CN107035501A - 一种带温控的自适应散热系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种带温控的自适应散热系统，包括：液压油箱、发动机、液压马达、齿轮油泵、连接风扇的液压油散热器、连接所述散热器风扇的冷却液散热器、温控阀、温控开关。通过各部件的配合，满足了发动机的冷却系统散热的自适应需求，结构简单，布置巧妙，减少了发动机散热系统的能耗，达到了散热系统的自调节功能。满足大马力发动机与液力自动变速器动力传动系统散热需求，尤其是带有液力缓速器的重型牵引车底盘散热系统需要，对于采用大马力发动机与液力自动变速器的牵引车底盘有较大的应用推广价值。
Description
技术领域
本申请涉及车辆工程领域，尤其涉及一种带温控的自适应散热系统。
背景技术
为了对增压中冷水冷柴油发动机进行散热，通常采用冷却液进行散热。冷却液散热系统是以冷却液为冷却介质。柴油机产生的热量首先由机件传给冷却液，再靠冷却液将热量带走，而后通过散热器进行热交换将热量散入大气中。散热后的冷却液重新流回到发热机件处，循环进行冷却过程。目前，重型牵引车底盘中使用的增压中冷柴油机同时使用空空中冷系统和冷却液散热系统进行散热。传统的安装方式要么将中冷器和散热器都置于发动机前端部。通过发动机自带的风扇对中冷器和散热器进行吹风或吸风，从而实现热交换，达到散热目的。
但是上述散热方式中，当发动机工作时，中冷器和散热器同时工作，无法根据温度的变化进行自动调控，从而导致整个散热系统的效率相对较低，且耗能大。
现有解决方式是在上述基础上改进，将中冷器直接安装在发动机前端利用发动机风扇进行冷却，将散热器独立安装，利用液压马达驱动风扇冷却。
对于该种方式虽然实现了中冷器与散热器的分离，但是散热器的风扇仍然无法进行较好的控制，风扇的工作只受液压马达驱动齿轮油泵的控制，只要发动机运转，齿轮油泵立即运转，液压马达开始运转，风扇工作，散热器也开始散热工作，无法实现散热器散热需求与车辆使用工况、使用环境相适应与匹配。
发明内容
本发明提供了一种带温控的自适应散热系统，结构简单、零部件数量少、控制方面、使用可靠，能够监控发动机冷却系统的温度，通过温控阀来控制风扇的工作，进而实现对冷却液散热器散热的控制，实现发动机需要散热需求与冷却液散热器提供散热需求的自适应，有效解决了重型牵引车底盘散热系统控制的难题。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种带温控的自适应散热系统，包括：液压油箱、发动机、液压马达、齿轮油泵、连接散热器风扇的液压油散热器、连接所述散热器风扇的冷却液散热器、温控阀、温控开关；
所述齿轮油泵和所述发动机后端的传动轴连接；
所述液压油箱通过齿轮油泵进油管和所述齿轮油泵连接，所述齿轮油泵通过第一油管和所述温控阀的第二口连接；
所述温控阀的第二口通过第二油管和所述液压马达连接，所述液压马达通过液压马达泄油回油管和所述液压油箱连接；所述液压马达通过第三油管连接所述液压油散热器，所述液压油散热器通过液压油散热器出油管和所述温控阀的第一口连接；所述温控阀的第一口通过第四油管连接所述液压油箱；
所述温控开关安装在发动机出水管和冷却液散热器进水管中间，用于监控发动机的出水温度；
所述发动机通过所述冷却液散热器进水管和所述冷却液散热器连接；所述冷却液散热器通过冷却液散热器出水管和所述发动机连接；
其中，当所述温控阀的温度传感器监控到所述发动机的温度没有达到所述温控阀的设定温度阀值，不需要所述冷却液散热器工作时，所述温控阀的第二口到所述温控阀的第一口的油路处于导通状态，所述齿轮油泵将所述液压油箱中的液压油从所述齿轮油泵的进油口流入后加压从出油口流出，流出的液压油从所述温控阀的导通回路流过后直接回到所述液压油箱，此时所述液压马达没有液压油流过驱动所述液压马达运转，所述散热器风扇停止工作，所述冷却液散热器停止散热，所述发动机的温度会随着所述发动机的缸体内部燃烧放热而不断的升高温度；
当所述温控阀的温度传感器监控到所述发动机的温度达到了所述温控阀的设定温度阀值，所述温控阀则处于闭合状态，所述温控阀的第二口到所述温控阀的第一口的油路处于闭合状态，液压油通路断开；所述齿轮油泵将所述液压油箱中的液压油从所述齿轮油泵进油管流入所述齿轮油泵的进油口后加压从出油口流出，所述液压马达的压力未达到所述溢流阀的设定的压力时，液压油流入所述液压马达的入口，驱动所述液压马达运转，液压油从所述液压马达的出口流出，然后经过所述液压油散热器进行降温后流回所述液压油箱，此时所述散热器风扇运转，所述冷却液散热器工作散热，发动机冷却液的热量在所述冷却液散热器中进行热交换，热的冷却液经过所述冷却液散热器进水管流入所述冷却液散热器降温后温度降低，低温的冷却液从所述冷却液散热器出水管流回到所述发动机内部，经过不断的循环，实现所述发动机的散热，确保所述发动机正常工作。
优选的，所述系统还包括：溢流阀；
所述齿轮油泵通过齿轮油泵出油管和所述溢流阀的第一口连接；所述溢流阀的第一口通过第五油管和所述温控阀的第二口连接；
所述液压马达通过所述液压马达出油管连接所述溢流阀的第二口，所述溢流阀的第二口通过液压油散热器进油管和所述液压油散热器连接。
优选的，所述系统还包括：进油过滤网，设置在所述齿轮油泵进油管上。
优选的，所述系统还包括：回油过滤网，设置在所述第四油管上。
优选的，所述温控开关和所述温控阀利用连接导线连接。
通过本发明的一个或者多个技术方案，本发明具有以下有益效果或者优点：
本发明公开了一种带温控的自适应散热系统，包括：液压油箱、发动机、液压马达、齿轮油泵、连接散热器风扇的液压油散热器、连接所述散热器风扇的冷却液散热器、温控阀、温控开关。通过各部件的配合，满足了发动机的冷却系统散热的自适应需求，结构简单，布置巧妙，减少了发动机散热系统的能耗，达到了散热系统的自调节功能。满足大马力发动机与液力自动变速器动力传动系统散热需求，尤其是带有液力缓速器的重型牵引车底盘散热系统需要，对于采用大马力发动机与液力自动变速器的牵引车底盘有较大的应用推广价值。
附图说明
图1为本发明实施例中的一种带温控的自适应散热系统液压的原理图；
图2为本发明实施例中的一种带温控的自适应散热系统的布置图；
图3为本发明实施例中的一种带温控的自适应散热系统的装置图。
附图标记说明：液压油箱1、齿轮油泵进油管2、齿轮油泵3、第四油管4、液压马达泄油回油管5、第二油管6、液压马达出油管7、液压油散热器出油管8、液压油散热器9、温控阀10、第五油管11、齿轮油泵出油管12、溢流阀13、液压油散热器进油管14、传动轴15、发动机16、液压马达17、散热器风扇18、冷却液散热器19、冷却液散热器出水管20、冷却液散热器进水管21、发动机补水胶管22、连接导线23、温控开关24、进油过滤网25、回油过滤网26。
具体实施方式
为了使本申请所属技术领域中的技术人员更清楚地理解本申请，下面结合附图，通过具体实施例对本申请技术方案作详细描述。
在本发明实施例中，提供一种带温控的自适应散热系统。其中，冷却液散热器19与发动机16分离安装，可根据柴油机的使用工况，选择性的设置冷却液散热器19的工作状态，从而提高冷却液散热器19的效率，降低发动机16的燃油消耗和排放，延长车辆使用寿命，降低车辆噪音，适于推广与应用。
该系统包括：液压油箱1、发动机16、液压马达17、齿轮油泵3、连接散热器风扇18的液压油散热器9、温控阀10、温控开关24、溢流阀13。
参看图1-图3，介绍改系统的连接结构。
所述温控阀10为两位两通电磁阀，温控阀10的第二口(②口)通过所述第二油管6和所述液压马达17连接，所述液压马达17通过液压马达泄油回油管5和所述液压油箱1连接；所述液压马达17通过第三油管连接所述液压油散热器9，所述液压油散热器9通过液压油散热器出油管8和所述温控阀10的第一口(①口)连接；所述温控阀10的①口通过第四油管4连接所述液压油箱1。液压油散热器9主要用于对流经其中的液压油进行降温。
所述温控开关24安装在发动机出水管和冷却液散热器进水管21中间，用于监控发动机16的出水温度；
所述发动机16通过发动机出水管、冷却液散热器进水管21和所述冷却液散热器19连接；所述冷却液散热器19通过冷却液散热器出水管20和所述发动机16连接。冷却液散热器19主要用于冷却流经其中的冷却液，而散热器风扇18和冷却液散热器19、液压油散热器9都连接，用于加强冷却液散热器19、液压油散热器9的冷却作用。
作为一种可选的实施例，该系统还包括：溢流阀13。
所述齿轮油泵3通过齿轮油泵出油管12和所述溢流阀13的第一口(P口)连接；所述溢流阀13的P口通过第五油管11和所述温控阀10的②口连接；
所述液压马达17通过所述液压马达出油管7连接所述溢流阀13的第二口(T口)，所述溢流阀13的T口通过液压油散热器进油管14和所述液压油散热器9连接。
作为一种可选的实施例，该系统还包括：进油过滤网25，设置在所述齿轮油泵进油管2上。
作为一种可选的实施例，该系统还包括：回油过滤网26，设置在第四油管4上。
作为一种可选的实施例，该所述温控开关24和所述温控阀10利用连接导线23连接。
下面介绍改系统的液压原理。
液压马达17，用于驱动散热器风扇18运转。
齿轮油泵3通过发动机16后端的传动轴15连接驱动，发动机16工作该齿轮油泵3即开始运转，将液压油箱1中的液压油从齿轮油泵3的进油口流入后加压从出油口流出，当温控阀10设置为闭合状态，该温控阀10不导通，同时系统压力小于溢流阀13设定的压力(例如16MPa，当然也可以为其他)时，液压油流入液压马达17的入口，驱动液压马达17运转，液压油从液压马达17的出口流出，然后经过液压油散热器9后流回液压油箱1。为保护液压系统的正常工作，防止系统内部杂质与燃油中杂质污染液压系统部件，在液压油箱1的进油管路与回油管路中都设置了过滤网，起到对液压系统精密部件的保护，提高液压系统工作的可靠性。
为防止液压马达17内部过多的液压油无法及时流出增加液压马达17的内部压力，在液压马达17上还设置了溢流口，进入液压马达17多余的液压油可以从溢流回路快速的流回液压油箱1中。
1、冷却系统温度低，液压马达17不工作，不驱动散热器风扇18运转，冷却液散热器19不工作。
当温控阀10的温度传感器监控到发动机16的冷却系统的温度较低，没有达到温控阀10的设定温度阀值，不需要冷却液散热器19工作时，温控阀10则处于导通状态，图1中的②口到①口的油路处于导通状态，齿轮油泵3将液压油箱1中的液压油从齿轮油泵3进油口流入后加压从出油口流出，流出的液压油从温控阀10的导通回路流过后直接回到液压油箱1，此时液压马达17没有液压油流过驱动液压马达17运转，散热器风扇18停止工作，冷却液散热器19停止散热，发动机16的冷却系统的温度会随着发动机16缸体内部燃烧放热而不断的升高温度。
2、冷却系统温度高，液压马达17工作，驱动散热器风扇18运转，冷却液散热器19工作。
当温控阀10的温度传感器监控到发动机16的冷却系统的温度较高，达到了温控阀10的设定温度阀值，温控阀10则处于闭合状态，图1中的②口到①口的油路处于闭合状态，液压油通路断开。齿轮油泵3将液压油箱1中的液压油从齿轮油泵进油管2流入齿轮油泵3进油口后加压从出油口流出，液压马达17的压力未达到溢流阀13的设定的压力16MPa时，液压油流入液压马达17的入口，驱动液压马达17运转，液压油从液压马达17的出口流出，然后经过液压油散热器9降温后流回液压油箱1。此时散热器风扇18运转，冷却液散热器19工作散热，发动机冷却液的热量在冷却液散热器19中进行热交换，热的冷却液经过冷却液散热器进水管21流入冷却液散热器19降温后温度降低，低温的冷却液从冷却液散热器出水管20流回到发动机16内部，经过不断的循环，实现发动机16的冷却系统的散热，确保发动机16在合适的温度下正常工作。另外，为了保证冷却效率，发动机16还设置有发动机补水胶管22补充水量。
当系统内部发生堵塞等故障导致系统内部的压力较高溢出时，为保护液压马达17正常，在压力达到设定的系统最大压力16MPa时，溢流阀13开启，P口到T口直接导通，液压油不经过液压马达17而直接通过该导通油路流回液压油箱1，起到对液压马达17工作的保护作用，防止压力过高损坏液压马达17。该溢流阀13的主要作用就是保护液压马达17工作压力正常，防止液压马达17压力过高发生损坏。
温控开关24安装在发动机出水管与冷却液散热器进水管21中间，监控发动机16的出水温度，当发动机16的出水温度较低时，温控开关24常通电，②口到①口导通。齿轮油泵3从液压油箱1经过齿轮油泵进油管2泵取液压油，从齿轮油泵出油管12流出液压油，在液压系统压力正常未达到溢流阀13最高设定压力，则P口到T口处于闭锁状态，液压油经过第五油管11流入温控阀10，燃油从②口到①口流过，最后经过第四油管4流回液压油箱1，此时液压马达17不工作，散热器风扇18不转动，冷却液散热器19不工作。
当发动机16的冷却系统的出水温度较高时，达到温控开关24的设定开启阀值，温控开关24失电，②口到①口油路处于闭合状态。齿轮油泵3从液压油箱1经过齿轮油泵进油管2泵取液压油，从齿轮油泵出油管12流出液压油，在液压系统压力正常未达到溢流阀13最高设定压力，则P口到T口处于闭锁状态，液压油经过第五油管11和第二油管6进入液压马达17，驱动液压马达17工作，少部分的液压油经过液压马达泄油回油管5直接流回液压油箱1，大部分液压油从液压马达出油管7流出，液压油再经过液压油散热器进油管14进入液压油散热器9，经过液压油散热器9降温后，液压油从液压油散热器出油管8与第四油管4流回液压油箱1。此时液压马达17工作，散热器风扇18转动，冷却液散热器19工作。
当系统存在较高压力时，为保护液压马达17，在系统的压力达到溢流阀13最高设定压力，则P口到T口处于导通状态，液压油则不经过液压马达17，而是直接从溢流阀13的P口流入，从T口流出，然后经过液压油散热器9散热后直接流回到液压油箱1，此时起到对液压马达17的保护，防止压力过高而烧坏液压马达17，系统得到较好的保护。提高了系统的使用可靠性。
该一种带温控的自适应散热系统通过温控阀10、温控开关24、溢流阀13合理的布置设计，满足了发动机16的冷却系统散热的自适应需求，结构简单，布置巧妙，减少了发动机16散热系统的能耗，达到了散热系统的自调节功能。满足大马力发动机16与液力自动变速器动力传动系统散热需求，尤其是带有液力缓速器的重型牵引车底盘散热系统需要，对于采用大马力发动机16与液力自动变速器的牵引车底盘有较大的应用推广价值。
尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的普通技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (5)
1.一种带温控的自适应散热系统，其特征在于，包括：液压油箱、发动机、液压马达、齿轮油泵、连接散热器风扇的液压油散热器、连接所述散热器风扇的冷却液散热器、温控阀、温控开关；
所述齿轮油泵和所述发动机后端的传动轴连接；
所述液压油箱通过齿轮油泵进油管和所述齿轮油泵连接，所述齿轮油泵通过第一油管和所述温控阀的第二口连接；
所述温控阀的第二口通过第二油管和所述液压马达连接，所述液压马达通过液压马达泄油回油管和所述液压油箱连接；所述液压马达通过第三油管连接所述液压油散热器，所述液压油散热器通过液压油散热器出油管和所述温控阀的第一口连接；所述温控阀的第一口通过第四油管连接所述液压油箱；
所述温控开关安装在发动机出水管和冷却液散热器进水管中间，用于监控发动机的出水温度；
所述发动机通过所述冷却液散热器进水管和所述冷却液散热器连接；所述冷却液散热器通过冷却液散热器出水管和所述发动机连接；
其中，当所述温控阀的温度传感器监控到所述发动机的温度没有达到所述温控阀的设定温度阀值，不需要所述冷却液散热器工作时，所述温控阀的第二口到所述温控阀的第一口的油路处于导通状态，所述齿轮油泵将所述液压油箱中的液压油从所述齿轮油泵的进油口流入后加压从出油口流出，流出的液压油从所述温控阀的导通回路流过后直接回到所述液压油箱，此时所述液压马达没有液压油流过驱动所述液压马达运转，所述散热器风扇停止工作，所述冷却液散热器停止散热，所述发动机的温度会随着所述发动机的缸体内部燃烧放热而不断的升高温度；
当所述温控阀的温度传感器监控到所述发动机的温度达到了所述温控阀的设定温度阀值，所述温控阀则处于闭合状态，所述温控阀的第二口到所述温控阀的第一口的油路处于闭合状态，液压油通路断开；所述齿轮油泵将所述液压油箱中的液压油从所述齿轮油泵进油管流入所述齿轮油泵的进油口后加压从出油口流出，所述液压马达的压力未达到所述溢流阀的设定的压力时，液压油流入所述液压马达的入口，驱动所述液压马达运转，液压油从所述液压马达的出口流出，然后经过所述液压油散热器进行降温后流回所述液压油箱，此时所述散热器风扇运转，所述冷却液散热器工作散热，发动机冷却液的热量在所述冷却液散热器中进行热交换，热的冷却液经过所述冷却液散热器进水管流入所述冷却液散热器降温后温度降低，低温的冷却液从所述冷却液散热器出水管流回到所述发动机内部，经过不断的循环，实现所述发动机的散热，确保所述发动机正常工作。
2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：溢流阀；
所述齿轮油泵通过齿轮油泵出油管和所述溢流阀的第一口连接；所述溢流阀的第一口通过第五油管和所述温控阀的第二口连接；
所述液压马达通过所述液压马达出油管连接所述溢流阀的第二口，所述溢流阀的第二口通过液压油散热器进油管和所述液压油散热器连接。
3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：进油过滤网，设置在所述齿轮油泵进油管上。
4.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：回油过滤网，设置在所述第四油管上。
5.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述温控开关和所述温控阀利用连接导线连接。
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