CN113944206B - 一种大吨位装载机冷却系统及方法 - Google Patents

一种大吨位装载机冷却系统及方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种大吨位装载机冷却系统，包括电机与轮边减速机冷却模块和变流柜冷却模块；所述电机与轮边减速机冷却模块包括闭环连接的电机与轮边减速机散热器、第一水泵、水冷油散室和电机，所述水冷油散室并联有配设油泵的轮边减速机；所述变流柜冷却模块包括闭环连接的变流柜散热器、第二水泵和变流柜；所述电机与轮边减速机冷却模块和变流柜冷却模块中流动有冷却液；所述水冷油散室设有水室和油室，所述冷却液流经水室，所述轮边减速机的油流经油室，在轮边减速机、油泵和油室之间流动；所述电机与轮边减速机散热器和变流柜散热器外部设有冷却风扇。本发明满足混合动力大吨位装载机传动系统的散热要求，结构简单，成本低廉。

Description

一种大吨位装载机冷却系统及方法
技术领域
本发明涉及一种大吨位装载机冷却系统及方法，属于装载机技术领域。
背景技术
大吨位装载机是一种广泛用于矿山、港口、码头、车站、公路、铁路等地区的土石方机械。由于大吨位装载机工作负荷大，且作业往返制动以及负载轻重载频繁变化。目前大吨位装载机采用的传动形式主要是液力传动形式与电力传动形式。液力传动形式技术成熟，采用大排量发动机，能耗大，污染环境，成本高，传动元件包括变速箱、前后传动轴、前后驱动桥，故障率和维修保养费用高。电力传动形式，采用蓄电池的电能传递至行走电机，行走电机再驱动前后驱动桥，为保证动力性能及作业时间要求，蓄电池数量多，行走电机大，成本高昂，驱动桥故障率高影响整机可靠性。
混合动力大吨位装载机，采用小排量发动机，以少量蓄电池的电能为辅助动力，成本低，节约能源，环境污染程度低，由于传动元件少，传动系统故障率低，维修保养费用也低。
混合动力大吨位装载机的传动系统的散热需求较高，现有技术中混合动力大吨位装载机的传动系统散热性能较差。
综上可知，现有技术在实际使用中存在诸多缺陷，所以有必要进行改进。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种大吨位装载机冷却系统及方法，以满足混合动力大吨位装载机传动系统的散热要求，结构简单，成本低廉。
为上述技术效果，本发明是采用下述方案实现的：
本发明提供了一种大吨位装载机冷却系统，包括电机与轮边减速机冷却模块和变流柜冷却模块；
所述电机与轮边减速机冷却模块包括闭环连接的电机与轮边减速机散热器、第一水泵、水冷油散室和电机，所述水冷油散室并联有配设油泵的轮边减速机；
所述变流柜冷却模块包括闭环连接的变流柜散热器、第二水泵和变流柜；
所述电机与轮边减速机冷却模块和变流柜冷却模块中流动有冷却液；
所述水冷油散室设有水室和油室，所述冷却液流经水室，所述轮边减速机的油流经油室，在轮边减速机、油泵和油室之间流动；
所述电机与轮边减速机散热器和变流柜散热器外部设有冷却风扇。
优选的，所述电机与轮边减速机冷却模块中并联有两组冷却模块，分别冷却前轮边减速机、前电动机和发电机、后轮边减速机、后电动机。
优选的，所述轮边减速机、电机与轮边减速机散热器和变流柜散热器连接有温度传感器。
优选的，所述油泵和油室之间还设有油滤清器。
优选的，还包括膨胀水箱和分水器，所述膨胀水箱的透气口分别连接电机与轮边减速机散热器和变流柜散热器的透气口，所述膨胀水箱的出水口连接分水器的加注口；所述分水器分设有多个独立腔体，分别连接所述第一水泵和第二水泵。
优选的，所述冷却风扇为发动机直驱或者液压马达驱动或者电机驱动。
本发明还提供了一种大吨位装载机，采用上述大吨位装载机冷却系统进行装载机传动系统的冷却。
本发明还提供了一种大吨位装载机冷却系统的冷却方法，包括：
温度传感器监测到轮边减速机的油温达到第一预设值，油泵将油输送至水冷油散室的油室；
第一水泵输送冷却液至水冷油散室的水室，对轮边减速机的油进行冷却；
轮边减速机的油冷却后回流至轮边减速机中，冷却液热交换后流经电机，回流至电机与轮边减速机散热器中；
温度传感器监测到电机与轮边减速机散热器温度达到第二预设值，冷却风扇由怠速切换至第一预设转速运转进行风冷；
第二水泵输送冷却液至变流柜散热器，温度传感器监测到变流柜温度达到第三预设值，冷却风扇由怠速切换至第二预设转速进行风冷，冷却后冷却液回流至变流柜中。
与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：
1、本发明较好地满足了混合动力装载机传动系统的散热要求，对装载机电机、轮边减速机和变流柜进行了温度监测和冷却，提高了大吨位装载机的散热性能。
2、本发明结构简单，成本低廉，适应性好。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种大吨位装载机冷却系统的电机与轮边减速机冷却模块结构示意图；
图2是本发明实施例提供的一种大吨位装载机冷却系统的变流柜冷却模块结构示意图；
图中：1、电机与轮边减速机散热器；2、水泵一；3、左前轮边减速机；4、油泵一；5、油滤清器一；6、水冷油散室一；7、左前电动机；8、右前电动机；9、油滤清器二；10、油泵二；11、右前轮边减速机；12、左后轮边减速机；13、油泵三；14、油滤清器三；15、水冷油散室二；16、发电机；17、左后电动机；18、右后电动机；19、油滤清器四；20、油泵四；21、右后轮边减速机；22、水泵二；23、变流柜散热器；24、水泵三；25、变流柜。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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，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。
实施例1
本发明实施例提供的一种大吨位装载机冷却系统，如图1和2所示，包括电机与轮边减速机冷却模块、变流柜冷却模块，还包括膨胀水箱、分水器与冷却风扇。
电机与轮边减速机冷却模块包括闭环连接的电机与轮边减速机散热器1、冷却模块一、冷却模块二；所述第一水泵包括水泵一2和水泵二22，第二水泵包括水泵三24。
所述冷却模块一包括依次连接的水泵一2、水冷油模块一、左前电动机7、右前电动机8；所述水冷油模块一包括水冷油散室一6、左前轮边减速机3、右前轮边减速机11、油泵一4、油泵二10、油滤清器一5、油滤清器二9、温度传感器。
所述冷却模块二包括依次连接的水泵二22、水冷油模块二、发电机16、左后电动机17、右后电动机18；所述水冷油模块二包括水冷油散室二15、左后轮边减速机12、右后轮边减速机21、油泵三13、油泵四20、油滤清器三14、油滤清器四19、温度传感器。
所述水冷油散室一6和水冷油散室二15内设有水室和油室，冷却液流经水室，在电机与轮边减速机冷却模块中流动；轮边减速机的油流经油室，在水冷油模块一和水冷油模块二中流动。
变流柜冷却模块包括闭环连接的变流柜散热器23、水泵三24与变流柜25。
所述膨胀水箱的透气口分别连接电机与轮边减速机散热器1和变流柜散热器23的透气接口，膨胀水箱的出水口连接分水器的加注口。
所述分水器分为三个相互独立的腔体，各腔体的出水口分别连接水泵一2、水泵二22与水泵三24的进水口。
所述轮边减速机、电机与轮边减速机散热器和变流柜散热器连接有温度传感器。
所述冷却风扇的驱动形式可以是发动机直驱，也可以是液压马达驱动，或是电机驱动。
实施例2
本实施例提供了一种大吨位装载机，采用上述实施例1所述的大吨位装载冷却系统进行装载机传动系统的冷却。
实施例3
本实施例提供了一种大吨位装载机冷却系统的冷却方法，基于上述实施例1的大吨位装载机冷却系统，包括：
电机与轮边减速机冷却模块：冷却模块一中的冷却液在水泵一2的作用下，输入到水冷油散室一6的水室中；当温度传感器检测到油温上升到设定值时，通过控制器的作用，左前轮边减速机3与右前轮边减速机11中的油，在油泵一4与油泵二10的作用下，输入到水冷油散室一6的油室中，冷却液对油进行冷却，冷却后的油再回流到左前轮边减速机3与右前轮边减速机11中。热交换后的冷却液流经左前电动机7、右前电动机8，再回流到电机与轮边减速机散热器1中。
冷却模块二中的冷却液在水泵二22的作用下，输入到水冷油散室二15的水室中；当温度传感器检测到油温上升到设定值时，通过控制器的作用，左后轮边减速机12与右后轮边减速机21中的油，在油泵三13与油泵四20的作用下，输入到水冷油散室二15的油室中，冷却液对油进行冷却，冷却后的油再回流到左后轮边减速机12与右后轮边减速机21中。热交换后的冷却液流经发电机16、左后电动机17、右后电动机18，再回流到电机与轮边减速机散热器1中。
在上述冷却液的循环过程中，当温度传感器检测到温度达到设定值时，通过控制器的作用，冷却风扇将会由怠速运转转换为设定转速运转，对电机与轮边减速机散热器1进行风冷散热。
变流柜冷却模块：变流柜25中的冷却液在水泵三24的作用下，输入到变流柜散热器23，冷却后的冷却液再回流到变流柜25中。在上述冷却液的循环过程中，当温度传感器检测到温度达到设定值时，通过控制器的作用，冷却风扇将会由怠速运转转换为设定转速运转，对变流柜散热器23进行风冷散热。
综上所述，本发明通过对冷却液与油进行降温，提高混合动力大吨位装载机的工作效率和使用寿命。
上述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种大吨位装载机冷却系统，其特征在于，包括电机与轮边减速机冷却模块和变流柜冷却模块；
所述电机与轮边减速机冷却模块包括闭环连接的电机与轮边减速机散热器、第一水泵、水冷油散室和电机，所述水冷油散室并联有配设油泵的轮边减速机；
所述变流柜冷却模块包括闭环连接的变流柜散热器、第二水泵和变流柜；
所述电机与轮边减速机冷却模块和变流柜冷却模块中流动有冷却液；
所述水冷油散室设有水室和油室，所述冷却液流经水室，所述轮边减速机的油流经油室，在轮边减速机、油泵和油室之间流动；
所述电机与轮边减速机散热器和变流柜散热器外部设有冷却风扇；
所述电机与轮边减速机冷却模块中并联有两组冷却模块，分别冷却前轮边减速机、前电动机和发电机、后轮边减速机、后电动机。
2.根据权利要求1所述的一种大吨位装载机冷却系统，其特征在于，所述轮边减速机、电机与轮边减速机散热器和变流柜散热器连接有温度传感器。
3.根据权利要求1所述的一种大吨位装载机冷却系统，其特征在于，所述油泵和油室之间还设有油滤清器。
4.根据权利要求1所述的一种大吨位装载机冷却系统，其特征在于，还包括膨胀水箱和分水器，所述膨胀水箱的透气口分别连接电机与轮边减速机散热器和变流柜散热器的透气口，所述膨胀水箱的出水口连接分水器的加注口；所述分水器分设有多个独立腔体，分别连接所述第一水泵和第二水泵。
5.根据权利要求1所述的一种大吨位装载机冷却系统，其特征在于，所述冷却风扇为发动机直驱或者液压马达驱动或者电机驱动。
6.一种大吨位装载机，其特征在于，采用权利要求1至5任一项所述的大吨位装载机冷却系统进行装载机传动系统的冷却。
7.一种根据权利要求2所述的大吨位装载机冷却系统的冷却方法，其特征在于，包括：
温度传感器监测到轮边减速机的油温达到第一预设值，油泵将油输送至水冷油散室的油室；
第一水泵输送冷却液至水冷油散室的水室，对轮边减速机的油进行冷却；
轮边减速机的油冷却后回流至轮边减速机中，冷却液热交换后流经电机，回流至电机与轮边减速机散热器中；
温度传感器监测到电机与轮边减速机散热器温度达到第二预设值，冷却风扇由怠速切换至第一预设转速运转进行风冷；第二水泵输送冷却液至变流柜散热器，温度传感器监测到变流柜温度达到第三预设值，冷却风扇由怠速切换至第二预设转速进行风冷，冷却后冷却液回流至变流柜中。
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