裝載機(jī)獨立散熱電控系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種裝載機(jī)獨立散熱電控系統(tǒng)，屬于工程機(jī)械領(lǐng)域。包括獨立散熱控制器、溫度傳感器、獨立散熱過渡線束、故障蜂鳴器、故障報警指示燈，所述獨立散熱過渡線束上設(shè)有整機(jī)線束接口A、整機(jī)線束接口B、儀表臺線束接口和控制器接口，所述獨立散熱控制器、故障蜂鳴器和故障報警指示燈連接在獨立散熱過渡線束上。本實用新型可以根據(jù)不同的散熱需求來控制風(fēng)扇馬達(dá)的轉(zhuǎn)速，風(fēng)扇轉(zhuǎn)速受發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速變化的影響減弱，轉(zhuǎn)動平穩(wěn)，可有效地解決發(fā)動機(jī)高轉(zhuǎn)速而散熱需求低條件下的功率過盈問題。
【專利說明】
裝載機(jī)獨立散熱電控系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本實用新型屬于一種電控系統(tǒng)，具體地說，尤其涉及一種裝載機(jī)獨立散熱電控系 統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 工程機(jī)械主要熱源來自發(fā)動機(jī)冷卻系統(tǒng)、發(fā)動機(jī)增壓空一空中冷器及液壓系統(tǒng) 等，隨著發(fā)動機(jī)技術(shù)的發(fā)展，特別是柴油發(fā)動機(jī)排放要求的不斷提高，發(fā)動機(jī)散熱量不斷增 加，因此，有必要提高對發(fā)動機(jī)熱效率與熱管理的技術(shù)要求。裝載機(jī)的作業(yè)工況，主要以鏟 掘作業(yè)和裝載作業(yè)工況為主，其負(fù)載不斷波動，不像商用車負(fù)載那樣平穩(wěn)且變化緩慢，因此 對散熱系統(tǒng)的要求很高。傳統(tǒng)的輪式裝載機(jī)散熱直連風(fēng)扇采用發(fā)動機(jī)曲軸直接驅(qū)動或通過 曲軸帶動皮帶輪變速驅(qū)動，即散熱風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速與系統(tǒng)散熱需求無關(guān)，只與發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速相關(guān)。 使得這種散熱方式存在以下缺點：發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速不受散熱需求的控制，造成散熱需求與風(fēng) 扇散熱能力不同步，由于裝載機(jī)的負(fù)荷變化波動大，使得這種不同步始終存在;發(fā)動機(jī)的燃 燒效率與溫度相互關(guān)聯(lián)，發(fā)動機(jī)存在一個最佳工作溫度，大多數(shù)發(fā)動機(jī)的最佳工作溫度為 85~95°C，當(dāng)在較低環(huán)境溫度下啟動發(fā)動機(jī)時，風(fēng)扇轉(zhuǎn)速超過所需散熱能力，使得冷卻液的 升溫過程延長，發(fā)動機(jī)的燃燒效率降低，影響發(fā)動機(jī)的工作性能;在低溫情況下，由于風(fēng)扇 轉(zhuǎn)速超過所需散熱能力，不僅延長了發(fā)動機(jī)機(jī)體升溫時間，而且使風(fēng)扇能耗白白浪費;在發(fā) 動機(jī)低溫工作時，無法控制風(fēng)扇轉(zhuǎn)速進(jìn)入低速工作狀態(tài)，使噪聲難以控制，易造成污染。這 種發(fā)動機(jī)直驅(qū)散熱系統(tǒng)雖然可以通過改善散熱器結(jié)構(gòu)、優(yōu)化散熱系統(tǒng)匹配，在一定程度上 提高散熱系統(tǒng)的散熱效率，但風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速不能根據(jù)散熱需求靈活變換，所以對于同一發(fā)動 機(jī)轉(zhuǎn)速下不同的散熱需求無法提供合適的解決方案。 【實用新型內(nèi)容】
[0003] 本實用新型目的是提供一種裝載機(jī)獨立散熱電控系統(tǒng)，以克服現(xiàn)有技術(shù)中裝載機(jī) 發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速不受散熱需求的控制，造成散熱需求與風(fēng)扇散熱能力不同步的缺陷。
[0004] 本實用新型是采用以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：一種裝載機(jī)獨立散熱電控系統(tǒng)，包括獨 立散熱控制器、溫度傳感器、獨立散熱過渡線束、故障蜂鳴器、故障報警指示燈，所述獨立散 熱過渡線束上設(shè)有整機(jī)線束接口 A、整機(jī)線束接口 B、儀表臺線束接口和控制器接口，所述獨 立散熱控制器、故障蜂鳴器和故障報警指示燈連接在獨立散熱過渡線束上。
[0005] 所述獨立散熱過渡線束設(shè)有環(huán)境溫度、液壓油溫的檢測接口。
[0006] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的有益效果是：
[0007] (1)本實用新型通過控制獨立液壓馬達(dá)驅(qū)動風(fēng)扇熱平衡控制技術(shù)控制散熱器的散 熱功率，可以根據(jù)不同的散熱需求來控制風(fēng)扇馬達(dá)的轉(zhuǎn)速，風(fēng)扇轉(zhuǎn)速受發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速變化的 影響減弱，轉(zhuǎn)動平穩(wěn)，可有效地解決發(fā)動機(jī)高轉(zhuǎn)速而散熱需求低條件下的功率過盈問題；
[0008] (2)本實用新型通過減少風(fēng)扇栗的排量來降低馬達(dá)轉(zhuǎn)速，降低了功率損耗和散熱 器的噪聲;在低轉(zhuǎn)速且散熱需求較大的時候，可通過提高風(fēng)扇栗的排量，在不改變發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn) 速的前提下提高散熱系統(tǒng)的功率，滿足散熱需求；
[0009] (3)本實用新型電控系統(tǒng)預(yù)留環(huán)境溫度、液壓油溫的檢測接口，便于更多功能的開 發(fā);控制器硬件具有可調(diào)整性，根據(jù)溫度傳感器輸出阻值信號范圍設(shè)置測試電阻阻值，保證 傳感器信號采集的精度;預(yù)留CAN通信功能，開發(fā)電控發(fā)動機(jī)時可省略現(xiàn)有傳感器;預(yù)留有 風(fēng)扇反轉(zhuǎn)除塵功能。
【附圖說明】
[0010] 圖1是本實用新型的獨立散熱控制器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0011] 圖2是本實用新型的獨立散熱過渡線束的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0012] 圖3是本實用新型的獨立散熱控制系統(tǒng)原理圖。
[0013] 圖中：1、獨立散熱控制器;2、線束接口；3、獨立散熱過渡線束;4、整機(jī)線束接口A; 5、整機(jī)線束接口 B; 6、故障蜂鳴器;7、故障報警指示燈;8、儀表臺線束接口； 9、控制器接口。
【具體實施方式】
[0014] 下面結(jié)合附圖對本實用新型作進(jìn)一步說明。
[0015] 如圖1、圖2所示，一種裝載機(jī)獨立散熱電控系統(tǒng)，包括獨立散熱控制器1、溫度傳感 器、獨立散熱過渡線束3、故障蜂鳴器6、故障報警指示燈7,獨立散熱控制器1上設(shè)有線束接 口 2,其功用是采集溫度傳感器實時阻值并處理，輸出對應(yīng)的電流信號、報警指示信號，驅(qū)動 風(fēng)扇馬達(dá)按照設(shè)定比例控制風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)，實現(xiàn)高效率散熱。
[0016] 獨立散熱過渡線束3上設(shè)有整機(jī)線束接口 A4、整機(jī)線束接口 B5、儀表臺線束接口 8 和控制器接口 9,獨立散熱控制器1、故障蜂鳴器6和故障報警指示燈7連接在獨立散熱過渡 線束3上，溫度傳感器裝配在散熱器被冷卻介質(zhì)入口處。整機(jī)線束接口 A4、整機(jī)線束接口 B5 分別用于連接派克系統(tǒng)和力士樂系統(tǒng)，因此派克系統(tǒng)和力士樂系統(tǒng)可以兼容使用，獨立散 熱過渡線束3中除匹配整機(jī)線束接口A4、整機(jī)線束接口B5外，其它接口均為通用接口，裝配 時需進(jìn)行連接。另外，CN50-B儀表臺線束接口8是匹配Dl3發(fā)動機(jī)整機(jī)系統(tǒng)接口，整機(jī)沒有此 項配置時不用連接。
[0017] 當(dāng)用于派克系統(tǒng)時，將匹配派克系統(tǒng)的整機(jī)線束接口A4與整機(jī)線束連接；當(dāng)用于 力士樂系統(tǒng)時，因目前力士樂獨立散熱系統(tǒng)安裝于匹配D13發(fā)動機(jī)的整機(jī)上，除了將匹配力 士樂系統(tǒng)整機(jī)線束接口 B5與整機(jī)線束連接外，CN50-B儀表臺線束接口 8應(yīng)于整機(jī)上儀表臺 線束對接。獨立散熱控制器1采集溫度傳感器輸出信號，按照設(shè)定的邏輯關(guān)系，根據(jù)溫度傳 感器拾取的溫度阻值，控制比例閥的開啟度，調(diào)節(jié)液壓馬達(dá)的轉(zhuǎn)速，從而控制風(fēng)扇轉(zhuǎn)速來改 變系統(tǒng)換熱量，實現(xiàn)風(fēng)扇轉(zhuǎn)速隨被冷卻介質(zhì)溫度的變化而變化。
[0018] 如圖3所示，獨立散熱控制系統(tǒng)原理圖說明了溫度傳感器、散熱閥塊、控制器、報警 蜂鳴器、報警指示燈及整機(jī)控制系統(tǒng)之間的連接與控制關(guān)系。
[0019] 表1為控制節(jié)點的明細(xì)表：
[0021] 根據(jù)系統(tǒng)性能及控制要求，在溫度設(shè)置區(qū)間內(nèi)（即風(fēng)扇開啟與全速溫度之間）均勻 設(shè)置電流點，風(fēng)扇轉(zhuǎn)速與溫度選擇線性關(guān)系;本實用新型主要依據(jù)發(fā)動機(jī)水溫和中冷器氣 溫兩參數(shù)控制散熱風(fēng)扇轉(zhuǎn)速，兩種溫度的重要度排列依次為發(fā)動機(jī)水溫和中冷器氣溫，若 兩種溫度不平衡，當(dāng)發(fā)動機(jī)水溫、中冷器氣溫中任何一個溫度值超過設(shè)定的溫度節(jié)點時，風(fēng) 扇轉(zhuǎn)速依據(jù)開啟條件進(jìn)行調(diào)節(jié)；當(dāng)控制器檢測任何一路溫度傳感器出現(xiàn)短路或斷路時，依 據(jù)設(shè)定的邏輯關(guān)系，風(fēng)扇轉(zhuǎn)速最高，并啟動自動檢測故障報警裝置報警。裝載機(jī)整機(jī)上電 后，獨立散熱電控系統(tǒng)得電，對采集到的傳感器輸出溫度信號進(jìn)行處理，控制器輸出相應(yīng)的 PWM信號，驅(qū)動比例電磁閥的動作，調(diào)整閥芯開度，從而改變系統(tǒng)給風(fēng)扇馬達(dá)的流量，實現(xiàn)對 風(fēng)扇轉(zhuǎn)速的控制。
[0022] 獨立散熱控制系統(tǒng)的使用:發(fā)動機(jī)啟動后，裝載機(jī)剛開始工作不需要加強散熱，控 制系統(tǒng)不發(fā)揮作用，風(fēng)扇轉(zhuǎn)速較低，減少散熱量，節(jié)省能耗的同時使整機(jī)很快達(dá)到最佳工作 狀態(tài)的溫度要求。裝載機(jī)工作一段時間后，水溫、中冷氣溫都升高，當(dāng)水溫或中冷氣溫任一 傳感器溫度達(dá)到風(fēng)扇開啟條件(發(fā)動機(jī)水溫= 78°C、中冷器氣溫= 50°C)時，控制器根據(jù)設(shè) 定的邏輯關(guān)系進(jìn)行降溫進(jìn)程，即在30S內(nèi)逐漸由開啟電流節(jié)點（690mA)線性變化為全速電流 節(jié)點（330mA)，根據(jù)輸出的對應(yīng)電流控制比例閥的開度，調(diào)節(jié)馬達(dá)轉(zhuǎn)速，進(jìn)而控制風(fēng)扇的轉(zhuǎn) 速。若散熱過程中，發(fā)動機(jī)水溫和中冷器氣溫都低于風(fēng)扇開啟設(shè)定的條件，即發(fā)動機(jī)水溫和 中冷器氣溫因風(fēng)扇散熱需進(jìn)行升溫進(jìn)程，風(fēng)扇轉(zhuǎn)速在當(dāng)前轉(zhuǎn)速狀態(tài)的基礎(chǔ)上而不是全速之 后逐漸降低轉(zhuǎn)速，實現(xiàn)最節(jié)能的散熱狀態(tài);若裝載機(jī)重載作業(yè)，短時間達(dá)到散熱風(fēng)扇全速開 啟條件(發(fā)動機(jī)水溫=86 °C、中冷器氣溫= 58°C)時，溢流閥完全關(guān)閉，馬達(dá)充油壓力達(dá)到最 大，風(fēng)扇全速旋轉(zhuǎn)散熱;溫度繼續(xù)升高至報警點（發(fā)動機(jī)水溫=100 °C、中冷器氣溫=70 °C) 時，控制器輸出報警信號，風(fēng)扇轉(zhuǎn)速保持最大；當(dāng)電氣控制系統(tǒng)出現(xiàn)短路、斷路等故障時，控 制器輸出電流為330mA，風(fēng)扇全速旋轉(zhuǎn)，自動檢測故障報警裝置依據(jù)已設(shè)定報警方式指示報 警；同時，必要時可手動切斷控制器電源，比例閥斷電后，溢流閥完全關(guān)閉，風(fēng)扇全速旋轉(zhuǎn)。
【主權(quán)項】
1. 一種裝載機(jī)獨立散熱電控系統(tǒng)，其特征在于:包括獨立散熱控制器（1)、溫度傳感器、 獨立散熱過渡線束(3)、故障蜂鳴器(6)、故障報警指示燈(7)，所述獨立散熱過渡線束(3)上 設(shè)有整機(jī)線束接口 A(4)、整機(jī)線束接口 B (5)、儀表臺線束接口（ 8)和控制器接口（ 9)，所述獨 立散熱控制器(1)、故障蜂鳴器(6)和故障報警指示燈(7)連接在獨立散熱過渡線束(3)上。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝載機(jī)獨立散熱電控系統(tǒng)，其特征在于:所述獨立散熱過渡線 束(3)設(shè)有環(huán)境溫度、液壓油溫的檢測接口。
【文檔編號】F01P5/04GK205618241SQ201620360712
【公開日】2016年10月5日
【申請日】2016年4月26日
【發(fā)明人】武香菊, 張建, 崔永國, 卲小娟, 孫立賀
【申請人】山東臨工工程機(jī)械有限公司