專利名稱：動力轉(zhuǎn)向器冷卻的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及機(jī)動車輛的動力轉(zhuǎn)向器，更具體地，涉及這種動力轉(zhuǎn) 向器的冷卻系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
機(jī)動車輛通常使用動力轉(zhuǎn)向助力系統(tǒng)來減少車輛轉(zhuǎn)向所需的轉(zhuǎn)向 力。這種系統(tǒng)通常使用動力轉(zhuǎn)向泵以高壓泵送液體，如液壓油。泵壓 用于輔助車輛的轉(zhuǎn)向力。動力轉(zhuǎn)向泵在使用中產(chǎn)生熱，使液體變熱。
這些熱量會造成動力轉(zhuǎn)向器更嚴(yán)重的磨損和泄漏，從而減少轉(zhuǎn)向器的 使用壽命。轉(zhuǎn)向器通常布置在同樣也產(chǎn)生熱量的發(fā)動機(jī)附近。在現(xiàn)代 卡車上，發(fā)動機(jī)是封閉的，以減少噪音，而該封閉結(jié)構(gòu)反過來增加了 發(fā)動機(jī)周圍的溫度。為了冷卻轉(zhuǎn)向器的油，公知的辦法是在系統(tǒng)的高 壓部分安裝熱交換系統(tǒng)。公知的這種冷卻系統(tǒng)包括空氣冷卻式熱交換 器，在該空氣冷卻式熱交換器中，泵液以與發(fā)動機(jī)冷卻液的散熱器中 發(fā)生的液體冷卻相似的方式被空氣冷卻。然而，這種冷卻系統(tǒng)十分依 賴于空氣流量，而空氣流量在低速或怠速時會十分有限。此外，當(dāng)環(huán) 境溫度高時，冷卻效果可能會不充分。將熱交換器安裝在高壓部分還 有一個缺點(diǎn)，這是由于高壓的原因使安裝變得昂貴。高壓部分的泄漏 也會比低壓部分更嚴(yán)重。
為了增加冷卻率，這些系統(tǒng)可使用發(fā)動機(jī)中的發(fā)動機(jī)冷卻液。在
US 2003116104A中公布了一個這種系統(tǒng)的例子，其中冷卻水套設(shè)在動 力轉(zhuǎn)向泵殼體的外圍附近，以使泵的殼體冷卻。該冷卻水套使轉(zhuǎn)向泵 冷卻，但其相對較大并增加了布置的復(fù)雜性。
EP 1219526 A和EP 968902 A示出了帶有一體的熱交換器的液壓
油箱，以將液體冷卻。熱交換器與發(fā)動機(jī)冷卻液相連。
US 5513490 A和US 5718281 A示出了帶有一體的冷卻翅片的液 壓油箱，以將液體冷卻。這種方案取決于周圍空氣的溫度。
US 5002117 A示出了一種系統(tǒng)，回流管比需要的長度長很多，形 成冷卻回路。這種方案造成回流線路中的高損失，為了彌補(bǔ)這些損失， 可能需要使用更大的泵。
所有提出的方案都可用于一些場合，但它們都具有不同的缺點(diǎn)， 主要表現(xiàn)在增加系統(tǒng)重量、成本和布置的復(fù)雜性上。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種緊湊的冷卻系統(tǒng)，以將機(jī)動車輛中的 動力轉(zhuǎn)向液冷卻。本發(fā)明的另一個目的在于提供一種冷卻系統(tǒng)，其可 用于修改已安裝的動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，以使動力轉(zhuǎn)向液冷卻。
本發(fā)明的第一方面涉及一種重型車輛用動力轉(zhuǎn)向器，所述動力轉(zhuǎn) 向器包括殼體、動力轉(zhuǎn)向液流動通道，以及安裝于所述殼體或成為該 殼體一部分的熱交換器，所述熱交換器包括用于動力轉(zhuǎn)向液的第一流 動通道，和用于冷卻液的第二流動通道，該冷卻液適于與動力轉(zhuǎn)向液 進(jìn)行熱交換。
由于熱交換器是分開的單元，既可將其結(jié)合到新的動力轉(zhuǎn)向器設(shè) 計(jì)中來，也可當(dāng)動力轉(zhuǎn)向液出現(xiàn)冷卻不足的問題時，將該熱交換器用 于修改已使用的運(yùn)行系統(tǒng)。因此，本發(fā)明提供了一種相對便宜和靈活 的方案。選擇將該冷卻系統(tǒng)安裝到已安裝的動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，還使得在 交付車輛時根據(jù)客戶的特定需求來調(diào)節(jié)新的車輛成為可能。
該動力轉(zhuǎn)向器包括用于從泵接受動力轉(zhuǎn)向液的高壓液體入口部
分，和使動力轉(zhuǎn)向液回流到液壓油箱或泵的低壓液體出口部分，熱交 換器可安裝在所述入口部分或出口部分上或附近。優(yōu)選地，熱交換器 安裝于出口部分，這樣在系統(tǒng)的低壓側(cè)冷卻液體。
作為替選，熱交換器可成為與所述入口或出口部分一體的部分， 這樣當(dāng)裝配動力轉(zhuǎn)向器時，出口或入口部分包括熱交換器，該熱交換
器可對設(shè)計(jì)更為緊湊的動力轉(zhuǎn)向器提供冷卻。
優(yōu)選地，熱交換器包括具有冷卻液入口和出口的板式冷卻器，冷 卻液可以是專門由特定的泵供入到熱交換器的水，但冷卻液優(yōu)選地為 安裝有動力轉(zhuǎn)向器的車輛上的發(fā)動機(jī)的發(fā)動機(jī)冷卻液。這樣，熱交換 器的入口和出口直接連接于車輛發(fā)動機(jī)的冷卻系統(tǒng)，使冷卻液被發(fā)動 機(jī)散熱器冷卻。
該冷卻系統(tǒng)還可包括空氣冷卻裝置，以對動力轉(zhuǎn)向液更好地冷卻。
根據(jù)本發(fā)明的第二個方面，本發(fā)明涉及一種動力轉(zhuǎn)向器冷卻系統(tǒng)， 所述系統(tǒng)包括適于安裝于動力轉(zhuǎn)向器殼體或成為該殼體一部分的熱交 換器，還包括適于與動力轉(zhuǎn)向液進(jìn)行熱交換的冷卻液的流動通道。
熱交換器可適于安裝在已運(yùn)行過的動力轉(zhuǎn)向器上，或成為與動力 轉(zhuǎn)向器一體的部分。
熱交換器可包括將該熱交換器安裝到動力轉(zhuǎn)向器的動力轉(zhuǎn)向液入 口或出口或相鄰處的裝置。熱交換器可包括轉(zhuǎn)接板，其能允許熱交換 器安裝到不同種類的動力轉(zhuǎn)向器上，這些動力轉(zhuǎn)向器具有不同的入口 或出口管管接頭，或從其殼體伸出的其他部分。這樣，同種類型的熱 交換器可通過轉(zhuǎn)接板安裝到不同種類的動力轉(zhuǎn)向器上。
優(yōu)選地，熱交換器包括具有冷卻液入口和出口的板式冷卻器，如
上所述，熱交換器優(yōu)選使用安裝有動力轉(zhuǎn)向器的車輛上的發(fā)動機(jī)的發(fā) 動機(jī)冷卻液。
冷卻系統(tǒng)還可包括空氣冷卻裝置，以對動力轉(zhuǎn)向液更好地冷卻。
根據(jù)本發(fā)明的第三個方面，本發(fā)明涉及一種重型車輛，其包括根 據(jù)本發(fā)明第一個方面的動力轉(zhuǎn)向器，和根據(jù)本發(fā)明第二個方面的冷卻 系統(tǒng)。
根據(jù)本發(fā)明的第四個方面，本發(fā)明涉及一種對重型車輛上動力轉(zhuǎn) 向器的動力轉(zhuǎn)向液進(jìn)行冷卻的方法，所述方法包括以下步驟
將熱交換器設(shè)置在動力轉(zhuǎn)向器的動力轉(zhuǎn)向液入口或出口上， 泵送冷卻液使其流經(jīng)熱交換器，從而與動力轉(zhuǎn)向液發(fā)生熱交換使 動力轉(zhuǎn)向液冷卻。
泵送冷卻液的步驟優(yōu)選地由車輛發(fā)動機(jī)的冷卻液泵來執(zhí)行，所述 冷卻液由發(fā)動機(jī)散熱器冷卻。
在泵液被發(fā)動機(jī)冷卻液冷卻的冷卻系統(tǒng)的使用中有一個優(yōu)點(diǎn)，即 可能會增加泵流量而不會造成系統(tǒng)過熱的危險。例如，這種流量的增 加在怠速的時候是有利的。本發(fā)明的另一個優(yōu)點(diǎn)在于無需改變現(xiàn)有的 系統(tǒng)或泵的設(shè)計(jì)就可以使用。本發(fā)明還有一個優(yōu)點(diǎn)在于動力轉(zhuǎn)向液可 通過如具有相對小壁厚的管流經(jīng)熱交換器。這使得冷卻比基于泵的其
它部分如整個泵殼體的冷卻的系統(tǒng)更有效率。


在下文中，將參照附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行描述，其中 圖1是根據(jù)本發(fā)明的用于車輛上的冷卻系統(tǒng)的優(yōu)選實(shí)施例的示意 性視圖。
圖2示出了冷卻系統(tǒng)，其中熱交換器通過中間轉(zhuǎn)接板安裝于動力
轉(zhuǎn)向器的殼體，和
圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的熱交換器內(nèi)部的實(shí)施例。
具體實(shí)施例方式
圖1示意性地示出了冷卻系統(tǒng)的優(yōu)選設(shè)計(jì)，其中發(fā)動機(jī)冷卻液還 用于冷卻動力轉(zhuǎn)向液。動力轉(zhuǎn)向器1用于減少車輛轉(zhuǎn)向時所需的轉(zhuǎn)向
力。熱交換器2通過轉(zhuǎn)接板3安裝于動力轉(zhuǎn)向器。泵5在動力轉(zhuǎn)向液
中產(chǎn)生高壓，該動力轉(zhuǎn)向液流進(jìn)動力轉(zhuǎn)向器1。轉(zhuǎn)向液的壓力在動力轉(zhuǎn) 向器中減小，這樣轉(zhuǎn)向液在離開動力轉(zhuǎn)向器和進(jìn)入熱交換器時處于低
壓。轉(zhuǎn)向液從熱交換器流進(jìn)液壓油箱4。
在所示的優(yōu)選實(shí)施例中，冷卻系統(tǒng)使用發(fā)動機(jī)冷卻液對用于動力 轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的動力轉(zhuǎn)向液進(jìn)行冷卻。為了對動力轉(zhuǎn)向液進(jìn)行冷卻，發(fā)動
機(jī)上的冷卻液泵6用來使冷卻液從發(fā)動機(jī)7經(jīng)由發(fā)動機(jī)散熱器8穿過 用于動力轉(zhuǎn)向泵液泵的熱交換器2而得以循環(huán)。熱交換器包括用于動 力轉(zhuǎn)向泵液的第一流動通道和用于冷卻液的第二流動通道。
在另一個實(shí)施例中，用于冷卻動力轉(zhuǎn)向液的液體并不是發(fā)動機(jī)冷 卻液，而是特別用于此目的的液體。在這種情況下，可應(yīng)用具有泵和 散熱器的分離冷卻系統(tǒng)。
圖2示出了動力轉(zhuǎn)向器1，其中熱交換器2通過中間轉(zhuǎn)接板3安 裝在動力轉(zhuǎn)向器1的殼體9上。動力轉(zhuǎn)向器系統(tǒng)自行運(yùn)行，即沒有冷 卻系統(tǒng)，當(dāng)系統(tǒng)在泵液不需要冷卻的條件下使用時是合適的。處于高 壓的動力轉(zhuǎn)向液通過第一部分11處的入口 10進(jìn)入動力轉(zhuǎn)向器1，并從 第二部分13處的出口 12離開動力轉(zhuǎn)向器1。在所示的實(shí)施例中，熱交 換器2安裝于第二部分13，但在本發(fā)明的另一個實(shí)施例中，其可以相 似的方式安裝于第一部分11。根據(jù)入口和/或出口的位置，熱交換器還 可以安裝在殼體的側(cè)部上。熱交換器2包括連接裝置(未示出)，其 用于通過轉(zhuǎn)接板3將動力轉(zhuǎn)向器出口連接至熱交換器2的第一流動通
道的入口 (未示出)。熱交換器2的第一流動通道包括回流管15，動 力轉(zhuǎn)向液通過該回流管流回圖1中的液壓油箱4。
轉(zhuǎn)接板3使冷卻系統(tǒng)能夠安裝到具有出口管管接頭12、螺栓16
或從其他平面伸出的部分的動力轉(zhuǎn)向器上。因?yàn)椴恍枰獙恿D(zhuǎn)向器 本身進(jìn)行更進(jìn)一步的修改，因此本實(shí)施例允許對動力轉(zhuǎn)向器系統(tǒng)進(jìn)行
容易的修改。轉(zhuǎn)接板3的具體設(shè)計(jì)是可以不相同的，以實(shí)現(xiàn)不同動力 轉(zhuǎn)向器設(shè)計(jì)的緊固安裝。
在本發(fā)明的另一個實(shí)施例中，熱交換器3沒有使用轉(zhuǎn)接板而直接 安裝在動力轉(zhuǎn)向器1的殼體9上，從而保證了更緊湊的方案。例如當(dāng) 僅使用一種類型的動力轉(zhuǎn)向器時，將轉(zhuǎn)接板一體結(jié)合到熱交換器上是 有利的。此處有可能將冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)成與動力轉(zhuǎn)向器的一體的部分， 例如通過在動力轉(zhuǎn)向器的底板22中一體地結(jié)合冷卻系統(tǒng)。
使用或者不使用轉(zhuǎn)接板的熱交換器的安裝能以多種方式完成。一 種方式是移除一些或所有將底板22連接于殼體的螺栓16，并將它們替 換成將熱交換器和底板一起連接于殼體的螺栓(未示出)。另一種方 式是移除底板，并將其替換為使用相同的螺栓孔的熱交換器。熱交換 器還可被夾緊至殼體，例如將其夾緊到底板的邊緣。
在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，冷卻液通過流入管管接頭n進(jìn)入熱交 換器2中的第二流動通道，并通過回流管管接頭18離開熱交換器2。 冷卻液可以是發(fā)動機(jī)冷卻液或僅用于動力轉(zhuǎn)向液冷卻的其他液體。
圖3示出了熱交換器2內(nèi)部的一個實(shí)施例，其中冷卻液在限定第 一流動通道20的部分呈螺旋狀的管19中流動。熱交換器的內(nèi)部形成 限定第二流動通道的腔21，該第二流動通道供泵液通過。該兩種液體 僅由螺旋管的壁隔開，其實(shí)現(xiàn)熱交換并由此達(dá)到冷卻效果。熱交換器 的外形可與圖中所示的不同。此外，兩流動通道的具體設(shè)計(jì)可與此處
描述的不同，例如，泵液可沿著裝有冷卻液的流動通道的形狀而在螺 旋管中流動。
如果冷卻系統(tǒng)還包括空氣冷卻的話，則可增強(qiáng)泵液的冷卻。這種 空氣冷卻可通過例如讓泵液流過的管穿過傳統(tǒng)的空氣冷卻系統(tǒng)來設(shè) 置。
應(yīng)當(dāng)理解的是，可在權(quán)利要求的范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)上述實(shí)施例的多種修 形式和變化。
權(quán)利要求
1.一種動力轉(zhuǎn)向器(1)，包括殼體(9)、用于動力轉(zhuǎn)向液的流動通道和安裝于所述殼體(9)或成為該殼體的一部分的熱交換器(2)，其特征在于，所述熱交換器(2)包括用于動力轉(zhuǎn)向液的第一流動通道，和用于冷卻液的第二流動通道，該冷卻液適于與動力轉(zhuǎn)向液進(jìn)行熱交換以冷卻動力轉(zhuǎn)向液。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的動力轉(zhuǎn)向器，包括高壓液入口 (10)和 低壓液出口 (12)，熱交換器(2)安裝在所述入口或出口 (10， l2) 上或附近。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的動力轉(zhuǎn)向器，包括高壓液入口 (10)和 低壓液出口 (12)，熱交換器(2)為所述入口或出口 (10， 12)的一 體部分。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的動力轉(zhuǎn)向器，其中熱交換器 (2)包括具有冷卻液入口 (17)和出口 (18)的板式冷卻器(2)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的動力轉(zhuǎn)向器，其中冷卻液是 安裝有動力轉(zhuǎn)向器(1)的車輛上的發(fā)動機(jī)(7)的發(fā)動機(jī)冷卻液。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的動力轉(zhuǎn)向器，其中冷卻系統(tǒng) 還包括用于冷卻動力轉(zhuǎn)向液的空氣冷卻裝置。
7. —種用于動力轉(zhuǎn)向器(1)的冷卻系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括適于安 裝在動力轉(zhuǎn)向器(1)的殼體(9)上或成為該殼體的一部分的熱交換 器(2)，并且包括用于動力轉(zhuǎn)向液的第一流動通道和用于冷卻液的第 二流動通道，該冷卻液適于與動力轉(zhuǎn)向液進(jìn)行熱交換。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的冷卻系統(tǒng)，其中熱交換器(2)適于安裝在已運(yùn)行的動力轉(zhuǎn)向器(1)上。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的冷卻系統(tǒng)，其中熱交換器(2)是與動 力轉(zhuǎn)向器(1) 一體的部分。
10. 根據(jù)權(quán)利要求7-9中任一項(xiàng)所述的冷卻系統(tǒng)，其中熱交換器 (2)包括將該熱交換器安裝到動力轉(zhuǎn)向器(1)的動力轉(zhuǎn)向液入口 (10)或出口 (12)上的裝置。
11. 根據(jù)權(quán)利要求7-10中任一項(xiàng)所述的冷卻系統(tǒng)，其中熱交換器 (2)包括具有冷卻液入口 (17)和出口 (18)的板式冷卻器(2)。
12. 根據(jù)權(quán)利要求7-8和10-11中任一項(xiàng)所述的冷卻系統(tǒng)，還包括 允許將熱交換器(2)安裝到不同種類動力轉(zhuǎn)向器(1)上的轉(zhuǎn)接板(3)， 所述動力轉(zhuǎn)向器(1)具有不同的入口 (10)或出口 (12)管接頭或其 它從該動力轉(zhuǎn)向器的殼體(9)伸出的部分。
13. 根據(jù)權(quán)利要求7-12中任一項(xiàng)所述的冷卻系統(tǒng)，其中冷卻系統(tǒng) 適于使用安裝有動力轉(zhuǎn)向器(1)的車輛上的發(fā)動機(jī)(7)的發(fā)動機(jī)冷 卻液。
14. 根據(jù)權(quán)利要求7-13中任一項(xiàng)所述的冷卻系統(tǒng)，其中冷卻系統(tǒng) 還包括用于冷卻動力轉(zhuǎn)向液的空氣冷卻裝置。
15. —種重型車輛，包括根據(jù)權(quán)利要求1-6中任何一項(xiàng)所述的動力 轉(zhuǎn)向器(1)。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15的車輛，包括根據(jù)權(quán)利要求7-14中任一項(xiàng)所 述的冷卻系統(tǒng)。
17. —種冷卻重型車輛動力轉(zhuǎn)向器(1)的動力轉(zhuǎn)向液的方法，該 方法包括以下步驟將熱交換器(2)設(shè)置在動力轉(zhuǎn)向器(1)的動力轉(zhuǎn)向液入口 (10) 或出口 (12)上，通過熱交換器(2)泵送冷卻液，用于與動力液進(jìn)行熱交換從而冷 卻動力轉(zhuǎn)向液。
18. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中泵送冷卻液的步驟由車輛 發(fā)動機(jī)(7)的冷卻液泵(6)來提供，所述冷卻液由發(fā)動機(jī)散熱器(8) 冷卻。
全文摘要
本發(fā)明的第一方面涉及一種重型車輛用動力轉(zhuǎn)向器(1)，其中所述動力轉(zhuǎn)向器(1)包括殼體(9)和動力轉(zhuǎn)向液流動通道，此外，熱交換器(2)安裝在所述殼體(9)上或成為該殼體的一部分。熱交換器(2)包括用于動力轉(zhuǎn)向液的第一流動通道，和用于冷卻液的第二流動通道，該冷卻液適于與動力轉(zhuǎn)向液進(jìn)行熱交換。本發(fā)明還涉及一種動力轉(zhuǎn)向器(1)冷卻系統(tǒng)，一種包括具有所述冷卻系統(tǒng)的動力轉(zhuǎn)向器的重型車輛，以及一種對重型車輛上動力轉(zhuǎn)向器(1)的動力轉(zhuǎn)向液進(jìn)行冷卻的方法。
文檔編號F15B21/04GK101107157SQ200580047149
公開日2008年1月16日 申請日期2005年12月8日 優(yōu)先權(quán)日2005年1月24日
發(fā)明者羅爾夫·托勒森 申請人:沃爾沃拉斯特瓦格納公司