挖掘机液压油自动高效散热系统.pdf

一种挖掘机液压油自动高效散热系统，包括由液压油箱、液压泵以及工作装置经管路组成的液压传动系统，以及由压缩机、冷凝器、干燥器、节流毛细管和管式蒸发器经管路顺次连接组成的制冷系统，温度传感器以及温度自动控制装置，液压传动系统中工作装置和液压油箱之间的管路上还设置有管式换热器；管式换热器与所述管式蒸发器之间还连接有风罩，且管式蒸发器外部设置有制冷风扇。它具有结构简单、实施方便、制冷快速高效的特点，确保挖掘机液压传动系统正常工作，延长挖掘机液压系统使用寿命。

1、  一种挖掘机液压油自动高效散热系统，包括由液压油箱(1)、液压泵(2)以及工作装置(3)经管路组成的液压传动系统，以及由压缩机(7)、冷凝器(8)、干燥器(9)、节流毛细管(10)和管式蒸发器(11)经管路顺次连接组成的制冷系统，温度传感器以及温度自动控制装置，其特征是：所述液压传动系统中工作装置(3)和液压油箱(1)之间的管路上还设置有管式换热器(5)；管式换热器(5)与所述管式蒸发器(11)之间还连接有风罩(6)，且管式蒸发器(11)外部设置有制冷风扇(12)。

2、  根据权利要求1所述挖掘机液压油自动高效散热系统，其特征是：所述管式换热器(5)和管式蒸发器(11)的形状为矩形，风罩(6)的形状为四棱锥台形。

3、  根据权利要求2所述挖掘机液压油自动高效散热系统，其特征是：所述管式换热器(5)上有进油口和出油口，多根扁管平行设置在换热器框体内、且与进、出油口连通。

4、  根据权利要求1或2或3任一权利要求所述挖掘机液压油自动高效散热系统，其特征是：所述管式蒸发器(11)为翅片管式蒸发器；风罩(6)的夹层内设置有保温材料层(6a)。

挖掘机液压油自动高效散热系统
技术领域
本实用新型涉及挖掘机的液压系统，特别是具有快速散热功能的挖掘机液压系统。
背景技术
全液压挖掘机是一种用途广泛的工程机械。它是以液压油为介质来实现能量转换的。所以对液压油的品质要求相当高。液压油对挖掘机液压系统而言：既是润滑剂又是散热剂。液压油有很多重要的特性，最重要的是粘性。液压油粘度随油温的变化而变化，油温升高，粘度下降后，油液经过液压系统，使各活动部位的油膜破坏，摩擦力增大，引起系统发热，热膨胀过大，泄漏增加。导致工作速度缓慢，整机工作效率明显下降。
据资料介绍：当液压油温超过55℃时，油液氧化加剧，使用寿命缩短，此时，如果油温每升高9℃，油的使用寿命会缩短一半，粘度几乎丧失，润滑性大大降低，从而导致整个液压系统加剧磨损，缩短挖掘机使用寿命。由此可见，液压油散热系统与挖掘机的整机性能和使用寿命有十分重要的关系。
目前，挖掘机液压散热系统采用风冷式：借用发动机风扇吸风，使外面的风力吹过液压油散热器来冷却液压油。这样散热方式效果不明显。由于液压油散热器背靠发动机散热器，受发动机散热器热传导和外界工作环境热对流和热辐射的影响，尤其在工作环境超过30℃时，其散热冷却效果很不理想。
针对上述问题，本发明人提出“挖掘机液压油自动高效散热系统”的技术方案(ZL200720078784.5)，将液压油路中的一段盘管设置在冷却箱内，冷却箱内同时设置压缩机制冷系统的蒸发器，通过蒸发器的冷量来冷却液压油路的液压油。在样机实际制作中，尚存在制冷效果仍不够理想的问题。
实用新型内容
本实用新型的目的是针对现有技术存在的问题而提供一种挖掘机液压油自动快速散热系统，进一步提高液压油散热强度、使散热效果更好。
本新型的目的通过以下技术方案加以实现：一种挖掘机液压油自动高效散热系统，包括由液压油箱、液压泵以及工作装置经管路组成的液压传动系统，以及由压缩机、冷凝器、干燥器、节流毛细管和管式蒸发器经管路顺次连接组成的制冷系统，温度传感器以及温度自动控制装置，液压传动系统中工作装置和液压油箱之间的管路上还设置有管式换热器；管式换热器与所述管式蒸发器之间还连接有风罩，且管式蒸发器外部设置有制冷风扇。
本新型在挖掘机现有液压传动系统中加装一个对液压油短时快速降温的制冷装置、该制冷装置采用现有空调的制冷技术。蒸发器可采用管式蒸发器(弯成U形的钢管固定在已成型的金属框架上)、翼片管式蒸发器(由带有翼片的管子弯曲而成)或翼片盘管式蒸发器，同时，液压油管路中设置一个管式换热器，液压油流经换热管管内，并在蒸发器和管式换热器之间设置一个风罩，风罩前方设置风扇。
挖掘机工作时，液压油在液压管路中循环，当液压油温度低于设定控制点，如55℃时(由温度传感器监测，设定控制点可根据实际情况自行设置)，制冷装置的压缩机得不到供电，压缩机处于停止状态，整个制冷装置不工作；当液压油的温度升至设定控制点时，如油温达到55℃时(据调查，挖掘机正常工作情况下，液压油的温度在60-80℃之间)，温度自动控制装置(由温度传感器和控制电路等组成，属现有技术)的控制电路对电磁离合器通电并启动风扇，电磁离合器接合，使压缩机转动，即启动制冷装置，制冷剂循环过程如下：
来自冷凝器的高温高压制冷剂(如氟利昂-12)液体，流经干燥器，再通过节流毛细管降低压力，温度也随之降低，然后，进入蒸发器吸热，并急骤沸腾，变为低温低压制冷剂蒸汽后，被压缩机吸入，并压缩成高温高压制冷剂蒸汽排入冷凝器，在冷凝器处放出由蒸发器吸收的热量和压缩机消耗外功所产生的热量后，变成常温高压制冷剂液体，又重新流经干燥器、毛吸管形成制冷循环。蒸发器从而产生冷量，蒸发器的冷量经风扇对流经管式换热器的液压油进行强制冷却，液压油迅速降温，并恢复至正常温度范围(恢复正常温度后，自动控制装置使压缩机停止运转，恢复常态)，挖掘机得以正常工作。
与本新型相比现有技术所具有的有益效果是：
1、采用压缩机制冷技术，并采用风扇强制循环，同时液压油经热管换热器(换热面积大)进行交换，使液压油的降温更加迅速、更加高效，可保证液压油始终处于正常温度范围内，确保挖掘机正常工作，延长挖掘机液压系统的使用寿命。
制冷装置由温度自动控制装置控制(制冷剂可选用现有绿色制冷电冰箱用的环烷制冷剂，最好不采用氟利昂(如R12)，以保护大气臭氧层而不致于造成破坏)，可迅速对液压油完成制冷作用，确保挖掘机液压系统工作正常。
如，一台日立240挖掘机(发动机132千瓦)，最高转速2000转/分钟，液压泵(栓塞泵)最大流量2×224升/分钟。液压油的流量大，流速快。在环境温度数高时(如超过30℃)，仅靠现有风冷散热器的散热作用远不能达到要求。而采用本新型，即可迅速制冷，加速对液压油实施降温，并维持液压油的最佳工作温度，使挖掘机始终处于正常工作状态。
2、本新型结构简单、实施容易、方便、不需对现有挖掘机冷却系统进行大的改动，则可解决液压系统长期安全运行的问题。
附图说明
图1是挖掘机液压油路系统示意图；
图2是压缩机制冷系统的示意图；
图3是图1所示管式换热器和图2所示管式蒸发器经风罩组合的结构图；
图4是图3所示管式换热器的左视图(从中部剖开)。
具体实施方式
图1图2示出，本新型包括由液压油箱1、液压泵2和工作装置3以及风冷散热器4(液压油路中现有的)经管路组成的液压传动系统，以及由压缩机7、冷凝器8、干燥器9、节流毛细管10和管式蒸发器11经管路顺次连接组成的制冷系统(参见图2，可以单独设一套制冷系统，也可利用现有挖掘机上现有制冷系统，只需另增设一只管式蒸发器11，与原有蒸发器并联，即通过三通将两只蒸发器并联)，温度传感器(图1中的圆圈表示)以及温度自动控制装置，液压传动系统中工作装置3和液压油箱1之间的管路上还设置有管式换热器5；图3中，管式换热器5与所述管式蒸发器11之间还连接有风罩6，且管式蒸发器11外部设置有制冷风扇12。图3中箭头表示风扇产生的空气流动方向。温度自动控制装置在起动压缩机时，同时启动制冷风扇。
管式换热器5和管式蒸发器11的形状为矩形，风罩6的形状为四棱锥台形，风罩6的夹层内设置有保温材料层6a。管式换热器5上有进油口和出油口(箭头表示)，多根扁管平行设置在换热器框体内、且与进、出油口连通。管式蒸发器11采用翅片管式蒸发器，以增大换热面积。
温度自动控制装置采用一个由温度传感器(置于液压油管路中，对液压油温取样)和控制器(用于在设定温度时对压缩机和风扇供电，使压缩机和风扇运转工作)组成的温度控制装置。