JP2003020944A - Construction machine with temperature sensitive type cooling fan - Google Patents
Construction machine with temperature sensitive type cooling fanInfo
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- Cooling, Air Intake And Gas Exhaust, And Fuel Tank Arrangements In Propulsion Units (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、雰囲気温度に応じ
て回転する温度感応型冷却ファンを有する建設機械に関
する。
【0002】
【発明の背景】油圧ショベル等の建設機械では、エンジ
ン始動直後のように作動油温またはエンジン冷却水温が
所定の暖機運転上限温度未満の場合には、エンジン回転
数を通常よりも高めにして暖機運転を行い、油温(冷却
水温)が暖機運転上限温度に達するとエンジン回転数を
通常回転数に戻す制御を行っている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述したエ
ンジン始動直後の暖機運転時にはエンジンの冷却は不要
であり、エンジン冷却ファンは停止させておくことが望
ましい。しかし、従来の冷却ファンはエンジンに直結さ
れおてり、エンジン駆動時には必ず駆動されるものであ
るから、暖機運転時にもファンが回転して過冷却とな
り、このため暖機運転に時間がかかるという問題があ
る。
【0004】本発明の目的は、温度感応型冷却ファンを
用い、暖機運転時にはファンが回転しないようにした建
設機械を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】一実施形態を示す図面に
より説明すると、本発明に係る温度感応型エンジン冷却
ファンを有する建設機械は、作動油温またはエンジン冷
却水温が所定の暖機運転上限温度未満の場合にエンジン
回転数を通常時よりも上昇させる暖機運転を行う暖機装
置31と、エンジン1により駆動され、温度感応型クラ
ッチCRの作用により雰囲気温度が所定のファン回転開
始温度未満では作動せず、ファン回転開始温度以上のと
きに作動するエンジン冷却ファン装置10とを備え、暖
機運転開始後、作動油温またはエンジン冷却水温が暖機
運転上限温度以上になってから雰囲気温度がファン回転
開始温度に達するようにファン回転開始温度を設定し、
これにより上記問題点を解決する。
【0006】なお、本発明の構成を説明する上記課題を
解決するための手段の項では、本発明を分かり易くする
ために実施の形態の図を用いたが、これにより本発明が
実施の形態に限定されるものではない。
【0007】
【発明の実施の形態】図1〜図5により本発明の一実施
の形態を説明する。図1は本実施形態における建設機械
の要部を示す概略構成図であり、3はエンジン1により
駆動される油圧ポンプ、100は同じくエンジン1によ
り駆動されるエンジン冷却ファン装置である。油圧ポン
プ3の駆動により油圧作業フロントの駆動や車両の走
行,旋回などが行われる。また冷却ファン装置100
は、送風ファンFNと、ファンFNの駆動/停止および
回転速度を制御する流体継手(温度感応型クラッチに相
当)CRとから構成される。流体継手CRの詳細は後述
するが、ファンFNの回転によりラジエータ2内のエン
ジン冷却水が冷却され、以てエンジン1の冷却に寄与す
る。
【0008】エンジン1の回転数はコントローラ31に
より制御される。すなわちコントローラ31は、エンジ
ン回転数設定ダイアル32の操作状況を読み取り、その
操作に応じた回転数でエンジン1を回転すべくモータ3
3によりエンジン回転数設定装置1aを制御する。また
コントローラ31には作動油の温度を検出する油温セン
サ34が接続され、エンジン始動直後のように作動油温
が所定の暖機運転上限温度tw未満の場合には、図3の
如くエンジン回転数を通常の回転数Nnよりも高い回転
数Nwに保持して暖機運転を行う。そして、油温センサ
34の検出温度が暖機運転上限温度twに達すると暖機
運転を終了し、通常のエンジン回転数Nnに戻す。
【0009】図2は上記冷却ファン装置10の流体継手
CRを示す図である。エンジン1により回転駆動される
シャフト11にはドライブディスク12が一体に取り付
けられ、ドライブディスク12はケース13とカバー1
4とから画成されるトルク伝達室15内に挿入されてい
る。ケース13およびカバー14にはファンFN(図
1)が取り付けられ、シャフト11はベアリング16を
介してケース13に回転可能に支持される。
【0010】トルク伝達室15はポート17を介してオ
イル貯蔵室18に連通される。オイル貯蔵室18にはシ
リコンオイルが充填され、バルブプレート19によって
ポート17の開度を調節することで貯蔵室18からトル
ク伝達室15へのオイル供給量が変化する。バルブプレ
ート19にはリニアウェイト20が取り付けられ、この
リニアウェイト20の作用により後述するようにファン
回転数が直線的に変化する。カバー14に保持されたバ
イメタル21は、ラジエータ通過後の雰囲気温度に感応
し、ピストン22を介してバルブプレート19を駆動す
る。
【0011】エンジン始動直後のようにラジエータ通過
後の雰囲気温度が低いときには、バルブプレート19が
ポート17を塞いでおり、貯蔵室18のシリコンオイル
はトルク伝達室15に導かれない。このためエンジン1
の回転によりシャフト11およびドライブディスク12
が回転しても、その回転はケース13つまりファンFN
には伝達されず、ファンFNは回転しない。ラジエータ
通過後の雰囲気温度が上昇してくるとバイメタル21の
作用によりピストン22が駆動され、バルブプレート1
9がポート17を開放する。ポート開放により貯蔵室1
8のシリコンオイルがポート17を通ってトルク伝達室
15に導かれ、伝達トルクの発生によりドライブディス
ク12の回転がファンFNに伝達され、ファンFNが回
転する。ここで、ポート17の開度は雰囲気温度が高い
ほど大きくなり、ポート17の開度が大きいほどトルク
伝達室15へ導かれるオイルの量が多くなり、オイルの
量が多いほどファンFNの回転速度は速くなる。
【0012】本実施形態では、図4に示すようにラジエ
ータ通過後の雰囲気温度がファン回転下限温度(ファン
回転開始温度に相当)tf1未満ではファン回転数は0
であり、tf1からファン回転上限温度tf2に達する
まではファン回転数がリニアに上昇し、tf2以上では
ファン回転数が一定値(Max)となるよう設定され
る。また、図示の如くヒステリシスを設けることでファ
ン速度のハンチングを防止している。ここで、上記温度
tf1,tf2は、シリコンオイルの粘度やピストン2
2のストローク,リニアウェイト20の重量等を変える
ことで適宜調節可能である。
【0013】ところで、上述した暖機運転時にファンF
Nが回転するとエンジン1が過冷となり、暖機運転に要
する時間が長くなってしまう。そこで本実施形態では、
図5に示すように、作動油温が上記暖機運転上限温度t
wを超えた時点T1よりも後の時点T2で雰囲気温度が
ファン回転下限温度tf1に達するようtf1が調節さ
れる。ここで、エンジン始動開始からある程度の時間が
経過するまでは、ラジエータ通過後の雰囲気温度が作動
油の温度より若干高い温度を保持しつつ変化すると考え
てよいので、tf1はtwよりも少し高い温度に設定す
ればよい。例えばtwを30度前後に設定した場合に
は、tf1が50度前後になるようにすればよい。これ
によれば、暖機運転時にはファンFNは回転しないの
で、暖機運転の効率向上が図れ、暖機運転に要する時間
の短縮化が図れる。
【0014】その後の時点T2で雰囲気温度がtf2に
達してから後は、ファン回転数が一定値Maxに保持さ
れるが、このtf2は車体の熱収支に応じて設定され、
必要な放熱量を満たす温度、つまりオーバーヒートなど
の不具合を防止し得る温度(例えば、80度〜90度)
に設定される。
【0015】なお以上では、ファン回転下限温度に達し
て以降はファン回転数が雰囲気温度に応じて直線的に増
減するリニアタイプのファン装置を用いたが、例えばフ
ァンが所定のファン回転開始温度未満では作動せず、フ
ァン回転開始温度以上になると一定速度で回転するオン
・オフタイプのファン装置でもよい。この場合も作動油
温が暖機運転上限温度tw以上になってから雰囲気温度
がファン回転開始温度に達するようにすることで、上述
と同様の作用効果が得られる。また、暖機運転の要否を
決めるパラメータとして作動油温を用いたが、作動油温
に変えてエンジン冷却水温でもよい。さらに温度感応型
クラッチは流体継手に限定されない。
【0016】
【発明の効果】本発明によれば、暖機運転開始後、作動
油温またはエンジン冷却水温が暖機運転上限温度以上に
なってから雰囲気温度がファン回転下限温度に達するよ
うにしたので、暖機運転時にはファンが駆動されずに暖
機運転の効率向上が図れ、暖機運転に要する時間の短縮
化が図れる。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a construction machine having a temperature-responsive cooling fan that rotates according to the ambient temperature. 2. Description of the Related Art In a construction machine such as a hydraulic excavator, when the operating oil temperature or the engine cooling water temperature is lower than a predetermined warm-up operation upper limit temperature, such as immediately after the start of the engine, the engine speed is set lower than usual. The warm-up operation is performed at a higher temperature, and control is performed to return the engine speed to the normal speed when the oil temperature (cooling water temperature) reaches the warm-up operation upper limit temperature. [0003] By the way, during the warm-up operation immediately after the start of the engine, it is not necessary to cool the engine, and it is desirable to stop the engine cooling fan. However, since the conventional cooling fan is directly connected to the engine and is always driven when the engine is driven, the fan also rotates during the warm-up operation and becomes supercooled, so that it takes time for the warm-up operation There is a problem. An object of the present invention is to provide a construction machine using a temperature-responsive cooling fan so that the fan does not rotate during a warm-up operation. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a perspective view showing a construction machine having a temperature-sensitive engine cooling fan according to the present invention; A warm-up device 31 for performing a warm-up operation in which the engine speed is increased from the normal operation when the temperature is lower than the operation upper limit temperature. An engine cooling fan device 10 that does not operate at a temperature lower than the temperature but operates when the temperature is equal to or higher than the fan rotation start temperature. Set the fan rotation start temperature so that the ambient temperature reaches the fan rotation start temperature,
This solves the above problem. In the section of the means for solving the above-mentioned problems, which explains the configuration of the present invention, the drawings of the embodiments are used to make the present invention easy to understand. However, the present invention is not limited to this. An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a main part of a construction machine according to the present embodiment. Reference numeral 3 denotes a hydraulic pump driven by the engine 1, and reference numeral 100 denotes an engine cooling fan device also driven by the engine 1. The drive of the hydraulic pump 3 drives the front of the hydraulic work, travels and turns the vehicle, and the like. Also, the cooling fan device 100
Is composed of a blower fan FN and a fluid coupling (corresponding to a temperature-sensitive clutch) CR for controlling driving / stopping and rotation speed of the fan FN. Although the details of the fluid coupling CR will be described later, the rotation of the fan FN cools the engine cooling water in the radiator 2, thereby contributing to the cooling of the engine 1. [0008] The rotation speed of the engine 1 is controlled by a controller 31. That is, the controller 31 reads the operation status of the engine speed setting dial 32, and sets the motor 3 to rotate the engine 1 at a speed corresponding to the operation.
3 controls the engine speed setting device 1a. An oil temperature sensor 34 for detecting the temperature of the hydraulic oil is connected to the controller 31. When the hydraulic oil temperature is lower than a predetermined warm-up operation upper limit temperature tw, for example, immediately after the start of the engine, the engine rotation as shown in FIG. The warm-up operation is performed while maintaining the number at a rotation speed Nw higher than the normal rotation speed Nn. Then, when the temperature detected by the oil temperature sensor 34 reaches the warm-up operation upper limit temperature tw, the warm-up operation is terminated, and the normal engine speed Nn is returned. FIG. 2 is a view showing a fluid coupling CR of the cooling fan device 10. A drive disk 12 is integrally attached to a shaft 11 that is driven to rotate by the engine 1.
4 are inserted into a torque transmission chamber 15 defined by the torque transmission chamber 4. A fan FN (FIG. 1) is attached to the case 13 and the cover 14, and the shaft 11 is rotatably supported by the case 13 via a bearing 16. The torque transmission chamber 15 communicates with an oil storage chamber 18 via a port 17. The oil storage chamber 18 is filled with silicone oil, and the amount of oil supplied from the storage chamber 18 to the torque transmission chamber 15 changes by adjusting the opening of the port 17 by the valve plate 19. A linear weight 20 is attached to the valve plate 19, and the operation of the linear weight 20 causes the fan speed to change linearly as described later. The bimetal 21 held on the cover 14 drives the valve plate 19 via the piston 22 in response to the ambient temperature after passing through the radiator. When the ambient temperature after passing through the radiator is low, such as immediately after starting the engine, the valve plate 19 blocks the port 17, and the silicon oil in the storage chamber 18 is not guided to the torque transmission chamber 15. Engine 1
Rotation of the shaft 11 and the drive disk 12
Of the fan FN
And the fan FN does not rotate. When the ambient temperature rises after passing through the radiator, the piston 22 is driven by the action of the bimetal 21, and the valve plate 1
9 opens port 17. Storage room 1 by opening the port
The silicone oil No. 8 is guided to the torque transmission chamber 15 through the port 17, and the rotation of the drive disk 12 is transmitted to the fan FN by the generation of the transmission torque, and the fan FN rotates. Here, the opening degree of the port 17 increases as the ambient temperature increases, and as the opening degree of the port 17 increases, the amount of oil guided to the torque transmission chamber 15 increases, and as the amount of oil increases, the rotation speed of the fan FN increases. Is faster. In this embodiment, as shown in FIG. 4, when the ambient temperature after passing through the radiator is lower than the fan rotation lower limit temperature (corresponding to the fan rotation start temperature) tf1, the fan rotation speed becomes zero.
The fan rotation speed linearly increases from tf1 until the fan rotation upper limit temperature tf2 is reached, and is set so that the fan rotation speed becomes a constant value (Max) above tf2. Also, hunting of the fan speed is prevented by providing hysteresis as shown. Here, the temperatures tf1 and tf2 depend on the viscosity of the silicone oil and the piston 2
The stroke can be adjusted as appropriate by changing the stroke of No. 2, the weight of the linear weight 20, and the like. During the warm-up operation, the fan F
When N rotates, the engine 1 becomes supercooled, and the time required for the warm-up operation becomes longer. Therefore, in this embodiment,
As shown in FIG. 5, the operating oil temperature is equal to the warm-up operation upper limit temperature t.
tf1 is adjusted so that the ambient temperature reaches the fan rotation lower limit temperature tf1 at a time T2 after the time T1 exceeding w. Here, it may be considered that the temperature of the atmosphere after passing through the radiator changes while maintaining a temperature slightly higher than the temperature of the hydraulic oil until a certain time elapses from the start of the engine, so that tf1 is a temperature slightly higher than tw. Should be set to. For example, when tw is set to about 30 degrees, tf1 may be set to about 50 degrees. According to this, since the fan FN does not rotate during the warm-up operation, the efficiency of the warm-up operation can be improved, and the time required for the warm-up operation can be reduced. After the ambient temperature reaches tf2 at time T2, the fan speed is kept at a constant value Max. This tf2 is set according to the heat balance of the vehicle body.
A temperature that satisfies the required heat radiation, that is, a temperature that can prevent problems such as overheating (for example, 80 to 90 degrees).
Is set to In the above description, a linear type fan device is used in which the fan rotation speed linearly increases and decreases according to the ambient temperature after the fan rotation lower limit temperature is reached. Does not operate, and may be an on / off type fan device that rotates at a constant speed when the temperature exceeds the fan rotation start temperature. Also in this case, the same operation and effect as described above can be obtained by setting the ambient temperature to reach the fan rotation start temperature after the operating oil temperature becomes equal to or higher than the warm-up operation upper limit temperature tw. Although the operating oil temperature is used as a parameter for determining whether or not the warm-up operation is necessary, the operating oil temperature may be replaced with the engine cooling water temperature. Further, the temperature-sensitive clutch is not limited to a fluid coupling. According to the present invention, after starting the warm-up operation, the ambient temperature reaches the fan rotation lower-limit temperature after the operating oil temperature or the engine cooling water temperature becomes higher than the warm-up operation upper limit temperature. Therefore, the efficiency of the warm-up operation can be improved without driving the fan during the warm-up operation, and the time required for the warm-up operation can be reduced.
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係る建設機械の要部構成
を示す図。
【図2】ファン装置の流体継手部の構成を示す断面図。
【図3】暖機運転制御を説明する図。
【図4】ファン装置の回転特性を示す図。
【図5】暖機運転とのファン回転数との時間的関係を示
す図。
【符号の説明】
1 エンジン
2 ラジエータ
3 油圧ポンプ
10 エンジン冷却ファン装置
31 コントローラ
34 油温センサ
FN ファン
CR 流体継手BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a diagram showing a main configuration of a construction machine according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a sectional view showing a configuration of a fluid coupling portion of the fan device. FIG. 3 is a diagram illustrating warm-up operation control. FIG. 4 is a diagram illustrating rotation characteristics of a fan device. FIG. 5 is a diagram showing a temporal relationship between a warm-up operation and a fan speed. [Description of Signs] 1 engine 2 radiator 3 hydraulic pump 10 engine cooling fan device 31 controller 34 oil temperature sensor FN fan CR fluid coupling
Claims (1)
の暖機運転上限温度未満の場合にエンジン回転数を通常
時よりも上昇させる暖機運転を行う暖機装置と、 エンジンにより駆動され、温度感応型クラッチの作用に
より雰囲気温度が所定のファン回転開始温度未満では作
動せず、ファン回転開始温度以上のときに作動するエン
ジン冷却ファン装置とを備え、 前記暖機運転開始後、前記作動油温またはエンジン冷却
水温が前記暖機運転上限温度以上になってから前記雰囲
気温度が前記ファン回転開始温度に達するように該ファ
ン回転開始温度を設定したことを特徴とする温度感応型
冷却ファンを有する建設機械。Claims: 1. A warm-up device for performing a warm-up operation for increasing an engine speed more than usual when a hydraulic oil temperature or an engine cooling water temperature is lower than a predetermined warm-up operation upper limit temperature; An engine cooling fan device that is driven by the engine and does not operate when the ambient temperature is lower than a predetermined fan rotation start temperature due to the action of the temperature-sensitive clutch but operates when the ambient temperature is equal to or higher than the fan rotation start temperature; After that, the fan rotation start temperature is set so that the ambient temperature reaches the fan rotation start temperature after the operating oil temperature or the engine cooling water temperature becomes equal to or higher than the warm-up operation upper limit temperature. Construction machinery having a mold cooling fan.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001204848A JP2003020944A (en) | 2001-07-05 | 2001-07-05 | Construction machine with temperature sensitive type cooling fan |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001204848A JP2003020944A (en) | 2001-07-05 | 2001-07-05 | Construction machine with temperature sensitive type cooling fan |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2003020944A true JP2003020944A (en) | 2003-01-24 |
Family
ID=19041255
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001204848A Pending JP2003020944A (en) | 2001-07-05 | 2001-07-05 | Construction machine with temperature sensitive type cooling fan |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2003020944A (en) |
-
2001
- 2001-07-05 JP JP2001204848A patent/JP2003020944A/en active Pending
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