CN103590886A - 一种装载机发动机用散热控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种装载机发动机用散热控制方法，旨在提供一种控制装载机用散热系统的风扇转速变化平滑、噪音低和散热系统使用寿命长、节能效果好、成本低的控制方法，它包括风扇和驱动风扇的液压马达，液压马达与电比例减压阀连接，电比例减压阀与ECU控制器连接，其特点是：当发动机转速变化率δ每30ms≤45rpm时，ECU控制器以水温、油温为控制参数，保证整机工作在最佳温度范围；当发动机转速变化率δ每30ms>45rpm时，ECU控制器只以发动机转速为控制参数，根据算法快速调节电比例减压阀的电流，驱动风扇的液压马达，保证风扇在一定的转速范围内稳定工作或者使风扇转速变化缓慢。本发明适用于发动机转速变化范围大且快速的场合。

Description

一种装载机发动机用散热控制方法
技术领域
本发明涉及到发动机散热控制领域，具体的说，是涉及到一种装载机发动机用散热控制方法。
背景技术
装载机主要用来铲、装、卸、运土和石料一类散状物料，也可以对岩石、硬土进行轻度铲掘作业。如果换不同的工作装置，还可以完成推土、起重、装卸其他物料的工作。在公路施工中主要用于路基工程的填挖，沥青和水泥混凝土料场的集料、装料等作业。由于它具有作业速度快，机动性好，操作轻便等优点，因而发展很快，成为土石方施工中的主要机械。
目前装载机发动机散热采用直联式和液压驱动风扇两种：直联式风扇的转速随发动机的转速变化而变化，能耗大；而液压驱动风扇多采用电比例减压阀来控制液压马达的流量，从而达到控制风扇转速的目的，一般都根据水温、油温等控制参数输出不同的电流，在满足散热的条件下降低风扇转速，实现节能的目的。
为满足节能、降噪的要求，市场上的装载机多采用液压驱动风扇的方式进行散热。但由于装载机工况的特殊性，其动力单元——发动机油门经常从最小到最大之间来回切换，即转速变化范围大，传统以水温、油温为控制参数控制风扇转速的方法，易造成油门的变化导致采用风扇转速变化很大，产生较大噪音；同时对风扇轴反复冲击，影响轴的使用寿命。因此有必要研发一种新的平缓的控制液压驱动风扇转速的方法。
目前，我们检索到一些工程机械用液压马达控制方法的公开文献，例如：
1.中国专利申请号200610201102.5，公开日2007年4月18日，该申请案公开了一种工程机械液压马达散热系统的温度数据采集与控制系统，其特点是由定量马达带动风扇，在散热组件的出口安装有温度传感器，由温度传感器传递的信号控制比例电磁减压阀实现对风扇的调节，设有安装在散热组件的进口的温度传感器，对散热组件的进、出口温度同时进行采集；具有电子控制单元(ECU)，对采集到的信号进行控制，产生相应的驱动电流，驱动比例电磁减压阀。其优点是实现对风扇转速的控制，从而控制机器的工作温度范围；并可记录各散热器的进出口温度与比例电磁铁的驱动电流数据，从而通过这些数据对散热器的匹配与性能进行评价，发动机功率的利用率高，节约燃油。其不足之处在于：以散热组件的进、出口温度为控制参数，由于装载机的发动机工作时转速变化范围大，易造成油门的变化导致采用风扇转速变化很大，产生较大噪音；同时对风扇轴反复冲击，影响轴的使用寿命。
1.中国专利申请号CN201010169357.4，公开日2010年9月8日，该申请案公开了一种发动机散热风扇自动控制方法，其结构特点是：含有温度传感器(1)、调速模块(2)、电动风扇(3)、电源(4)；温度传感器(1)根据发动机冷却液温度变化，控制调速模块(2)的输出电压，调节电动风扇(3)的转速，实现发动机散热风扇转速自动控制，调节发动机冷却液温度，使发动机冷却液温度保持在设定温度范围内。其不足之处在于：以发动机冷却液温度为控制参数，由于装载机的发动机工作时转速变化范围大，易造成油门的变化导致采用风扇转速变化很大，产生较大噪音；同时对风扇轴反复冲击，影响轴的使用寿命。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种控制装载机发动机散热系统的风扇转速变化平滑、噪音低和散热系统使用寿命长、节能效果好、成本低的控制方法。
为实现上述目的，本发明是通过以下方案实现的：
一种装载机发动机用散热控制方法，包括风扇和驱动风扇的液压马达，所述液压马达与电比例减压阀连接，所述电比例减压阀与ECU控制器连接，所述ECU控制器以冷却水温度、液压油温度为控制参数控制风扇转速，所述ECU控制器还能以发动机转速为另一控制参数控制风扇的转速。
所述ECU控制器在发动机转速变化率δ每30ms≤45rpm时，以水温、油温为控制参数，调节电比例减压阀的电流，控制驱动风扇的液压马达，使整机工作在最佳温度范围；所述ECU控制器在发动机转速变化率δ每30ms>45rpm时，只以发动机转速为控制参数，调节电比例减压阀的电流，控制驱动风扇的液压马达，使风扇在一定的转速范围内稳定工作或者使风扇转速缓慢变化。
所述ECU控制器内设有接收发动机转速信号的单元，所述单元与发动机转速测量仪连接。
本发明的工作原理：本发明在装载机正常工作时，即发动机转速变化率δ每30ms≤45rpm时，此时发动机转速变化量较小，所需的散热量较小，以水温、油温为控制参数，风扇的转速较低，噪音较小，损失的能量较小；当装载机需增加功率，发动机转速变化率δ每30ms>45rpm时，ECU控制器自动切换为只以发动机转速为控制参数来控制电比例减压阀的电流，使控制驱动风扇的液压马达转速缓慢变化，让风扇在一定的转速范围内稳定工作或者使风扇转速缓慢变化，达到节能减噪的效果。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
1.控制效果好。本发明增加发动机发转速作为参数控制风扇的散热转速，将动机发转速、水温、油温为参数一并控制风扇转速，因为发动机的转速更能直接反映散热量，相对于传统以水温、油温为参数控制风扇转速的方法，本发明的控制方法更加直接有效，效果更好，更加容易实现风扇转速的平稳，从而达到降噪的目的。
2.风扇转速变化平滑、噪音低。本发明根据发动机发转速变化率的大小切换控制风扇的输入参数，在正常工作时，即发动机转速变化率δ每30ms≤45rpm时，此时发动机转速变化量较小，所需的散热量较小，以水温、油温为控制参数，风扇的转速较低，噪音较小；当发动机转速变化率δ每30ms>45rpm时，只以发动机转速为控制参数来控制风扇的速度变化，使风扇的转速变化更平滑，避免了风扇转速快速增加以致噪音加大。
3.散热系统使用寿命长。本发明在发动机转速快速变化时，ECU控制器使用发动机转速为控制参数，使风扇的转速变化更平滑，减少风扇轴的反复冲击，延长轴的使用寿命。
4.节能效果好。本发明在发动机转速快速变化时，ECU控制器使用发动机转速为控制参数，相对于传统的控制方法，使散热系统的风扇转速变化速率更慢，节能效果更好。
5.成本低。本发明只需在ECU控制器上增加一路发动机转速信号接收单元和一套控制程序，制造成本很低。
附图说明
图1是本发明一种装载机发动机用散热控制方法连接示意图。
图中零部件名称及序号：
风扇1、液压马达2、电比例减压阀3、ECU控制器4。
具体实施方式
以下结合附图和实施例描述本发明一种装载机发动机用散热控制方法。
实施例1：
如图1所示，本发明包括风扇1和驱动风扇1的液压马达2，液压马达2与电比例减压阀3连接，电比例减压阀3与ECU控制器4连接，ECU控制器4内设有接收发动机转速信号的单元，单元与发动机转速测量仪连接，发动机转速变化率δ每30ms≤45rpm，ECU控制器4以水温、油温为控制参数，缓慢调节电比例减压阀3的电流，控制驱动风扇1的液压马达2，使整机工作在最佳温度范围。
本实施例中，因发动机转速变化率δ每30ms≤45rpm，ECU控制器4以水温、油温为控制参数，调节电比例减压阀3的电流，控制驱动风扇1的液压马达2的转速输出，保证整机工作在最佳温度范围，此时发动机转速变化量较小，所需的散热量较小，风扇的转速较低，噪音较小，损失的能量也较小。
实施例2：
与实施例1的不同之处在于：ECU控制器4在发动机转速变化率δ每30ms>45rpm时只以发动机转速为控制参数控制风扇的转速，调节电比例减压阀3的电流，控制驱动风扇1的液压马达2，使风扇1在一定的转速范围内稳定工作或者使风扇1转速变化缓慢。
本实施例中，因发动机转速变化率δ每30ms>45rpm，ECU控制器4只以发动机转速为控制参数，调节电比例减压阀3的电流，控制驱动风扇1的液压马达2，使风扇1转速变化缓慢，以达到节能减噪音的效果。

Claims (3)

1.一种装载机发动机用散热控制方法，包括风扇（1）和驱动风扇（1）的液压马达（2），所述液压马达（2）与电比例减压阀（3）连接，所述电比例减压阀（3）与ECU控制器（4）连接，所述ECU控制器（4）以冷却水温度、液压油温度为控制参数控制风扇转速，其特征在于：所述ECU控制器（4）还能以发动机转速为另一控制参数控制风扇的转速。
2.根据权利要求1所述的装载机发动机用散热控制方法，其特征在于：所述ECU控制器（4）在发动机转速变化率δ每30ms≤45rpm时，以水温、油温为控制参数，调节电比例减压阀（3）的电流，控制驱动风扇（1）的液压马达（2），使整机工作在最佳温度范围；
所述ECU控制器（4）在发动机转速变化率δ每30ms>45rpm时，只以发动机转速为控制参数，调节电比例减压阀（3）的电流，控制驱动风扇（1）的液压马达（2），使风扇（1）在一定的转速范围内稳定工作或者使风扇（1）转速缓慢变化。
3.根据权利要求1或2所述的装载机发动机用散热控制方法，其特征在于：所述ECU控制器（4）内设有接收发动机转速信号的单元，所述单元与发动机转速测量仪连接。
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