SE509903C2 - Kyl- och värmesystem - Google Patents

Description

i5o9 903 2 UI 10 20 to UI kan med förbränningsmotorns kylvatten är att det tar för lång tid att värma upp hyd- raulvätskan, vilket medför en hög bränsleförbrukning vid kallstart av maskinen.

Syftet med föreliggande uppfinning är att åstadkomma en snabb uppvärmning av hydraulvätskan hos en maskin för att minska maskinens bränsleförbrukning vid kall- Start. Ännu ett syfte med föreliggande uppfinning är att erhålla en snabb uppvärmning av smörjjoljan för åtminstone en hjulaxel hos maskinen.

Ett ytterligare syfte med föreliggande uppfinning är att erhålla en snabb uppvärm- ning av trarisniissionsoljan för en växellåda hos maskinen.

Ett ytterligare syfte med uppfinningen är att erhålla en kylning av hydraulvâtskan, smörjoljan och transmissionsoljan under fordonets drift.

Detta uppnås genom ett kyl- och värmesystem enligt patentkrav 1.

Ett sådant kyl- och värmesystem ger en snabb uppvärmning av hydraulvätskan, smörjoljari och transrnissionsoljan, vilket minskar rnasldnens bränsleförbrukning samt minskar slitaget hos maskinens hydraulsystem, hjulaxlar och växellåda Kyl- och värmesystemet ger också en kontrollerad kylning av hydraulvätskan, smörjoljan och transmissionsoljan när maskinen används.

Uppfinningen skall beskrivas närmare med hjälp av på bifogade figurer visande ut- föringsexempel, på vilka fig. 1 visar ett kyl- och värmesystem enligt en första utföringsforrn av föreliggande uppfinning, och 10 15 20 |\.) UI 3 509 993 fig. 2 visar ett kyl- och värmesystem enligt en andra utföringsform av föreliggande uppfinning.

Kyl- och värmesystemet 1 enligt fig. 1 innefattar en huvudledning 2, som är kopplad till en första värmeväarlare 4, en matarpump 6, en laddluftkylare 8 och en andra vär- meväxlare 10. Huvudledningen 2 inrymmer en fluid Matarpumpen 6 förmår fluiden att cirkulera i huvudledningen 2.

Den första värmeväzdaren 4 kan, såsom visas i fig. 1, utgöra en kylare åt en förbrän- ningsmotor 12, som används för att driva den maskin i vilken kyl- och värmesyste- met 1 är anordnad. Laddluftlcylaren 8 är anordnad att kyla komprimerad laddluft som skall tillföras förbränningsmotorn 12. Kompressionen av laddluften åstadkommes av en inte visad avgasttirbo eller kompressor. Laddluften uppvärms vid komprimering- en. För att erhålla en större luftmassa per volyrnenhet hos bränsle-luftblandningen i förbränningsmotorn 12 och därmed öka förbränníngsmotoms 12 angvna effekt kyls laddlufteni laddluftlqflaren 8. Såsom visasi fig. l är den andra värmeväxlaren 10 kopplad till huvudledningen 2 nedströms laddliiftkylaren 8. Den värme som avges fiån laddluften till fluideni huvudledningen 2 kommer att transporteras av fluiden till den andra värmeväxlaren 10.

Till den andra värmeväxlaren 10 är en hydraulvätskeledriing 14 kopplad. I hydraul- vätskeledriingen 14 cirkulerar hydraulvätska som bland annat används till olika hyd- raulkomponenter 16 hos maskinen, såsom hydraulcylindrar. Hydraulvätskan förmås att cirkulera med hjälp av en variabel hydraulvätskepump 18, som är kopplad till hydraulvätskeledriingen 14. Hydraulvätskan strömmar till en hydrarilvâtsketarik 20.

Från hydraulvätsketanken 20 pumpas hydraulvätska till masldnens hydraulkompo- nenter 16.

En första hydraulmotor 22 är kopplad till hydraulvätskeledningen 14, vilken första hydraulmotor 22 är anordnad att driva en fläkt 24, som är anordnad att åstadkomma 509 903 10 ett luftflöde genom den första värmeväxlaren 4 för att kyla fluiden i huvudledningen 2.

Vid kallstart av maskinen är hydraulvâtskan i hydraulvätskeledningen 14 kall. När maskinens hydraulkomponenter 16 används kommer slitaget och fiiktionen i hyd- raulkomponenterna 16 att bli stort, vilket leder till att maskinen måste utföra ett stör- re arbete för att driva hydraulkomponentema 16. Detta leder till att maskinens ben- sinförbrulcning ökar.

Eftersom laddltrften kyls av laddluftkylaren 8 redan från start av förbränningsmotom 12 kommer den från laddluftkylaren 8 bortförda värmen att tillföras den andra vär- meväxlaren 10, såsom beskrivits ovan. Eftersom hydraulvätskan passerar den andra värmeväarlaren 10 kommer värmen från fluiden i huvudledningen 2 att överföras till hydraulvätskan, som således värms upp.

När hydraulvätskan uppnått lämplig arbetstemperatur kommer fluiden i huvudled- ningen 2 att bortföra eventuell överskottsvärme från hydraulvätskan. Detta åstad- kommes genom att fluiden som passerar den andra värmevärtlaren 10 också passerar den första värmeväxlaren 4 i vilken kylningen av fluiden sker.

En första temperaturgivare 26 är placerad i hydraulvätsketanken 20 och en andra temperaturgivare 28 är placerad i den första värmeväxlaren 4 i kontakt med fluiden.

De första och andra givarna 26, 28 är kopplade till en styrenhet 30, som styr den va- riabla hydraulvätskepumpen 18. Genom att öka flödet av den variabla hydraul- vätskepumpen 18 kommer fläkten 24 att åstadkomma en ökad kylning av fluiden i huvudledningen 2. l fig. 1 visas också en kupévärmeiaäxlare 32 som är kopplad till en kylvattenledning 34 för förbränningsmotom 12. Kupévärmewfäïlaren 32 har till syfte att värma upp en kupé (inte xisad), i vilken en förare, som kör maskinen sitter. Till förbrännings- 10 15 20 25 5 509 903 motorns 12 kylvattenledning 34 är också en transmissionsvärmeväxlare 36 kopplad nedströms kupévärmeväxlaren 32. Transmissionsvärmeväxlaren 36 är kopplad till en växellåda (inte visad) hos maskinen. Vid kallstart kommer kylvatten, som värms upp av förbränningsmotom 12. att passera kupévärmeväxlaren 32 och transmissionsvär- meväxlaren 36. Detta innebär att en snabb uppvärmning av både kupén och växellå- dan erhålls. Vid kallstart passerar inte kylvattnet genom den första värmeväxlaren 4, vilket tillses av en termostat 38 hos förbränningsmotom 12.

När förbränningsmotom 12 är varm öppnar tennostaten 38 och kylvattnet leds ge- nom den första värmeväxlaren 4. En kylning av växellådan kan erhållas om växellå- dans temperatur överstiger kylvattnets temperatur. Såsom visas i fig. 1 kan huvud- ledningen 2 samrnankopplas med kylvattenledningen 34, så att den vätska som cirku- lerar i huvudledningen 2 även cirkulerar i kylvattenledningen 34.

En tredje temperaturgivare 40 är placerad i växellådan och kopplad till styrenheten 30. Om den tredje ternperaturgivaren 40 ger signaler ull styrenheten 30 att växellå- dan eller transmissionolj a i växellådan är för varm ökar den variabla hydraulvätske- pumpen 18 flödet hos hydraulvätskan så att fläktens 24 kylning av kylvatmet i den första värmeväxlaren 4 ökar.

I fig. 2 visas en andra utföringsform av uppfinningen. Till hydraulvätskeledningen 14 är en tredje värrneväxlare 42 kopplad, vilken är anordnad att kyla eller värma smörj- olja, som imymsi en smörjoljeledning 44. Smörjoljeledningen 44 är kopplad till den tredje värmeväadaren 42, en hjulaxel 46 hos maskinen, en smörjoljepump 48, ett fil- ter 50 och vidare till den tredje värmeväxlaren 42 för att bilda en sluten krets.

Smörjoljepurnpen 48 drivs av en andra hydraulmotor 52 som är kopplad till hydraul- vätskeledningen 14.

Vid kallstart av maskinen är smörjoljan trögflytande vilket medför att friktionen och slitaget hos hjulaxeln 46 och hos hjulaxeln 46 befintlig transmission (inte visad) ökar. Eftersom hydraulvätskan kommer att värmas upp snabbt vid kallstart, såsom 509 903 6 beskrivits ovan kommer även smörjoljan i smörjoljeledr-.íngen 44 att värmas upp av den uppvärmda hydraulvätskan. Denna värmeöverfóríng sker i den tredje värmeväx- laren 42. Den beskrivna smörjoljeledningen 44, som bildar en sluten krets kan an- ordnas för varje hjulaxel 46 hos fordonet. Ifig. 2 visas två separata slutna kretsar för två hjulaxlar 46, 47 hos maskinen. Alternativt kan en sluten krets anordnas -for två eller fler hjulaxlar. maskinen används utvecklas värme i hjulaxlarna 46, 47. Denna värme kan ledas bort med hjälp av smöqoljan och den tredje värmeväxlaren 42.

Claims (10)

10 15 20 25 7 509 903 Patentkrav

1. Kyl- och värmesystem for en maskin, såsom en hjullastare eller dumper, innefat- tande en huvudledning (2), anordnad att inrymma en fluid; en första värmeväxlare (4), som är kopplad till huvudledningen (2); och en laddlufikylare (8) for att kyla komprimerad laddluft till en hos maskinen anordnad törbränningsmotor (12), vilken laddluftkylare (8) är kopplad till huvudledningen (2), kännetecknat av att en andra värmeväxlare (10) är kopplad till huvudledningen (2) nedströms ladd- luftkylaren (8), till vilken andra värmeväxlare (10) en hydraulvätskeledning (14) är kopplad, så att värme kan överföras mellan fluiden i huvudledningen (2) och hyd- raulvätska i hydraulvätskeledningen (14).

2. Kyl- och värmesystem enligt lqav 1, kännetecknat av att en till hydraulvätske- ledningen (14) kopplad iörsta hydraulmotor (22) är anordnad att driva en fläkt (24), vilken fläkt (24) är anordnad att åstadkomma ett luftflöde genom den första värme- växlaren (4) för att kyla fluiden i huvudledningen (2).

3. Kyl- och värmesystem enligt krav 1 eller 2, kännetecknat av att en variabel hyd- raulvätskepump (18) är kopplad till hydraulvätskeledningen (14), vilken hydraul- vätskepump (18) är anordnad att åstadkomma ett variabelt hydraulvätskeflöde i hyd- raulvätskeledningen (14).

4. Kyl- och värmesystem enligt krav 3, kännetecknat av att en styrenhet (30) är kopplad till hydraulvätskepurnpen (18), vilken styrenhet (30) är anordnad att styra hydraulvätskepumpen (18) utgående fiån fluidens och hydraulvätskans temperatur.

5. Kyl- och värmesystem enligt något av föregående krav, kännetecknat av att åt- minstone en tredje värmeväxlare (42) är kopplad till hydraulvätskeledningen (14), till vilken tredje värrneväxlare (42) en smörjoljeledning (44) för åtminstone en till 10 8 509 903 maskinen anordnad hjulaxel (46, 47) är kopplad, så att värme kan överföras mellan smörjolja och hydraulvätskan.

6. Kyl- och värmesystem enligt krav 5, kännetecknat av att en till hydraulvätske- ledningen (14) kopplad andra hydzaulmotor (52) är anordnad att driva en till Smörj- oljeledningen (44) kopplad smörjoljepump (48).

7. Kyl- ningen (44) är kopplad till varje hjulaxel (46, 47) hos maskinen. och värmesystem enligt hav 5 eller 6, kânnetecknat av att Smörjoljeled-

8. Kyl- ningen (44) bildar en för varje hjulaxel (46, 47) hos maskinen separat krets. och värmesystem enligt krav 5 eller 6, kânnetecknat av att Smörjoljeled-

9. Kyl- och värmesystem enligt något av föregående krav kännetecknat av att en till fórbränningsmotorn ( 12) kopplad kylvattenledning (34) innefattar en kupévärme- växlare (32) och en transmissionsväimeväxlare (36), vilken nansmissionsvärmeväx- lare (3 6) är anordnad i en växellåda hos masldnen och vilken transmissionsvärme- växlare (3 6) är kopplad till kylvartenledningen (34) nedströms kupévärmeväxlaren (32).

10. Kyl- anordnad att styra hydraulvätskepumpen (18) utgående från temperaturen hos trans- och värmesystem enligt krav 9, kännetecknat av att styrenheten (30) är missionsolja i växellådan.