CN104790446B - 全液压推土机用传动油温控制系统、推土机及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种全液压推土机用传动油温控制系统、推土机及控制方法，属于传动油温控制系统及其控制方法领域，为解决现有装置无法控制油温下限的缺点而设计。本发明全液压推土机用传动油温控制系统包括控制器、通过管路连通的油冷器和油箱，还包括设置在油冷器和油箱之间的调控单元、以及用于检测油温的温度传感器；控制器能根据温度传感器测得的传动油温度通过调控单元来控制传动油是否流经油冷器、以及控制流经油冷器的传动油的量。本发明全液压推土机用传动油温控制系统、全液压推土机及传动油温控制方法既能控制油温低于上限值也能控制油温高于下限值，保证油温处于合理工作温度区间内。

Description

全液压推土机用传动油温控制系统、推土机及控制方法

技术领域

本发明涉及一种全液压推土机用传动油温控制系统、设置有该传动油温控制系统的全液压推土机、以及该全液压推土机用传动油温控制系统的控制方法。

背景技术

全液压推土机又称静压传动推土机，采用闭式液压传动回路，发动机驱动变量泵旋转给变量马达供油带动马达旋转，经终传动机构减速后驱动履带行走，通过控制泵、马达的排量控制整机的行进速度。

在全液压推土机中液压油(传动油)的温度是影响油液粘度的主要因素。液压油粘度过低或过高都会导致整机的传动效率降低，增加燃油消耗；液压油粘度过低时会导致系统泄露增加、密封件老化、油液氧化等；油液粘度过大则会致使系统压力损失增大，传动效率降低。另外，过高的油温还会缩短液压元件的寿命，降低液压系统的性能。

现有全液压推土机使用油冷器配合风扇为传动油降温。主要缺陷包括：1、只控制油温的最大值却忽略了对最小值的控制，液压油的温度难以控制在最合理的范围内；2、与油冷器配套设置的旁通阀(单向阀)主要起到安全阀的作用，不能根据油温来确定液压油是否流经油冷器或调节通过油冷器的油液流量；3、风扇同时用于控制发动机水温、发动机进气歧管温度和液压油的温度，保证上述三项数值都不大于最大值，这导致可能出现如下情况：当环境温度过低时，传动油温较低，风扇仍然快速转动以降低发动机水温或进气温度，导致液压油迟迟不能升温至合理工作温度区间内。

发明内容

本发明的一个目的是提出一种能保证油温处于合理工作温度区间内的全液压推土机用传动油温控制系统。

本发明的另一个目的是提出一种传动效率高、燃油消耗少的全液压推土机。

本发明的还一个目的是提出一种高效合理的全液压推土机用传动油温控制方法。

为达此目的，一方面，本发明采用以下技术方案：

一种全液压推土机用传动油温控制系统，包括控制器、通过管路连通的油冷器和油箱，还包括设置在所述油冷器和油箱之间的调控单元、以及用于检测油温的温度传感器；所述控制器能根据所述温度传感器测得的传动油温度通过调控单元来控制传动油是否流经所述油冷器、以及控制流经所述油冷器的传动油的量。

特别是，所述调控单元包括油冷器旁通阀、回油旁通阀、用于控制所述油冷器旁通阀开关的油冷器电磁阀、以及用于控制所述回油旁通阀开启程度的回油电磁阀；所述油冷器旁通阀的入口端连接待回收传动油管路，出口端连接至所述油冷器；所述回油旁通阀的入口端连接待回收传动油管路，出口端连接至所述油箱；所述油冷器电磁阀为电磁换向阀，所述回油电磁阀为比例电磁阀。

特别是，所述传动油温控制系统还包括液控风扇系统，所述液控风扇系统包括风扇泵和风扇马达，所述风扇马达上设置有风扇和电比例溢流阀；通过控制流经所述电比例溢流阀的电流值能控制所述风扇马达的油液量，进而控制所述风扇的转速。

另一方面，本发明采用以下技术方案：

一种全液压推土机，包括发动机水温控制系统和发动机进气歧管温度控制系统，还包括上述的传动油温控制系统。

特别是，使用同一个液控风扇系统为所述发动机水温控制系统、所述发动机进气歧管温度控制系统和所述传动油温控制系统降温；或,使用专用的液控风扇系统为所述传动油温控制系统降温。

还一方面，本发明采用以下技术方案：

一种基于上述全液压推土机用传动油温控制系统的传动油温控制方法，设定传动油的合理工作温度区间为[A，B]，当传动油的实际工作温度T低于A或高于B时，通过所述调控单元来调整所述传动油的流通线路以加快升温速度或降温速度；当所述传动油的实际工作温度T位于所述合理工作温度区间内时，通过调整所述传动油流经油冷器的比例来维持所述传动油的温度。

特别是，在所述调控单元工作的同时使用液控风扇系统辅助为所述传动油降温。

特别是，所述调控单元包括油冷器旁通阀、回油旁通阀、用于控制所述油冷器旁通阀开关的油冷器电磁阀、以及用于控制所述回油旁通阀开启程度的回油电磁阀；所述液控风扇系统包括风扇泵和风扇马达，所述风扇马达上设置有风扇和电比例溢流阀；所述方法包括下述步骤：

步骤1、温度传感器检测所述传动油的温度值；

步骤2、判断所述温度值是否大于传动油合理工作温度的最大值B，是则转至步骤3，否则转至步骤4；

步骤3、控制所述油冷器电磁阀以开启油冷器旁通阀，控制所述回油电磁阀以关闭回油旁通阀，控制所述电比例溢流阀以等比增加所述风扇的转速；持续第一设置时间S1后转至步骤1；

步骤4、判断所述温度值是否小于传动油合理工作温度的最小值A，是则转至步骤5，否则转至步骤6；

步骤5、控制所述油冷器电磁阀以关闭油冷器旁通阀，控制所述回油电磁阀以开启回油旁通阀，控制所述电比例溢流阀以将所述风扇的转速调至最低；持续第二设置时间S2后转至步骤1；

步骤6、控制所述油冷器电磁阀以开启油冷器旁通阀，控制所述回油电磁阀以调整所述回油旁通阀的开启度，令所述回油旁通阀的开启度线性对应于所述传动油合理工作温度的最大值B和最小值A；控制所述电比例溢流阀以调整所述风扇的转速，令所述风扇的转速在最小值与额定转速之间线性对应于所述传动油合理工作温度的最大值B和最小值A；持续第三设置时间S3后转至步骤1。

特别是，当使用同一个液控风扇系统为所述发动机水温控制系统、所述发动机进气歧管温度控制系统和所述传动油温控制系统降温时,所述风扇的控制电流为所述发动机水温控制系统、发动机进气歧管温度控制系统和传动油温控制系统三者任一所需风扇控制电流的最大值。

本发明全液压推土机用传动油温控制系统中控制器能根据传动油温度通过调控单元来控制传动油是否流经油冷器、以及控制流经油冷器的传动油的量，既能控制油温低于上限值也能控制油温高于下限值，保证油温处于合理工作温度区间内。

本发明全液压推土机包括上述的传动油温控制系统，控制效率高。

本发明基于上述全液压推土机用传动油温控制系统的传动油温控制方法设定传动油的合理工作温度区间为[A，B]，根据油温是否位于该合理工作温度区间来确定传动油的流通线路，令油温尽可能地处于合理工作温度区间内，提高传动效率，降低燃油的消耗量。

附图说明

图1是本发明优选实施例一提供的传动油温控制系统结构示意图；

图2是本发明优选实施例一提供的温度值大于传动油合理工作温度最大值B时传动油流动线路示意图；

图3是本发明优选实施例一提供的温度值小于传动油合理工作温度最小值A时传动油流动线路示意图；

图4是本发明优选实施例一提供的温度值位于传动油合理工作温度区间时传动油流动线路示意图；

图5是本发明优选实施例一提供的控制方法流程图。

图中标记为：

1、油冷器；2、油箱；3、调控单元；4、液控风扇系统；5、发动机；31、油冷器旁通阀；32、回油旁通阀；33、油冷器电磁阀；34、回油电磁阀；41、风扇；42、电比例溢流阀；43、风扇泵；44、风扇马达。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

优选实施例一：

本优选实施例提供一种全液压推土机用传动油温控制系统。如图1所示，该传动油温控制系统包括通过管路连通的油冷器1和油箱2、设置在油冷器1和油箱2之间的调控单元3、控制器、温度传感器、以及连接至发动机5的液控风扇系统4。

控制器能根据温度传感器测得的传动油温度通过调控单元3来控制传动油是否流经油冷器1，当传动油温度过低时能直接流入油箱、加快升温速度；当传动油温度过高时则全部流经油冷器1，尽快降温；当传动油温度位于合理工作温度区间内时，调控单元3能控制流经油冷器1的传动油的量，能及时降低整机工作导致的传动油升温。解决了现有装置仅能控制传动油不高于最高温度但不能控制其不低于最低温度的问题。

调控单元3包括油冷器旁通阀31、回油旁通阀32、用于控制油冷器旁通阀31开关的油冷器电磁阀33、以及用于控制回油旁通阀32开启程度的回油电磁阀34。

其中，油冷器旁通阀31的入口端连接待回收传动油管路，出口端连接至油冷器1；回油旁通阀32的入口端连接待回收传动油管路，出口端连接至油箱2。油冷器电磁阀33为电磁换向阀，控制油冷器旁通阀31仅有开启和闭合两种状态；回油电磁阀34为比例电磁阀，根据电流的大小可以改变阀口的开启程度，相应地，回油旁通阀32的阀口也有多种开启程度。

油冷器旁通阀31的上端在油冷器电磁阀33的控制下或直接连通至油箱2(此时压力值几乎为零)、或连通至B点(补油压力油从该点流入管道)，下端则连通至C点(该点包括液控风扇系统回油以及从A点流入管道的行走液压系统冲洗阀回油、行走泵泄油、行走马达泄油)。当上端的压力大于下端的压力时，油冷器旁通阀31处于关闭位置；当下端的压力大于上端的压力时，油冷器旁通阀31处于开启位置。

回油旁通阀32的上端在回油电磁阀34的控制下或直接连通至油箱2(此时压力值几乎为零)、或连通至C点，下端则连通至C点。当上端的压力等于下端的压力时，回油旁通阀32在弹簧的作用下处于关闭位置；当下端的压力大于上端的压力时，回油旁通阀32处于开启位置。

液控风扇系统4包括风扇泵43和风扇马达44，风扇马达44上设置有风扇41和电比例溢流阀42。通过控制流经电比例溢流阀42的电流值能控制风扇马达44的油液量，进而控制风扇41的转速。

基于上述全液压推土机用传动油温控制系统的传动油温控制方法为设定传动油的合理工作温度区间为[A，B]，当传动油的实际工作温度T低于A或高于B时，通过调控单元来调整传动油的流通线路以加快升温速度或降温速度；当传动油的实际工作温度T位于合理工作温度区间内时，通过调整传动油流经油冷器1的比例来维持传动油的温度。在调控单元工作的同时使用液控风扇系统4辅助为传动油降温。

如图5所示，该控制方法的具体步骤为：

步骤1、温度传感器检测传动油的温度值，该温度值被送入控制器。

步骤2、控制器判断温度值是否大于传动油合理工作温度的最大值B，是则转至步骤3，否则转至步骤4。

步骤3、如图2所示，通过控制油冷器电磁阀33来开启油冷器旁通阀31，通过控制回油电磁阀34来关闭回油旁通阀32，通过控制电比例溢流阀42来等比增加风扇41的转速，此时管路中的传动油流向如图中箭头所示；持续第一设置时间S1后转至步骤1。

步骤4、判断温度值是否小于传动油合理工作温度的最小值A，是则转至步骤5，否则转至步骤6。

步骤5、如图3所示，通过控制油冷器电磁阀33来关闭油冷器旁通阀31，通过控制回油电磁阀34来开启回油旁通阀32，通过控制电比例溢流阀42将风扇41的转速调至最低，此时管路中的传动油流向如图中箭头所示；持续第二设置时间S2后转至步骤1。

步骤6、虽然此时油温处于传动油合理工作温度区间中，但整机发热量与当前设定条件下的散热功率并不一定平衡，如不对风扇转速及油液分配进行相应的控制，系统容易出现迅速冷却或迅速升温的现象。如图4所示，通过控制油冷器电磁阀33来开启油冷器旁通阀31，控制回油电磁阀34以调整回油旁通阀32的开启度，令回油旁通阀32的开启度线性对应于传动油合理工作温度的最大值B和最小值A；控制电比例溢流阀42以调整风扇41的转速，令风扇41的转速在最小值与额定转速之间线性对应于传动油合理工作温度的最大值B和最小值A，此时管路中的传动油流向如图中箭头所示；持续第三设置时间S3后转至步骤1。

所谓线性对应是：例如传动油合理工作温度为[1℃,10℃]，回油旁通阀32的开启程度为[0,1]；若当前油温为5℃时则回油旁通阀32的开启程度为0.5(两者的当前数据均为各自范围值的50％)；若当前油温为3℃时则回油旁通阀32的开启程度为0.3(两者的当前数据均为各自范围值的30％)。

风扇41转速的线性对应亦是同理：例如传动油合理工作温度为[1℃,10℃]，风扇41转速的最小值1转/分钟，额定转速为100转/分钟；若当前油温为5℃时则风扇41转速为50转/分钟(两者的当前数据均为各自范围值的50％)；若当前油温为3℃时则风扇41转速为30转/分钟(两者的当前数据均为各自范围值的30％)。

在步骤3、步骤5和步骤6中，当使用同一个液控风扇系统为发动机水温控制系统、发动机进气歧管温度控制系统和传动油温控制系统降温时,风扇41的控制电流为发动机水温控制系统、发动机进气歧管温度控制系统和传动油温控制系统三者任一所需风扇控制电流的最大值，不能仅根据传动油的油温来调整风扇41的转速。

当风扇处于额定转速、全部回油流经油冷器冷却时，系统的散热功率应与整机的额定工况的发热量匹配，系统油温大于合理区间的状况只应在短时大负载的工况下出现，此时通过增大风扇转速降低系统温度。

优选实施例二：

本优选实施例提供一种全液压推土机用传动油温控制系统，其结构与优选实施例一基本相同。该传动油温控制系统包括通过管路连通的油冷器和油箱、设置在油冷器和油箱之间的调控单元、控制器以及温度传感器。

不同之处在于：仅使用调控单元来调控传动油的油温而无需风扇配合使用；当整机中设置有风扇时也可以是转速恒定的普通风扇，无需使用电比例溢流阀对风扇的转速进行控制。

调控单元的具体结构不限，能够根据传动油温度来控制传动油是否流经油冷器、以及流经油冷器的传动油的量即可。

控制方法也与优选实施例一基本相同。不同之处在于，仅使用调控单元来调控传动油的油温而无需风扇配合使用。

优选实施例三：

本优选实施例提供一种全液压推土机，包括发动机水温控制系统、发动机进气歧管温度控制系统、以及如优选实施例一或二所述的传动油温控制系统。

使用同一个液控风扇系统为发动机水温控制系统、发动机进气歧管温度控制系统和传动油温控制系统降温。无需对现有装置做过大改动，适用范围更广。

优选实施例四：

本优选实施例提供一种全液压推土机，其结构与优选实施例三基本相同。该全液压推土机包括发动机水温控制系统和发动机进气歧管温度控制系统，还包括如优选实施例一或二所述的传动油温控制系统。

不同之处在于：使用专用的液控风扇系统为传动油温控制系统降温，风扇可以根据当前油温而设定转速，更有助于及时地降低油温。

Claims (2)

1.一种全液压推土机用传动油温控制系统的传动油温控制方法，其特征在于，传动油温控制系统包括控制器、通过管路连通的油冷器(1)和油箱(2)、设置在所述油冷器(1)和油箱(2)之间的调控单元(3)、以及用于检测油温的温度传感器；所述控制器能根据所述温度传感器测得的传动油温度通过所述调控单元(3)来控制传动油是否流经所述油冷器(1)、以及控制流经所述油冷器(1)的传动油的量；

设定传动油的合理工作温度区间为[A，B]，当传动油的实际工作温度T低于A或高于B时，通过所述调控单元来调整所述传动油的流通线路以加快升温速度或降温速度；

当所述传动油的实际工作温度T位于所述合理工作温度区间内时，通过调整所述传动油流经油冷器(1)的比例来维持所述传动油的温度；

在所述调控单元工作的同时使用液控风扇系统辅助为所述传动油降温；

当所述调控单元(3)包括油冷器旁通阀(31)、回油旁通阀(32)、用于控制所述油冷器旁通阀(31)开关的油冷器电磁阀(33)、以及用于控制所述回油旁通阀(32)开启程度的回油电磁阀(34)；所述液控风扇系统(4)包括风扇泵(43)和风扇马达(44)，所述风扇马达(44)上设置有风扇(41)和电比例溢流阀(42)时；

所述方法包括下述步骤：

步骤1、温度传感器检测所述传动油的温度值；

步骤2、判断所述温度值是否大于传动油合理工作温度的最大值B，是则转至步骤3，否则转至步骤4；

步骤3、控制所述油冷器电磁阀(33)以开启油冷器旁通阀(31)，控制所述回油电磁阀(34)以关闭回油旁通阀(32)，控制所述电比例溢流阀(42)以等比增加所述风扇(41)的转速；持续第一设置时间S1后转至步骤1；

步骤4、判断所述温度值是否小于传动油合理工作温度的最小值A，是则转至步骤5，否则转至步骤6；

步骤5、控制所述油冷器电磁阀(33)以关闭油冷器旁通阀(31)，控制所述回油电磁阀(34)以开启回油旁通阀(32)，控制所述电比例溢流阀(42)以将所述风扇(41)的转速调至最低；持续第二设置时间S2后转至步骤1；

步骤6、控制所述油冷器电磁阀(33)以开启油冷器旁通阀(31)，控制所述回油电磁阀(34)以调整所述回油旁通阀(32)的开启度，令所述回油旁通阀(32)的开启度线性对应于所述传动油合理工作温度的最大值B和最小值A；控制所述电比例溢流阀(42)以调整所述风扇(41)的转速，令所述风扇(41)的转速在最小值与额定转速之间线性对应于所述传动油合理工作温度的最大值B和最小值A；持续第三设置时间S3后转至步骤1。

2.根据权利要求1所述的全液压推土机用传动油温控制系统的传动油温控制方法，其特征在于，当使用同一个液控风扇系统为发动机水温控制系统、发动机进气歧管温度控制系统和所述传动油温控制系统降温时,所述风扇(41)的控制电流为所述发动机水温控制系统、发动机进气歧管温度控制系统和传动油温控制系统三者任一所需风扇控制电流的最大值。