CN102935801B - 车用散热系统及其控制装置和控制方法、工程机械 - Google Patents

Abstract

本发明涉及工程机械领域，公开了一种车用散热系统及其控制装置和控制方法、工程机械。所述车用散热系统包括散热器、第一风扇、第二风扇、发动机冷却管路和液力缓速器冷却管路；所述第一风扇安装于所述散热器的第一散热区，所述第二风扇安装于所述散热器的第二散热区；所述发动机冷却管路和所述液力缓速器冷却管路相连形成冷却回路，所述冷却回路上设置有分别与所述散热器的进出端相连通的冷却液出口和冷却液进口。与现有技术相比，本发明提供的车用散热系统的散热效果能够与不同情形下的散热需求相匹配，不仅能够保证散热能力、提高散热效率、避免不必要的能量浪费，而且成本较低、占据空间较小。

Description

车用散热系统及其控制装置和控制方法、工程机械

技术领域

本发明涉及工程机械领域，特别涉及一种车用散热系统及其控制装置和控制方法、工程机械。

背景技术

液力缓速器又称液力减速装置。汽车在下长坡时使用排气制动，虽然能收到良好的制动效果，但对于吨位较大的起重机等工程机械而言，采用排气制动的效果较为有限。因此，为了提高制动性能，保证行车安全，吨位较大的工程机械一般都安装有液力缓速器。

原有的下车散热系统主要保证发动机的冷却效果，但在安装液力缓速器后，由于液力缓速器在工作过程中产生大量的热量，为了保证液力缓速器能够正常工作，下车散热系统还需要对这些热量进行冷却，在现有技术中，一般采用两个相串联的散热器，两个散热器分别设置在发动机的前方和左侧或者右侧，两个散热器各自通过风扇实现热交换，以实现对发动机和液力缓速器的冷却，或者采用一个较大的散热器，将其设置在发动机的附近，并通过风扇实现热交换，以实现对发动机和液力缓速器的冷却。

上述前一种方案的主要缺陷在于，成本较高，散热量过大，在整车行驶过程中，液力缓速器仅在一小部分时间内起作用，这样造成了能量浪费、散热效率低下；另外，在发动机的左侧或者右侧设置有散热器，占据的空间大，容易造成影响进气系统、排气系统、燃油系统或者电瓶等的布置。上述后一种方案的主要缺陷在于，成本较高，占据空间较大，并且散热效率较低或者在极端情形下不能较好地满足散热需求。

因此，如何针对现有的散热系统进行改进，以便更加适应发动机和液力缓速器的散热需要，是本领域技术人员亟待解决的技术难题。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种车用散热系统及其控制装置和控制方法、工程机械，以解决现有的汽车散热系统成本较高、占据空间大、散热效率较低等问题。

第一方面，本发明提供了一种车用散热系统，所述车用散热系统包括散热器、第一风扇、第二风扇、发动机冷却管路和液力缓速器冷却管路；所述第一风扇安装于所述散热器的第一散热区，所述第二风扇安装于所述散热器的第二散热区；所述发动机冷却管路和所述液力缓速器冷却管路相连形成冷却回路，所述冷却回路上设置有分别与所述散热器的进出端相连通的冷却液出口和冷却液进口。

进一步地，所述冷却液出口和所述冷却液进口均设置于所述发动机冷却管路上。

进一步地，所述散热器安装于发动机朝向行驶方向的一侧。

进一步地，所述第一风扇和所述第二风扇中的一者为由发动机驱动的机械式风扇，另一者为电控式风扇或者液控式风扇。

进一步地，所述冷却液出口设置有节温器，所述节温器在所述冷却回路的冷却液温度达到预设的第一温度值时处于开启状态。

第二方面，本发明还提供了一种用于上述第五项所述的车用散热系统的控制装置，所述控制装置包括：获取单元，用于获取所述冷却回路的冷却液温度；第一判断单元，用于判断所述冷却液温度是否达到所述第一温度值；第一处理单元，用于在所述冷却液温度达到所述第一温度值时，控制所述第二风扇和所述第一风扇中的一者运转；第二判断单元，用于判断所述冷却液温度是否达到第二温度值，所述第二温度值大于所述第一温度值；第二处理单元，用于在所述冷却液温度达到所述第二温度值时，控制所述第一风扇和所述第一风扇中的另一者运转。

第三方面，本发明还提供了一种用于上述第五项所述的车用散热系统的控制方法，所述控制方法包括如下步骤：A、获取所述冷却回路的冷却液温度；B、判断所述冷却液温度是否达到所述第一温度值；C、在所述冷却液温度达到所述第一温度值时，使所述第二风扇和所述第一风扇中的一者运转；D、判断所述冷却液温度是否达到预设的第二温度值，所述第二温度值大于所述第一温度值；E、在所述冷却液温度达到所述第二温度值时，使所述第二风扇和所述第一风扇中的另一者运转。

进一步地，所述步骤A具体为：从设置于所述发动机冷却管路内的温度传感器获取冷却液温度。

第四方面，本发明还提供了一种工程机械，所述工程机械设置有上述任一项所述的车用散热系统。

进一步地，所述工程机械为起重机。

本发明提供的车用散热系统的散热效果能够与不同情形下的散热需求相匹配，具体而言，在大多数情况下（即液力缓速器不工作时），可控制第一风扇和第二风扇中的一者正常运转，另一者停止，使发动机和液力缓速器的冷却回路的冷却液外通散热器实现热交换，进而保证发动机的冷却液温度满足发动机的工作需求，使整个系统处于热平衡状态；当开启液力缓速器时，将产生大量的热量，需要增大散热器的散热量，此时，可控制第一风扇和第二风扇中的另一者正常运转，使整个车用散热系统处于新的热平衡状态，确保发动机和液力缓速器均能正常工作。从上述可知，与现有技术相比，本发明的车用散热系统不仅能够保证散热能力、提高散热效率、避免不必要的能量浪费，而且成本较低、占据空间较小。

本发明提供车用散热系统的控制装置和方法，可实现车用散热系统的自动控制，进而满足了不同工况下的散热需求，提高了车用散热系统的自动化程度。

本发明提供的工程机械设置有上述的车用散热系统，由于上述的车用散热系统具有上述技术效果，因此，该工程机械也具有相应的技术效果。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例提供的一种车用散热系统的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种用于车用散热系统的控制装置的结构框图；

图3为本发明实施例提供的一种用于车用散热系统的控制方法的流程示意图。

符号说明：

1 散热器

2 第一风扇

3 进液管

4 发动机冷却管路

5 发动机

6 液力缓速器冷却管路

7 液力缓速器

8 出液管

9 第二风扇

11获取单元

12第一判断单元

13第一处理单元

14第二判断单元

15第二处理单元

具体实施方式

应当指出，本部分中对具体结构的描述及描述顺序仅是对具体实施例的说明，不应视为对本发明的保护范围有任何限制作用。此外，在不冲突的情形下，本部分中的实施例以及实施例中的特征可以相互组合。

请参考图1，该实施例的车用散热系统主要包括散热器1、第一风扇2、第二风扇9、发动机冷却管路4和液力缓速器冷却管路6等。

其中，散热器1安装于发动机5的正前方，即安装于发动机5朝向行驶方向的一侧（图中所示为左侧），散热器1上设置有第一散热区和第二散热区，如图所示，第一散热区和第二散热区上下布置于散热器1面对发动机的一侧，第一散热区小于第二散热区，第一风扇2安装于散热器1的第一散热区，第二风扇9安装于散热器1的第二散热区，第一风扇2的散热功率小于第二风扇9，优选地，第一风扇2为电控式风扇，第二风扇9为由发动机5驱动的机械式风扇，即第一风扇2可通过电气线路及相应的电控开关接于供电电源以实现运转或者停止，第二风扇9可通过传动装置（可包括离合器）与发动机相连以实现运转或者停止。在具体实施过程中，各风扇与散热器1之间还可以设置导风罩，有关散热器的详细结构以及风扇的安装方式可参见现有技术的相关描述，在此不再一一展开。

发动机冷却管路4与液力缓速器冷却管路6相连形成冷却回路，该冷却回路中充有冷却液，冷却液可由水、防冻液和各种防腐剂等组成，冷却液可从发动机冷却管路4流经液力缓速器冷却管路6后返回至发动机冷却管路4中，从而实现循环冷却，优选地，在发动机冷却管路4上还设置有冷却液出口和冷却液进口，冷却液出口和冷却液进口分别通过出液管8和进液管3与散热器1的进出端相连通，另外，在冷却液出口内还设置有节温器，节温器实际上相当于一个开度可调的三通阀门，其原理是利用可随温度伸缩的材料，例如石蜡或乙醚之类的材料做开关阀门，当发动机冷却管路4或者冷却回路中的冷却液温度达到（即大于等于）第一温度值时，上述材料膨胀顶开阀门，此时，发动机冷却管路4中的至少一部分冷却液可通过冷却液出口流经散热器进行散热，并经冷却液进口回流至冷却液冷却管路4中，当冷却液温度小于第一温度值时，上述材料收缩关闭阀门，冷却液仅在冷却回路内循环，在具体实施时，可根据所需的第一温度值选用合适的节温器。有关发动机冷却管路4和液力缓速器冷却管路的更具体结构和实现方式，以及发动机冷却管路4与散热器1的连接方式和节温器的安装方式，可参见现有技术的相关描述，兹不赘述。

下面结合具体场景说明一下上述车用散热系统的工作原理及操控过程：

在发动机5刚启动时，或者在发动机启动后而发动机冷却管路4的冷却液温度较低时，节温器处于关闭状态，冷却液只在发动机冷却管路4和液力缓速器冷却管路6构成的冷却回路中循环，此时，使第一风扇2与供电电源断开，并使第二风扇9传动装置的离合器与发动机5的动力输出轴分离，散热装置1、第一风扇2和第二风扇9均不起作用；在发动机启动后，若发动机冷却管路4的冷却液温度达到第一温度值（如80℃）时，节温器开启，此时，使第二风扇9传动装置的离合器与发动机5的动力输出轴接合，从而使第二风扇9在发动机5的驱动下运转，发动机冷却管路4或者冷却回路至少有部分冷却液经冷却液出口、进液管3至散热器1实现热交换，并从出液管8、冷却液进口流回冷却回路，这样既可保证发动机的冷却液满足发动机的工作需求，使整个车用散热系统处于热平衡状态，这种情形一般适用于发动机冷却管路4的冷却液温度较高而液力缓速器7未起作用时；当液力缓速器7开启后，将会产生大量的热量，进而造成冷却回路的冷却液温度快速上升，当冷却回路或者发动机冷却管路4的冷却液温度达到第二温度值（如85℃）时，此时，使第一风扇2接于供电电源以实现运转，从而加大散热器1的散热量，冷却回路的冷却液经冷却液出口、进液管3至散热器1进行热交换，并从出液管8、冷却液进口循环流回冷却回路，使整个车用散热系统处于新的热平衡状态，确保发动机5和液力缓速器7都能正常工作。

在具体实施过程中，选用合适的散热器以及第一风扇和第二风扇，可使车用散热系统的散热效果与上述不同情形下的散热需求相匹配。另外，需要说明的是，当冷却液温度为大于第一温度值而小于第二温度值的某个值（如83℃）时，节温器完全打开。

上述实施例的优选方式中，第一散热区小于第二散热区，第一风扇2的散热功率小于第二风扇9，并且第二风扇9由发动机5带动，在工作过程中，随着冷却液温度依次达到第一温度值和第二温度值，依次控制第二风扇9和第一风扇2运转，这种配置方式既能有效节约能源，又能够根据发动机5和液力缓速器7的散热需要提供不同的散热量。但在其他实施例中，若第一风扇2能够满足冷却液温度达到第一温度值但未达到第二温度值时的散热需要，也可以在冷却液温度达到第一温度值时，控制第一风扇2运转，当冷却液温度达到第二温度值时，控制第二风扇9运转。另外，第二温度值可以根据需要予以设定。

上述实施例的优选方式中，第一风扇2为电控式风扇，第二风扇9为机械式风扇，但在其他一些实施例中，第一风扇2也可以为液控式风扇，第二风扇9为机械式风扇，在这种情形下，第一风扇2可由液压马达驱动，该液压马达接于液压回路中，通过控制液压回路的压力油走向即可实现第一风扇2运转或者停止；此外，在其他另一些实施例中，第一风扇2也可以为由发动机5驱动的机械式风扇，而第二风扇9为电控式风扇或者液控式风扇，这种情形下，第一风扇2和第二风扇9的运行状态和控制方式可参见前文相关描述。

从上述可知，本发明实施例的车用散热系统的散热效果能够与不同情形下的散热需求相匹配，不仅能够保证散热能力、提高散热效率、避免不必要的能量浪费，而且无需过大的散热器，成本较低、占据空间较小，另外，将散热器设置于发动机的正前方，不会影响进气系统、排气系统、燃油系统或者电瓶等的布置。

上述各种实施例的车用散热系统在使用过程中可以采用手动进行控制，也可以采用自动控制，请参考图2，图2示出了一种用于上述实施例优选方式的控制装置，下面同时结合图1进行描述。

该控制装置主要包括获取单元11、第一判断单元12、第一处理单元13、第二判断单元14和第二处理单元15，其中：获取单元11用于获取发动机冷却管路4或者由发动机冷却管路4与液力缓速器冷却管路6组成的冷却回路的冷却液温度；第一判断单元12与获取单元11信号连接，用于判断所述冷却液温度是否达到第一温度值，该第一温度值为设置于冷却液出口的节温器的开启温度；第一处理单元13与第一判断单元12信号连接，用于在所述冷却液温度达到（即大于等于）第一温度值时，控制所述第二风扇9运转；第二判断单元14与获取单元11信号连接，用于判断所述冷却液温度是否达到第二温度值，第二温度值大于第一温度值；第二处理单元15与第二判断单元14信号连接，用于在所述冷却液温度达到第二温度值时，控制第一风扇2运转。

另外，作为一种优选方案，在冷却液温度由小变大的过程中，若所述冷却液温度小于第一温度值时，第一处理单元13不作出动作，使第二风扇9继续保持在原先的停止状态，若所述冷却液温度小于第二温度值时，第二处理单元15不作出动作，使第一风扇2继续保持在原先的停止状态；相应地，在冷却液温度由大变小的过程中，若所述冷却液温度小于第一温度值时，第一处理单元13作出动作，使第二风扇9停止，若所述冷却液温度小于第二温度值时，第二处理单元15作出动作，使第一风扇2停止。

在具体实施过程中，可在冷却回路或者发动机冷却管路4内设置温度传感器，该温度传感器实时检测冷却液温度，并将其以电信号的形式发送给控制装置，控制装置的获取单元11根据该电信号获得当前的冷却液温度，以便于第一判断单元12和第二判断单元14进行后续操作。有关本实施例控制装置的工作过程可参考上述车用散热系统的工作原理描述，在此不再展开。

从上述可知，上述控制装置能够实现车用散热系统的自动控制，进而满足了不同工况下的散热需求，提高了车用散热系统的自动化程度。

请参考图3，图3示出了一种用于车用散热系统优选方式的控制方法。下面结合图1进行说明。

如图所示，该控制方法包括如下步骤：

S1、获取冷却液温度；

具体而言，可以在冷却回路或者发动机冷却管路4中设置温度传感器，通过该温度传感器实时获取当前的冷却液温度。

S2、冷却液温度是否达到第一温度值；

具体而言，将步骤S1获取的当前的冷却液温度与第一温度值相比对，第一温度值为设置于冷却液出口的节温器的开启温度。

S3、打开第二风扇；

具体而言，当根据步骤S2得出当前的冷却液温度大于等于第一温度值时，打开第二风扇9。

S4、使第二风扇停止；

具体而言，当根据步骤S2得出当前的冷却液温度小于第一温度值时，使第二风扇9继续保持在原先的停止状态（温度由小变大的情形），或者使第二风扇9由打开状态转换至停止状态（温度由大变小的情形）。

S5、冷却液温度是否达到第二温度值；

具体而言，将根据步骤S1获取的当前的冷却液温度与第二温度值相比对，第二温度值大于第一温度值，第二温度值可以根据需要进行设定。

S6、打开第一风扇；

具体而言，当根据步骤S5得出当前的冷却液温度大于等于第二温度值时，打开第一风扇2。

S7、使第一风扇停止；

具体而言，当根据步骤S5得出当前的冷却液温度小于第二温度值时，使第一风扇2继续保持在原先的停止状态（温度由小变大的情形），或者使第一风扇2由打开状态转换至停止状态（温度由大变小的情形）。

需要说明的是，若第一风扇2能够满足冷却液温度达到第一温度值但未达到第二温度值时的散热需要，则第一步骤S3与S6、步骤S4与步骤S7可以互换位置，即在工作过程中，随着冷却液温度依次达到第一温度值和第二温度值时，依次打开第一风扇2和第二风扇9。

从上述可知，该控制方法能够实现车用散热系统的控制，进而满足不同工况下的散热需求。

本发明实施例还提供了一种工程机械，例如起重机等，该工程机械设置有前述实施例所述的车用散热系统，以及可选的采用前述实施例所述的控制装置或者控制方法，由于上述的车用散热系统具有上述技术效果，因此，该工程机械也应具备相应的技术效果，其相应部分的具体实施过程可参见前述车用散热系统的描述，其他部分的具体实施过程可参见现有技术的相关描述，兹不赘述。

本领域普通技术人员可以理解，实现上述本发明实施例的全部或者部分步骤/单元/模块可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述程序可以存储于计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光碟等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种车用散热系统，其特征在于：

所述车用散热系统包括散热器(1)、第一风扇(2)、第二风扇(9)、控制装置、发动机冷却管路(4)和液力缓速器冷却管路(6)；

所述第一风扇(2)安装于所述散热器(1)的第一散热区，所述第二风扇(9)安装于所述散热器(1)的第二散热区；

所述发动机冷却管路(4)和所述液力缓速器冷却管路(6)相连形成冷却回路，所述冷却回路上设置有分别与所述散热器(1)的进出端相连通的冷却液出口和冷却液进口，所述冷却液出口设置有节温器，所述节温器在所述冷却回路的冷却液温度达到预设的第一温度值时处于开启状态；

所述第一风扇(2)和所述第二风扇(9)中的一者为由发动机(5)驱动的机械式风扇，另一者为电控式风扇或者液控式风扇；

所述控制装置包括：获取单元(11)，用于获取所述冷却回路的冷却液温度；第一判断单元(12)，用于判断所述冷却液温度是否达到所述第一温度值；第一处理单元(13)，用于在所述冷却液温度达到所述第一温度值时，控制所述第二风扇(9)和所述第一风扇(2)中的一者运转；第二判断单元(14)，用于判断所述冷却液温度是否达到预设的第二温度值，所述第二温度值大于所述第一温度值；第二处理单元(15)，用于在所述冷却液温度达到所述第二温度值时，控制所述第二风扇(9)和所述第一风扇(2)中的另一者运转。

2.如权利要求1所述的车用散热系统，其特征在于：所述冷却液出口和所述冷却液进口均设置于所述发动机冷却管路(4)上。

3.如权利要求1所述的车用散热系统，其特征在于：所述散热器(1)安装于发动机(5)朝向行驶方向的一侧。

4.一种用于权利要求1所述的车用散热系统的控制方法，其特征在于，所述控制方法包括如下步骤：

A、获取所述冷却回路的冷却液温度；

B、判断所述冷却液温度是否达到所述第一温度值；

C、在所述冷却液温度达到所述第一温度值时，使所述第二风扇(9)和所述第一风扇(2)中的一者运转；

D、判断所述冷却液温度是否达到预设的第二温度值，所述第二温度值大于所述第一温度值；

E、在所述冷却液温度达到所述第二温度值时，使所述第二风扇(9)和所述第一风扇(2)中的另一者运转。

5.如权利要求4所述的控制方法，其特征在于，所述步骤A具体为：从设置于所述发动机冷却管路(4)内的温度传感器获取冷却液温度。

6.一种工程机械，其特征在于：所述工程机械设置有权利要求1至3任一项所述的车用散热系统。

7.如权利要求6所述的工程机械，其特征在于：所述工程机械为起重机。