專利名稱：變量泵在內(nèi)燃機車靜液壓系統(tǒng)中的運用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種變量泵的應用，特別是涉及一種變量泵在內(nèi)燃機車靜液 壓系統(tǒng)中用來控制內(nèi)燃機車冷卻風扇的轉(zhuǎn)動時的應用。
技術(shù)背景在我國內(nèi)燃機車冷卻風扇的驅(qū)動絕大多數(shù)采用靜液壓傳動技術(shù)；靜液壓 馬達通過溫度控制閥中的恒溫元件，把冷卻風扇轉(zhuǎn)速的變化與柴油機油水 溫度的變化結(jié)合起來，通過溫度控制閥和安全閥來控制冷卻水溫度的變化 以達到自動控制水溫的目的。這種方式的缺點是一方面溫度控制閥的實用 使得靜液壓系統(tǒng)的可靠性不高，而且因頻繁更換溫度控制元件而放水放油， 大大增加了機車用戶的維護工作量和維護成本。另一方面由于增加了靜液 壓系統(tǒng)安全閥和溫度控制閥后管路連接異常復雜，布置不方便，減振、隔 振的效果都不理想，該系統(tǒng)的安裝布置形式不能很好的適應在內(nèi)燃機車上 這樣空間位置緊張的地方安裝使用，而且也增加了管路因振動造成裂漏的 可能性，同時安全閥經(jīng)常犯卡的問題也使內(nèi)燃機車可靠性降低。也同時使 得整個系統(tǒng)的冷卻效果不理想。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問題而提供的一種變量泵在 內(nèi)燃機車靜液壓系統(tǒng)中的運用，能提高靜液壓系統(tǒng)的可靠性，大大降低機 車用戶的維護工作量和維護成本，管路連接更加簡單，布置方便，容易減 振、隔振，降低管路因振動造成裂漏的可能性，同時也能解決現(xiàn)有技術(shù)中 的安全閥經(jīng)常犯卡的問題，使內(nèi)燃機車更加可靠，柴油機的油水溫度可以 控制得更加精確和合理，控制方式簡單，可以解決現(xiàn)有車型冷卻能力不足 的問題的。本發(fā)明的目的是通過下列技術(shù)方案實現(xiàn)的變量泵在內(nèi)燃機車靜液壓系 統(tǒng)中的運用，包括如下步驟a、 在內(nèi)燃機車柴油機出水口上安裝有溫度傳感器，檢測柴油機冷卻水 溫度，并將此信息傳輸?shù)綑C車微機；b、 機車微機根據(jù)柴油機出水口溫度及其變化情況，按照使柴油機冷卻 水溫度趨于最佳所需的風扇轉(zhuǎn)速范圍的原則控制直流電機的啟動、停止及旋轉(zhuǎn)方向；C 、由直流電機驅(qū)動變量泵變量，在機車微機計算出所需的風扇轉(zhuǎn)速后， 將與實際的風扇轉(zhuǎn)速進行比較，若風扇實際轉(zhuǎn)速不在計算出的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，則機車微機將控制直流電機驅(qū)動變量泵變量，以使控制風扇轉(zhuǎn)動的定量柱 塞馬達的轉(zhuǎn)速朝所需方向變化。在所述風扇轉(zhuǎn)軸上連接有一個轉(zhuǎn)速傳感器，轉(zhuǎn)速傳感器接收到風扇的實 際轉(zhuǎn)速的信息后，將此信息傳輸?shù)綑C車微機。所述步驟C還包括如下步驟:在風扇轉(zhuǎn)速達到所需轉(zhuǎn)速范圍的中間值時， 由機車微機控制直流電機斷電，從而使變量泵停止變量。所述步驟C還包括如下步驟在機車準備停機，柴油機熄火前，機車微 機先控制直流電機使變量泵變量到最小排量，在柴油機啟動而柴油機冷卻 水溫度沒有達到規(guī)定值時變量泵沒有輸出或只有很小的輸出，負載很小， 有利于降低機車的輔助功率消耗。所述變量泵的變量是緩慢而連續(xù)的，定量柱塞馬達的轉(zhuǎn)速的變化也就是 緩慢而連續(xù)的。所述變量泵的尾部設(shè)有軸伸，可用手動方式將變量泵調(diào)整到足夠大的排 量，保證變量泵的控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，內(nèi)燃機車冷卻系統(tǒng)能正常工作。 所述變量泵的排量可以大于定量柱塞馬達的排量的5 8%。 本發(fā)明的工作原理如下在內(nèi)燃機車柴油機出水口上裝有溫度傳感器，檢測柴油機冷卻水溫度。 機車微機根據(jù)柴油機出水口溫度及其變化情況，按照使柴油機冷卻水溫度 趨于最佳所需的風扇轉(zhuǎn)速范圍。變量柱塞泵向定量柱塞馬達供油，定量柱 塞馬達帶動風扇旋轉(zhuǎn)，在風扇轉(zhuǎn)軸上裝有轉(zhuǎn)速傳感器，檢測風扇轉(zhuǎn)速，并 將檢測到的信息傳送到機車微機。變量柱塞泵由直流電機驅(qū)動變量，直流 電機的啟動、停止及旋轉(zhuǎn)方向由機車微機控制。在機車微機計算出所需的 風扇轉(zhuǎn)速后，將與實際的風扇轉(zhuǎn)速進行比較，若風扇實際轉(zhuǎn)速不在計算出 的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，則控制直流電機驅(qū)動變量柱塞泵變量，以使定量柱塞馬達 轉(zhuǎn)速朝所需方向變化直到定量柱塞馬達轉(zhuǎn)速達到所需轉(zhuǎn)速范圍的中間值 時，直流電機斷電，油泵停止變量。在機車準備停機，柴油機熄火前，機 車微機先控制變量柱塞泵變量到最小排量，在柴油機啟動而柴油機冷卻水 溫度沒有達到規(guī)定值時變量柱塞泵沒有輸出或只有很小的輸出，負載很小， 有利于降低機車的輔助功率消耗。另外，變量柱塞泵的變量是緩慢而連續(xù) 的，定量柱塞馬達轉(zhuǎn)速的變化也就是緩慢而連續(xù)的，從而避免了原定量泵系統(tǒng)中定量柱塞馬達啟動時的液壓沖擊，也有利于改善液壓馬達在風扇減 速及停轉(zhuǎn)過程中的吸空現(xiàn)象，有利于延長定量柱塞馬達的使用壽命。同時， 類似于內(nèi)燃機車輔助交流傳動系統(tǒng)中冷卻風扇轉(zhuǎn)速的變頻控制原理，風扇 轉(zhuǎn)速按柴油機冷卻水散熱的需要而定，降低內(nèi)燃機車的輔助功率消耗，能 減少能源浪費，還可大大提高系統(tǒng)可靠性。變量泵與馬達相匹配的時候， 可以選擇變量泵的排量可以大于馬達的排量5 8%，為在某些特定環(huán)境需 要的冷卻能力留下富余量，可以解決現(xiàn)有車型冷卻能力不足的問題。為提 高系統(tǒng)的可靠性，在變量泵尾部設(shè)有軸伸，以備在控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障時， 可用手動方式將油泵調(diào)整到足夠大的排量，保證變量泵的控制系統(tǒng)出現(xiàn)故 障時，內(nèi)燃機車冷卻系統(tǒng)能正常工作，從而避免機車機破事故的發(fā)生。 從本發(fā)明的技術(shù)方案特征可以看出，本發(fā)明的優(yōu)點在于以下幾點1、 采用變量泵取消溫度控制閥可以提高靜液壓系統(tǒng)的可靠性，不用因 頻繁更換溫度控制元件而放水放油，可大大降低機車用戶的維護工作量和 維護成本；2、 變量泵可以自帶安全閥，可以取消靜液壓系統(tǒng)安全閥，取消安全閥和溫度控制閥后管路連接更加簡單，布置方便，容易減振、隔振，該系統(tǒng) 的安裝布置形式更加適合在內(nèi)燃機車上這樣空間位置緊張地方安裝使用， 還可以大大降低管路因振動造成裂漏的可能性，同時也可解決安全閥經(jīng)常犯卡的問題，使內(nèi)燃機車更加可靠；3、 變量泵結(jié)構(gòu)的采用，可以提高風扇轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)性能，柴油機的油水溫 度可以控制得更加精確和合理，對機車冷卻風扇的控制效果和方式可以完 全可以達到輔助交流傳動變頻控制的水平，溫度控制的動作值可以在機車 微機內(nèi)調(diào)整，控制方式簡單；4、 變量泵與馬達相匹配的時候，可以選擇變量泵的排量可以大于馬達 的排量5 8%，為在某些特定環(huán)境需要的冷卻能力留下富余量，可以解決 現(xiàn)有車型冷卻能力不足的問題；5、 變量泵結(jié)構(gòu)的采用，當變量泵的變量機構(gòu)在工作中出現(xiàn)問題時可以 通過手動或自動使變量泵的流量達到最大，使冷卻風扇全速轉(zhuǎn)動，防止造 成機車機破，機車維修也更加簡便；6、 采用變量泵的結(jié)構(gòu)不工作時輸出流量很小，主要為了變量泵散熱的 需要，此時消耗的輔助功率更低；7、 變量泵結(jié)構(gòu)的采用，冷卻風扇可以有更高的最高轉(zhuǎn)速，以適應機車的要求，原靜液壓泵的最高轉(zhuǎn)速限制在靜液壓泵的最高轉(zhuǎn)速不超過1500rpm，而比馬達具有更大排量的變量泵，同樣的泵轉(zhuǎn)速可以使馬達達到 更高的最高轉(zhuǎn)速。8、變量泵結(jié)構(gòu)的采用，可以精確和合理的控制風扇轉(zhuǎn)速，可以降低內(nèi) 燃機車的輔助功率。


圖1為本發(fā)明的工作原理示意圖其中1是柴油機出水口 2是溫度傳感器 3是機車微機 4是風扇 5是轉(zhuǎn)速傳感器6是直流電機 7是變量泵 8是定量柱塞馬達 具體實時方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步的說明 優(yōu)選實施例如圖1所示，變量泵在內(nèi)燃機車靜液壓系統(tǒng)中的運用，包括如下步驟a、 在內(nèi)燃機車柴油機出水口 l上安裝有溫度傳感器2，檢測柴油機冷卻水溫度，并將此信息傳輸?shù)綑C車微機3;b、 機車微機根據(jù)柴油機出水口 1溫度及其變化情況，按照使柴油機冷卻水 溫度趨于最佳所需的風扇轉(zhuǎn)速范圍的原則控制直流電機6的啟動、停止 及旋轉(zhuǎn)方向；c、 由直流電機6驅(qū)動變量泵7變量，在機車微機3計算出所需的風扇轉(zhuǎn)速 后，將與實際的風扇轉(zhuǎn)速進行比較，若風扇4的實際轉(zhuǎn)速不在計算出的 轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，則機車微機3將控制直流電機6驅(qū)動變量泵7變量，以使 控制風扇4轉(zhuǎn)動的定量柱塞馬達8的轉(zhuǎn)速朝所需方向變化。 在所述風扇4轉(zhuǎn)軸上連接有一個轉(zhuǎn)速傳感器5，轉(zhuǎn)速傳感器5接收到風扇4的實際轉(zhuǎn)速的信息后，將此信息傳輸?shù)綑C車微機3.所述步驟c還包括如下步驟:在風扇轉(zhuǎn)速達到所需轉(zhuǎn)速范圍的中間值時， 由機車微機3控制直流電機6斷電，從而使變量泵7停止變量。所述步驟c還包括如下步驟在機車準備停機，柴油機熄火前，機車微 機3先控制直流電機6使變量泵7變量到最小排量，在柴油機啟動而柴油 機冷卻水溫度沒有達到規(guī)定值時變量泵7沒有輸出或只有很小的輸出，負 載很小，有利于降低機車的輔助功率消耗。所述變量泵7的變量是緩慢而連續(xù)的，定量柱塞馬達8的轉(zhuǎn)速的變化也就是緩慢而連續(xù)的。所述變量泵7的尾部設(shè)有軸伸，可用手動方式將變量泵7調(diào)整到足夠大的排量，保證變量泵7的控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，內(nèi)燃機車冷卻系統(tǒng)能正常工作。所述變量泵7的排量可以大于定量柱塞馬達8的排量的5 8。％。
權(quán)利要求
1、變量泵在內(nèi)燃機車靜液壓系統(tǒng)中的運用，其特征在于包括如下步驟a、在內(nèi)燃機車柴油機出水口(1)上安裝有溫度傳感器(2)，檢測柴油機冷卻水溫度，并將此信息傳輸?shù)綑C車微機(3)；b、機車微機(3)根據(jù)柴油機出水口(1)溫度及其變化情況，按照使柴油機冷卻水溫度趨于最佳所需的風扇轉(zhuǎn)速范圍的原則控制直流電機(6)的啟動、停止及旋轉(zhuǎn)方向；c、由直流電機(6)驅(qū)動變量泵(7)變量，在機車微機(3)計算出所需的風扇轉(zhuǎn)速后，將與實際的風扇轉(zhuǎn)速進行比較，若風扇(4)的實際轉(zhuǎn)速不在計算出的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，則機車微機(3)將控制直流電機(6)驅(qū)動變量泵(7)變量，以使控制風扇(4)轉(zhuǎn)動的定量柱塞馬達(8)的轉(zhuǎn)速朝所需方向變化。
2、 根據(jù)權(quán)力要求l所述的變量泵在內(nèi)燃機車靜液壓系統(tǒng)中的運用，其特征 在于在風扇(4)轉(zhuǎn)軸上連接有一個轉(zhuǎn)速傳感器(5)，轉(zhuǎn)速傳感器(5) 接收到風扇(4)的實際轉(zhuǎn)速的信息后，將此信息傳輸?shù)綑C車微機(3)。
3、 根據(jù)權(quán)力要求l所述的變量泵在內(nèi)燃機車靜液壓系統(tǒng)中的運用，其特征 在于步驟c還包括步驟在風扇轉(zhuǎn)速達到所需轉(zhuǎn)速范圍的中間值時，由 機車微機(3)控制直流電機(6)斷電，從而使變量泵(7)停止變量。
4、 根據(jù)權(quán)力要求l所述的變量泵在內(nèi)燃機車靜液壓系統(tǒng)中的運用，其特征 在于步驟c還包括如下步驟在機車準備停機，柴油機熄火前，機車微 機(3)先控制直流電機(6)使變量泵(7)變量到最小排量，在柴油 機啟動而柴油機冷卻水溫度沒有達到規(guī)定值時變量泵(7)沒有輸出或 只有很小的輸出，負載很小，有利于降低機車的輔助功率消耗。
5、 根據(jù)權(quán)力要求1或4所述的變量泵在內(nèi)燃機車靜液壓系統(tǒng)中的運用，其 特征在于變量泵(7)的變量是緩慢而連續(xù)的，定量柱塞馬達(8)的轉(zhuǎn) 速的變化也就是緩慢而連續(xù)的。
6、 根據(jù)權(quán)力要求1或3或4所述的變量泵在內(nèi)燃機車靜液壓系統(tǒng)中的運用，其特征在于所述變量泵(7)的尾部設(shè)有軸伸，可用手動方式將變量泵(7) 調(diào)整到足夠大的排量，保證變量泵(7)的控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障時， 內(nèi)燃機車冷卻系統(tǒng)能正常工作。
7、 根據(jù)權(quán)力要求1或4所述的變量泵在內(nèi)燃機車靜液壓系統(tǒng)中的運用，其 特征在于所述變量泵(7)的排量可以大于定量柱塞馬達(8)的排量的 5 8%。
全文摘要
本發(fā)明為變量泵在內(nèi)燃機車靜液壓系統(tǒng)中的運用，涉及一種變量泵在內(nèi)燃機車靜液壓系統(tǒng)中用來控制內(nèi)燃機車冷卻風扇的轉(zhuǎn)動時的應用。本發(fā)明的目的是為了能提高靜液壓系統(tǒng)的可靠性而提供的一種變量泵在內(nèi)燃機車靜液壓系統(tǒng)中的運用。具體技術(shù)方案是通過傳感器檢測水溫和風扇的轉(zhuǎn)速并將相關(guān)信息傳輸?shù)綑C車微機，然后通過機車微機控制直流電機，直流電機控制變量泵的變量，然后由定量柱塞馬達控制風扇的轉(zhuǎn)速，其轉(zhuǎn)速信息再通過傳感器檢測后傳輸?shù)綑C車微機，如此反復過程達到連續(xù)控制冷卻系統(tǒng)的目的。本發(fā)明主要在內(nèi)燃機車中的冷卻系統(tǒng)中得到應用。
文檔編號F01P7/00GK101215986SQ20081004517
公開日2008年7月9日 申請日期2008年1月14日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月14日
發(fā)明者范祖和 申請人:南車資陽機車有限公司