CN101506485A - 冷却系统以及与所述冷却系统相结合的传动系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种例如用于冷却热源(12)的冷却系统(10)和与所述冷却系统(10)相结合的传动系统。冷却系统还包括泵(36)，该泵用于将加压的液压流体供应到马达(20)来驱动在冷却过程中使用的风扇。在运行过程中，控制器启动泵(36)的运行，例如仅在需要的时候将液压流体供应到所述马达(20)，从而改进冷却系统的效率和可控性。

Description

冷却系统以及与所述冷却系统相结合的传动系统

技术领域

本发明涉及例如用来冷却热源如内燃发动机的冷却系统。尤其涉及，但不限于，适合与传动系统相结合的冷却系统以及使用这种冷却系统的传动系统。

背景技术

众所周知，热源例如内燃发动机等必须被冷却以保持在期望的温度范围内工作和保证其自身零件的寿命。例如，内燃发动机产生高达总能量的2/3的废热，废热的一半必须与环境空气热交换以冷却该发动机。尽管发动机可以用空气冷却，但也常常使用散热系统，在散热系统中，来自发动机的热冷却流体流过散热器，从而在经冷却的流体回流到发动机以用于后续的再利用之前允许其中的热量与大气相交换。有时车辆的向前运动足以驱使冷却空气经过散热器，但是，在低速下可能需要一些来自风扇装置的强迫送风的空气运动。驱动风扇所需的机械能可达到发动机所产生总能量的1/10，并且风扇的运转可能会对发动机的总效率产生显著的影响。在空气冷却配置中，风扇可以在无散热器的情况下使用，并且可以被操作来抽吸或推动空气经过发动机或与之相关的扩展冷却表面。

驱动风扇及问题

上面提及的风扇可以用多种方法驱动，最简单的方法是采用直接驱动系统，其中风扇通过连接到由发动机自身直接驱动的飞轮或类似装置上的机械联接装置例如风扇带来驱动。这种配置虽然可在大部分应用中提供足够的冷却，但是当散热器或冷却表面暴露在大量冷却空气中时(例如，由于很高的发动机速度)很浪费能量，并且当车辆静止的时候常常不能提供充分冷却。在任一配置中，发动机的效率和安全运转是折衷的。另一方法采用液压风扇驱动系统，在该系统中，由发动机驱动的液压泵用于驱动液压马达，该液压马达又驱动风扇本身。这种配置是优于纯机械系统的，这是因为该配置可以用在这样的情况下：由于风扇和发动机之间的相对位置和/或由于它们之间难以提供机械传动的曲折路径而很难或不可能实现风扇和发动机之间的机械联接时。另外，这种系统可以改变风扇速度，并因此改变冷却速率，从而降低了所使用的与冷却相关的能量大小，进而提高了发动机自身的总效率。

现有技术的液压系统用以下两种方法之一来控制风扇速度。第一，固定排量泵可以和电磁控制比例阀一起使用，该比例阀起到分流来自泵的可变比例的流体流的作用，从而使这些流体并未到达马达而是被节流到泵的储存器。风扇速度的控制通过改变分流的流体比例，并因此改变流量，从而改变驱动风扇的马达速度来实现。虽然这种配置提供了可变的风扇驱动，但如果有任何流体被分流，泵送的能量就会有浪费。因此，这种系统虽然既稳定又响应性好，但仍然非常浪费能量。第二，可以采用可变排量泵(通常是轴向活塞式旋转斜盘设计)来将流体供应到马达，并且风扇速度可以通过控制泵的排量来控制。通常，这种配置采用一种控制系统，在该控制系统中，控制器发出指令信号，该信号被接收然后被用于改变旋转斜盘的角度，并因此改变流体供应速率。由于作为机械负载的风扇的机械特性，经过马达的压力与风扇速度之间成非线性的一一对应关系，并因此控制该压力以使人们可以控制风扇的速度。遗憾的是，这些控制需要精密的调整并且由于回路的压力动态特性很容易导致不稳定。通常，通过在旋转斜盘的控制线中置入小孔可以实现一种折衷，该小孔起到阻尼减弱旋转斜盘的运动以及平稳流体供应的作用。不利的是，该阻尼也降低了泵对扰动例如发动机速度的迅速改变的响应性，对于固定的风扇压力需求，发动机速度改变要求快速的旋转斜盘运动。这导致这种系统是稳定的或者是响应性好的，但很难两全。

发明内容

本发明的目的是提供一种适用于冷却热源例如内燃发动机的冷却系统以及既响应性好又经济的与传动系统相结合的冷却系统。

相应地，本发明提供一种冷却系统，其包括：散热面；用于驱使冷却流体经过散热面的风扇；用于驱动所述风扇的液压驱动马达；受压液压流体源和用于控制液压流体输送到所述马达的液压流体输送控制器，其中受压流体源包括容积周期性变化的一个或多个工作腔室，用于给其中的一些流体加压；所述系统还包括用于监测工作腔室容积的监控器，并且所述控制器以冲程为基础启动对来自所述源的流体传输控制，从而以离散的体积方式供应流体来驱动所述风扇马达和风扇。

优选地，所述工作腔室包括用于控制所述流体回流到所述流体源的入口阀，并且所述控制器连接到该入口阀，以当不需要流体来驱动所述风扇马达时保持所述阀打开，并且当需要流体时保持所述阀关闭。

在特别有利的配置中，所述入口阀包括电磁驱动阀。所述阀可以包括常闭式电磁打开(NCSO)阀、常开式电磁关闭(NOSC)阀和电磁打开电磁关闭阀中的任一种，并且所述控制器被连接到所述阀的电磁线圈以用于启动所述阀。

有利的是，所述系统还包括用于检测与热源相关的可监测温度的温度传感器，其中所述温度传感器可操作地连接到控制器以用于将温度数据传送到该控制器，并且所述控制器被编程为可用于根据由接收到的温度数据确定的控制策略来控制通到所述风扇马达的液压流体供应。

优选地，所述系统还包括一个或多个传感器，用于检测以下参数中的一个或多个：制动器位置、加速器位置、节气门位置/档位、发动机控制数据、环境温度、车重、地形坡度、泵的每分钟转数(RPM)以及零配件/发动机负载；其中所述传感器连接到所述控制器以将数据传递到该控制器，且所述控制器被编程用于根据所述数据控制所述泵的输出。

所述控制器优选被编程为用来监测所述受监测参数中的一个或多个并因此在预计的需求之前启动冷却。

在一特别简单的配置中，所述出口阀包括常闭式压力打开阀或电磁阀。

在一特别安全和优选的配置中，所述入口阀包括常闭式电磁打开阀。

有利的是，控制器包括查阅表，记录在该查阅表上的数据对应于预先记录的加热或冷却曲线，其中所述控制器根据所述查阅表控制所述阀。

优选地，控制器为自适应控制器，其用于获知与所述传动装置相关的车辆的起动和停止曲线并根据这些曲线更改冷却曲线。

在一种配置中，散热面吸收来自内燃发动机的热量。

系统可以包括呈内燃发动机系统形式的热源并且可以包括由所述发动机驱动的第二流体泵，所述第二流体泵驱动被联接用于驱动传动装置的马达。

优选地，当系统包括内燃发动机或其它可以通过液冷来冷却的热源时，该系统还包括流体散热器用于接收来自发动机的冷却流体，并且所述风扇布置成能抽吸或驱动周围的空气经过所述散热器，从而冷却其中的工质。

以上的系统还可以包括温度传感器，其中该温度传感器检测冷却回路中的冷却流体的温度。

在另一种“空气冷却”的配置中，所述风扇布置成能抽吸或驱动周围的空气经过所述发动机的表面，从而直接冷却该发动机。这种配置也可以设有温度传感器用于检测所述热源的零部件的温度。

附图说明

现在将仅以举例的方式参照附图来更详细地描述本发明，其中：

图1是根据本发明的冷却系统和传动系统的示意图；

图2是图1中大致示出的泵装置的示意图；

图3和4示出了两种可能的流体泵送曲线，其中图4示出了来自多腔室泵送装置的多重流体脉冲；

图5是与图1至3中的泵相关的各种可选阀装置的示意图；

图6至8示出了与本发明的第一和第二工作模式相关的流体流动；和

图9是本发明的风扇当应用在空气冷却的发动机中时是怎样放置的示意图。

具体实施方式

基本回路和部件的描述

图1示出了本发明的第一实施例，并且包括用标记10总体示出的传动系统，呈发动机12形式的热源；和以标记14总体示出的基于液体的冷却系统。这种冷却系统14包括散热面或散热器16，用于驱动或抽吸空气经过该散热器的风扇18和用于驱动风扇18的液压风扇马达20。在发动机12与散热器16之间设有流体供应管线22，用于将热的冷却流体供应到散热器16，并且还设有回流管线24，用于使已经冷却的冷却流体以本领域技术人员所知悉的方式回流到发动机12。可提供冷却回路泵26以有助于流体流动通过冷却回路，并且可设有温度传感器28用于检测与热源相关的可监测温度，例如离开发动机12的冷却流体的温度。传感器28被连接到数据线路30，该数据线路用于将表示检测到的温度的信号发送到以标记32总体示出的控制器，并将在下文进行更详细的描述。冷却回路的回流侧可设有流到水热交换器34的可选的液压流体冷却流体，该水热交换器34利用来自散热器16的已冷却的流体来冷却风扇回路中的液压流体。

本领域技术人员将会理解，本发明可以用在需要或者将得益于更好的控制或更高的冷却效率的其它冷却配置中。一个这样的例子是将在下文中参考图9进行详细描述的风冷内燃发动机。

风扇马达20可以为固定排量型，并且通过管线35供应加压的驱动流体，而该管线35又被连接以使流体流动到以标记36总体示出的液压泵，这将在后面的图中更详细地表明。

泵36优选是可变排量型泵并设有进入口38和输出口40，进入口38和输出口40的使用将会在下文进行更详细的描述。在液压回路中还设有用于保存待供应的液压流体的储存器42和用于当流体流经回路时对这些流体进行过滤的可以有的过滤器44。

提供例如呈位置传感器46形式的传感器，以监测泵轴48(图2)的角位置，并且该传感器通过线路50被连接到控制器，以便提供位置信号到该控制器，其目的将会在下文表明。

控制器32设有连接到与泵36有关的一个或多个缸的入口阀和出口阀(最好参见图2)的控制线路52和56。这些阀的细节及其工作方式将参考图2至8在下文中进行详细的描述。可以设以标记58至74表示的其它传感器，用于监测以下参数中的一个或多个：制动器位置(58)、加速器位置(60)、节气门位置/档位(62)、发动机控制数据(64)、环境温度(66)、车重(68)、地形坡度(70)、泵的RPM(72)和零部件/发动机负载(74)。设有数据线路76至90用于将数据发送到控制器和多个传感器/在控制器和传感器之间交换数据。

可以有的装置/配置方案

该配置方案的其它装置可以包括由流体泵94驱动的第二液压马达92，且第二液压马达92具有用于驱动以标记96和98分别示意性地示出的差速器和/或车轮装置的输出。在另一种配置中，第二液压马达可以由上述与冷却回路有关的第一液压泵36驱动。

数字式活塞泵(DDP)的细节描述

现在，读者的注意力可转向图2和3，两图更详细地示出了泵36，并且从图2和3中，读者将会理解其包括往复的活塞泵装置，该活塞泵装置具有设在一个或多个缸102中的一个或多个活塞100。活塞100受到呈偏心凸轮装置104形式的共驱动装置的驱动，而该共驱动装置通过轴48由原动机例如发动机12驱动。当采用多缸配置时可以设有入口总管106，并且所述总管用于通过图1中的低压口38接收来自储存器42的低压液压流体。出口侧也可以设有在标记108处示出的总管，并且该总管被连接用于接收来自缸92的受压流体且将其供应到图1中的高压口40。优选地，泵36包括通过总体以标记110和112示出的入口阀和出口阀进行换向的变容式的数字式活塞泵(DDP)，该入口阀和输出阀优选为提升阀，以提供离散的高压流体脉冲到风扇马达20。

泵的运行

泵36具有两种运行模式，也就是泵送和空载。当在泵送模式下使用时，通过关闭入口阀，流体被正向驱出泵36，这会使得流体被从可操作腔室中通过出口阀驱出并被供应到图1中的风扇高压口然后被输送到马达20。但是，当泵在空载模式下运行时，入口阀保持打开，并且由于阀112以将在下文中做更详细描述的方式保持在闭合位置，使流体不能供应到图1中的高压口40。在第二种模式下，可操作腔室中的流体仅仅回流到入口侧用于后续的重复利用。控制器32以冲程为基础确定工作腔室是否应执行泵送或空载冲程并相应地启动换向电磁阀。该机械的流体排量的控制可以通过改变执行泵送冲程的工作腔室相对于那些执行空载冲程的工作腔室的平均时间比来实现，且也可以通过调整阀动的时间来实现。由各工作腔室所产生或吸收的每个高压流体脉冲分别受到控制器的控制。

优点

从以上将可以理解，由于执行空载冲程的工作腔室与高压口40隔离开，因此该工作腔室机构是未加载的，从而没有容积损失或者与压力相关的机械损失。这种运行方式为本发明提供了优于已知的液压驱动的冷却系统的主要优点，因为它允许系统在压力下提供离散体积的液压流体到能够接收这些流体的马达并将其转化成风扇的旋转运动以用于冷却。当不需要冷却的时候，流体就不被加压或被泵送，如果有任何能量消耗的话也很少。这与现有技术的配置完全不同，现有技术的配置始终给工作流体加压，并且当流体不需要被加压时，用来给流体加压的能量实际上被浪费了。

泵送曲线

为了说明本发明可能的泵送曲线，我们请读者注意图3和4，它们示出了两种可能的泵送曲线。在图3中，曲线例如显示出一系列的离散脉冲，每个脉冲与其相邻脉冲以时间周期T相隔开，该时间周期T可以根据需要进行变化。这样的曲线提供了足够的流体来保持风扇马达以低速但可控的速度转动，并且必要时该曲线可以通过增加或减少脉冲数目来改变。图4示出了当泵在变容量下运行时的曲线，并且流体流包括被供应到风扇马达的一系列位置更靠近的加压流体脉冲。如图所示，脉冲规律根据情况随着冷却要求的改变而改变。在稳定的流体流下连续运转也是可以的。

阀的类型

图5示出了在本发明中可能会用到的多个阀组合，它们中的大部分是具有以标记120至126示出的电磁线圈的直动型电磁驱动阀。可以理解，这些阀可以根据系统的功能需要用在不同的组合中。第一入口阀或低压(LP)阀是常闭式电磁打开阀(NCSO)并且具有电磁线圈，该电磁线圈被连接用于接收来自图1和2中的控制器32的启动能量/指令信号。另一实施例包括常开式电磁关闭阀(NOSC)和电磁关闭电磁打开阀(SCSO)，每个阀都需要它所关联的电磁线圈120和122被连接到控制器32和/或电源，用于在必要时接收启动信号。在多种这样的配置中，可以使用弹簧128使阀门在一特定的方向上被偏压。如果必要，位于出口或高压(HP)侧的阀可以是具有弹簧偏压系统的类似结构，并且可以包括一个或多个电磁操作机构124和126。也可以采用简单的弹簧偏压常闭(NC)阀，该阀不具有任何电磁线圈且仅仅通过在腔室102中产生压力来打开而提供最为简单的配置。控制器32用来以这样一种方式控制流体流入和流出腔室92，这种方式使流体被加压且供应到风扇马达20或者被抽吸入该腔室内并随后在未加压的情况下通过入口阀38回流向流体源42。浪费在抽吸入且然后回流不需要驱动风扇马达20的流体的能量数量被最小化了，并且肯定远小于现有技术中的配置所浪费的能量，现有技术中的配置对进入腔室的所有流体都进行压缩，然后不需要的流体通过降压被完全浪费了。

上述阀的运行状态

图6至8示出了上述缸和阀配置的三种运行状态。在图6中，通过打开阀38以允许腔室与流体源42连通并通过活塞动作抽吸流体以使流体被抽吸入腔室102中，当活塞沿着箭头130的方向向下运动时，活塞的动作在该腔室中产生低压。一旦流体进入到腔室102中，控制器32则确定是否需要流体作为受压流体去驱动风扇马达20。如果控制器确定不需要流体用于驱动风扇，那么低压阀110保持打开，并且当活塞上升时已被驱入的流体只是回流到低压总管(如图7所示)。图8示出了在控制器32确定需要提供受压流体给风扇马达20从而以驱动风扇18的情况下的配置，并且在该情况下低压阀110通过接通与之相关联的电磁线圈120/122被关闭。当活塞上升时，腔室102中的流体受压，并且它的压力克服了保持高压阀关闭的压力或者与该高压阀相关的电磁线圈被接通，于是受压流体被供应到高压总管以用于后续的使用。与高压阀相关的弹簧压力仅仅用于在低压状态下保持该阀闭合。

可以理解的是，对于泵的各个缸和对于传动曲轴的各个旋转运动来说，上述工作次序是重复的。通过在泵的旋转周期中的离散点上控制低压入口阀，对于缸或者供应受压流体到高压总管或者回流非受压流体到低压总管来说，上述缸可以有效地被“打开”或“关闭”。通过采用这种方法，控制器32可以冲程为基础以图3和4中的方式将受压流体的离散脉冲或体积传输到风扇泵20，并且使得风扇马达根据所希望的需求被驱动、停止或改变其速度。

所述需求本身可以通过监测一个或多个参数来确定，所述参数例如为通过传感器28获得的冷却流体温度或者来自以标记58至72表示的一个或多个可选的附加传感器的数据，所述可选的附加传感器用于监测以下参数中的一个或多个：制动器位置(58)、加速器位置(60)、节气门位置/档位(62)、发动机控制数据(64)、环境温度(66)、车重(68)、地形坡度(70)和泵的RPM(74)。

正常运行

在正常运行中，控制器32接收来自传感器28对应于被监测温度的信号，并接收对应于数字式流体调节器或泵36的轴48的位置的脉冲信号50，该脉冲信号50体现了原动机或发动机12的速度。控制器32确定风扇18的期望速度，使得合适数量的热量散失到空气中，从而使发动机保持在期望的温度。冷却的能量需求与风扇速度之间的关系可以通过使用查阅表或方程式计算出。基于风扇18的期望速度、已知的马达12有效排量和对应于脉冲信号50的频率的轴48的速度，控制器32计算出待发送到泵36的脉冲P的频率，从而使风扇马达20以期望的速度旋转。因此脉冲的频率取决于风扇的期望速度，其中那些脉冲的相位通过控制器相对于轴位置的脉冲信号50保持不变。如果达到期望的风扇速度所需的脉冲频率超出在当前轴速下数字式流量调节器的能力范围，该信号将会在取决于由信号50获得的轴48速度的最大频率下饱和。

控制回路

必要时可以通过任何合适的控制回路来启动对LP阀和HP阀110，112的控制，该控制回路可以响应如上所述的被监测参数来启动上述电磁线圈的操作。这样的回路在现有技术中是常见的，为了简洁本文不再作进一步的描述。但是，人们将可以理解，为了产生对应于所述缸的整个工作容积的恒定部分的流体脉冲，需要使控制器启动脉冲工作信号，该脉冲工作信号被锁相到轴48的旋转角度。这可以通过控制器从监测泵轴48位置的位置传感器46接收位置信号50来实现，并且这因此可用来确定何时下一个缸将可用从而用于供应受压流体，或者何时下一个缸被关闭从而使得流体被回流到低压总管侧。另外，人们将会理解通过监测所述轴的角位置，可以有效地监测在任一时刻可用的工作腔室的体积。

在优选的配置中，LP阀是常闭式电磁打开(NCSO)阀，所述NCSO阀不需要电信号来保持它们闭合并且通过向它们供应电信号可以保持逆流地打开。这样的阀固有地是安全的，因为它们允许即使当供应到所述阀30的电力失效时仍可以保持泵送且因此可以保持冷却。在工作中，阀通过“常闭”的状态来保持闭合，并且保持流体流流动到风扇马达，除非控制器决定要终止该流体流。一旦已经作出该决定，电信号被传送到所述电磁线圈以使所述阀保持打开并且将非加压流体回流到低压总管。其它的阀例如常开式电磁关闭(NOSC)和电磁关闭电磁打开(SCSO)以合适的方式操作，在需要时将供应电力供应到所述电磁阀使它动作，从而按所希望的允许或阻止流体从其中流过。

在更简单的结构中，HP阀包括具有保持该阀闭合的微小弹簧压力的弹簧偏压阀，其中来自高压总管的压力也保持该阀闭合，除非被泵压的活塞腔室中的压力超过高压总管的压力。在这种情况下，活塞腔室中的压力使阀打开并且加压流体被供应到高压腔室内。

其它可能的运行模式

除了以上所述的情况，控制例如还可以提供附加的预测或主动控制，其中冷却的未来需求通过可选的传感器或查阅表来确定或预测。例如，如果车辆被检测到正在减速，当它从停止位置向前运动时它可能会马上再次加速。在这些情况下，在所述加速之前使高压流体被供应到风扇马达20是可能的和所希望的，以在请求之前有利于对冷却流体进行冷却。可以使用其它的传感器以有利于这种预测的冷却，例如可使用倾斜传感器来预测由于倾斜角度的增加或减小所需冷却的增加或减少。当然，以上根据图1中所描述的任意传感器都可以用来预测或确定未来的或目前的需求。

作为选择的实施例和改进

在以上的实施例中，泵36的空载模式包含工作腔室被连接到低压入口以用于膨胀冲程和压缩冲程。然而，空载模式还可以包括工作腔室与机械的两个口都隔离，从而在膨胀冲程过程中，工作腔室内的压力降到部分真空。在两种情况下，处于空载模式的腔室均配置成不能将流体排入到高压口。

将会理解，泵36可以具有单个或多个往复运动的流体容积，在这种情况下，用于各个往复运动的容积的各个电磁阀被提供单独的启动信号。在多缸情况下，启动信号可以包括多个平行信号，每个平行信号控制单独的电磁(线圈)阀。如果流量容积的往复变化相对于输入轴具有不同的相位，那么被发送到各个所述电磁阀的信号或脉冲的相位必须相应地与轴位置信号50相关。

以标记150示意性地示出的卸压阀可以装到为马达供给的高压管线上，以防止瞬时压力超过软管或其它部件的安全额定值。

尽管上述系统主要涉及液冷的发动机，但它也可以用于气冷发动机，在这种配置中，温度传感器28将检测与发动机的一部分相关的可监测温度而不是冷却液体的温度(如图1)。这样的配置在图9中示出，图9示出了引导周围空气通过发动机12和/或其扩展表面例如缸散热片12a的风扇18，该散热片12a有效地形成呈图1中的散热器16形式的散热面。

这种结构使得一些对整个系统控制的进一步改进是可能的。例如，当发动机在低温下时风扇可以保持旋转来减少经过散热器阵列的热应力。通过将发动机的燃料消耗量和速度以及环境温度输入风扇控制器，可以使用预测算法计算出散热器的散热速率，从而使发动机始终在接近最优的温度下运行。这样的算法可以采用冷却系统的热惯性，以允许当原动机的效率或可用功率很高时，也就是过多的能量被送入到原动机中时(例如它当原动机在带有或不带减速器的情况下用于发动机制动时)，风扇系统可以超速转动。因为风扇功率的增加远快于随之发生的冷却作用，所以在能效上具有显著的改进，在这里能效用时间平均冷却负载来表现。

如果在数字式流量调节器与发动机之间使用摩擦带传动，数字式流量调节器的轴与发动机之间的相位可以随带的滑移而改变。但是，如果使用了同步传动装置，例如同步带、齿轮或轴，那么可以使用设于发动机内部的位置传感器用于将来自控制器的脉冲与数字式流体调节器的轴同步是可能的。控制器的所有控制功能被并入发动机的电子控制单元中也是可以的。

应当明白控制器32可以是一种自适应控制器，其能够获知起动或停止顺序和与之相关的冷却需求并根据其修改冷却曲线。实际上，控制器32可以被编程用于通过任意一个或多个被监测的参数(例如坡度或车重等)来指示获知冷却需求。

优点

与现有技术的公开内容相比，在本发明的优选实施例中，入口电磁控制阀的默认状态是通过弹簧和/或流体压力保持闭合，并且这些阀通过操作它们的电磁线圈或克服高压总管中的压力来打开。这意味着如果发生电气故障，泵会继续向负载(风扇马达)排放流体而不是仅仅处于空载。由于发动机保持冷却，所以安全性得到加强。

与现有技术的固定排量泵相比，由于没有使用耗能比例阀，因此本系统非常节能。几乎所有由数字式流量调节器产生的流体能量都被用于转动马达，仅有少量能量由于在连接管中的摩擦而损失掉。

与现有技术的可变排量泵相比，本系统是非常稳定的，这是因为不使用旋转斜盘来定位从而不需要闭环伺服控制系统。脉冲的频率通过仅取决于所需的风扇速度的控制器“开环”来确定。再次与现有技术中的第二种类型的泵相比，本系统具有高的响应性，这是因为控制器32可以非常快地改变脉冲频率，且不受具有有限的响应速度的旋转斜盘控制机构的约束。来自数字式流体调节器的脉冲流可以在无显著时间延迟的情况下从图2中的脉冲流转换到图3中的脉冲流。

风扇的高转动惯量意味着尽管由泵36供应的流体流具有脉动特性，风扇的速度仍是平稳的。在没有供应流体期间，设在数字式流体调节器中的止回阀确保管线中的压力不会降低到大气压以下，否则将会使得空气从液压流体中释放出来，这可能会产生噪音并且会损坏液压马达。或者，可以设有简单的附加止回阀。

本文所描述的系统节能、稳定、响应度高并因此与先有技术相比具有改进。

Claims (18)

1.一种冷却系统，包括：

i)散热面(16)；

ii)风扇(18)，其用于抽吸冷却流体通过所述散热面(16)；

iii)液压驱动马达(20)，其用于驱动所述风扇(18)；

iv)加压的液压流体源(36)；和

v)液压流体传送控制器(32)，其用于控制液压流体传送到所述马达(20)；其中，

该受压的流体源(36)包括容积周期性变化的一个或多个工作腔室(102)，用于给其中的一些流体加压；

所述系统还包括用于监测工作腔室容积的监控器(46)，并且所述控制器(32)以冲程为基础启动对来自所述流体源的流体传输的控制，从而以离散的体积的方式供应流体，用于驱动风扇马达(20)和风扇(18)。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述工作腔室包括用于控制所述流体回流到的所述流体源(42)的入口阀(110)，其中所述控制器被连接到所述入口阀(110)以用于当不需要流体来驱动所述风扇马达(20)时保持所述阀打开，并且当需要流体来驱动所述风扇马达时保持所述阀(110)闭合。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述入口阀(110)包括电磁驱动阀。

4.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述入口阀包括以下阀中的任一种：常闭式电磁打开(NCSO)阀；常开式电磁闭合(NOSC)阀；和电磁闭合电磁打开阀，并且所述控制器被连接到所述阀的电磁线圈用于打开所述阀。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的系统，其特征在于，还包括用于检测与所述热源相关的可监测温度的温度传感器(28)，其中所述温度传感器(28)可操作地连接到所述控制器(32)用于将温度数据传送到该控制器，并且所述控制器被编程以用于根据由接收到的温度数据所确定的控制策略来控制到所述风扇马达(20)的液压流体供应。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的系统，其特征在于，还包括一个或多个传感器用于检测以下参数中的一个或多个：制动器位置、加速器位置、节气门位置/档位、发动机控制数据、环境温度、车重、地形坡度、泵的RPM和零配件/发动机负载，其中所述传感器连接到所述控制器用于将数据传送到该控制器，并且所述控制器被编程以用于根据所述数据控制所述泵的输出。

7.根据权利要求5或6所述的系统，其特征在于，所述控制器被编程用于监测所述被监测参数中的一个或多个，并因此在预测到的需求之前开始冷却。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的系统，其特征在于，所述输出阀(112)包括常闭式压力打开阀或电磁驱动阀。

9.根据权利要求1-7中任一项所述的系统，其特征在于，所述入口阀(110)包括常闭式电磁打开阀。

10.根据权利要求1-9中任一项所述的系统，其特征在于，所述控制器包括查阅表，记录在该查阅表上的数据对应于预录入的加热或冷却曲线，并且所述控制器根据所述查阅表来控制所述阀。

11.根据权利要求1-10中任一项所述的系统，其特征在于，还包括自适应控制器，其用于获知与所述传动装置相关的车辆的起动和停止曲线并且根据所述曲线改变冷却曲线。

12.根据权利要求1-11中任一项所述的系统，其特征在于，所述散热面接收来自内燃发动机(12)的热量。

13.根据权利要求1-12中任一项所述的系统，其特征在于，还包括结合了所述冷却系统的传动系统(96)。

14.根据权利要求12所述的系统，其特征在于，还包括由所述发动机驱动的第二流体泵，所述第二流体泵驱动被联接用于驱动传动装置(96)的马达。

15.根据权利要求11-14中任一项所述的系统，其特征在于，还包括用于从所述发动机(12)接收冷却流体的流体散热器(16)，其中所述风扇布置成抽吸或驱动周围空气通过所述散热器，从而以冷却该散热器中的工质。

16.根据权利要求15所述的系统，其特征在于，具有温度传感器(28)，其中所述温度传感器检测冷却回路中的冷却流体的温度。

17.根据权利要求12所述的系统，其特征在于，所述风扇(18)布置成抽吸或驱动周围空气经过所述发动机(12)的表面，从而以直接冷却所述发动机。

18.根据权利要求1-17中任一项所述的系统，其特征在于，具有温度传感器(28)，其中所述温度传感器检测所述热源的零部件的温度。

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