变速箱油路系统、起重机及变速箱油路系统启动方法与流程

1.本发明属于动力低温冷启动工程技术领域，具体涉及一种变速箱油路系统、起重机及变速箱油路系统启动方法。


背景技术：

2.在低温条件下时，轮式起重机变速箱油的品质会发生改变，导致变速箱启动困难，若强行启动，不仅会影响传动件的润滑效果，还会引起变速箱内密封件损坏、油路系统漏油，从而导致行驶无力、换挡异常等故障。为改善变速箱的使用环境，现有技术中存在一种加热型变速箱，即在变速箱安装电加热器，从而对变速箱油进行加热。但由于变速箱体型较小，且内部包含许多部件，同时电加热器在安装时需要保证完全浸没在油内，因此变速箱内供电加热器安装的空间有限，有限的空间会限制电加热器的功率，即现有的加热型变速箱，其加热功率普遍较小，当轮式起重机需要在极寒地区工作时，现有的这种加热型变速箱很难满足使用需求。


技术实现要素：

3.针对上述的缺陷或不足，本发明提供了一种变速箱油路系统、起重机及变速箱油路系统启动方法，旨在解决现有的加热型变速箱的加热功率较小，很难适应极寒地区的工作环境需求的技术问题。
4.为实现上述目的，本发明提供一种变速箱油路系统，包括变速箱本体、变速箱油路、加热循环油路以及检测控制单元，变速箱本体包括出油口和回油口，变速箱油路包括从出油口依次连接的油泵、电旁通阀、冷却器和润滑单元，电旁通阀设有旁通支路，旁通支路旁通冷却器并与润滑单元的入口端连通，润滑单元的出口端与回油口连接，加热循环油路用于对变速箱油进行加热，加热循环油路包括独立于变速箱本体设置的加热油箱以及设置在加热油箱内的电加热器，加热油箱和变速箱本体之间通过管路连通，检测控制单元能够检测变速箱本体内的变速箱油的温度并对电加热器、电旁通阀进行控制。
5.在本发明的实施例中，变速箱油路还包括过滤单元，过滤单元用于过滤变速箱油内的杂质。
6.在本发明的实施例中，检测控制单元包括控制器和温度传感器，温度传感器设置在变速箱本体内，控制器分别与温度传感器电加热器、电旁通阀连接。
7.在本发明的实施例中，加热油箱的设有安装接口，电加热器安装在加热油箱内。
8.在本发明的实施例中，电加热器的加热端呈长条形设置。
9.为实现上述目的，本发明还提供一种起重机，其中，起重机包括根据以上所述的变速箱油路系统。
10.在本发明的实施例中，起重机包括车架，变速箱本体和加热油箱设置在车架上。
11.为实现上述目的，本发明还提供一种变速箱油路系统启动方法，其中，变速箱油路系统启动方法适用于根据以上所述的变速箱油路系统，变速箱油路系统启动方法包括：
12.s10：监测变速箱本体内的变速箱油的温度；
13.s20：当变速箱油的温度低于启动预设温度时，控制电加热器对变速箱油进行加热，直至变速箱油温度在启动预设温度以上；
14.s30：启动油泵，变速箱油路工作。
15.在本发明的实施例中，变速箱油路还包括电旁通阀，电旁通阀用于旁通冷却器，其中，在变速箱油路工作后，还包括：
16.s40：控制电旁通阀旁通冷却器。
17.在本发明的实施例中，在控制电旁通阀旁通冷却器后，还包括：
18.s50：当变速箱油的温度高于冷却最低阈值温度时，控制电旁通阀连通冷却器，同时关闭电加热器。
19.通过上述技术方案，本发明实施例所提供的变速箱油路系统具有如下的有益效果：
20.由于本发明所提供的变速箱油路系统包括加热循环油路，而加热循环油路又包括独立于变速箱本体设置的加热油箱以及设置在加热油箱内的电加热器，加热油箱独立于变速箱本体设置并专用于对变速箱油进行加热，加热油箱内部空间较大，因此可将更大功率的电加热器安装在加热油箱内，大功率的电加热器能够保证在极寒条件下将变速箱油加热到正常启动温度。同时，将加热油箱独立于变速箱本体设置，可避免变速箱本体震动对电加热器的破坏，再者，变速箱本体作为变速箱油的汇流处，需要时刻保证其壳体的强度和密封性，通过设置额外的加热油箱，可避免在变速箱本体上开孔，同时也能够避免电加热器直接对变速箱本体进行加热导致对变速箱本体局部受炙烤。综上，本发明提供的变速箱油路系统通过设置独立于变速箱本体设置的加热油箱以能够提供足够的空间来安装更大功率的电加热器，大功率的电加热器能够保证在极寒条件下将变速箱油加热到正常启动温度，从而保证变速箱油路系统在极寒条件下也能够正常启动。
21.本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式分予以详细说明。
附图说明
22.附图是用来提供对本发明的理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：
23.图1是根据本发明实施例中的变速箱油路系统的连接示意图；
24.图2是根据本发明实施例中的安装有加热油箱的起重机车架的局部结构示意图；
25.图3是根据本发明实施例中的变速箱油路系统启动方法的流程图。
26.附图标记说明
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变速箱本体
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变速箱油路
[0028]
21
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油泵
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22
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冷却器
[0029]
23
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润滑单元
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24
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电旁通阀
[0030]
25
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过滤单元
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加热循环单元
[0031]
31
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加热油箱
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32
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电加热器
[0032]4ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
温度传感器
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车架
[0033]
51
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油箱安装座
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发动机
具体实施方式
[0034]
以下结合附图对本发明的具体实施例进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
[0035]
下面参考附图描述本发明的变速箱油路系统。
[0036]
本发明提供了一种变速箱油路系统，如图1所示，其中，变速箱油路系统包括：
[0037]
变速箱本体1，包括出油口和回油口；
[0038]
变速箱油路2，包括从出油口依次连接的油泵21、电旁通阀24、冷却器 22和润滑单元23，电旁通阀24设有旁通支路，旁通支路旁通冷却器22并与润滑单元23的入口端连通，润滑单元23的出口端与回油口连接；
[0039]
加热循环油路3，用于对变速箱油进行加热，加热循环油路3包括独立于变速箱本体1设置的加热油箱31以及设置在加热油箱31内的电加热器32，加热油箱31和变速箱本体1之间通过管路连通；和
[0040]
检测控制单元，能够检测变速箱本体1内的变速箱油的温度并对电加热器32和电旁通阀24进行控制。
[0041]
由于本发明所提供的变速箱油路系统包括加热循环油路3，而加热循环油路3又包括独立于变速箱本体1设置的加热油箱31以及设置在加热油箱 31内的电加热器32，加热油箱31独立于变速箱本体1设置并专用于对变速箱油进行加热，加热油箱31内部空间较大，因此可将更大功率的电加热器 32安装在加热油箱31内，大功率的电加热器32能够保证在极寒条件下将变速箱油加热到正常启动温度。同时，将加热油箱31独立于变速箱本体1设置，可避免变速箱本体1震动对电加热器32的破坏，再者，变速箱本体1 作为变速箱油的汇流处，需要时刻保证其壳体的强度和密封性，通过设置额外的加热油箱31，可避免在变速箱本体1上开孔，同时也能够避免电加热器 32直接对变速箱本体1进行加热导致对变速箱本体1局部受炙烤。综上，本发明提供的变速箱油路系统通过设置独立于变速箱本体1设置的加热油箱 31以能够提供足够的空间来安装更大功率的电加热器32，大功率的电加热器32能够保证在极寒条件下将变速箱油加热到正常启动温度，从而保证变速箱油路系统在极寒条件下也能够正常启动。
[0042]
具体地，变速箱油路系统在启动前，需要通过检测控制单元检测一下变速箱本体1内变速箱油的温度，而变速箱本体1作为变速箱油的回油端和油泵的吸油端，其内部的油温更能够反应实际情况，当油温在正常范围内时，变速箱油路系统可直接启动，此时油泵21运行给变速箱油流动提供动力，变速箱油会从出油口流出，流经冷却器22和变速箱油路2，然后再流回回油口，其中，在正常温度条件下，变速箱油工作时油温很容易升高，因此在启动时可直接经过冷却器22。而当油温较低时，首先需要对变速箱油进行加热，由于加热油箱31和变速箱本体1之间通过管路连通，在电加热器32加热变速箱油的同时，变速箱本体1内的油和加热油箱31内的油会循环流动，从而能够对变速箱油进行均匀加热，避免局部过热的情况。而变速箱油循环流动的动力可通过设置在变速箱本体1或者加热油箱31内的抽吸泵提供，当然，也可利用已有的油泵21，通过加热油箱31和电加热器32，从而可以使低温的变速箱油被加热到启动温度，此时便可正常启动变速箱油路系统。
[0043]
如图1所示，在本发明的实施例中，变速箱油路2还包括电旁通阀24，电旁通阀24设置在油泵21和冷却器22之间并与检测控制单元电连接，电旁通阀24设有旁通支路，旁通支
路旁通冷却器22并与润滑单元23的入口端连通。当电旁通阀24旁通时，变速箱油会从电旁通阀24的旁通支路直接流向润滑单元23。在极寒条件向下，当油温被加热到预设启动温度后，便可常启动变速箱油路系统，但由于外界气温较低，在变速箱油路2中，若变速箱油经过冷却器22，很可能又会造成油温降低，导致进入润滑单元23的变速箱油的润滑效果大大下降，而通过设置电旁通阀24，可根据实际温度情况控制变速箱油是否需要经过冷却器冷却。
[0044]
如图1所示，在本发明的实施例中，变速箱油路2还包括过滤单元25，过滤单元25用于过滤变速箱油内的杂质。其中变速箱油主要具有两个功能，其一为润滑，其二为冲洗传动件上的杂质，通过设置过滤单元25，可将冲洗带走的杂质过滤，增加变速箱油的使用寿命。
[0045]
如图1所示，在本发明的实施例中，检测控制单元包括控制器和温度传感器4，温度传感器4设置在变速箱本体1内，控制器分别与温度传感器4、电加热器32以及电旁通阀24连接。具体地，温度传感器4设置在变速箱本体1的底壳上，并用于直接检测变速箱本体1内的变速箱油的油温，控制器与温度传感器4之间可以为无线通信连接，电加热器32的供电路上可串联继电器，继电器同样与控制器通信连接，当控制器接收到温度传感器4的信号时，会控制继电器闭合供电路，从而对变速箱油进行加热，同时，控制器能够控制电旁通阀24是否旁通冷却器22。
[0046]
如图2所示，在本发明的实施例中，可以在加热油箱31的侧壁设置安装接口，电加热器32安装在加热油箱31内。电加热器32安装时，加热端需要和加热油箱31的箱壁间隔一定的距离，以避免箱壁局部受热导致损坏，若将安装接口设置在顶壁上时，则电加热器32自上而下插入，加热油箱31 内的油的液位过低时导致电加热器32部分漏出于液面，若将安装接口设置在底壁上，则容易受油压的影响导致密封口漏油，因此电加热器32优选为设置在侧壁上并且加热端水平插入加热油箱31，同时，为避免在加热油箱 31的液位过低时电加热器32漏出液面，优选为将电加热器32靠近底壁设置。
[0047]
如图2所示，在本发明的实施例中，电加热器32的加热端呈长条形设置。长条形设置的电加热器32能够进一步增加与油的接触面积，增加换热效率，当然，电加热器32的加热端还可以呈梳状设置。
[0048]
为实现上述目的，本发明还提供一种起重机，其中，起重机包括根据以上所述的变速箱油路系统。由于起重机采用了上述实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。
[0049]
如图2所示，在本发明的实施例中，起重机包括车架5，变速箱本体1 和加热油箱31设置在车架5上。具体地，起重机的车架5体型一般较大，空间较为充足，因此可在底盘上焊接箱体安装座51，将加热油箱31安装在箱体安装座51上，然后再布置对应的管路将加热油箱31和变速箱本体1连接，即可完成加热循环油路3的设置，同时，为保证加热油箱31内的液位，通常电加热器32的安装高度低于变速箱本体1内的液面高度。
[0050]
如图3所示，为实现上述目的，本发明还提供一种变速箱油路系统启动方法，其中，变速箱油路系统启动方法适用于根据以上所述的变速箱油路系统，该启动方法主要是在极低温环境下对变速箱油路系统进行启动，具体地，变速箱油路系统启动方法包括：
[0051]
s10：监测变速箱本体1内的变速箱油的温度；
[0052]
s20：当变速箱油的温度低于启动预设温度时，控制电加热器32对变速箱油进行加热，直至变速箱油的温度在启动预设温度以上；
[0053]
s30：启动油泵21，变速箱油路2工作。
[0054]
在起重机启动前，车机系统会对车辆进行自检，其中自检的一部分就包括检测变速箱本体1内的变速箱油温度是否合适，判断温度是否合适的阈值设置可根据变速箱油的种类来设置，如有些变速箱油的工作温度需要在0至 110℃之间，而当变速箱油的温度远低于工作温度时，不仅启动阻力大，强行启动会对变速箱本体1以及其他传动机构造成损伤，因此这种情况下，在启动前需要对变速箱油进行加热。通过控制器控制电加热器工作，同时，通过对应的驱动元件来使变速箱本体1和加热油箱31内的变速箱油交互循环，从而能够对变速箱油进行均匀加热。当变速箱油被加热到启动预设温度时，此时可控制油泵21启动，变速箱油路2工作，然后便可启动发动机6。其中，整个启动控制过程可通过车机系统内置程序自动控制，也可手动操作启动。需要说明的是，上述的直至变速箱油的温度在启动预设温度以上指的是变速箱油的温度稍大于启动预设温度，基于成本的考虑，温度监测的检测精度低，且油在加热时处于流动状态，因此很难保证油的加热温度正好达到某个值，而将变速箱油的温度加热到稍大于启动预设温度几度的范围，并不影响变速箱油路2启动。
[0055]
在本发明的实施例中，变速箱油路2还包括电旁通阀24，电旁通阀24 用于旁通冷却器22，其中，在变速箱油路2工作后，还包括：
[0056]
s40：控制电旁通阀24旁通冷却器22。
[0057]
处于极低温环境下的起重机，在变速箱油路2刚开始工作时，若使变速箱油直接经过冷却器22，则可能又会导致变速箱油低于正常工作温度，影响后续润滑单元23的润滑效果，因此，在传动机构所散发的余热还不足以维持变速箱温度时，需要通过电旁通阀24旁通冷却器22，使变速箱油跳过冷却器22直接进入润滑单元23。
[0058]
在本发明的实施例中，在控制电旁通阀24旁通冷却器22后，还包括：
[0059]
s50：当变速箱油的温度高于冷却最低阈值温度时，控制电旁通阀24连通冷却器22，同时关闭电加热器32。
[0060]
当传动机构工作一段时间后，其散发余热会使变速箱油的温度快速升高，当变速箱油的温度高于冷却最低阈值温度时，此时为避免变速箱油过热，可关闭电加热器32，同时控制电旁通阀24连通冷却器22，使变速箱油温度维持在最佳工作温度内。需要说明的是，冷却最低阈值温度可低于最佳工作温度。
[0061]
通过上述启动方法，能够使变速箱油路系统在极低温的条件下正常启动，而只有当变速箱油路系统启动后，发动机6、变速箱齿轮等传动机构才能启动。
[0062]
在本发明的实施例中，加热油箱31和变速箱本体1连通，可直接与变速箱本体1的出油口和回油口通过多通阀连通，则无需在变速箱本体1的壳体上再开设额外的连接孔，从而保证变速箱本体1结构的完整性。
[0063]
在本发明的实施例中，电加热器32可通过蓄电池供电，也可通过发电机供电。
[0064]
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
[0065]
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连
接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0066]
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
[0067]
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。