一种矿用挖掘机分动箱冷却系统及控制方法与流程

本发明属于矿用挖掘机分动箱，具体涉及一种矿用挖掘机分动箱冷却系统及控制方法。

背景技术：

1、矿用挖掘机是开采露天矿山的主要采装设备。随着矿挖吨位的提升及其对液压功率的需求不断增大，仅靠一个主泵或多个主泵串联的安装方式，已无法满足矿用挖掘机对大功率的需求。分动箱作为重要的传动装置，常用来安装与提升主泵的转速，使发动机始终处于油耗经济区内。目前，低功率的分动箱内部轴承和齿轮的散热是靠箱体内的润滑油将热量传递给箱体，并通过箱体散热结构来完成散热。

2、随着矿挖工作负荷的增大，持续工作时间的延长，分动箱工作载荷不断变大，致使分动箱发热量增大，仅通过箱体的散热结构很难将热量及时散发出去。因此，需要额外设置冷却器来冷却润滑油，从而保证润滑油的温度在规定的范围内。另外，齿轮泵通常作为冷却系统的循环动力，齿轮泵的工作压力为40bar-250bar，冷却器中的工作压力为10bar，特别是在严寒地区或冬季温度较低的情况下，由于润滑油粘度高，直接将齿轮泵中的润滑油通入冷却器中，在发动机启动瞬间，齿轮泵瞬时压力大，容易超出冷却器的许用压力，造成冷却器故障；也不利于发挥润滑油的润滑性。

3、专利申请公布号为cn102109037a的发明专利公开了一种液压挖掘机分动箱的冷却系统，通过对液压挖掘机分动箱冷却系统独立设置冷却风扇驱动装置，直接对分动箱冷却器吹风冷却，同时，根据分动箱内设置的润滑油温度传感器检查油温，控制风扇电机转速，从而达到对分动箱润滑油充分冷却的效果。这种冷却方式比较单一，冷却系统一直运行，无法根据润滑油的油温调节冷却方式；同时，无法避免在发动机启动瞬间，由于齿轮泵与冷却器之间的许用压力差别较大，容易将冷却器压爆，造成冷却器故障。另外，在严寒地区或冬季温度较低的情况下，润滑油油温过低无法更好的发挥润滑性能。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种矿用挖掘机分动箱冷却系统及控制方法，该冷却系统可以根据润滑油的油温调节冷却方式，实现对分动箱内部理想的散热。

2、为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：

3、一方面，本发明提供了一种矿用挖掘机分动箱冷却系统，包括分动箱、齿轮泵、两位四通电磁阀、冷却器，所述两位四通电磁阀设有p、t、a、b四个口；分动箱的出油口与齿轮泵的进口通过油管连接，齿轮泵的出口与两位四通电磁阀的p口连接，两位四通电磁阀的a口与冷却器的入口连接，冷却器的出口与两位四通电磁阀的b口连接，两位四通电磁阀的t口与分动箱的进油口连接；两位四通电磁阀中p口与t口之间连通的油管上设有单向阀，单向阀使p与t之间压差为3-5bar；所述单向阀用于润滑油由p口进入到t口，再经t口流出后直接进入分动箱。

4、进一步，两位四通电磁阀具有上位机能和下位机能两种切换状态，其中，上位机能中，p口与t口连通，a口、b口均不与其他油口连通；下位机能中，p口与t口连通，并通过单向阀使p与t之间压差为3-5bar，p口与a口连通，b口与t口连通。

5、进一步，还包括过滤器，所述过滤器设置在齿轮泵出口的油管上；优选的，所述过滤器为滤清器，进一步优选的，所述过滤器设有旁通阀。

6、进一步，还包括温度传感器和控制器，所述温度传感器设置在出油管上；所述控制器分别与温度传感器和两位四通电磁阀连接，所述控制器用于接收温度传感器采集的温度，并对两位四通电磁阀进行控制，以改变润滑油在两位四通电磁阀内的流动方向。

7、进一步，还包括阻尼器，所述阻尼器的入口与两位四通电磁阀中的a口连接，所述阻尼器的出口与冷却器的入口连接。

8、进一步，还包括驱动电机，所述驱动电机与分动箱连接，所述驱动电机用于带动分动箱按一定的减速比驱动齿轮泵；

9、进一步，所述分动箱的内部壳体上设有散热机构；优选的，所述散热机构为冷却通道，所述冷却通道为任意形状，两端开口的通道。

10、进一步，两位四通电磁阀的芯体上设有弹簧，所述弹簧通过调整自身伸缩状态用于改变两位四通电磁阀处于不同的机能状态。

11、另一方面，本发明还提供了一种矿用挖掘机分动箱冷却系统的控制方法，包括以下步骤：

12、s1，在分动箱工作状态下，通过温度传感器采集出油管中的润滑油的温度t，通过比较t与设定温度t0之间的大小，确定是否启动冷却器；其中，t0根据润滑油的性能确定，优选的，t0为70℃；

13、s2，当t≤t0时，不启动冷却器，控制器发出信号使两位四通电磁阀中的芯体上移，两位四通电磁阀处于上位机能，齿轮泵将润滑油从两位四通电磁阀中的p口进入，润滑油经p口与t口之间连接的单向阀，从t口流出至分动箱中；

14、s3，当t>t0时，启动冷却器，控制器不发出信号，两位四通电磁阀中的芯体在弹簧的拉伸下下移，两位四通电磁阀处于下位机能，齿轮泵将润滑油从两位四通电磁阀中的p口进入，从p口经a口进入冷却器入口，经冷却器冷却后，从冷却器的出口流出进入b口，再从b口经t口流出后，回流至分动箱。

15、进一步，s3，p口与t口连通的油管上设有单向阀，单向阀背压值略小于冷却器安全压力，所述单向阀用于当p口压力大于单向阀背压值时，将部分齿轮油直接由p口进入到t口，润滑油从t口流出后直接进入分动箱，从而保证冷却器不超出安全压力，免受破坏。

16、上述本发明的实施例的有益效果如下：

17、1.控制器分别与温度传感器、两位四通电磁阀连接，控制器通过读取温度传感器中润滑油的温度并控制两位四通阀电信号的通断，以改变两位四通电磁阀中的润滑油的流通方向，从而实现在监测温度低于设定的润滑油温度时，润滑油不经过冷却器，防止黏度过高润滑油致使冷却器许用压力过高，从而保证冷却器的安全，提高油温，保证润滑性；在监测温度高于设定的润滑油温度时，润滑油经过冷却器充分冷却，防止温度过高造成润滑油的冷却性能的下降及分动箱的损坏。

18、2.当两位四通电磁阀的下位机能时，当进油口压力大于单向阀背压值时，进油口与回油口之间连接的油管上设有的单向阀打开，使部分润滑油直接从进油口流向回油口，从而防止在发动机启动瞬间，齿轮泵瞬时压力大，直接将齿轮泵中的润滑油通入冷却器中，超出冷却器的许用压力，造成冷却器故障。

19、3.在两位四通电磁阀的阀体顶端的一侧设有弹簧，用于当温度传感器故障时或两位四通电磁阀不通电时，使两位四通电磁阀处于下位机能，润滑油能够经冷却器进行冷却，防止温度过高造成润滑油性能下降，从而造成分动箱的损坏。

20、4.过滤器自带旁通阀，用于过滤器阻塞时，润滑油经旁通阀流向两位四通电磁阀，防止过滤器阻塞，导致油温过高，从而造成分动箱的损坏。

21、5.矿用挖掘机分动箱冷却系统及控制方法，能够实时监测分动箱内润滑油的温度，调控润滑油的冷却方式，从而达到对分动箱润滑油充分冷却的效果。

技术特征：

1.一种矿用挖掘机分动箱冷却系统，包括分动箱、齿轮泵、两位四通电磁阀、冷却器，所述两位四通电磁阀设有p、t、a、b四个口；分动箱的出油口与齿轮泵的进口通过油管连接，齿轮泵的出口与两位四通电磁阀的p口连接，两位四通电磁阀的a口与冷却器的入口连接，冷却器的出口与两位四通电磁阀的b口连接，两位四通电磁阀的t口与分动箱的进油口连接；其特征在于，两位四通电磁阀中p口与t口之间连通的油管上设有单向阀，所述单向阀用于润滑油由p口进入到t口，再经t口流出后直接进入分动箱。

2.根据权利要求1所述的矿用挖掘机分动箱冷却系统，其特征在于，两位四通电磁阀具有上位机能和下位机能两种切换状态，其中，上位机能中，p口与t口连通，a口、b口均不与其他油口连通；下位机能中，p口与t口连通，并通过单向阀使p与t之间压差为3-5bar，p口与a口连通，b口与t口连通。

3.根据权利要求1所述的矿用挖掘机分动箱冷却系统，其特征在于，还包括过滤器，所述过滤器设置在齿轮泵出口的油管上；优选的，所述过滤器为滤清器，进一步优选的，所述过滤器设有旁通阀。

4.根据权利要求1所述的矿用挖掘机分动箱冷却系统，其特征在于，还包括温度传感器和控制器，所述温度传感器设置在出油管上；所述控制器分别与温度传感器和两位四通电磁阀连接，所述控制器用于接收温度传感器采集的温度，并对两位四通电磁阀进行控制，以改变润滑油在两位四通电磁阀内的流动方向。

5.根据权利要求1所述的矿用挖掘机分动箱冷却系统，其特征在于，还包括阻尼器，所述阻尼器的入口与两位四通电磁阀中的a口通过油管连接，所述阻尼器的出口与冷却器的入口连接。

6.根据权利要求1所述的矿用挖掘机分动箱冷却系统，其特征在于，还包括驱动电机，所述驱动电机与分动箱连接，所述驱动电机用于带动分动箱按一定的减速比驱动齿轮泵。

7.根据权利要求1所述的矿用挖掘机分动箱冷却系统，其特征在于，所述分动箱的内部壳体上设有散热机构；优选的，所述散热机构为冷却通道，所述冷却通道为任意形状，两端开口的通道。

8.根据权利要求1所述的矿用挖掘机分动箱冷却系统，其特征在于，两位四通电磁阀的芯体上设有弹簧，所述弹簧通过调整自身伸缩状态用于改变两位四通电磁阀处于不同的机能状态。

9.根据权利要求1所述的矿用挖掘机分动箱冷却系统，其特征在于，其特征在于，包括以下步骤：

10.根据权利要求9所述的矿用挖掘机分动箱冷却系统的控制方法，其特征在于，s3，p口与t口连通的油管上设有单向阀，单向阀背压值略小于冷却器安全压力，所述单向阀用于当p口压力大于单向阀背压值时，将部分齿轮油直接由p口进入到t口，润滑油从t口流出后直接进入分动箱。

技术总结本发明公开了一种矿用挖掘机分动箱冷却系统及控制方法，属于矿用挖掘机分动箱技术领域。冷却系统包括控制器、驱动电机、分动箱，分动箱设有进油口、出油口，经出油口相连接的油管上依次设置齿轮泵、过滤器、温度传感器、两位四通电磁阀；所述出油口相连的油管的末端与进油口相连接，控制器通过读取温度传感器实时监测的润滑油的温度并控制两位四通阀电信号的通断，以改变两位四通电磁阀中的润滑油的流通方向。从而实现保证冷却器的安全，润滑油的润滑性以及防止温度过高造成润滑油的冷却性能的下降及分动箱的损坏。技术研发人员：盛增宝,王浩,王正航受保护的技术使用者：雷沃重工集团有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/18