專利名稱：具有自動風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)速度調(diào)節(jié)的建筑機械的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及根據(jù)權(quán)利要求I前序部分所述的具有自動風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)速度調(diào)節(jié)的建筑機械和根據(jù)權(quán)利要求15所述的用于驅(qū)動風(fēng)扇的方法。
背景技術(shù)：
在建筑機械，尤其是鋪路機和進料器中，柴油機用作驅(qū)動馬達。柴油機及通過其驅(qū)動的單元都具有廢熱，其視它們的效率程度而定，并必須通過冷卻器消散。在現(xiàn)有的鋪路機中，到所需溫度的冷卻通過不同的冷卻介質(zhì)經(jīng)由換熱器而實現(xiàn)，所述冷卻介質(zhì)例如為冷卻水、進氣和/或液壓油。為了確?？諝饬魍ㄟ^換熱器，風(fēng)扇是冷卻系統(tǒng)的元件。已知的是，將風(fēng)扇剛性地連接到柴油機上，從而使得風(fēng)扇在所有時間都具有對應(yīng)于柴油機輸出旋轉(zhuǎn)速度的風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)速度。 還已知的是，在鋪路機的情形下，采用所需的冷卻空氣供應(yīng)，其在實際中通過液壓驅(qū)動的風(fēng)扇實現(xiàn)。然而這具有缺點，即必須承受風(fēng)扇驅(qū)動中的液壓損失。同樣地，如果需要最優(yōu)化液壓風(fēng)扇驅(qū)動的效率程度的話，財力上的花費將大大地增加。這是因為最優(yōu)化液壓風(fēng)扇驅(qū)動的效率程度意味著不再可能采用經(jīng)濟型的恒流泵。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供具有自動風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)速度調(diào)節(jié)的建筑機械，通過其，冷卻空氣流自動地調(diào)節(jié)為適應(yīng)建筑機械的不同運行條件，由此經(jīng)濟和低噪音的技術(shù)裝置用于該目的。同樣地，本發(fā)明的目標(biāo)還在于提供用于自動調(diào)節(jié)冷卻空氣流的方法。該目標(biāo)通過權(quán)利要求I的技術(shù)特征和權(quán)利要求15的技術(shù)特征而實現(xiàn)。本發(fā)明進一步改進的發(fā)展通過從屬權(quán)利要求的技術(shù)特征而給出。根據(jù)本發(fā)明，建筑機械尤其是鋪路機或進料器。該建筑機械包括驅(qū)動單元和具有提供用于產(chǎn)生冷卻空氣流的風(fēng)扇的冷卻系統(tǒng)。根據(jù)本發(fā)明，該冷卻系統(tǒng)還包括可調(diào)節(jié)的粘性耦合器，其輸入側(cè)連接到驅(qū)動單元上，而輸出側(cè)連接到冷卻系統(tǒng)的風(fēng)扇上。該粘性耦合器將驅(qū)動單元的驅(qū)動扭矩傳遞到位于輸出側(cè)上的風(fēng)扇，從而使得該風(fēng)扇產(chǎn)生冷卻空氣流。在本發(fā)明的情形下，可調(diào)節(jié)的粘性耦合器通過在耦合器內(nèi)的不同油位提供傳遞不同扭矩的可能性。該粘性耦合器包括兩個彼此相對設(shè)置的圓盤，由此一個圓盤形成驅(qū)動單元，而另一個圓盤表示輸出側(cè)。如果扭矩需要傳遞，耦合空間必須填充以油，從而由于油的動態(tài)粘滯度，使得輸出側(cè)隨著輸入側(cè)運動。由于該功能，在粘性耦合器的輸出側(cè)上的旋轉(zhuǎn)速度將總是小于在輸入側(cè)的旋轉(zhuǎn)速度。如果較小的輸出旋轉(zhuǎn)速度需要實現(xiàn)，這可以通過較低的油位而實現(xiàn)。通過在粘性耦合器內(nèi)的永久油循環(huán)，其直到特定的最小旋轉(zhuǎn)速度時才開始，耦合器的油位可以通過油供應(yīng)閥和恒定的排油流的幫助而調(diào)節(jié)。如果存在對粘性耦合器的輸出側(cè)上的低旋轉(zhuǎn)速度的需求，油控制閥關(guān)閉，而仍然在耦合器中的油通過離心力從油出口孔排出油空間。如果在粘性耦合器中沒有油，則最小的旋轉(zhuǎn)速度，也即滑移旋轉(zhuǎn)速度(slip rotational speed)得以建立。如果在輸出側(cè)上的目標(biāo)旋轉(zhuǎn)速度升高的話,必須通過油控制閥供應(yīng)比能夠通過油出口排出更多的油，結(jié)果是旋轉(zhuǎn)速度的增加。如果粘性耦合器完全充滿油，上游旋轉(zhuǎn)速度調(diào)節(jié)需要很長的時間，直至輸出旋轉(zhuǎn)速度達到目標(biāo)旋轉(zhuǎn)速度。驅(qū)動旋轉(zhuǎn)速度越小，該時間長度越長。尤其是在空閑時，粘性耦合器的內(nèi)部油循環(huán)大大減小，從而使得旋轉(zhuǎn)速度調(diào)節(jié)在該運行點處變得不可能。在本發(fā)明的情形下，可調(diào)節(jié)的粘性耦合器確保了在作動器單元和風(fēng)扇之間的低噪音連接。這改進了靠近建筑機械的人員的工作條件，并簡化了他們相互之間的溝通?？烧{(diào)節(jié)的粘性耦合器使得風(fēng)扇根據(jù)狀況的作動變?yōu)榭赡?，由此所需的旋轉(zhuǎn)速度可以根據(jù)粘性耦合器中的油位而為風(fēng)扇進行調(diào)節(jié)，由此該旋轉(zhuǎn)速度能夠獨立于驅(qū)動單元的旋轉(zhuǎn)速度。還有利的是，在本發(fā)明的情形下，粘性耦合器可以最小化或完全防止在驅(qū)動單元和風(fēng)扇之間的扭矩傳遞，從而使得風(fēng)扇以最小的旋轉(zhuǎn)速度運動或者停止。當(dāng)在接近冰凍的溫度下起動建筑機械時，這尤其有用，以盡可能快地達到最優(yōu)的運行溫度。粘性耦合器還允許一種方法以驅(qū)動風(fēng)扇，其比起風(fēng)扇剛性地連接到驅(qū)動單元要更加節(jié)約燃料。建立的風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)速度明確地低于驅(qū)動單元的驅(qū)動旋轉(zhuǎn)速度，由此該減小的風(fēng) 扇旋轉(zhuǎn)速度對于正常的馬達負載是足夠的。粘性耦合器還具有這樣的技術(shù)優(yōu)點，廢熱小于風(fēng)扇液壓驅(qū)動的情形，其結(jié)果是，由于粘性耦合器而獲得改進的總效率程度。此外，粘性耦合器可以這樣調(diào)節(jié)，驅(qū)動單元的扭矩可以以溫和的方式傳遞到風(fēng)扇，意味著柔和地和不是突然地。結(jié)果，風(fēng)扇的合適功能對于建筑機械保留更長的時間段。所述冷卻系統(tǒng)優(yōu)選地包括控制器，其連接到所述粘性耦合器和/或驅(qū)動單元上。特定的油位可以通過控制器在粘性耦合器中調(diào)節(jié)。根據(jù)油位，可能的是，通過粘性耦合器將驅(qū)動扭矩轉(zhuǎn)換為特定的輸出扭矩。粘性耦合器可以通過控制器這樣調(diào)節(jié)，特定的旋轉(zhuǎn)速度或扭矩比率在驅(qū)動單元和風(fēng)扇之間發(fā)生。在本發(fā)明其他實施方式中，所述控制器形成用于記錄所述冷卻系統(tǒng)的至少一個運行溫度。這優(yōu)選地是進氣、液壓油和/或冷卻水的運行溫度。這樣，控制器使得實時監(jiān)測冷卻系統(tǒng)的運行狀態(tài)成為可能。這樣，還確保的是，控制器準(zhǔn)時地驅(qū)動粘性耦合器，以對抗冷卻系統(tǒng)可能發(fā)生的任何極端溫度。除了冷卻系統(tǒng)的運行溫度，還可能的是，控制器形成用于記錄驅(qū)動單元的至少一個運行溫度，優(yōu)選地是入口溫度和/或環(huán)境溫度。這提供了優(yōu)點，尤其是在夏天，由于通過新鋪設(shè)的道路產(chǎn)生的額外的熱，當(dāng)在鄰近建筑機械處發(fā)生極端溫度時，控制器同樣包括用于風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)速度調(diào)節(jié)的環(huán)境條件。還有用的是，控制器形成用于記錄冷卻系統(tǒng)和/或驅(qū)動單元的各個運行溫度的下限和/或上限溫度，從而使得控制器能夠?qū)\行溫度的過熱和/或過冷快速起反應(yīng)。在其他實施方式中，控制器這樣形成用于調(diào)節(jié)粘性耦合器，風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)速度本質(zhì)上對應(yīng)于驅(qū)動單元的驅(qū)動旋轉(zhuǎn)速度。這樣，可能的是，提供最大的冷卻空氣流。當(dāng)控制器確定控制系統(tǒng)和/或驅(qū)動單元的其中一個監(jiān)測的運行溫度已經(jīng)達到或超出上限溫度時，優(yōu)選地是這樣。在本發(fā)明其他有利的實施方式中，控制器連接到驅(qū)動單元，以記錄驅(qū)動單元的公稱旋轉(zhuǎn)速度和/或負載系數(shù)。這提供了這樣的技術(shù)優(yōu)點，控制器總是得到驅(qū)動單元當(dāng)前運行狀態(tài)的通知，并可以相應(yīng)地驅(qū)動粘性耦合器?？刂破鲀?yōu)選地形成用于記錄根據(jù)驅(qū)動單元的運行模式的不同的負載系數(shù)。由此可以設(shè)想，當(dāng)機械以恒速鋪設(shè)道路時，比起其以交變的速度鋪設(shè)道路，在該鋪設(shè)過程中驅(qū)動單元將受到更大的負載，控制器例如將記錄更小的負載系數(shù)?？刂破饕虼诉€能夠根據(jù)建筑機械的負載水平調(diào)節(jié)風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)速度。在本發(fā)明的其他實施方式中，控制器包括一個裝置，其用于計算冷卻系統(tǒng)和/或驅(qū)動單元的記錄的運行溫度的平均值。還有利的是，該裝置形成用于計算記錄的公稱旋轉(zhuǎn)速度和/或記錄的負載系數(shù)的平均值。所述平均值防止極端的、短期的測量到的運行值進入到粘性耦合器的自動調(diào)節(jié)內(nèi)。控制器優(yōu)選地形成用于記錄風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)速度。目標(biāo)風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)速度可以通過控制器產(chǎn)
生并基于記錄的冷卻系統(tǒng)和/或驅(qū)動單元的運行溫度。除了基于記錄的運行溫度，目標(biāo)風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)速度優(yōu)選地還基于驅(qū)動單元的公稱旋轉(zhuǎn)速度和/或負載系數(shù)。同樣可設(shè)想的是，冷卻系統(tǒng)的記錄的運行溫度的所有或某些集合可以以任何方式與用于驅(qū)動的特定的溫度或參數(shù)選擇組合，以確定目標(biāo)風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)速度。結(jié)果，控制器允許將復(fù)雜的運行條件考慮到目標(biāo)量中，即目標(biāo)風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)速度中，以采用有效的粘性耦合器驅(qū)動。在本發(fā)明其他有利的實施方式中，控制器包括控制單元，其連接到粘性耦合器，并通過記錄的目標(biāo)風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)速度產(chǎn)生作動變量，通過其，粘性耦合器可以被驅(qū)動。特別地，作動變量控制粘性耦合器中的油位，以實現(xiàn)需要的目標(biāo)風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)速度。有利地，控制單元使得到目標(biāo)風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)速度的低噪音改變成為可能。在其他實施方式中，控制器包括存儲器，用于產(chǎn)生目標(biāo)風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)速度的存儲的數(shù)據(jù)可以從中檢索。存儲的數(shù)據(jù)優(yōu)選地包括通過控制器記錄的平均負載系數(shù)，和通過控制器記錄的驅(qū)動單元的平均環(huán)境溫度。有利地，存儲的數(shù)據(jù)可以通過采用提供用于控制器的映射而直接地轉(zhuǎn)換為目標(biāo)風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)速度。存儲器改進了對于建筑機械可能的過熱的響應(yīng)時間，因為在控制器已經(jīng)記錄冷卻系統(tǒng)和/或驅(qū)動單元的臨界運行溫度的情形下，用于確定目標(biāo)風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)速度的數(shù)據(jù)，尤其是驅(qū)動單元的平均負載系數(shù)和平均環(huán)境溫度，可以從存儲器中立即檢索。如果控制器記錄到冷卻系統(tǒng)和/或驅(qū)動單元的其中一個運行溫度已經(jīng)達到或超出上限溫度，那么最大的目標(biāo)風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)速度可以供應(yīng)到控制單元，以生成作動變量。這允許最大的冷卻能力，以使影響的運行溫度回到低于限定的溫度。同樣可能的是，如果控制器記錄到驅(qū)動單元為空閑時，控制器提供控制單元的最小目標(biāo)風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)速度，以生成作動變量。這樣，風(fēng)扇可以是多余的，不必要的燃料使用得以避免。粘性耦合器優(yōu)選地包括傳感器，其記錄實際風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)速度。在其他實施方式中，控制單元形成用于基于實際風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)速度和目標(biāo)風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)速度之間的差而形成作動變量，由此可以以該作動變量驅(qū)動粘性耦合器。傳感器可以是用于記錄粘性耦合器中的油位的填充水平傳感器，由此可能的是，通過油位和驅(qū)動單元的當(dāng)前驅(qū)動旋轉(zhuǎn)速度而確定實際風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)速度。傳感器也可以是運動傳感器，其形成用于直接地確定實際風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)速度。傳感器可以經(jīng)濟地構(gòu)建到粘性耦合器內(nèi)。本發(fā)明還涉及通過粘性耦合器用于自動調(diào)節(jié)和控制建筑機械的冷卻系統(tǒng)的方法。該粘性耦合器由此輸入側(cè)連接到驅(qū)動單元，而輸出側(cè)連接到冷卻系統(tǒng)的風(fēng)扇上，從而，根據(jù)本發(fā)明，粘性耦合器這樣根據(jù)不同的運行參數(shù)調(diào)節(jié)，使得特定的風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)速度在粘性耦合器的輸出側(cè)上建立。開始處提到的本發(fā)明的技術(shù)優(yōu)點還適用于采用的方法的情形下。


本發(fā)明的目標(biāo)的實施方式基于如下附圖而解釋，其中圖I是根據(jù)本發(fā)明的用于建筑機械的自動風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)速度調(diào)節(jié)的示意圖；圖2是控制器的詳細示意圖；圖3是描述根據(jù)本發(fā)明的用于自動風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)速度調(diào)節(jié)的方法的圖表；和圖4是依賴于驅(qū)動單元的公稱旋轉(zhuǎn)速度的目標(biāo)風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)速度曲線。·
具體實施例方式圖I表示根據(jù)本發(fā)明的具有冷卻系統(tǒng)2和驅(qū)動單元3的建筑機械I。該冷卻系統(tǒng)2包括連接在風(fēng)扇5的輸出側(cè)上的粘性耦合器4。該風(fēng)扇5提供用于產(chǎn)生冷卻空氣流，該冷卻空氣流對冷卻介質(zhì)，例如進氣、冷卻水和液壓油進行冷卻。該粘性耦合器4輸入側(cè)連接到驅(qū)動單元3的馬達6上。冷卻系統(tǒng)2還包括控制器7，其提供用于記錄環(huán)境溫度8和/或驅(qū)動單元3的入口溫度9。控制器7可選地提供用于記錄需要冷卻的介質(zhì)的溫度，即進氣溫度10、冷卻水溫度11和/或液壓溫度12。如圖I所示，風(fēng)扇5可以在附接到馬達6上的粘性耦合器4的幫助下驅(qū)動，而不是剛性地或通過液壓馬達。實際風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)速度13可以通過傳感器31記錄，其集成到粘性耦合器4內(nèi)。實際風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)速度13可以從粘性耦合器4傳送到控制器7。控制器7的其他元件是控制單元14。該控制單元14提供用于將作動變量15發(fā)送到粘性耦合器4。圖I還表示控制器7連接到驅(qū)動單元3的馬達6上，并形成用于記錄驅(qū)動單元3的馬達6的公稱旋轉(zhuǎn)速度16和/或負載系數(shù)17?？刂破?能夠通過記錄的信號8，9，10，11，12，13，16，17或至少通過這些中的某些選擇而產(chǎn)生作動變量15?？刂破鱅還包括映射18，其提供用于通過記錄的負載系數(shù)和記錄的環(huán)境溫度8或入口溫度9而確定目標(biāo)風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)速度。控制器7還包括提供用于形成記錄信號8，9，10，11，12，13，16，17的平均值的裝置19?？刂破?由此形成用于記錄每個測量數(shù)量的多個值，該數(shù)量從2到1000，其采樣率為10毫秒到360秒。平均值可以從在10毫秒到360秒的范圍內(nèi)的固定采樣率下的這些值中獲得。在I秒的采樣率下優(yōu)選地具有20個值的記錄。同樣可設(shè)想的是，通過移動平均、幾何平均、調(diào)和平均、平方平均或通過立方平均而可以進行替代的平均。為了防止指定的風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)速度改變時產(chǎn)生的聽得見的噪音差，控制器7包括斜坡函數(shù)20以衰減風(fēng)扇上的旋轉(zhuǎn)速度跳躍。如果對于風(fēng)扇5具有新的目標(biāo)旋轉(zhuǎn)速度值，這可以通過以預(yù)定梯度逐步調(diào)節(jié)目標(biāo)風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)速度而達到。為了防止操作者獲得旋轉(zhuǎn)速度跳躍的印象，斜坡函數(shù)的梯度形成為本質(zhì)上較為平坦。另一方面，斜坡函數(shù)20的梯度不能太平坦，以防止冷卻系統(tǒng)2過熱。斜坡函數(shù)20的梯度優(yōu)選地在0. I轉(zhuǎn)/秒和200轉(zhuǎn)/秒的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)。有利的是，斜坡函數(shù)的梯度為12轉(zhuǎn)/秒。
控制器7還包括存儲器21，其形成用于存儲控制器7的輸入量，即環(huán)境溫度8、入口溫度9、進氣溫度10、冷卻水溫度11、液壓油溫度12、實際風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)速度13、柴油機公稱旋轉(zhuǎn)速度16和/或負載系數(shù)17。特別地，環(huán)境溫度8的平均值和負載系數(shù)17的平均值可以存儲在存儲器21中，以供控制器7根據(jù)需要檢索。存儲器21可選地提供用于暫存輸入信號。圖2表示控制器7的機能?？刂破?包括估計邏輯22，其設(shè)置在控制單元14的輸入側(cè)上。該估計邏輯22提供用于改變風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)速度，如果可能的話，在操作者注意不到的情況下改變。粘性耦合器4的控制行為可以通過估計邏輯22協(xié)調(diào)到建筑機械I的旋轉(zhuǎn)速度行為。為了產(chǎn)生作動變量15，控制單元14配置有線性化23和下游P控制器24，該下游P控制器24可以可選地執(zhí)行為PI或PID控制器。線性化23規(guī)定控制因子Kp，Ki或Ka，其是恒定的或可根據(jù)輸入量改變，例如實際風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)速度13和公稱旋轉(zhuǎn)速度16?？刂埔蜃觾?yōu)選地通過指定的特征曲線調(diào)節(jié)到粘性耦合器4的運行點上。為了防止冷卻系統(tǒng)2過熱，估計邏輯22包括第一邏輯元件25，其形成用于監(jiān)測冷 卻系統(tǒng)2的溫度10、11、12是否已經(jīng)達到或超出上限值。如果已經(jīng)達到或超出上限溫度，控制單元14的第一邏輯元件25傳遞目標(biāo)風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)速度，其對應(yīng)于記錄的驅(qū)動單元3的馬達6的公稱旋轉(zhuǎn)速度。為了防止控制單元14以狂亂的方式起反作用，目標(biāo)風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)速度通過斜坡函數(shù)20衰減。在檢測到過熱的機械的情形下，控制器7形成用于通過可選的停止時間31使最大風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)速度維持特定時間，即使實際溫度降到限制溫度之下。第一邏輯元件25還可選地(未示出)形成用于檢查冷卻系統(tǒng)2的運行溫度，關(guān)于實際溫度是否已經(jīng)達到或降到下限溫度之下。如果是這樣的情況，則第一邏輯元件25將目標(biāo)風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)速度傳遞到控制單元14，由此該目標(biāo)風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)速度對應(yīng)于驅(qū)動單元3的滑移旋轉(zhuǎn)速度。圖2還表示估計邏輯22包括第二邏輯元件26。該第二邏輯元件26形成用于識別驅(qū)動單元3的公稱旋轉(zhuǎn)速度16或者記錄該公稱旋轉(zhuǎn)速度是否已經(jīng)改變。如果控制器7記錄驅(qū)動單元3的公稱旋轉(zhuǎn)速度16，估計邏輯22進一步的第三邏輯元件27檢查可選的起始延遲28是否已經(jīng)到期。當(dāng)驅(qū)動單元3的公稱旋轉(zhuǎn)速度16存在變化時，起始的延遲28切換到作動，從而對于特別的時間間隔，也即起始延遲28，首先該滑移旋轉(zhuǎn)速度發(fā)送到控制單元14作為目標(biāo)風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)速度。如果起始延遲28已經(jīng)到期，第一、第二和第三邏輯元件25、26,27這樣切換，使得連接存在于控制單元14和存儲器21之間，從而使得平均值能夠從存儲器21檢索，以確定特定的目標(biāo)風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)速度。目標(biāo)風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)速度可以通過比較負載系數(shù)17和環(huán)境溫度8平均的和存儲的值而從映射18中獲得。確定的目標(biāo)風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)速度可以通過斜坡函數(shù)20以衰減方式傳送到控制單元14，從而使得控制單元14不以狂亂的方式起反作用。同時，當(dāng)前的負載系數(shù)17和當(dāng)前的環(huán)境溫度8存儲在存儲器21中，從而使得這些值在建筑機械I的公稱旋轉(zhuǎn)速度隨后改變的情形下可獲得。平均值的存儲同樣是可能的。圖3表示用于風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)速度調(diào)節(jié)的方法的圖表。首先，進行檢查，看驅(qū)動單元3的馬達6是否在運行中。如果是，控制器檢查冷卻系統(tǒng)2的運行溫度10、11、12是否已經(jīng)達到或超出上限溫度。如果是，控制器7將風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)速度設(shè)定為等于馬達6的公稱旋轉(zhuǎn)速度。停止時間同時作動，而使起始延遲28停用。為了防止設(shè)定的目標(biāo)風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)速度帶來控制單元14的狂亂的反作用，目標(biāo)風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)速度首先以斜坡函數(shù)20衰減。在可選的平均19之后，當(dāng)前的負載系數(shù)7和環(huán)境溫度8和/或入口溫度9分別存儲在存儲器21中，從而使得在特定的溫度不再對應(yīng)于限制溫度的情形下，驅(qū)動單元的當(dāng)前狀態(tài)可為控制器7獲得。衰減的目標(biāo)風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)速度值作為作動變量15傳送到粘性耦合器4。從而粘性耦合器4的油位這樣調(diào)節(jié)，使得所需的目標(biāo)風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)速度在風(fēng)扇5中建立起來?？蛇x地，如果馬達6已經(jīng)打開，控制器7可以確定沒有冷卻系統(tǒng)2的運行溫度10、
11、12已經(jīng)達到上限溫度。在過熱情形下之后，如果溫度測量正好不再確定過熱，目標(biāo)風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)速度在停止時間中留在公稱旋轉(zhuǎn)速度。如果控制器7沒有確定其中一個運行溫度已經(jīng)達到上限溫度且過熱之后的停止時間已經(jīng)到期，這意味著冷卻系統(tǒng)2的運行溫度低于限制溫度且停止階段的時間已經(jīng)流逝，然后檢查馬達6的運行狀況。如果其沒有處于公稱旋轉(zhuǎn)速度，目標(biāo)風(fēng)扇旋 轉(zhuǎn)速度設(shè)置為等于粘性耦合器的滑移旋轉(zhuǎn)速度。在作動了起始延遲28之后，用于粘性耦合器的作動變量從控制單元14中的目標(biāo)旋轉(zhuǎn)速度產(chǎn)生。粘性耦合器這樣調(diào)節(jié)，使得滑移旋轉(zhuǎn)速度在風(fēng)扇中調(diào)節(jié)。另一方面，如果公稱旋轉(zhuǎn)速度在驅(qū)動系統(tǒng)3上，進行關(guān)于起始延遲28到期的詢問。只要起始延遲28作動，其倒計數(shù)，而滑移旋轉(zhuǎn)速度作為目標(biāo)值傳遞到具有后面的控制單元14的目標(biāo)旋轉(zhuǎn)速度值。另一方面，如果適用關(guān)于到期的起始延遲28的條件，目標(biāo)風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)速度值在來自存儲的映射18的負載系數(shù)17和環(huán)境溫度8的值的幫助下產(chǎn)生并以斜坡函數(shù)20衰減。接著，驅(qū)動單元的當(dāng)前狀態(tài)存儲在存儲器21中，從而使得這些值可為控制器獲得，以更新產(chǎn)生來自映射18的目標(biāo)風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)速度。從映射產(chǎn)生的目標(biāo)旋轉(zhuǎn)速度值傳送到控制單元14，從而使得目標(biāo)旋轉(zhuǎn)速度在風(fēng)扇上建立。圖4描述了根據(jù)本發(fā)明的用于建筑機械I的典型的旋轉(zhuǎn)速度曲線。由此在建筑機械I停止的空閑階段29和驅(qū)動單元3的馬達6以公稱旋轉(zhuǎn)速度16運行的鋪設(shè)和運送階段之間存在變化。根據(jù)馬達6的公稱旋轉(zhuǎn)速度16和從而在粘性耦合器4處的輸入旋轉(zhuǎn)速度，對出現(xiàn)在估計邏輯22中的邏輯元件25、26、27存在調(diào)節(jié)，以將調(diào)節(jié)用于建筑機械的運行狀況的目標(biāo)風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)速度傳遞給控制單元14。在粘性耦合器4處低輸入旋轉(zhuǎn)速度的情形下，粘性耦合器4可以只輕微地調(diào)節(jié)到預(yù)定的目標(biāo)風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)速度。因此是這樣的情形，尤其是在空閑階段，目標(biāo)風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)速度減小到滑移旋轉(zhuǎn)速度，意味著粘性耦合器最小可能的旋轉(zhuǎn)速度。有意地可能的是，在空閑階段中沒有風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)速度的指定。其優(yōu)點是粘性耦合器4完全去耦，不管旋轉(zhuǎn)速度是否存在跳躍，風(fēng)扇不加速，因為在加速過程中，在粘性耦合器中只有很少量的油。如果在空閑29過程中驅(qū)動單元3的公稱旋轉(zhuǎn)速度16存在旋轉(zhuǎn)速度跳躍30，意味著當(dāng)建筑機械從空閑轉(zhuǎn)變到鋪路，在公稱旋轉(zhuǎn)速度16記錄之后，首先在通過控制器7對目標(biāo)風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)速度進行指定之前，起始延遲28用完。起始延遲28—在其之后控制單元14接收目標(biāo)風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)速度和從其產(chǎn)生作動變量15——通過粘性耦合器4的過調(diào)(overshooting)的行為而確定，并可以在0. I到10秒的范圍內(nèi)。起始延遲28優(yōu)選地持續(xù)3秒鐘。當(dāng)旋轉(zhuǎn)速度跳躍30發(fā)生時，最后活躍的負載狀態(tài)和最后的環(huán)境溫度8可以從存儲器21檢索并可以通過采用映射18轉(zhuǎn)換為目標(biāo)風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)速度。然后平均值從當(dāng)前負載系數(shù)17和來自預(yù)置采樣速度下記錄的測量到的值的當(dāng)前環(huán)境溫度8而形成。這些平均值存儲在存儲器21中并可為鄰近的循環(huán)獲得，其中存在更新的旋轉(zhuǎn)速度指定。該自動的目標(biāo)風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)速度調(diào)節(jié)基于這樣的假設(shè)，即驅(qū)動單元3的平均負載在鋪設(shè)過程中只有可以忽略的改變。在從鋪路鋪設(shè)運行到空閑的更新的變化的情形下，目標(biāo)風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)速度設(shè)置為等于滑移旋轉(zhuǎn)速度。最后的負載狀態(tài)和在公稱旋轉(zhuǎn)速度16下的最后的環(huán)境溫度由此在存儲器21中保持可獲得。另一方面，如果馬達6的負載水平、這意味著負載系數(shù)17改變的話，冷卻空氣流從而得以調(diào)節(jié)。為了避免風(fēng)扇5中更大的旋轉(zhuǎn)速度跳躍，通過映射18確定的目標(biāo)風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)速度以通過斜坡20先前限定的梯度規(guī)定。這樣確定的目標(biāo)風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)速度用作用于粘性耦合器4的控制單元14的輸入。這樣導(dǎo)致的風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)速度指定在圖4中以虛線示出。建筑機械，例如鋪路機或進料器，只在非常高的環(huán)境溫度的極端作業(yè)條件下以及在非常高的馬達負載的情形下才要求最大的冷卻空氣容量流。然而，該運行狀態(tài)很少發(fā)生，從而風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)速度可以在多種應(yīng)用情形下減小，從而導(dǎo)致建筑機械上較小的噪音水平。如 果風(fēng)扇不在最大設(shè)計點上運行，由于減小的風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)速度而可以節(jié)約燃料。比較于液壓驅(qū)動的風(fēng)扇，在風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)速度的減小過程中，粘性耦合器具有較小的損失，從而使得具有粘性耦合器的系統(tǒng)具有更好的整體效率程度。迄今為止，由于旋轉(zhuǎn)速度曲線，還沒有調(diào)節(jié)的粘性耦合器用于鋪路機。調(diào)節(jié)的風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)速度的很大優(yōu)點在于對機械可能的過熱的響應(yīng)時間。因為在冷卻介質(zhì)加熱過程的時間處的負載系數(shù)和環(huán)境溫度已經(jīng)存儲，風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)速度可以在冷卻器中的溫度上升之前建立起來。結(jié)果，馬達一冷卻器一風(fēng)扇系統(tǒng)中的停機時間得以繞開，因為在可能的過熱之前，正確的空氣流可以通過冷卻器進行調(diào)節(jié)。
權(quán)利要求
1.具有自動風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)速度調(diào)節(jié)的建筑機械(I)，尤其是鋪路機或進料器，包括驅(qū)動單元⑶和具有風(fēng)扇(5)的冷卻系統(tǒng)⑵用于產(chǎn)生冷卻空氣流， 其特征在于 所述冷卻系統(tǒng)(2)還包括可調(diào)節(jié)的粘性耦合器(4)，其輸入側(cè)連接到驅(qū)動單元(3)上，而輸出側(cè)連接到風(fēng)扇(5)上。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的建筑機械，其特征在于所述冷卻系統(tǒng)(2)包括控制器(7)，其連接到所述粘性耦合器(4)和/或驅(qū)動單元(3)上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的建筑機械，其特征在于所述控制器(7)被構(gòu)建用于記錄所述冷卻系統(tǒng)(2)的至少一個運行溫度。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的建筑機械，其特征在于所述冷卻系統(tǒng)(2)的至少一個運行溫度是進氣(10)、液壓油(11)和/或冷卻水(12)的溫度。
5.根據(jù)權(quán)利要求2-4中任一項所述的建筑機械,其特征在于所述控制器(7)被構(gòu)建用于記錄驅(qū)動單元(3)的至少一個運行溫度，也即入口溫度和/或環(huán)境溫度(8、9)。
6.根據(jù)權(quán)利要求2-5中任一項所述的建筑機械，其特征在于所述控制器(7)連接到驅(qū)動單元(3)，以記錄驅(qū)動單元(3)的公稱旋轉(zhuǎn)速度和/或負載系數(shù)(16、17)。
7.根據(jù)權(quán)利要求2-6中任一項所述的建筑機械,其特征在于所述控制器(7)包括一個裝置(19)，其被構(gòu)建用于計算冷卻系統(tǒng)(2)記錄的運行溫度(10、11、12)、驅(qū)動單元(3)的運行溫度(8、9)、記錄的公稱旋轉(zhuǎn)速度和/或記錄的負載系數(shù)(16、17)的平均值。
8.根據(jù)權(quán)利要求2-7中任一項所述的建筑機械，其特征在于所述控制器(7)被構(gòu)建用于記錄目標(biāo)風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)速度。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的建筑機械，其特征在于所述控制器(7)包括控制單元(14)，其連接到粘性耦合器(4)并通過目標(biāo)風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)速度產(chǎn)生作動變量(15)，其中所述粘性耦合器(4)能夠通過該作動變量(15)驅(qū)動。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的建筑機械，其特征在于所述控制器(7)包括存儲器(21)，存儲的數(shù)據(jù)能夠從其中檢索用于產(chǎn)生目標(biāo)風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)速度。
11.根據(jù)權(quán)利要求8-10中任一項所述的建筑機械，其特征在于當(dāng)所述控制器(7)記錄到其中一個運行溫度(10、11、12)已經(jīng)達到上限溫度時，所述目標(biāo)風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)速度處于最
12.根據(jù)權(quán)利要求8-10中任一項所述的建筑機械，其特征在于當(dāng)所述控制器(7)記錄到其中一個運行溫度(10、11、12)已經(jīng)達到下限溫度值時，所述目標(biāo)風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)速度處于最小值。
13.根據(jù)權(quán)利要求2-12中任一項所述的建筑機械，其特征在于當(dāng)所述控制器(7)記錄到驅(qū)動單元(3)處于空閑時，所述目標(biāo)風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)速度處于最小值。
14.根據(jù)在前權(quán)利要求中的任一項所述的建筑機械，其特征在于所述粘性耦合器(4)包括傳感器(31)，其記錄實際風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)速度(13)。
15.通過粘性耦合器⑷用于自動調(diào)節(jié)和控制建筑機械⑴冷卻系統(tǒng)⑵的方法，該粘性耦合器的輸入側(cè)連接到驅(qū)動單元(3)上，而輸出側(cè)連接到冷卻系統(tǒng)(2)的風(fēng)扇(5)上，其中根據(jù)不同的運行參數(shù)調(diào)節(jié)所述粘性耦合器(4)，使得特定的風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)速度在粘性耦合器(4)的輸出側(cè)上建立。
全文摘要
本發(fā)明描述了具有驅(qū)動單元(3)和包括風(fēng)扇(5)的冷卻系統(tǒng)(2)的建筑機械(1)。該風(fēng)扇(5)通過可調(diào)節(jié)的粘性耦合器(4)連接到驅(qū)動單元(3)上，由此該粘性耦合器(4)可以這樣調(diào)節(jié)，使得所需的風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)速度在輸出側(cè)上建立。本發(fā)明還描述了用于建筑機械(1)中的冷卻系統(tǒng)(2)的自動風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)速度調(diào)節(jié)的方法。
文檔編號F01P7/04GK102808683SQ201210180558
公開日2012年12月5日 申請日期2012年6月1日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月1日
發(fā)明者托比亞斯·內(nèi)爾, 拉爾夫·魏澤爾, 托馬斯·里德爾 申請人:約瑟夫福格勒公司