一種負載敏感式車用冷卻風扇傳動裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于車用冷卻風扇傳動裝置【技術領域】，具體涉及一種負載敏感式車用冷卻風扇傳動裝置。與現(xiàn)有技術相比較，本發(fā)明技術方案具備如下有益效果：（1）該方案通過溫度傳感器向控制器發(fā)送溫度信號，由控制器控制節(jié)流閥開度，進而控制泵輸出流量，改變馬達轉(zhuǎn)速，最終實現(xiàn)根據(jù)溫度參數(shù)自動調(diào)速的目的。（2）該方案可當車輛發(fā)動機轉(zhuǎn)速大于設定值時，馬達輸出轉(zhuǎn)速可以達到設定的最高值；且當溫度傳感器溫度信號值高于設定的馬達最高轉(zhuǎn)速觸發(fā)值時，馬達輸出轉(zhuǎn)速以設定的最高轉(zhuǎn)速恒定輸出，而不超速。（3）該方案通過設置補油泵，可以控制油箱的體積不至于過大。（4）該方案通過設置兩個單向閥，可以減緩馬達停轉(zhuǎn)時的沖擊并避免馬達反向運轉(zhuǎn)。
【專利說明】一種負載敏感式車用冷卻風扇傳動裝置
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于車用冷卻風扇傳動裝置【技術領域】，具體涉及一種只和熱負載相關的負載敏感式車用冷卻風扇傳動裝置，其主要應用于大功率車輛。
【背景技術】
[0002]冷卻風扇傳動裝置的功用是將發(fā)動機的旋轉(zhuǎn)運動傳給冷卻系統(tǒng)的風扇。冷卻風扇的傳動一般可分為機械、電力和液體三種傳動方式，電力驅(qū)動中，驅(qū)動風扇的電機是由蓄電池提供電源，所以冷卻風扇的功率受到車輛電源的限制，電動風扇只適用于小型公路車上的使用，大功率車輛的冷卻風扇，通常采用機械式或液體的驅(qū)動。由于液壓傳動具有元件安裝空間小，安裝布置靈活，空間局限小，可以被安裝在車輛的任意位置等特點，大量應用于車用冷卻風扇傳動裝置。
[0003]美國沙厄股份有限公司申請了具有非專用液源的液壓風扇傳動系統(tǒng)的專利，其專利號為99801178.9，該項專利中信號發(fā)射傳感器將與熱敏件溫度對應的電子信號傳送給電子調(diào)節(jié)器，調(diào)節(jié)器通過減壓閥調(diào)節(jié)通向風扇馬達的液壓來增大或減小風扇速度，適應調(diào)節(jié)器確定的熱敏件溫度要求。同時，類似的電液比例控制液壓驅(qū)動冷卻風扇也在小型公路用車上有大量應用。
[0004]電液比例控制液壓的冷卻風扇傳動裝置是以E⑶來控制電磁閥的開閉進而達到對風扇轉(zhuǎn)速的控制。系統(tǒng)由冷卻液溫度傳感器檢測發(fā)動機的冷卻液溫度，并將冷卻液溫度信號傳給電控單元ECU，ECU處理該信號后，發(fā)出控制信號，進而調(diào)節(jié)先導型電磁比例溢流閥的輸入電流。由于電磁比例溢流閥的調(diào)整壓力與輸入電流成比例，所以隨輸入電流的改變，可改變節(jié)流回路的溢流量，從而改變溢流閥的調(diào)整壓力，調(diào)節(jié)發(fā)動機冷卻風扇液壓驅(qū)動系統(tǒng)及液壓馬達的進出口壓力差，油壓的改變就會對冷卻風扇和水泵起到調(diào)速的作用。
[0005]但對于大功率車輛，尤其是非公路車輛而言，在某些特殊工況下，如發(fā)動機長時間以大負載低轉(zhuǎn)速進行工作時，上述冷卻風扇傳動裝置卻不能很好地解決車輛冷卻問題。同時，傳統(tǒng)的車用冷卻風扇傳動裝置已不能滿足現(xiàn)代車輛熱管理技術的多參數(shù)、多目標控制，因此亟需一種新型車用冷卻風扇傳動裝置來解決這些問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006](一)要解決的技術問題
[0007]本發(fā)明要解決的技術問題是:如何提供一種能夠滿足現(xiàn)代車輛熱管理技術需求的溫度負載敏感式車用冷卻風扇傳動裝置，以解決由車輛熱負載和發(fā)動機轉(zhuǎn)速非線性變化帶來的散熱能力不足的問題。
[0008](二)技術方案
[0009]為解決上述技術問題，本方面提供一種負載敏感式車用冷卻風扇傳動裝置，所述裝置包括:泵1、馬達5、溫度傳感器3、控制器2及比例節(jié)流閥4 ；
[0010]所述泵I連接油箱6，在泵I與馬達5進油口之間設置所述比例節(jié)流閥4，所述馬達5出油口連接油箱6 ;
[0011]所述溫度傳感器3經(jīng)控制器2連接所述比例節(jié)流閥4 ；
[0012]所述溫度傳感器3用于傳遞溫度信號至控制器2 ；
[0013]所述控制器2用于根據(jù)溫度信號生成控制信號來控制比例節(jié)流閥4的開度，改變比例節(jié)流閥4前后的壓差，進而控制泵I輸出流量，改變馬達5的轉(zhuǎn)速，達到風扇根據(jù)設定好的溫度參數(shù)自動調(diào)速的目的。
[0014]其中，所述控制器2設置為可接收2路以上的溫度信號。
[0015]其中，當車輛發(fā)動機轉(zhuǎn)速大于設定值時,所述馬達5設置為其輸出轉(zhuǎn)速可以達到設定的最高值。
[0016]其中，當所述溫度傳感器3溫度信號值高于設定的馬達5最高轉(zhuǎn)速觸發(fā)值時，所述馬達5設置為其輸出轉(zhuǎn)速以設定的最高轉(zhuǎn)速恒定輸出，而不超速。
[0017]其中，所述裝置還包括補油泵7，所述補油泵7設置于泵I進油口前，用于補充系統(tǒng)工作時的工作油泄露。
[0018]其中，所述裝置還包括第一單向閥8，所述第一單向閥8設置于馬達5進油口和出油口之間，用于減緩馬達5停轉(zhuǎn)時的沖擊。
[0019]其中，所述裝置還包括第二單向閥9，所述第二單向閥9設置于馬達5出油口和補油泵7出油口之間，用于避免馬達5反向運轉(zhuǎn)。
[0020](三)有益效果
[0021]與現(xiàn)有技術相比較，本發(fā)明技術方案具備如下有益效果:
[0022](I)該方案通過溫度傳感器向控制器發(fā)送溫度信號，由控制器控制節(jié)流閥開度，進而控制泵輸出流量，改變馬達轉(zhuǎn)速，最終實現(xiàn)根據(jù)溫度參數(shù)自動調(diào)速的目的。
[0023](2)該方案可當車輛發(fā)動機轉(zhuǎn)速大于設定值時,馬達輸出轉(zhuǎn)速可以達到設定的最高值；且當溫度傳感器溫度信號值高于設定的馬達最高轉(zhuǎn)速觸發(fā)值時，馬達輸出轉(zhuǎn)速以設定的最高轉(zhuǎn)速恒定輸出，而不超速。
[0024](3)該方案通過設置補油泵，可以控制油箱的體積不至于過大。
[0025](4)該方案通過設置兩個單向閥，可以減緩馬達停轉(zhuǎn)時的沖擊并避免馬達反向運轉(zhuǎn)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0026]圖1為本發(fā)明技術方案中一個具體實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0027]圖2為本發(fā)明技術方案中另一優(yōu)選實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0028]圖3為本發(fā)明技術方案中再一優(yōu)選實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0029]為使本發(fā)明的目的、內(nèi)容、和優(yōu)點更加清楚，下面結(jié)合附圖和實施例，對本發(fā)明的【具體實施方式】作進一步詳細描述。
[0030]為解決現(xiàn)有技術的問題，本發(fā)明提供一種負載敏感式車用冷卻風扇傳動裝置，如圖1所示，所述裝置包括:泵1、馬達5、溫度傳感器3、控制器2及比例節(jié)流閥4 ；
[0031]所述泵I連接油箱6，在泵I與馬達5進油口之間設置所述比例節(jié)流閥4，所述馬達5出油口連接油箱6 ;
[0032]所述溫度傳感器3經(jīng)控制器2連接所述比例節(jié)流閥4 ；
[0033]所述溫度傳感器3用于傳遞溫度信號至控制器2 ；
[0034]所述控制器2用于根據(jù)溫度信號生成控制信號來控制比例節(jié)流閥4的開度，改變比例節(jié)流閥4前后的壓差，進而控制泵I輸出流量，改變馬達5的轉(zhuǎn)速，達到風扇根據(jù)設定好的溫度參數(shù)自動調(diào)速的目的。
[0035]其中，所述控制器2設置為可接收2路以上的溫度信號。
[0036]其中，當車輛發(fā)動機轉(zhuǎn)速大于設定值時，所述馬達5設置為其輸出轉(zhuǎn)速可以達到設定的最高值。
[0037]其中，當所述溫度傳感器3溫度信號值高于設定的馬達5最高轉(zhuǎn)速觸發(fā)值時，所述馬達5設置為其輸出轉(zhuǎn)速以設定的最高轉(zhuǎn)速恒定輸出，而不超速。
[0038]其中，如圖2所示，所述裝置還包括補油泵7，所述補油泵7設置于泵I進油口前，用于補充系統(tǒng)工作時的工作油泄露。
[0039]其中，如圖3所示，所述裝置還包括第一單向閥8及第二單向閥9，所述第一單向閥8設置于馬達5進油口和出油口之間，用于減緩馬達5停轉(zhuǎn)時的沖擊；所述第二單向閥9設置于馬達5出油口和補油泵7出油口之間，用于避免馬達5反向運轉(zhuǎn)。
[0040]該裝置的工作原理如下:
[0041]以控制器來控制比例閥的開度進而達到對風扇轉(zhuǎn)速的控制。溫度傳感器信號傳給控制器后，發(fā)出控制信號，進而調(diào)節(jié)比例節(jié)流閥的輸入電壓，由于比例節(jié)流閥的開度與輸入電壓成比例，所以隨輸入電壓的改變，可改變比例節(jié)流閥前后的壓差，控制液壓泵輸出流量，改變液壓馬達的轉(zhuǎn)速，達到風扇根據(jù)設定好的溫度參數(shù)自動調(diào)速的目的。
[0042]主泵輸入轉(zhuǎn)速一定時，其輸出流量會隨外部控制信號變化而變化，當輸入電壓減小時，表明負載需求流量減小，此時泵輸出的流量大于負載所要求的流量，比例閥推動泵內(nèi)置負載敏感閥使泵變量斜盤擺角減小，泵流量減小，直到達到負載所需求的流量為止。反之，泵的斜盤擺角增大，泵流量增大。
[0043]當主泵輸入轉(zhuǎn)速增大，而負載恒定，則比例節(jié)流閥開度不變，泵排量會自動減小，從而保持泵輸出流量恒定。
[0044]當負載保壓時，泵的流量會減小到僅能維持系統(tǒng)的壓力，斜盤擺角接近零偏角，泵的功耗最小。當比例節(jié)流閥關閉，即負載停止工作，泵出口壓力僅需維持其控制閥芯設置壓力，流量接近零。
[0045]下面結(jié)合具體實施例來詳細描述。
[0046]實施例1
[0047]本實施例如圖1所示，冷卻風扇液壓傳動裝置采用開式系統(tǒng)，泵I直接從油箱6吸油，油液經(jīng)比例節(jié)流閥4供給馬達5，馬達5輸出轉(zhuǎn)速。通過比例節(jié)流閥4和控制器2控制泵I的流量輸出，從而使冷卻風扇根據(jù)需要實現(xiàn)無級變速。其工作原理為:溫度傳感器3將溫度信號傳給控制器2，這里控制器2可以接收2路以上的溫度信號，控制器2處理這些信號后，發(fā)出控制信號，進而調(diào)節(jié)比例節(jié)流閥4的輸入電壓，該電壓和熱負載相關。由于比例節(jié)流閥4的開度與輸入電壓成比例，所以隨輸入電壓的改變，可改變比例節(jié)流閥4前后的壓差。泵I內(nèi)置負載敏感閥芯左端所受力為泵I的出口壓力(也即比例節(jié)流閥4的進口壓力)，右端所受力為比例節(jié)流閥4出口壓力和預設彈簧力。設Ps為泵I出口壓力，Pl為熱負載需要的壓力。泵I輸入轉(zhuǎn)速一定時，其輸出流量會隨外部控制信號變化而變化。當輸入電壓減小時，比例節(jié)流閥4開度減小，表明負載需求流量減小，此時泵I輸出的流量大于負載所要求的流量，則比例節(jié)流閥4進出口壓差P=Ps-K增大，推動泵I內(nèi)置負載敏感閥芯向右運動，使泵I的流量減小，馬達5輸出轉(zhuǎn)速隨之減小，直到達到負載所需求的冷卻風扇轉(zhuǎn)速。反之，比例節(jié)流閥4的開度增大，泵輸出流量小于負載所要求的流量，則P=Ps-Pl減小，泵I內(nèi)置負載敏感閥芯向左運動，使泵I的流量增大，馬達5輸出轉(zhuǎn)速隨之增大，直到達到負載所需求的冷卻風扇轉(zhuǎn)速。當泵I輸入轉(zhuǎn)速繼續(xù)增大時，在比例節(jié)流閥4開度不變的情況下,其進出口壓差P=Ps-P^會增大，泵I排量會自動減小，從而保持泵輸出流量恒定。以上工作過程使馬達5的輸出轉(zhuǎn)速不再直接受限于泵I的輸入轉(zhuǎn)速，泵I在一定輸入轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)馬達5即可達到設定的最高轉(zhuǎn)速，達到冷卻風扇根據(jù)設定好的溫度參數(shù)自動調(diào)速，且不會超速的目的。當負載保壓時，Ps=Py泵I內(nèi)置負載敏感閥無法開啟，泵I流量減小到僅能維持系統(tǒng)的壓力，泵的功耗最小。當比例節(jié)流閥4關閉，即負載停止工作，泵I出口壓力僅為其內(nèi)置負載敏感閥彈簧設置壓力，流量接近零，達到節(jié)能目的。
[0048]實施例2
[0049]本實施例如圖2所示，是本發(fā)明另一種優(yōu)化后的實施方式?？紤]到采用傳統(tǒng)開式系統(tǒng)將帶來油箱6 體積巨大的問題，而采用傳統(tǒng)閉式系統(tǒng)則無法實現(xiàn)上述控制方式，所以在這種優(yōu)化實施方式中，在泵I進油口前增加了補油泵7給用于開式系統(tǒng)的泵I補油，用于補充系統(tǒng)工作的工作油泄露，這樣既能滿足系統(tǒng)的設計指標和設計要求，油箱6體積也比傳統(tǒng)開式系統(tǒng)要小得多。
[0050]實施例3
[0051]本實施例如圖3所示，是本發(fā)明的另一種進一步優(yōu)化后的實施方式。相對于圖2所示優(yōu)化實施方式，在馬達5進油口和出油口之間增加第一單向閥8，減緩馬達5停轉(zhuǎn)時的沖擊。在馬達5出油口和補油泵7出油口之間增加第二單向閥9，避免馬達5反向運轉(zhuǎn)。
[0052]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應當指出，對于本【技術領域】的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明技術原理的前提下，還可以做出若干改進和變形，這些改進和變形也應視為本發(fā)明的保護范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種負載敏感式車用冷卻風扇傳動裝置，其特征在于，所述裝置包括:泵(I)、馬達(5)、溫度傳感器(3)、控制器(2)及比例節(jié)流閥(4)； 所述泵(I)連接油箱(6)，在泵(I)與馬達(5)進油口之間設置所述比例節(jié)流閥(4)，所述馬達(5)出油口連接油箱(6)； 所述溫度傳感器(3)經(jīng)控制器(2)連接所述比例節(jié)流閥(4)； 所述溫度傳感器(3)用于傳遞溫度信號至控制器(2)； 所述控制器(2)用于根據(jù)溫度信號生成控制信號來控制比例節(jié)流閥(4)的開度，改變比例節(jié)流閥(4)前后的壓差，進而控制泵(I)輸出流量，改變馬達(5)的轉(zhuǎn)速，達到風扇根據(jù)設定好的溫度參數(shù)自動調(diào)速的目的。
2.如權(quán)利要求1所述的負載敏感式車用冷卻風扇傳動裝置，其特征在于，所述控制器(2)設置為可接收2路以上的溫度信號。
3.如權(quán)利要求1所述的負載敏感式車用冷卻風扇傳動裝置，其特征在于，當車輛發(fā)動機轉(zhuǎn)速大于設定值時，所述馬達(5)設置為其輸出轉(zhuǎn)速可以達到設定的最高值。
4.如權(quán)利要求1所述的負載敏感式車用冷卻風扇傳動裝置，其特征在于，當所述溫度傳感器(3)溫度信號值高于設定的馬達(5)最高轉(zhuǎn)速觸發(fā)值時，所述馬達(5)設置為其輸出轉(zhuǎn)速以設定的最高轉(zhuǎn)速恒定輸出，而不超速。
5.如權(quán)利要求1所述的負載敏感式車用冷卻風扇傳動裝置，其特征在于，所述裝置還包括補油泵(7)，所述補油泵(7)設置于泵(I)進油口前，用于補充系統(tǒng)工作時的工作油泄露。
6.如權(quán)利要求1所述的負載敏感式車用冷卻風扇傳動裝置，其特征在于，所述裝置還包括第一單向閥(8)，所述第一單向閥(8)設置于馬達(5)進油口和出油口之間，用于減緩馬達(5)停轉(zhuǎn)時的沖擊。
7.如權(quán)利要求5所述的負載敏感式車用冷卻風扇傳動裝置，其特征在于，所述裝置還包括第二單向閥(9)，所述第二單向閥(9)設置于馬達(5)出油口和補油泵(7)出油口之間，用于避免馬達(5)反向運轉(zhuǎn)。
【文檔編號】F01P7/04GK103790686SQ201410035924
【公開日】2014年5月14日 申請日期:2014年1月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月25日
【發(fā)明者】田小燕, 買靖東, 趙寧, 劉海濤, 王嘉煒, 劉焱, 徐詩輝, 夏煥文, 匡晉安, 何軍民 申請人:中國北方車輛研究所