CN105909362A - 发动机冷却风扇的驱动装置 - Google Patents

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胡成
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Abstract

本发明公开了一种发动机冷却风扇的驱动装置，属于液压驱动领域，包括发动机、发动机水冷系统、发动机风冷系统和控制单元，发动机水冷系统包括水箱，水箱的出水口与进水口处均设置有水温传感器，所述发动机风冷系统包括由所述发动机带动的斜盘变量泵，斜盘变量泵依次通过流量控制阀、二位四通电磁阀连接液压马达，液压马达带动风扇，斜盘变量泵泵的入口连接进油箱，所述斜盘变量泵的出口处设有油温传感器。本发明提供了一种发动机冷却风扇的驱动装置，使冷却风扇的转速上升至目标转速时，能够极力降低自液压泵喷出的液压油流量，可以降低能量损失。

Description

发动机冷却风扇的驱动装置
技术领域
本发明属于液压驱动领域，尤其涉及一种发动机冷却风扇的驱动装置。
背景技术
在建筑、机械、车辆等液压驱动机械中，将从由发动机驱动的冷却风扇用的液压泵喷出的液压油供给至使冷却风扇旋转的液压马达，对于具有冷却风扇的作业车辆，特别是对于频繁地进行发动机的加减速的作业车辆，例如在轮式装载机之类的作业车辆中，在进行装卸等作业时，因反复进行前进、后退作业及V形作业，故频繁地进行发动机的加减速操作。若频繁地进行发动机的加减速操作，则根据发动机的旋转间接被驱动的冷却风扇用的液压泵的转速也根据发动机的转速而加减速，发动机驱动液压泵，液压泵喷出的液压油来驱动液压马达，液压马达再驱动冷却风扇，因此，冷却风扇用的液压马达的转速也受到发动机旋转的影响。因此，伴随着发动机的加减速，反复进行着使冷却风扇用的液压马达的转速上升至目标转速的工作，而且，在进行使冷却风扇的转速上升至与利用冷却风扇进行冷却的制冷剂的温度等相应的目标转速的控制时，由于缺乏对风扇转速的控制系统，则将频繁地产生自液压泵喷出的液压油流量被白白浪费的状况。
发明内容
本发明的目的是提供一种发动机冷却风扇的驱动装置，使冷却风扇的转速上升至目标转速时，能够极力降低自液压泵喷出的液压油流量，可以降低能量损失。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
发动机冷却风扇的驱动装置，包括发动机、发动机水冷系统、发动机风冷系统和控制单元，发动机水冷系统包括水箱，水箱的出水口与进水口处均设置有水温传感器，所述发动机风冷系统包括由所述发动机带动的斜盘变量泵，斜盘变量泵依次通过流量控制阀、二位四通电磁阀连接液压马达，液压马达带动风扇，斜盘变量泵的入口连接进油箱，所述斜盘变量泵的出口处设有油温传感器。
控制单元包括两水温传感器、用于检测风扇转速的风扇转速传感器、设于斜盘变量泵出口处的的油温传感器、用于检测发动机转速的发动机转速传感器、主控制器和流量控制阀，所述水温传感器、风扇转速传感器、油温传感器、发动机转速传感器和流量控制阀均与主控制器连接。
所述流量控制阀通过第一管道连接二位四通电磁阀的P口，二位四通电磁阀的T口通过第二管道连接回油油箱，第一管道与第二管道之间连接有溢流阀。
所述流量控制阀为流量调节电磁阀。
本发明所述的发动机冷却风扇的驱动装置，本发明特别适用于如上所述的频繁地进行发动机的加减速的作业车辆，将从由发动机驱动的液压泵——斜盘变量泵喷出的液压油供给至使冷却风扇旋转的液压马达，通过控制单元控制供给至液压马达的液压油流量，由此控制液压马达的转速，进而对风扇的转速进行控制，风扇吹出的风使发动机水冷系统中的冷却水温度和风冷系统中液压油的温度等达到所希望的温度，本发明所述的发动机冷却风扇的驱动装置，能够极力降低自液压泵喷出的液压油流量白白浪费的情况，而且，可以降低能量损失。
附图说明
图1是风冷系统的结构示意图；
图2是水冷系统的结构示意图；
图3是控制单元的框图；
图中：发动机1、斜盘变量泵2、二位四通电磁阀3、液压马达4、风扇5、流量控制阀6、第一管道7、第二管道8、溢流阀9、进油箱10A、回油油箱10B、水管道11、水温传感器12、水泵13、水箱14、风扇转速传感器15。
具体实施方式
如图1-图3所示的发动机冷却风扇的驱动装置，包括发动机1、发动机水冷系统、发动机风冷系统和控制单元。
发动机水冷系统包括水箱14、水泵13和镶嵌在发动机1壳体内的水管道11，水箱14设置进水口和出水口，水箱14的出水口连通水泵13的进口，水泵13的出口连通水管道11的进口，水管道11的出口连通水箱14的进水口。
水箱14的出水口与进水口处均设置有水温传感器12，水温传感器12共设置两个。
所述发动机风冷系统包括由所述发动机1带动的斜盘变量泵2，发动机1的输出轴与斜盘变量泵2的转轴传动连接，斜盘变量泵2依次通过流量控制阀6、二位四通电磁阀3连接液压马达4，斜盘变量泵2的入口管道连接进油箱10A，流量控制阀6设于斜盘变量泵2的出口处，所述流量控制阀6为流量调节电磁阀，所述流量控制阀6通过第一管道7连接二位四通电磁阀3的P口，二位四通电磁阀3的A口连通液压马达4的其中一个端口，二位四通电磁阀3的B口连通液压马达4的另一个端口，二位四通电磁阀3的T口通过第二管道8连接回油油箱10B，第一管道7与第二管道8之间连接有溢流阀9，液压马达4带动风扇5，液压马达4的转轴传动连接或者对接风扇5的转轴。
流量控制阀6控制供给至所述液压马达4的液压油流量。
所述斜盘变量泵2的出口处设有油温传感器，油温传感器用于检测液压油的温度。
控制单元包括所述两水温传感器12、用于检测风扇5转速的风扇转速传感器15、设于斜盘变量泵2出口处的油温传感器、用于检测发动机1转速的发动机1转速传感器、主控制器和流量控制阀6，所述水温传感器12、风扇转速传感器15、油温传感器、发动机转速传感器15和流量控制阀6均与主控制器电连接。
风扇转速传感器15设于风扇叶或者风扇5转轴上，发动机转速传感器15设于发动机1转轴上，发动机1转速传感器用于检测所述发动机1的转速。
本发明所述的发动机冷却风扇的驱动装置，斜盘变量泵2由发动机1驱动，根据主控制器的控制指令，控制流量控制阀6，从而控制斜盘变量泵2每旋转一圈的泵容量(cc/rev)，即通过控制流量控制阀6，可以控制斜盘变量泵2的斜盘的角度，从而可以使斜盘变量泵2的斜盘具有与来自主控制器的控制指令对应的斜盘角度，而且，根据发动机1的转速和流量控制阀6控制的斜盘角(即斜盘变量泵2的泵容量)，可以控制自斜盘变量泵2喷出的液压油流量。自斜盘变量泵2喷出的液压油经由正反向二位四通电磁阀3被供给至冷却风扇5用的液压马达4。根据主控制器的控制指令，二位四通电磁阀3可以选择性地在I位置和II位置这两个位置进行切换。例如，当切换到II位置时，可以使液压马达4正向旋转，当切换到I位置时，可以使液压马达4反向旋转，自液压马达4排出的液压油通过二位四通电磁阀3而排出到回油油箱10B中。另外，为了将供给至液压马达4的油压力控制为不达到规定压力以上，在连接斜盘变量泵2与二位四通电磁阀3的油路和回油油箱10B之间设置有溢流阀9。由液压马达4驱动而旋转的风扇5的转速可以通过风扇转速传感器15进行检测，由风扇转速传感器15检测到的检测值被输入到主控制器中。另外，可以代替通过冷却风扇转速传感器15直接检测冷却风扇5的转速的方式而采用如下方式间接地求出液压马达4的转速：即利用发动机1转速传感器检测发动机1的转速，并且检测斜盘变量泵2的斜盘角或供给至液压马达4的液压油流量，从而间接地求出液压马达4的转速。
通过发动机冷却风扇的驱动装置实现的风扇5驱动方法如下：控制器控制流量控制阀6，所述控制器具有设定所述冷却风扇5的目标转速的目标转速设定模块、设定使所述风扇5的转速上升至所述目标转速时的加速模式的加速模式设定模块、对供给至所述液压马达4的液压油流量进行指令的转速指令计算模块，所述目标转速设定模块的目标转速设定值基于来自所述油温传感器、所述水温传感器12和风扇转速传感器15各检测信号，所述加速模式设定模块基于由所述转速传感器检测到的所述发动机1的转速、在所述目标转速设定模块设定的所述冷却风扇5的目标转速、因所述风扇5及液压马达4的惯性而产生的力的大小，设定使所述风扇5的转速上升至所述目标转速时的加速模式，所述转速指令计算模块基于所述发动机1的转速、在所述目标转速设定模块设定的所述冷却风扇5的目标转速、在所述加速模式设定模块设定的加速模式，计算对所述流量控制阀6进行控制的指令值，以使所述风扇5的转速基于所述加速模式自当前的转速上升至所述目标转速。在本发明所述的冷却风扇5的驱动装置中，基于所述液压马达4的性能及所述冷却风扇5的大小、质量等预先设定所述加速模式，并且所述流量控制阀6是对可变容量型的斜盘变量泵2的斜盘角进行控制的斜盘角控制阀，所述流量控制阀6是对供给至所述液压马达4的液压油流量进行控制的控制阀。

Claims (3)

1.发动机冷却风扇的驱动装置，包括发动机(1)、发动机水冷系统、发动机风冷系统和控制单元，发动机水冷系统包括水箱(14)，水箱(14)的出水口与进水口处均设置有水温传感器(12)，其特征在于：所述发动机风冷系统包括由所述发动机(1)带动的斜盘变量泵(2)，斜盘变量泵(2)依次通过流量控制阀(6)、二位四通电磁阀(3)连接液压马达(4)，液压马达(4)带动风扇(5)，斜盘变量泵(2)的入口连接进油箱(10A)，所述斜盘变量泵(2)的出口处设有油温传感器；
控制单元包括两水温传感器(12)、用于检测风扇(5)转速的风扇转速传感器(15)、设于斜盘变量泵(2)出口处的的油温传感器、用于检测发动机(1)转速的发动机(1)转速传感器、主控制器和流量控制阀(6)，所述水温传感器(12)、风扇转速传感器(15)、油温传感器、发动机(1)转速传感器和流量控制阀(6)均与主控制器连接。
2.如权利要求1所述的发动机冷却风扇的驱动装置，其特征在于：所述流量控制阀(6)通过第一管道(7)连接二位四通电磁阀(3)的P口，二位四通电磁阀(3)的T口通过第二管道(8)连接回油油箱(10B)，第一管道(7)与第二管道(8)之间连接有溢流阀(9)。
3.如权利要求1所述的发动机冷却风扇的驱动装置，其特征在于：所述流量控制阀(6)为流量调节电磁阀。
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