專利名稱：工程機械冷卻風(fēng)扇及液壓、變矩器油液流量控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于工程機械技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種工程機械冷卻風(fēng)扇及液壓、 變矩器油液流量控制裝置。
背景技術(shù)：
目前，工程機械發(fā)動機冷卻系統(tǒng)的冷卻風(fēng)扇大都由發(fā)動機曲軸帶動，使冷卻空氣 通過散熱器帶走冷卻水的熱量，這種機械驅(qū)動方式，使風(fēng)扇的冷卻能力僅隨發(fā)動機的轉(zhuǎn)速 而變，卻不能隨發(fā)動機的熱狀態(tài)和環(huán)境溫度的改變而自動變化，所以必然會造成低速、大 負載工作時，冷卻能力嚴重不足，而高速、中小負載工作時冷卻過度等現(xiàn)象，這不僅影響 了工程進度，而且增加了燃油消耗，從而提高了作業(yè)成本；目前，還有部分大型工程機械采 用獨立散熱系統(tǒng)，即通過電液驅(qū)動來控制冷卻風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速，此系統(tǒng)是在液壓泵及液壓馬達 組成的回路中加入電磁比例溢流閥，系統(tǒng)由冷卻液溫度傳感器檢測發(fā)動機冷卻液溫度，并 將冷卻液溫度信號傳給微控單元ECU，ECU處理該信號后，發(fā)出控制信號，既而調(diào)整先導(dǎo)型 電磁比例溢流閥的輸入電流來改變溢流閥的調(diào)整壓力，改變通過液壓馬達的流量來改變風(fēng) 扇的轉(zhuǎn)速，這樣風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速隨發(fā)動機溫度的高低而自動調(diào)節(jié)。但是，液壓油及變矩器油都 集中到一起進行散熱時，這種系統(tǒng)的局限性就顯現(xiàn)出來了。如果發(fā)動機溫度挺高，而液壓油 和變矩器油溫很低的話，根據(jù)控制方法風(fēng)扇轉(zhuǎn)速就會提高，則液壓油溫和變矩器油溫升高 就會很慢，這樣就會影響工作效率。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，提供了一種工程機械冷卻風(fēng)扇及液壓、 變矩器油液流量控制裝置。本實用新型目的是提供一種具有結(jié)構(gòu)簡單，控制準確，操作方便，安全可靠，冷卻 介質(zhì)溫升快，性能穩(wěn)定等特點的工程機械冷卻風(fēng)扇及液壓、變矩器油液流量控制裝置。針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，為合理控制風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速，將所有冷卻液的溫度通過傳 感器發(fā)給控制器，控制器來控制風(fēng)扇轉(zhuǎn)速。本實用新型的結(jié)構(gòu)分為兩部分冷卻風(fēng)扇的控制 裝置，包括溫度傳感器、控制器、冷卻裝置、定量馬達、電磁比例溢流閥、定量泵，其中溫度傳 感器通過電纜與控制器相連，電磁比例溢流閥的控制信號輸入端口與控制器相連，電磁比 例溢流閥的進回油口分別與定量泵的輸出口及油箱相連，定量泵通過過濾器與油箱相連， 定量馬達的兩端并聯(lián)設(shè)有一單向閥，定量馬達的輸出軸與冷卻裝置中的冷卻風(fēng)扇相連。液 壓油及變矩器油通過冷卻器流量的控制裝置，包括溫度傳感器、控制器、冷卻裝置、電磁比 例溢流閥，其中溫度傳感器通過電纜與控制器相連，電磁比例溢流閥的控制信號輸入端口 與控制器相連，電磁比例溢流閥并聯(lián)于冷卻裝置的進出油回路。本實用新型工程機械冷卻風(fēng)扇及液壓、變矩器油液流量控制裝置采用如下技術(shù)方 案—種工程機械冷卻風(fēng)扇及液壓、變矩器油液流量控制裝置，其特點是控制裝置包
3括溫度傳感器、控制器、冷卻裝置、定量馬達、電磁比例溢流閥、定量泵；溫度傳感器有電纜 與控制器相連，電磁比例溢流閥控制信號輸入端口與控制器相連，電磁比例溢流閥進回油 口分別與定量泵輸出口及油箱相連，定量馬達輸出軸驅(qū)動連接冷卻裝置的冷卻風(fēng)扇；電磁 比例溢流閥并聯(lián)于冷卻裝置的進出油回路。本實用新型工程機械冷卻風(fēng)扇及液壓、變矩器油液流量控制裝置還可以采取如下 技術(shù)措施所述的工程機械冷卻風(fēng)扇及液壓、變矩器油液流量控制裝置，其特點是 器有3個，分別安裝于發(fā)動機水泵出口、液壓油箱泵吸油口、變矩器油出口。所述的工程機械冷卻風(fēng)扇及液壓、變矩器油液流量控制裝置，其特點是 溢流閥有3個，分別并聯(lián)于定量泵兩端、冷卻裝置液壓油和變矩器油進出回路。所述的工程機械冷卻風(fēng)扇及液壓、變矩器油液流量控制裝置，其特點是 過濾器與油箱相連。所述的工程機械冷卻風(fēng)扇及液壓、變矩器油液流量控制裝置，其特點是 兩端并聯(lián)有一單向閥。本實用新型具有的優(yōu)點和積極效果一種工程機械冷卻風(fēng)扇及液壓、變矩器油液流量控制裝置，由于采用了本實用新 型全新的技術(shù)方案，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本技術(shù)方案能夠根據(jù)工況中各種冷卻液溫度的實際 情況，實時控制冷卻裝置內(nèi)的冷卻風(fēng)扇及控制其余冷卻液體通過冷卻裝置的流量的裝置， 來實現(xiàn)對冷卻裝置內(nèi)的各種冷卻液溫度的精確控制。具有以下特點(1)本實用新型冷卻風(fēng)扇及液壓油和變矩器油通過冷卻器的流量的控制裝置，當 發(fā)動機啟動時，各種冷卻液的溫度都在最低，控制器給電磁比例溢流閥輸入最大電流，溢流 閥的溢流量最大，冷卻風(fēng)扇在最低轉(zhuǎn)速下旋轉(zhuǎn)，液壓油和變矩器油大部分經(jīng)過電磁比例溢 流閥進行循環(huán)，這樣有利于各種冷卻介質(zhì)得以迅速上升到工作溫度。(2)本實用新型冷卻風(fēng)扇轉(zhuǎn)速及液壓油和變矩器油通過冷卻裝置流量的控制裝置 實現(xiàn)了對各種冷卻介質(zhì)的精確控制，使之在其最合適的溫度點附近區(qū)域工作。本實用新型具有結(jié)構(gòu)簡單，控制準確，操作方便，安全可靠，冷卻介質(zhì)溫升快，性能 穩(wěn)定等優(yōu)點。

圖1是本實用新型的連接結(jié)構(gòu)原理示意圖；圖2是本實用新型電氣原理示意圖；圖3是本實用新型控制器的接口電路原理示意圖。圖中，1.溫度傳感器，2.控制器，3.冷卻裝置，4.冷卻風(fēng)扇，5.定量馬達，6.單向 閥，7.電磁比例溢流閥，8.定量泵，9.過濾器，10.發(fā)動機，11.發(fā)動機E⑶。
具體實施方式
為能進一步了解本實用新型的技術(shù)內(nèi)容、特點及功效，茲列舉以下實例，并配合附 圖詳細說明如下參照附圖1至圖3。
溫度傳感 電磁比例
定量泵有 定量馬達[0024]實施例1一種工程機械冷卻風(fēng)扇及液壓、變矩器油液流量控制裝置，包括溫度傳感器1、控 制器2、冷卻裝置3、定量馬達5、電磁比例溢流閥7、定量泵8 ；溫度傳感器1有3個，分別安 裝于發(fā)動機水泵出口、液壓油箱泵吸油口、變矩器油出口。溫度傳感器有電纜與控制器相 連，電磁比例溢流閥控制信號輸入端口與控制器相連，電磁比例溢流閥進回油口分別與定 量泵輸出口及油箱相連，定量泵有過濾器與油箱相連。定量馬達輸出軸驅(qū)動連接冷卻裝置 的冷卻風(fēng)扇4 ；定量馬達5兩端并聯(lián)有一單向閥6。電磁比例溢流閥7有3個，分別并聯(lián)于 定量泵兩端、冷卻裝置液壓油和變矩器油進出回路。本實施例的具體結(jié)構(gòu)及其工作過程如圖1和圖2所示，工程機械冷卻風(fēng)扇及液壓油和變矩器油通過冷卻裝置流量的 控制裝置，包括溫度傳感器1、控制器2、冷卻裝置3、定量馬達5、電磁比例溢流閥7和定量 泵8，其中溫度傳感器1通過電纜與控制器2相連，電磁比例溢流閥7分別并聯(lián)于液壓油冷 卻裝置的輸入輸出口、變矩器油冷卻裝置的輸入輸出口、及定量馬達5的兩端，電磁比例溢 流閥7的控制信號輸入端口與控制器2相連，定量馬達5與冷卻裝置3內(nèi)的冷卻風(fēng)扇4相 連。整個裝置的液壓傳動系統(tǒng)由電磁比例溢流閥7、定量馬達5及定量泵8構(gòu)成主回路，在 定量馬達5的兩端并聯(lián)一單向閥6和電磁比例溢流閥7，單向閥6起給定量馬達5補油的作 用，電磁比例溢流閥7通過控制器2的控制信號改變閥的流量來控制定量馬達5及冷卻風(fēng) 扇4的轉(zhuǎn)速，還有液壓油及變矩器油通過冷卻裝置的流量。冷卻裝置3采用組合方式冷卻 器，其可以為水冷卻器、空-空中冷器和液壓油及變矩器油冷卻器上下疊加構(gòu)成的并聯(lián)型 式，該冷卻裝置3內(nèi)的冷卻風(fēng)扇4由定量馬達5進行驅(qū)動。本實用新型的控制方法為通過 溫度傳感器1對發(fā)動機冷卻液溫度、液壓油和變矩器油的溫度進行采樣，將采集到的信號 通過電纜傳送給控制器2，控制器2根據(jù)三種冷卻介質(zhì)的實時溫度與其理想工作溫度的差 異輸出控制信號至電磁比例溢流閥7，通過控制電磁比例溢流閥的流量來控制定量馬達5 和冷卻風(fēng)扇4的轉(zhuǎn)速以及控制液壓油和變矩器油通過冷卻裝置的流量。一個溫度傳感器1 發(fā)動機自帶，對發(fā)動機冷卻液溫度進行實時采樣并將信息傳給發(fā)動機控制器；另外兩個溫 度傳感器1分別安裝于液壓油箱各泵吸油口附近及變矩器油出口處。這兩個溫度傳感器1 分別對液壓油和變矩器油溫度進行實時采樣，并將采集到的溫度信息傳送給控制器2，從而 通過控制器2對電磁比例溢流閥7進行控制已達到控制定量馬達5和冷卻風(fēng)扇4轉(zhuǎn)速及控 制液壓油和變矩器油通過冷卻裝置流量的目的。發(fā)動機冷卻液溫度的實時信息通過發(fā)動機 控制器通過CAN總線傳給控制器2，液壓油及變矩器油溫度傳感器信息直接傳給控制器2， 控制器2的三個PWM端口分別與三個電磁比例溢流閥7相連。風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速控制以及液壓油和變矩器油溫的控制都是通過控制電磁比例溢流閥 來實現(xiàn)的。電磁比例溢流閥是通過輸入電流來調(diào)節(jié)溢流量的，電流降低溢流量減小，定量馬 達5兩端的壓力增大從而提高了馬達的轉(zhuǎn)速，冷卻風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速隨之提高，還有液壓油和變 矩器油通過冷卻裝置的流量就會加大。以下對本實施例的工作原理進行詳細說明1、發(fā)動機冷卻液的最佳工作溫度為80°Ca90°C，液壓油溫的最佳工作溫度為50 -70°C，變矩器油溫的工作溫度為80°C a 100°C，當發(fā)動機剛啟動時，各種冷卻液的溫度都 接近環(huán)境溫度，都達不到其最佳工作溫度。此時發(fā)動機冷卻液不經(jīng)過冷卻裝置而進行內(nèi)部循環(huán)。測量各種冷卻液溫度的溫度傳感器1測到發(fā)動機溫度低于80°C，液壓油溫低于50°C， 變矩器油溫低于80°C，溫度信息傳送給控制器2，控制器2發(fā)出控制信號，電磁比例溢流閥 的輸入電流最大，電磁比例溢流閥7-1的溢流量最大，定量馬達5兩端的壓差最小，冷卻風(fēng) 扇按最慢的轉(zhuǎn)速進行旋轉(zhuǎn)，各種冷卻液的溫度都能迅速升高。由于各種冷卻介質(zhì)所需的冷 卻功率隨工況的變化而變化的模式不盡相同，再加上各種冷卻裝置3匹配設(shè)計時的誤差， 所以這幾種冷卻介質(zhì)的溫度變化情況也不盡相同。具體分為以下幾種情況情況一當發(fā)動機冷卻液的溫度超過90°C，其余兩種介質(zhì)的溫度還沒達到最低工 作溫度時，此時冷卻風(fēng)扇應(yīng)該增加轉(zhuǎn)速，為了讓液壓油和變矩器油溫度繼續(xù)升高，就可以減 少這兩種介質(zhì)通過冷卻裝置的流量來實現(xiàn)。溫度傳感器1采集的溫度信息傳給控制器2，控 制器發(fā)出控制信號，調(diào)節(jié)電磁比例溢流閥7的輸入電流，其中電磁比例溢流閥7-1逐漸降低 其輸入電流，其溢流量就會減小，定量馬達5兩端的壓差增大，定量馬達5及冷卻風(fēng)扇4的 轉(zhuǎn)速增大，冷卻液的溫度逐漸降低，直到到達90°C以下，電磁比例溢流閥7-2和7-3的輸入 電流要逐漸增大，從而使其溢流量增大，液壓油和變矩器油就會通過旁路進行循環(huán)，使其溫 度逐漸升高。當兩者的溫度達到最大工作溫度時，電磁比例溢流閥7-2和7-3的輸入電流 逐漸降低，其溢流量逐漸減少，液壓油及變矩器油通過冷卻裝置進行循環(huán)流動，通過風(fēng)扇來 進行散熱。情況二 當三種冷卻介質(zhì)溫度都達到上限時，控制器2給電磁比例溢流閥7輸入的 電流要逐漸降低，直到達到最小值，此時，電磁比例溢流閥7的溢流量都達到最小，冷卻風(fēng) 扇轉(zhuǎn)速升高，液壓油和變矩器油也全部通過冷卻裝置3進行循環(huán)，各種冷卻介質(zhì)都能很好 的進行散熱。情況三當液壓油或變矩器油或者兩者同時達到最大工作溫度時，此時應(yīng)對應(yīng)使 電磁比例溢流閥7-2或7-3或兩者的溢流量最小，冷卻介質(zhì)通過冷卻器進行散熱，與此同 時，應(yīng)升高冷卻風(fēng)扇4的轉(zhuǎn)速，由于發(fā)動機內(nèi)部節(jié)溫器使冷卻液在低于最低工作溫度時完 全進入小循環(huán)，冷卻裝置冷卻功率的增加不會造成發(fā)動機冷卻液被“過”冷。
權(quán)利要求1.一種工程機械冷卻風(fēng)扇及液壓、變矩器油液流量控制裝置，其特征是控制裝置包 括溫度傳感器、控制器、冷卻裝置、定量馬達、電磁比例溢流閥、定量泵；溫度傳感器有電纜 與控制器相連，電磁比例溢流閥控制信號輸入端口與控制器相連，電磁比例溢流閥進回油 口分別與定量泵輸出口及油箱相連，定量馬達輸出軸驅(qū)動連接冷卻裝置的冷卻風(fēng)扇；電磁 比例溢流閥并聯(lián)于冷卻裝置的進出油回路。
2.按照權(quán)利要求1所述的工程機械冷卻風(fēng)扇及液壓、變矩器油液流量控制裝置，其特 征是溫度傳感器有3個，分別安裝于發(fā)動機水泵出口、液壓油箱泵吸油口、變矩器油出口。
3.按照權(quán)利要求1所述的工程機械冷卻風(fēng)扇及液壓、變矩器油液流量控制裝置，其特 征是電磁比例溢流閥有3個，分別并聯(lián)于定量泵兩端、冷卻裝置液壓油和變矩器油進出回 路。
4.按照權(quán)利要求1所述的工程機械冷卻風(fēng)扇及液壓、變矩器油液流量控制裝置，其特 征是定量泵有過濾器與油箱相連。
5.按照權(quán)利要求1所述的工程機械冷卻風(fēng)扇及液壓、變矩器油液流量控制裝置，其特 征是定量馬達兩端并聯(lián)有一單向閥。
專利摘要本實用新型涉及一種工程機械冷卻風(fēng)扇及液壓、變矩器油液流量控制裝置。本實用新型屬于工程機械技術(shù)領(lǐng)域。一種工程機械冷卻風(fēng)扇及液壓、變矩器油液流量控制裝置，其特點是控制裝置包括溫度傳感器、控制器、冷卻裝置、定量馬達、電磁比例溢流閥、定量泵；溫度傳感器有電纜與控制器相連，電磁比例溢流閥控制信號輸入端口與控制器相連，電磁比例溢流閥進回油口分別與定量泵輸出口及油箱相連，定量馬達輸出軸驅(qū)動連接冷卻裝置的冷卻風(fēng)扇；電磁比例溢流閥并聯(lián)于冷卻裝置的進出油回路。本實用新型具有結(jié)構(gòu)簡單，控制準確，操作方便，安全可靠，冷卻介質(zhì)溫升快，性能穩(wěn)定等優(yōu)點。
文檔編號F01P7/12GK201891484SQ20102063523
公開日2011年7月6日 申請日期2010年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月30日
發(fā)明者孟廣良, 張衛(wèi)東, 李鶯鶯, 高立霞 申請人:天津工程機械研究院