专利名称：动力转向器冷却的制作方法
技术领域：
本发明涉及机动车辆的动力转向器，更具体地，涉及这种动力转 向器的冷却系统。
背景技术：
机动车辆通常使用动力转向助力系统来减少车辆转向所需的转向 力。这种系统通常使用动力转向泵以高压泵送液体，如液压油。泵压 用于辅助车辆的转向力。动力转向泵在使用中产生热，使液体变热。
这些热量会造成动力转向器更严重的磨损和泄漏，从而减少转向器的 使用寿命。转向器通常布置在同样也产生热量的发动机附近。在现代 卡车上，发动机是封闭的，以减少噪音，而该封闭结构反过来增加了 发动机周围的温度。为了冷却转向器的油，公知的办法是在系统的高 压部分安装热交换系统。公知的这种冷却系统包括空气冷却式热交换 器，在该空气冷却式热交换器中，泵液以与发动机冷却液的散热器中 发生的液体冷却相似的方式被空气冷却。然而，这种冷却系统十分依 赖于空气流量，而空气流量在低速或怠速时会十分有限。此外，当环 境温度高时，冷却效果可能会不充分。将热交换器安装在高压部分还 有一个缺点，这是由于高压的原因使安装变得昂贵。高压部分的泄漏 也会比低压部分更严重。
为了增加冷却率，这些系统可使用发动机中的发动机冷却液。在
US 2003116104A中公布了一个这种系统的例子，其中冷却水套设在动 力转向泵壳体的外围附近，以使泵的壳体冷却。该冷却水套使转向泵 冷却，但其相对较大并增加了布置的复杂性。
EP 1219526 A和EP 968902 A示出了带有一体的热交换器的液压
油箱，以将液体冷却。热交换器与发动机冷却液相连。
US 5513490 A和US 5718281 A示出了带有一体的冷却翅片的液 压油箱，以将液体冷却。这种方案取决于周围空气的温度。
US 5002117 A示出了一种系统，回流管比需要的长度长很多，形 成冷却回路。这种方案造成回流线路中的高损失，为了弥补这些损失， 可能需要使用更大的泵。
所有提出的方案都可用于一些场合，但它们都具有不同的缺点， 主要表现在增加系统重量、成本和布置的复杂性上。
发明内容
本发明的目的在于提供一种紧凑的冷却系统，以将机动车辆中的 动力转向液冷却。本发明的另一个目的在于提供一种冷却系统，其可 用于修改已安装的动力转向系统，以使动力转向液冷却。
本发明的第一方面涉及一种重型车辆用动力转向器，所述动力转 向器包括壳体、动力转向液流动通道，以及安装于所述壳体或成为该 壳体一部分的热交换器，所述热交换器包括用于动力转向液的第一流 动通道，和用于冷却液的第二流动通道，该冷却液适于与动力转向液 进行热交换。
由于热交换器是分开的单元，既可将其结合到新的动力转向器设 计中来，也可当动力转向液出现冷却不足的问题时，将该热交换器用 于修改已使用的运行系统。因此，本发明提供了一种相对便宜和灵活 的方案。选择将该冷却系统安装到已安装的动力转向系统，还使得在 交付车辆时根据客户的特定需求来调节新的车辆成为可能。
该动力转向器包括用于从泵接受动力转向液的高压液体入口部
分，和使动力转向液回流到液压油箱或泵的低压液体出口部分，热交 换器可安装在所述入口部分或出口部分上或附近。优选地，热交换器 安装于出口部分，这样在系统的低压侧冷却液体。
作为替选，热交换器可成为与所述入口或出口部分一体的部分， 这样当装配动力转向器时，出口或入口部分包括热交换器，该热交换
器可对设计更为紧凑的动力转向器提供冷却。
优选地，热交换器包括具有冷却液入口和出口的板式冷却器，冷 却液可以是专门由特定的泵供入到热交换器的水，但冷却液优选地为 安装有动力转向器的车辆上的发动机的发动机冷却液。这样，热交换 器的入口和出口直接连接于车辆发动机的冷却系统，使冷却液被发动 机散热器冷却。
该冷却系统还可包括空气冷却装置，以对动力转向液更好地冷却。
根据本发明的第二个方面，本发明涉及一种动力转向器冷却系统， 所述系统包括适于安装于动力转向器壳体或成为该壳体一部分的热交 换器，还包括适于与动力转向液进行热交换的冷却液的流动通道。
热交换器可适于安装在已运行过的动力转向器上，或成为与动力 转向器一体的部分。
热交换器可包括将该热交换器安装到动力转向器的动力转向液入 口或出口或相邻处的装置。热交换器可包括转接板，其能允许热交换 器安装到不同种类的动力转向器上，这些动力转向器具有不同的入口 或出口管管接头，或从其壳体伸出的其他部分。这样，同种类型的热 交换器可通过转接板安装到不同种类的动力转向器上。
优选地，热交换器包括具有冷却液入口和出口的板式冷却器，如
上所述，热交换器优选使用安装有动力转向器的车辆上的发动机的发 动机冷却液。
冷却系统还可包括空气冷却装置，以对动力转向液更好地冷却。
根据本发明的第三个方面，本发明涉及一种重型车辆，其包括根 据本发明第一个方面的动力转向器，和根据本发明第二个方面的冷却 系统。
根据本发明的第四个方面，本发明涉及一种对重型车辆上动力转 向器的动力转向液进行冷却的方法，所述方法包括以下步骤
将热交换器设置在动力转向器的动力转向液入口或出口上， 泵送冷却液使其流经热交换器，从而与动力转向液发生热交换使 动力转向液冷却。
泵送冷却液的步骤优选地由车辆发动机的冷却液泵来执行，所述 冷却液由发动机散热器冷却。
在泵液被发动机冷却液冷却的冷却系统的使用中有一个优点，即 可能会增加泵流量而不会造成系统过热的危险。例如，这种流量的增 加在怠速的时候是有利的。本发明的另一个优点在于无需改变现有的 系统或泵的设计就可以使用。本发明还有一个优点在于动力转向液可 通过如具有相对小壁厚的管流经热交换器。这使得冷却比基于泵的其
它部分如整个泵壳体的冷却的系统更有效率。
在下文中，将参照附图对本发明的优选实施例进行描述，其中 图1是根据本发明的用于车辆上的冷却系统的优选实施例的示意 性视图。
图2示出了冷却系统，其中热交换器通过中间转接板安装于动力
转向器的壳体，和
图3示出了根据本发明的热交换器内部的实施例。
具体实施例方式
图1示意性地示出了冷却系统的优选设计，其中发动机冷却液还 用于冷却动力转向液。动力转向器1用于减少车辆转向时所需的转向
力。热交换器2通过转接板3安装于动力转向器。泵5在动力转向液
中产生高压，该动力转向液流进动力转向器1。转向液的压力在动力转 向器中减小，这样转向液在离开动力转向器和进入热交换器时处于低
压。转向液从热交换器流进液压油箱4。
在所示的优选实施例中，冷却系统使用发动机冷却液对用于动力 转向系统的动力转向液进行冷却。为了对动力转向液进行冷却，发动
机上的冷却液泵6用来使冷却液从发动机7经由发动机散热器8穿过 用于动力转向泵液泵的热交换器2而得以循环。热交换器包括用于动 力转向泵液的第一流动通道和用于冷却液的第二流动通道。
在另一个实施例中，用于冷却动力转向液的液体并不是发动机冷 却液，而是特别用于此目的的液体。在这种情况下，可应用具有泵和 散热器的分离冷却系统。
图2示出了动力转向器1，其中热交换器2通过中间转接板3安 装在动力转向器1的壳体9上。动力转向器系统自行运行，即没有冷 却系统，当系统在泵液不需要冷却的条件下使用时是合适的。处于高 压的动力转向液通过第一部分11处的入口 10进入动力转向器1，并从 第二部分13处的出口 12离开动力转向器1。在所示的实施例中，热交 换器2安装于第二部分13，但在本发明的另一个实施例中，其可以相 似的方式安装于第一部分11。根据入口和/或出口的位置，热交换器还 可以安装在壳体的侧部上。热交换器2包括连接装置(未示出)，其 用于通过转接板3将动力转向器出口连接至热交换器2的第一流动通
道的入口 (未示出)。热交换器2的第一流动通道包括回流管15，动 力转向液通过该回流管流回图1中的液压油箱4。
转接板3使冷却系统能够安装到具有出口管管接头12、螺栓16
或从其他平面伸出的部分的动力转向器上。因为不需要对动力转向器 本身进行更进一步的修改，因此本实施例允许对动力转向器系统进行
容易的修改。转接板3的具体设计是可以不相同的，以实现不同动力 转向器设计的紧固安装。
在本发明的另一个实施例中，热交换器3没有使用转接板而直接 安装在动力转向器1的壳体9上，从而保证了更紧凑的方案。例如当 仅使用一种类型的动力转向器时，将转接板一体结合到热交换器上是 有利的。此处有可能将冷却系统设计成与动力转向器的一体的部分， 例如通过在动力转向器的底板22中一体地结合冷却系统。
使用或者不使用转接板的热交换器的安装能以多种方式完成。一 种方式是移除一些或所有将底板22连接于壳体的螺栓16，并将它们替 换成将热交换器和底板一起连接于壳体的螺栓(未示出)。另一种方 式是移除底板，并将其替换为使用相同的螺栓孔的热交换器。热交换 器还可被夹紧至壳体，例如将其夹紧到底板的边缘。
在本发明的优选实施例中，冷却液通过流入管管接头n进入热交 换器2中的第二流动通道，并通过回流管管接头18离开热交换器2。 冷却液可以是发动机冷却液或仅用于动力转向液冷却的其他液体。
图3示出了热交换器2内部的一个实施例，其中冷却液在限定第 一流动通道20的部分呈螺旋状的管19中流动。热交换器的内部形成 限定第二流动通道的腔21，该第二流动通道供泵液通过。该两种液体 仅由螺旋管的壁隔开，其实现热交换并由此达到冷却效果。热交换器 的外形可与图中所示的不同。此外，两流动通道的具体设计可与此处
描述的不同，例如，泵液可沿着装有冷却液的流动通道的形状而在螺 旋管中流动。
如果冷却系统还包括空气冷却的话，则可增强泵液的冷却。这种 空气冷却可通过例如让泵液流过的管穿过传统的空气冷却系统来设 置。
应当理解的是，可在权利要求的范围内实现上述实施例的多种修 形式和变化。
权利要求
1.一种动力转向器(1)，包括壳体(9)、用于动力转向液的流动通道和安装于所述壳体(9)或成为该壳体的一部分的热交换器(2)，其特征在于，所述热交换器(2)包括用于动力转向液的第一流动通道，和用于冷却液的第二流动通道，该冷却液适于与动力转向液进行热交换以冷却动力转向液。
2. 根据权利要求1所述的动力转向器，包括高压液入口 (10)和 低压液出口 (12)，热交换器(2)安装在所述入口或出口 (10， l2) 上或附近。
3. 根据权利要求1所述的动力转向器，包括高压液入口 (10)和 低压液出口 (12)，热交换器(2)为所述入口或出口 (10， 12)的一 体部分。
4. 根据权利要求1-3中任一项所述的动力转向器，其中热交换器 (2)包括具有冷却液入口 (17)和出口 (18)的板式冷却器(2)。
5. 根据权利要求1-4中任一项所述的动力转向器，其中冷却液是 安装有动力转向器(1)的车辆上的发动机(7)的发动机冷却液。
6. 根据权利要求1-5中任一项所述的动力转向器，其中冷却系统 还包括用于冷却动力转向液的空气冷却装置。
7. —种用于动力转向器(1)的冷却系统，所述系统包括适于安 装在动力转向器(1)的壳体(9)上或成为该壳体的一部分的热交换 器(2)，并且包括用于动力转向液的第一流动通道和用于冷却液的第 二流动通道，该冷却液适于与动力转向液进行热交换。
8. 根据权利要求7所述的冷却系统，其中热交换器(2)适于安装在已运行的动力转向器(1)上。
9. 根据权利要求7所述的冷却系统，其中热交换器(2)是与动 力转向器(1) 一体的部分。
10. 根据权利要求7-9中任一项所述的冷却系统，其中热交换器 (2)包括将该热交换器安装到动力转向器(1)的动力转向液入口 (10)或出口 (12)上的装置。
11. 根据权利要求7-10中任一项所述的冷却系统，其中热交换器 (2)包括具有冷却液入口 (17)和出口 (18)的板式冷却器(2)。
12. 根据权利要求7-8和10-11中任一项所述的冷却系统，还包括 允许将热交换器(2)安装到不同种类动力转向器(1)上的转接板(3)， 所述动力转向器(1)具有不同的入口 (10)或出口 (12)管接头或其 它从该动力转向器的壳体(9)伸出的部分。
13. 根据权利要求7-12中任一项所述的冷却系统，其中冷却系统 适于使用安装有动力转向器(1)的车辆上的发动机(7)的发动机冷 却液。
14. 根据权利要求7-13中任一项所述的冷却系统，其中冷却系统 还包括用于冷却动力转向液的空气冷却装置。
15. —种重型车辆，包括根据权利要求1-6中任何一项所述的动力 转向器(1)。
16. 根据权利要求15的车辆，包括根据权利要求7-14中任一项所 述的冷却系统。
17. —种冷却重型车辆动力转向器(1)的动力转向液的方法，该 方法包括以下步骤将热交换器(2)设置在动力转向器(1)的动力转向液入口 (10) 或出口 (12)上，通过热交换器(2)泵送冷却液，用于与动力液进行热交换从而冷 却动力转向液。
18. 根据权利要求17所述的方法，其中泵送冷却液的步骤由车辆 发动机(7)的冷却液泵(6)来提供，所述冷却液由发动机散热器(8) 冷却。
全文摘要
本发明的第一方面涉及一种重型车辆用动力转向器(1)，其中所述动力转向器(1)包括壳体(9)和动力转向液流动通道，此外，热交换器(2)安装在所述壳体(9)上或成为该壳体的一部分。热交换器(2)包括用于动力转向液的第一流动通道，和用于冷却液的第二流动通道，该冷却液适于与动力转向液进行热交换。本发明还涉及一种动力转向器(1)冷却系统，一种包括具有所述冷却系统的动力转向器的重型车辆，以及一种对重型车辆上动力转向器(1)的动力转向液进行冷却的方法。
文档编号F15B21/04GK101107157SQ200580047149
公开日2008年1月16日 申请日期2005年12月8日 优先权日2005年1月24日
发明者罗尔夫·托勒森 申请人:沃尔沃拉斯特瓦格纳公司