连通，出油腔(5.2)上方开设有油散热器出油口(5.5)，出油腔(5.2)与散热油管(5.6)出口连通；冷却液散热器(27)包括进水腔(27.1)、出水腔(27.2)、第二隔板(27.3)、冷却液散热器进水口(27.4)、冷却液散热器出口(27.5)、若干散热水管(27.6)和膨胀管入口(27.7)，进水腔(27.1)和出水腔(27.2)通过第二隔板(27.3)隔开，进水腔(27.1)上方开设有冷却液散热器进水口(27.4)，进水腔(27.1)与散热水管(27.6)入口连通，出水腔(27.2)上方开设有冷却液散热器出口(27.5)，出水腔(27.2)与散热水管(27.6)出口连通，进水腔(27.1)上方开设有膨胀管入口(27.7)，膨胀管入口(27.7)与膨胀水箱(30)的进水口连通；散热油管(5.6)和散热水管(27.6)交错布置，若干散热油管(5.6)连通，若干散热水管(27.6)；相邻的散热油管(5.6)和散热水管(27.6)由散热器芯(39.2)隔开；
所述电力电子类部件冷却系统包括水泵电机(24)、第四电机控制器(25)、第四离心泵(26)、第二流量计(29)、膨胀水箱(30)、第一水温传感器(31)、第二水温传感器(32)和第三水温传感器(33)；
所述第四离心泵(26)的进水口与冷却液散热器出口(27.5)连通，且管道上设有第三水温传感器(33)，第四离心泵(26)与水泵电机(24)连接，水泵电机(24)由第四电机控制器(25)控制，第四电机控制器(25)与电子控制单元进行信号传输；
所述电力电子类部件冷却系统分成两条并行水路，第一并行水路流经顺序依次为第四离心泵(26)、电池包(36)、变压整流模块(37)、电源功率分配模块(38)、冷却液散热器(27)和第四离心泵(26)，第二并行水路流经顺序依次为第四离心泵(26)、第四电机控制器(25)和水泵电机(24)、第三油泵电机(16)和第三电机控制器(17)、第二油泵电机(10)和第二电机控制器(11)、第一油泵电机(1)和第一电机控制器(2)、冷却液散热器(27)以及第四离心泵(26)；
靠近第一并行水路和第二并行水路的汇聚处，第二并行水路上安装有第一水温传感器(31)，两并行水路汇聚后的干路上安装有第二水温传感器(32)；
所述第四离心泵(26)与电池包(36)之间的管路中安装有第二流量计(29)。
2.根据权利要求1所述的智能水下推土机的冷却系统，其特征在于，所述散热油管(5.6)和散热水管(27.6)的截面形状均为矩形。
3.根据权利要求1所述的智能水下推土机的冷却系统，其特征在于，连通的若干散热油管(5.6)以及连通的若干散热水管(27.6)，均呈“弓”字形。
4.根据权利要求1所述的智能水下推土机的冷却系统，其特征在于，所述油散热器(5)和冷却液散热器(27)通过热交换器附件(39)的壳体(39.1)封装为一个整体，所述壳体(39.1)通过压板(39.3)和螺钉(39.4)固定安装在加强外壁上。
5.根据权利要求1所述的智能水下推土机的冷却系统，其特征在于，所述油散热器出油口(5.5)与第三进油口(9.3)连通的管路上安装有第一单向阀(8)。
6.根据权利要求1所述的智能水下推土机的冷却系统，其特征在于，所述检测单元还包括第三油液温度传感器(13)、第四油液温度传感器(19)和第一流量计(4)，所述第三油液温度传感器(13)安装于第二离心泵(12)出油口处，所述第四油液温度传感器(19)安装于第三离心泵(18)出油口处，所述第一流量计(4)安装于第一离心泵(3)的出油口处。
7.根据权利要求1所述的智能水下推土机的冷却系统，其特征在于，所述第二并行水路的入口处安装有流量控制阀(28)，所述流量控制阀(28)包括热敏材料(28.1)、阀体(28.2)、预紧弹簧(28.3)、阀座(28.4)、第一导向块(28.5)、流量控制阀进水口(28.6)和流量控制阀出水口(28.7)，流量控制阀(28)壳体一侧设有热敏材料(28.1)，热敏材料(28.1)与阀体(28.2)前端接触，阀体(28.2)前端由第一导向块(28.5)支撑，阀体(28.2)后端与阀座(28.4)活动连接，阀体(28.2)末端由第二导向块支撑，阀体(28.2)后端还通过预紧弹簧(28.3)与流量控制阀(28)壳体固定。
8.根据权利要求1所述的智能水下推土机的冷却系统，其特征在于，所述第二并行水路上还安装有第三单向阀(35)。
9.根据权利要求1所述的智能水下推土机的冷却系统，其特征在于，所述膨胀水箱(30)出水口与电力电子类部件冷却系统干路连接的管道上还设有第二单向阀(34)。
10.一种智能水下推土机，其特征在于，包括如权利要求1-9所述的冷却系统。
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