用于液压系统的加热系统、加热控制方法及挖掘机

技术领域

本发明涉及液压技术领域，具体地涉及一种用于液压系统的加热系统、加热控制方法及挖掘机。

背景技术

液压油是一种用于包含液压挖掘机等在内的工程机械传动的介质，在液压系统中起着能量传递、润滑、防锈、冷却和清洗等作用。液压系统的性能直接受液压油温度的影响。一般设备工作温度处于40℃～80℃范围内较为理想，如果液压油温度太低，则粘度大，管路阻力大，甚至会引起管路爆管，如果液压油温度过高，则会导致液压油变质，影响传递效率。

现有的工程机械中的液压系统主要通过以下两种方式加热液压油。

溢流加热：在启动发动机前无自动预热功能，启动发动机之后的各个动作溢流，通过溢流阀节流时产生的流阻转化为热能使液压油温度逐步升高。这种方法存在预热时间长和浪费人工的缺点，尤其是在环境温度低的情况下，另外发动机处在非经济操作模式，因而会造成不必要的燃油消耗，并且这种方式存在一定风险，对机手工作经验要求高。

电阻丝加热：如图1所示，在液压油箱内部回油室增设电阻丝1加热，由于液压油无法流动，极易造成电阻丝局部温度过高导致的液压油变质，因此在电阻丝加热过程中，需要在电阻丝1的附近装有温度传感器2，以便于能够时刻观察液压油温度变化情况。

发明内容

本发明实施例的目的是提供一种用于液压系统的加热系统、加热控制方法及挖掘机，用于解决上述技术问题中的一者或多者。

为了实现上述目的，本发明实施例提供一种用于液压系统的加热系统，所述加热系统包括：泵送装置，通过吸油管路连接至油箱的两个腔室中的一者，通过回油管路连接至所述两个腔室中的另外一者；温度传感装置，设置在所述吸油管路的进油口处，用于检测所述进油口处的液压油温度；加热装置，设置在所述吸油管路或所述回油管路的内部，用于对所述吸油管路或所述回油管路内部的液压油加热，所述液压油经由所述泵送装置泵送以在所述两个腔室内部循环流动；以及控制装置，用于根据所述进油口处的液压油温度与预设温度的比较结果控制所述加热装置工作。

可选的，所述泵送装置设置在所述油箱内部。

可选的，所述泵送装置包括循环泵，所述加热装置设置在所述循环泵连接的吸油管路或回油管路的内部。

可选的，所述两个腔室为回油室和吸油室，所述回油室和所述吸油室通过隔板分隔，其中，在所述加热装置设置在所述吸油管路内部时，所述隔板与所述油箱的顶面留有空隙，并且与所述油箱的底面也留有空隙；或者在所述加热装置设置在所述回油管路内部时，所述隔板与所述油箱的顶面留有空隙。

可选的，所述加热系统还包括模式切换按钮，与所述控制装置和所述液压系统相连接，用于在第一模式和第二模式中切换，其中，所述第一模式为对油箱内的液压油进行加热，所述第二模式为在对油箱内的液压油进行加热的同时，为液压系统的正常操作提供液压油。

可选的，所述加热系统还包括供电装置，用于为所述加热系统中的耗电装置供电。

可选的，所述液压系统还包括发电机，所述供电装置与所述发电机相连接，用于通过所述发电机为所述供电装置充电。

可选的，所述供电装置为蓄电池，所述蓄电池还用于为所述液压系统中的发动机的启动供电。

另一方面，本发明实施例还提供一种用于液压系统的加热控制方法，所述方法包括：检测油箱内部的液压油温度；将所述液压油温度与预设温度相比较；以及在所述液压油温度低于所述预设温度，并且所述油箱内的液压油处于循环状态时，加热所述油箱内的液压油。

可选的，所述方法还包括：在所述液压油温度低于所述预设温度时，若所述油箱内的液压油未处于循环状态，则停止加热所述油箱内的液压油。

可选的，在所述加热系统包括供电装置且所述供电装置用于为所述液压系统中的发动机的启动供电的情况下，所述加热控制方法还包括：检测所述供电装置的电量；在所述供电装置的电量低于第一电量时，发出关于更换所述供电装置或者对所述供电装置充电的提醒；在所述供电装置的电量低于第二电量且大于所述第一电量时，发出关于电量不足的提醒，并不允许所述供电装置为所述加热装置供电；以及在所述供电装置的电量大于所述第二电量时，允许所述供电装置为所述加热装置供电。

另一方面，本发明提供一种挖掘机，所述挖掘机设置有如上述中任一项所述的用于液压系统的加热系统。

通过上述技术方案，能够精确的监控加热过程，时刻监控油箱内部的液压油温度变化情况，并且可以有效避免局部温度过高导致的液压油变质。

本发明实施例的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明实施例的进一步理解，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实施例，但并不构成对本发明实施例的限制。在附图中：

图1是现有的加热液压油的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的用于液压系统的加热系统的结构框图；

图3是本发明实施例提供的用于液压系统的加热系统的结构示意图；

图4是本发明实施例提供的用于液压系统的加热系统的结构示意图；

图5是本发明实施例提供的用于液压系统的加热控制方法的流程示意图；

图6是本发明实施例提供的用于液压系统的加热控制方法的流程示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明实施例的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明实施例，并不用于限制本发明实施例。

本发明实施例中的术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，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。

本发明实施例提供了一种用于液压系统的加热系统，所述加热系统主要用于对在液压系统油箱内的液压油温度进行调控，有效避免液压油的局部温度过高或者过低导致的对液压系统的不良影响，提高液压系统所处工程机械的预热效率。

本发明实施例中的油箱包括通过隔板进行分隔的吸油室和回油室两部分，所述吸油室和回油室之间可以连通，也可以不连通，即所述隔板的具体设置可以根据实际需求自行设定。例如，隔板可以与油箱的顶面和底面均留有空隙，或者隔板仅与油箱的顶面留有空隙等。

图2是本发明实施例提供的用于液压系统的加热系统的结构框图。如图2所示，所述加热系统包括泵送装置220、加热装置230、温度传感装置240和控制装置250。

泵送装置220通过吸油管路和回油管路与油箱210相连通，能够使得所述油箱210内部的液压油循环流动。其中，所述泵送装置220可以设置在油箱210的内部，也可以设置在油箱210的外部，所述泵送装置220的具体位置可以根据产品实际结构自行设计。

温度传感装置240设置在油箱210的内部，且与控制装置250相连接，其能够将检测到的有关油箱210内部的液压油温度数据传输至所述控制装置250。其中，所述温度传感装置240具体可以设置在吸油管路的进油口处，以便于能够更加精确的监控加热过程中，油箱210内的液压油温度变化情况，即在进油口处附近的液压油温度也达到液压系统正常工作的温度时，表明此时油箱210内部的液压油温度均符合标准，液压系统可以正常工作。

加热装置230也设置在油箱210的内部，能够与油箱210内的液压油直接接触实现对液压油的加热，并且加热装置230也与控制装置250相连接。其中，为了保证加热装置230的加热效率且避免局部温度过高导致的部分液压油变质，所述加热装置230优选设置在吸油管路或者回油管路的内部，这样能够保证与加热装置230相接触的油液处于流动循环状态，不会出现局部油液温度过高的情况。

控制装置250可以接收由温度传感装置240发出的关于液压油的温度数据，并将其与预设的温度数据相比较以确定是否需要对液压油进行加热。例如，在检测到的液压油温度低于预设温度时，控制装置250会控制泵送装置220和加热装置230工作，对循环流动的液压油进行加热，并在液压油温度高于所述预设温度以后，控制泵送装置220和加热装置230停止工作以停止对液压油加热和液压油的循环流动。

其中，确定需要对液压油进行加热时，为了避免出现液压油局部温度过高的问题，控制装置250优选先控制泵送装置220工作，在液压油开始循环流动后，再启动加热装置230，并且在泵送装置220突然停止工作或者泵送装置220未成功启动的情况下，都不能启动加热装置230。

通过本发明该实施例提供的方案，可以减少加热过程中的液压件(尤其是主阀上的溢流阀)不必要的损耗，并且在加热过程中，液压油流动循环，可以有效避免局部温度过高导致的液压油变质。

可选的，所述控制装置可以是通用处理器、专用处理器、常规处理器、数字信号处理器(DSP，Digital Signal Processing)、多个微处理器、与DSP核心关联的一个或多个微处理器、控制器、微控制器、专用集成电路(ASIC，Application Specific IntegratedCircuit)、现场可编程门阵列(FPGA，Field-Programmable Gate Array)电路、其他任何类型的集成电路(IC，Integrated Circuit)和状态机等。其还可与液压系统所处工程机械内执行与液压系统相关或与工程机械相关的控制的控制器为同一控制器。

在一些可选实施例中，用于液压系统的加热系统中还可以包括供电装置，用于为加热系统中的泵送装置、温度传感装置、加热装置和/或控制装置等耗电设备进行供电。

其中，所述供电装置还可以与液压系统中的发电机相连接，可以利用发电机工作时产生的电能为其充电。

可选的，所述供电装置可以为单独为加热系统设置的如蓄电池等能够储能的装置，其还可以为液压系统自带的蓄电池，即所述液压系统自带的蓄电池除了为发动机的启动供电外，还可以为加热系统进行供电。

在蓄电池需要为发动机的启动供电时，需要对蓄电池的电量进行监控，若蓄电池仅能提供启动发动机所需的电量，那么需要先对蓄电池充电至一定电量后，才能允许蓄电池为加热系统进行供电。

例如，在蓄电池的电量低于第一电量时，表明蓄电池电量严重不足，发出关于更换所述蓄电池或者对所述蓄电池充电的提醒；在所述蓄电池的电量低于第二电量且大于所述第一电量时，发出关于电量不足的提醒，并不允许所述蓄电池为所述加热装置供电；以及在所述蓄电池的电量大于所述第二电量时，表明蓄电池电量充足，在能够为发动机多次启动提供电能后还能剩余足够的电量，因此允许所述蓄电池为所述加热装置供电。

其中，所述第一电量和第二电量的取值依据包括蓄电池的总容量、环境温度、启动一次发动机的耗电量等。因此所述第一电量和第二电量的具体取值可以根据实际情况和经验数据自行设定。

对于本发明实施例中提到的泵送装置来说，其可以为单独设置的循环泵，也可以为液压系统自带的液压泵。其中，在所述泵送装置为单独设置的循环泵时，所述循环泵可以设置在油箱内部，也可以设置在油箱外部。

现以设置在油箱内的循环泵为例，结合图3详细解释本发明实施例提供的用于液压系统的加热系统。

如图3所示，油箱305通过隔板314分隔成回油室312和吸油室313，且隔板314不与油箱305的顶面和底面相接触。

循环泵308、加热装置307和温度传感器306设置在油箱305的内部，且均与控制器304相连接。其中，循环泵309设置在回油室312的上半部分，与循环泵308连接的吸油管路的吸油口设置在所述回油室312的下半部分，加热装置307设置在所述吸油管路内部，温度传感装置307设置在回油室312的底部。

在循环泵308的作用下，油箱305内部的液压油经吸油管路内的加热装置307加热升温后，从位于吸油室313的回油管路中排出至吸油室313的上半部分，低温液压油经由隔板底部缝隙从吸油室313流动至回油室312的底部，再经吸油管路内的加热装置307加热升温，完成液压油的循环和加热。这样的循环方式，可以保证处于回油室底部的温度传感器306周围的液压油的温度最接近油箱305内的实际液压油温度。

本发明该实施例中的蓄电池309除了为控制器304、循环泵308和加热装置307供电以外，其还与发电机303相连接，用于在发电机303工作输出电能的时候进行充电。

吸油室313、液压泵302和回油室312通过管路顺序连接(图3中未示出)，液压泵302分别与发动机301和发电机303相连接，并且还经由先导电磁阀311连接至先导阀310。

该实施例中加热系统与液压系统共用控制器304，因此图3中的控制器304还与发动机301和先导电磁阀311相连接。

在达到发动机启动的条件(包括液压油的温度达到启动温度，且为发动机启动供电的蓄电池电量充足)后，液压系统的启动过程如下所示：控制器304向先导电磁阀311发出打开信号，先导电磁阀311向先导阀310提供液压油后，才允许用户操作设备动作，以避免蓄电池309电量消耗殆尽和液压油温度低时不能正常启动或者液压油粘度较大引起液压管路爆管等故障。

现以采用液压系统的液压泵作为泵送装置为例，结合图4详细解释本发明实施例提供的用于液压系统的加热系统。

如图4所示，油箱405通过隔板415分隔成回油室414和吸油室414，且隔板415不与油箱405的顶面相接触。

液压泵402经由吸油管路连接至吸油室414，经过主阀408和换向阀410连接至回油室，其中回油管路经过所述换向阀410分为第一回油管路和第二回油管路，在不为油箱405内的液压油进行加热时，液压油经所述换向阀410换向后，通过第一回油管路流经散热器411和回油过滤器412流入回油室413，在为液压油进行加热时，液压油经所述换向阀410换向后，通过第二回油管路流经加热装置406流入回油室413。

温度传感器407设置在吸油室414的底部的吸油管路的进油口附近。加热装置406设置在第二回油管路的内部。换向阀401、加热装置406和温度传感器407均与控制器404相连接。液压泵402还与发动机401和发电机403相连接。

结合图4，在一些可选实施例中，加热装置406还可以设置在温度传感器407旁边的吸油管路的内部，此时隔板415还是仅与油箱405的顶面留有空隙，以保证温度传感器407周围的液压油的温度为最接近油箱内的液压油的实际温度。

进一步的，在一些可选实施例中，还可以在图4中的液压泵402与吸油室414之间设置两个吸油管路，将加热装置406设置在所述两个吸油管路中的一者内部，其中在不需要加热液压油时，液压油经过未设置有加热装置406的吸油管路流经液压泵402、主阀408和执行元件(图4中示出的油缸或马达409)后再流经换向阀410、散热器411和回油过滤器412后回到回油室413，在需要加热时，液压油经过设置有加热装置406的吸油管路流经液压泵402、主阀408、换向阀410后回到回油室413。

其中，还可以如图4中示出的主阀408与回油室413之间的管路设计，在第一吸油管路和第二吸油管路之间设置切换阀，所述切换阀也与控制器相连接。

或者还可以设置第一吸油管路和第二吸油管路完全独立，并在第一吸油管路上设置第一开关阀，在第二吸油管路上设置第二开关阀，且所述第一开关阀和所述第二开关阀均与控制器404相连接。其中，在需要吸油室414内的液压油经第一吸油管路流经液压泵402时，控制器404控制所述第一开关阀打开，第二开关阀闭合，在需要吸油室414内的液压油经第二吸油管路流经液压泵402时，控制器404控制所述第二开关阀打开，第一开关阀闭合。

在一些可选实施例中，所述加热系统还包括与控制装置和液压系统相连接的模式切换按钮，用于在第一模式和第二模式中切换。其中，所述第一模式为对油箱内的液压油进行加热，所述第二模式为在对油箱内的液压油进行加热的同时，为液压系统的正常动作提供液压油。

所述模式切换按钮是在紧急情况下的应急按钮，例如当前油液温度较低不满足启动要求，但因受环境影响或者管制因素影响必须立刻挪车时，可以触发所述模式切换按钮。

其中，所述模式切换按钮优选配合设置在吸油管路内部的加热装置一起使用，即进入液压泵的油液经加热后温度较高，易于在流经液压系统中的管路和执行元件内流动，能够满足液压系统正常运行的需求。

进一步地，所述模式切换按钮优选配合上述中具有第一吸油管路和第二吸油管路，且加热装置设置在所述第一吸油管路和第二吸油管路中任一者内部的方案使用。

本发明实施例还提供了一种加热控制方法，其适用于本发明任意实施例提供的用于液压系统的加热系统。

具体的，本发明实施例提供的加热控制方法包括：检测油箱内部的液压油温度；将所述液压油温度与预设温度相比较；以及在所述液压油温度低于所述预设温度，并且所述油箱内的液压油处于循环状态时，加热所述油箱内的液压油。

其中，在所述液压油温度低于所述预设温度时，若所述油箱内的液压油未处于循环状态，则停止加热所述油箱内的液压油。

通过本发明上述实施例提供的方案，能够基于油箱内的液压油的温度变化情况控制对液压油进行加热，可以有效避免局部温度过高导致的液压油变质等。

图5是本发明实施例提供的一种用于液压系统的加热系统加热控制方法的流程示意图。如图5所示，所述用于液压系统的加热系统的加热控制方法包括：检测油箱内部的液压油温度；将所述液压油温度与预设温度相比较；以及在所述液压油温度低于所述预设温度的情况下，在启动所述泵送装置后，控制所述加热装置加热所述油箱内的液压油，在所述液压油温度不低于所述预设温度的情况下，控制所述加热装置停止加热所述油箱内的液压油。

通过上述方案，使得液压油流动循环，可以有效避免局部温度过高导致液压油变质，还可以避免泵送装置故障导致的液压油局部温度过高问题。

在一些可选实施例中，在所述液压油温度低于所述预设温度时，若所述油箱内的液压油未处于循环状态，则控制所述加热装置不加热所述油箱内的液压油，以避免油箱内的液压油的局部温度过高。

在用于液压系统的加热系统包括有供电装置且所述供电装置用于为所述液压系统中的发动机的启动供电的情况下，如图6所示，本发明实施例提供的用于液压系统的加热系统的加热控制方法还包括：检测所述供电装置的电量；在所述供电装置的电量低于第一电量时，表明供电装置电量严重不足，发出关于更换所述供电装置或者对所述供电装置充电的提醒；在所述供电装置的电量低于第二电量且大于所述第一电量时，发出关于电量不足的提醒，并不允许所述供电装置为所述加热装置供电；以及在所述供电装置的电量大于所述第二电量时，允许所述供电装置为所述加热装置供电。

其中，在液压油温度和电池电量均满足液压系统正常工作的情况下，启动发动机并打开先导电磁阀，允许液压系统正常操作。

在一些可选实施例中，若所述供电装置还与液压系统中的发电机相连接的情况，可以通过所述发电机为所述供电装置供电。

有关于本发明上述实施例提供的用于液压系统的加热系统的加热控制方法，可参阅上述针对本发明提供的用于液压系统的加热系统的具体细节及益处，于此不再赘述。

本发明实施例还提供了一种挖掘机，所述挖掘机设置有本发明上述中任一实施例提供的用于液压系统的加热系统。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。