CN110319077B - 可调式冷却系统和工程车辆及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了可调式冷却系统，包括设置在散热风道上的主散热系统和若干副散热系统；散热风道由风道板隔成主散热风道与副散热风道，主散热系统和若干副散热系统分别对应地设置在主散热风道和副散热风道上；副散热系统与主散热系统呈一可调节的角度设置。本发明中，每个副散热系统独立运行，避免经前端散热器加热的受热空气影响后面散热系统的散热性能；因为整车空间布局紧凑，必须将多个散热器布置在一起时，可提供一种更佳的布局方式，使多个散热器之间在保持紧凑设计的同时又不互相干涉，根据散热需求各自有独立设计的风道，且考虑降噪；多个副散热器均能根据作业工况的不同，调整位置或姿态，使其处于最佳散热位置，提升其散热效率。

Description

可调式冷却系统和工程车辆及其控制方法

技术领域

该发明涉及工程机械散热领域，具体涉及一种可变式冷却系统、控制方法及工程车辆。

背景技术

散热系统是起重机液压系统的主要组成部分之一，其作用在于能够给温度高的冷却介质进行降温，从而使冷却介质的温度处于最佳状态，从而提高液压系统的工作效率，保证起重机正常工作。

目前，国内轮式起重机的冷却介质散热系统的控制都是简单的开关控制，冷却介质散热系统的启用与停止是由操作人员控制的。人工控制冷却介质散热系统虽然在一定范围内能够解决油温过高的问题，但是不能最大程度发挥冷却介质散热系统的功能，并且当前的冷却介质散热系统也存在很多问题。

因整车设计空间紧凑，散热器总成一般采用多个散热器串联的形式排布，以节省冷却系统占用的空间。

发明专利（CN201410550385.9）公开了一种液压散热系统、控制方法及起重机，液压散热系统包括：冷却介质泵、冷却介质箱、液压马达、冷却风扇和设置在待散热的冷却介质 路中的风冷器，还包括：电比例流量阀和温度传感器，其中所述温度传感器设置在所述待散热的冷却介质 路中的油温进行检测，所述电比例流量阀设置在所述液压马达的进油油路上，能够根据所述温度传感器检测到的油温控制进入到所述液压马达的冷却介质流量。

但是，串联式散热器总成也容易存在以下缺点：

（1）轮式起重机其包含两种工况，即行驶工况和作业工况。通常，其冷却系统是固定设计的，如大吨位起重机的中冷系统是独立的，其进风风向垂直于地面，使其在作业工况时便于散热，但在行驶工况时则不能借用行驶的冷却风散热。

（2）当需要将多个散热器布置在一起时，现有技术不能在保持紧凑设计时，又能使多个散热器又不互相影响。

发明内容

本发明所要解决的技术问题：

本发明所解决的技术问题在于提供一种用于冷却系统，能够将多个散热器结构紧凑的布置在一起，又能使多个散热器各自具有独立设计的风道，使其互相间不受到影响。

本发明提供一种用于冷却系统控制方法，主、副散热系统均能根据作业工况（行驶工况或作业工况），自动调整主散热系统、副散热系统的位置和/或转速，提升其散热效率。

本发明提供的完整技术方案：

一种可调式冷却系统，包括设置在散热风道上的主散热系统和若干副散热系统；

散热风道由风道板隔成主散热风道与副散热风道，主散热系统和若干副散热系统分别对应地设置在主散热风道和副散热风道上；

副散热系统与主散热系统呈一可调节的角度设置。

进一步地，所述散热风道的位置和/或角度根据作业工况不同而调整。

进一步地，主散热系统包括主散热器、主风扇及其动力装置；主散热器设置在主散热风道上，主风扇由动力装置驱动对主散热器进行冷却散热。

进一步地，副散热系统包括副散热器、副风扇及其动力装置；副散热器设置在副散热风道上，副风扇由动力装置驱动对副散热器进行冷却散热。

进一步地，风道板包括承载板、支撑结构和一个或多个微穿孔四面体；

承载板的首端固定在散热风道的壁上；

支撑结构固定在承载板朝向主散热系统的一面的尾端；

微穿孔四面体固定在支撑结构上，其迎向主散热系统的两个迎风表面和朝向支撑结构的底面设置有诸多个穿孔，另一个与主散热系统相背的表面为无孔板。

进一步地，支撑结构为三棱柱体，其中一个表面用于与承载板实现面搭接，迎向主散热系统的迎风表面设置有诸多个穿孔，背向主散热系统的表面设置有开口和/或诸多个穿孔，其余两个侧面为无孔板。

进一步地，承载板面向副散热系统的一面设置隔声材料，面向主散热系统的一面设置吸声材料，吸声材料层与微穿孔四面体所在区域不重叠。

进一步地，在第一工况时，主散热系统调节至其进风面与水平面呈倾斜角度并迎向车辆行驶方向；

副散热系统外翻调节至与主散热系统呈第一预设角度AG1；

判断副散热系统的冷却介质温度相对于第一预设温度T1的大小：

当副散热系统的冷却介质温度大于第一预设温度T1时，则调节副散热系统继续外翻调节至第二预设角度AG2，并使副散热系统中的风扇以最大转速运行；

当副散热系统的冷却介质温度不大于第一预设温度T1时，则使副散热系统保持在第一预设角度AG1，并降低风扇转速；

进一步地，在第二工况时，主散热系统的进风面与水平面平行，副散热系统外翻调节至与主散热系统呈第一预设角度AG1，并根据副散热系统的冷却介质温度相对于第二预设温度T2的大小，进行不同的调节：

当副散热系统的冷却介质温度大于第二预设温度T2时，则调节副散热系统的副风扇以最大转速运行；

当副散热系统的冷却介质温度不大于第二预设温度T2时，则降低副散热系统的副风扇转速。

一种工程车辆，其特征是，包括上述任意一项所述的可调式冷却系统。

一种可调式冷却系统的控制方法，在第一工况时，主散热系统调节至其进风面与水平面呈倾斜角度并迎向车辆行驶方向；

副散热系统外翻调节至与主散热系统呈第一预设角度AG1；

判断副散热系统的冷却介质温度相对于第一预设温度T1的大小：

当副散热系统的冷却介质温度大于第一预设温度T1时，则调节副散热系统继续外翻调节至第二预设角度AG2，并使副散热系统中的风扇以最大转速运行；

当副散热系统的冷却介质温度不大于第一预设温度T1时，则使副散热系统保持在第一预设角度AG1，并降低风扇转速；

在第二工况时，使主散热系统的进风面与水平面相平行；

副散热系统外翻调节至与主散热系统呈第一预设角度AG1；

判断副散热系统的冷却介质温度相对于第二预设温度T2的大小：

当副散热系统的冷却介质温度大于第二预设温度T2时，则调节副散热系统的副风扇以最大转速运行；

当副散热系统的冷却介质温度不大于第二预设温度T2时，则降低副散热系统的副风扇转速。

本发明所达到的有益效果：

（1）每个副散热系统独立运行，避免经前端散热器加热的受热空气影响后面散热系统的散热性能。

（2）因为整车空间布局紧凑、但又必须将多个散热器布置在一起时，本专利提供一种更佳的布局方式，使多个散热器之间在保持紧凑设计的同时又不互相干涉，根据散热需求各自有独立设计的风道，且考虑降噪。

（3）多个副散热器均能根据作业工况（行驶工况或作业工况）的不同，自动调整主散热系统及其副散热系统的位置或姿态，使其处于最佳散热位置，提升其散热效率。

附图说明

图1 采用本发明的某款起重机冷却系统俯视图；

图2采用本发明的某款起重机冷却系统后视图；

图3 独立可调式冷却系统结构示意图；

图4独立可调式冷却系统在作业工况下示意图；

图5独立可调式冷却系统在行驶工况下示意图；

图6 风道板结构三维示意图；

图7 风道板结构剖视图；

图8 一种可调式冷却系统的控制方法流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

如图1和图2所示，通常的冷却系统，包括主冷却系统10和独立可调式冷却系统20。主冷却系统10用于冷却液散热器，独立可调式冷却系统20包括中冷器和空调冷凝器。

结合图3、图4和图5所示，本发明公开了一种改进的独立可调式冷却系统，包括主散热系统1、若干副散热系统2、主散热风道3、副散热风道4和风道板5等。

散热风道由风道板5隔成主散热风道3与副散热风道4，主散热系统1和若干副散热系统2分别对应地设置在主散热风道3和副散热风道4上；

风道板5将主散热风道3与副散热风道4隔开，保证主散热系统1和副散热系统2之间相互独立运行。风道板5，还起到隔声作用，隔绝主、副风扇声源，避免互相叠加影响。

主散热系统1包括主散热器11、主风扇12及其动力装置和调节机构（图中未示出）。主散热器11设置在主散热风道3上，主风扇12由动力装置驱动朝向主散热器11进行转动，对主散热器11进行冷却散热。

副散热系统2包括副散热器21、副风扇22及其动力装置和调节机构（图中未示出）。副散热器21设置在副散热风道4上，副风扇22由动力装置驱动朝向副散热器21进行转动，对副散热器21进行冷却散热。

副散热系统2，与主散热系统1呈一定的可调节的角度设置，主散热系统1可根据不同的工况调节与主散热系统1间的角度。

根据实际工况（作业或行走）不同，副散热系统2位置可通过调节机构24调节，以达到最佳散热位置。通过调节机构24驱动可使副散热系统2呈一定角度的向独立可调式冷却系统20外翻或收回。

独立可调式冷却系统20，根据作业工况（作业或行走）不同，还能够自动调整其主散热系统1和副散热系统2中的主风扇12和副风扇22的转速，匹配其散热需求。

结合图6和图7所示，风道板5，包括承载板51、支撑结构52和多个微穿孔四面体53。

支撑结构52固定在承载板51面向主散热系统1的一面尾端。支撑结构52为三棱柱体，其迎向主散热系统1的四边形迎风表面521设置有微穿孔，背向主散热系统1的四边形表面522设置有开口和/或微穿孔，两个三角形侧面523为无孔的密封板，另外一个四边形表面用于与承载板51实现面搭接。

多个微穿孔四面体53排列在支撑结构52迎向主散热系统1的四边形迎风表面521上。微穿孔四面体53迎向主散热系统1的2个迎风表面531和朝向支撑结构52的底面设置有微穿孔，另一个与主散热系统1相背的表面532设置为无孔的密封板。

承载板51面向副散热系统2的一面设置隔声材料。

承载板51面向主散热系统1的一面设置吸声材料，吸声材料层与微穿孔三角体53所在区域不重叠。

在行走工况时，主散热系统1由调节机构驱动调节至其进风面15与水平面呈倾斜角度并迎向车辆行驶方向；待主散热系统1调节到位后，副散热系统2外翻至与主散热系统1呈预设角度AG1，并且根据副散热系统2的冷却介质温度相对于预设温度T1的大小，进行不同的调节。

当副散热系统2的冷却介质温度大于预设温度T1时，则调节副散热系统外翻至预设角度AG2，并使风扇以最大转速运行；

当副散热系统2的冷却介质温度小于或等于预设温度T1时，则保持在预设角度AG1，并降低风扇转速。

预设角度AG1，优选为外翻至与风道板垂直或其附近角度，参照图4所示。

预设角度AG2，优选为外翻至与外侧壁面垂直或与水平面垂直，参照图5所示。

在作业工况时，主散热系统1的调节机构14关闭，其垂直于水平面或与水平面近似垂直，副散热系统2外翻调节至与主散热系统1呈预设角度AG1，并根据副散热系统2的冷却介质温度相对于预设温度T2的大小，进行不同的调节。

当副散热系统2的冷却介质温度大于预设温度T2时，则调节副散热系统2的副风扇22以最大转速运行；

当副散热系统2的冷却介质温度小于或等于预设温度T2时，则降低副散热系统2的副风扇22转速以匹配散热需求。

结合图8所示，本发明公开了一种可调式冷却系统的控制方法，包括以下步骤：

S1.判断起重机的实际工况，当为行走工况时，执行步骤S2，当为作业工况时，执行步骤S3；

S2.主散热系统调节至其进风面与水平面呈倾斜角度并迎向车辆行驶方向；

待主散热系统调节到位后，副散热系统外翻调节至与主散热系统呈预设角度AG1；

判断副散热系统的冷却介质温度相对于预设温度T1的大小：

当副散热系统的冷却介质温度大于预设温度T1时，则调节副散热系统外翻至预设角度AG2，并使副风扇以最大转速运行；

当副散热系统的冷却介质温度小于或等于预设温度T1时，则保持在预设角度AG1，并降低副风扇转速。

预设角度AG1，优选为外翻至与风道板垂直或其附近角度。

预设角度AG2，优选为外翻至与外侧壁面垂直或与水平面垂直。

S3.在作业工况时，主散热系统的调节机构关闭，其进风面与水平面平行或与水平面近似平行。

副散热系统外翻调节至与主散热系统呈行走预设角度AG1。

判断副散热系统的冷却介质温度相对于预设温度T2的大小：

当副散热系统的冷却介质温度大于预设温度T2时，则调节副散热系统的副风扇以最大转速运行；

当副散热系统的冷却介质温度小于或等于预设温度T2时，则降低副散热系统的副风扇转速以匹配散热需求。

最后，当车辆关停时，主散热系统的调节机构关闭，其垂直于水平面或与水平面近似垂直。同时，副冷却系统收回。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种可调式冷却系统，其特征是，包括设置在散热风道上的主散热系统和若干副散热系统；

散热风道由风道板隔成主散热风道与副散热风道，主散热系统和若干副散热系统分别对应地设置在主散热风道和副散热风道上；

副散热系统与主散热系统呈一可调节的角度设置；

第一工况时，主散热系统的进风面与水平面呈倾斜角度并迎向车辆行驶方向；副散热系统调节至与主散热系统呈第一预设角度AG1，并且根据副散热系统的冷却介质温度相对于第一预设温度T1的大小，进行不同的调节：

当副散热系统的冷却介质温度大于第一预设温度T1时，则副散热系统继续外翻调节至与主散热系统呈第二预设角度AG2，并使副散热系统中的风扇以最大转速运行；

当副散热系统的冷却介质温度不大于第一预设温度T1时，则副散热系统仍保持在第一预设角度AG1，同时降低副散热系统中的风扇转速。

2.根据权利要求1所述的可调式冷却系统，其特征是，所述散热风道的位置和/或角度根据作业工况不同而调整。

3.根据权利要求1所述的可调式冷却系统，其特征是，主散热系统包括主散热器、主风扇及其动力装置；主散热器设置在主散热风道上，主风扇由动力装置驱动对主散热器进行冷却散热。

4.根据权利要求1所述的可调式冷却系统，其特征是，副散热系统包括副散热器、副风扇及其动力装置；副散热器设置在副散热风道上，副风扇由动力装置驱动对副散热器进行冷却散热。

5.根据权利要求1所述的可调式冷却系统，其特征是，风道板包括承载板、支撑结构和一个或多个微穿孔四面体；

承载板的首端固定在散热风道的壁上；

支撑结构固定在承载板朝向主散热系统的一面的尾端；

微穿孔四面体固定在支撑结构上，其迎向主散热系统的两个迎风表面和朝向支撑结构的底面设置有诸多个穿孔，另一个与主散热系统相背的表面为无孔板。

6.根据权利要求5所述的可调式冷却系统，其特征是，支撑结构为三棱柱体，其中一个表面用于与承载板实现面搭接，迎向主散热系统的迎风表面设置有诸多个穿孔，背向主散热系统的表面设置有开口和/或诸多个穿孔，其余两个侧面为无孔板。

7.根据权利要求5所述的可调式冷却系统，其特征是，承载板面向副散热系统的一面设置隔声材料，面向主散热系统的一面设置吸声材料，吸声材料层与微穿孔四面体所在区域不重叠。

8.根据权利要求1所述的可调式冷却系统，其特征是，在第二工况时，主散热系统的进风面与水平面平行，副散热系统外翻调节至与主散热系统呈第一预设角度AG1，并根据副散热系统的冷却介质温度相对于第二预设温度T2的大小，进行不同的调节：

当副散热系统的冷却介质温度大于第二预设温度T2时，则调节副散热系统的副风扇以最大转速运行；

当副散热系统的冷却介质温度不大于第二预设温度T2时，则降低副散热系统的副风扇转速。

9.一种工程车辆，其特征是，包括权利要求1至8中任意一项所述的可调式冷却系统。

10.一种可调式冷却系统的控制方法，其特征是，在第一工况时，主散热系统调节至其进风面与水平面呈倾斜角度并迎向车辆行驶方向；

副散热系统外翻调节至与主散热系统呈第一预设角度AG1；

判断副散热系统的冷却介质温度相对于第一预设温度T1的大小：

当副散热系统的冷却介质温度大于第一预设温度T1时，则调节副散热系统继续外翻调节至第二预设角度AG2，并使副散热系统中的风扇以最大转速运行；

当副散热系统的冷却介质温度不大于第一预设温度T1时，则使副散热系统保持在第一预设角度AG1，并降低风扇转速；

在第二工况时，使主散热系统的进风面与水平面相平行；

副散热系统外翻调节至与主散热系统呈第一预设角度AG1；

判断副散热系统的冷却介质温度相对于第二预设温度T2的大小：

当副散热系统的冷却介质温度大于第二预设温度T2时，则调节副散热系统的副风扇以最大转速运行；

当副散热系统的冷却介质温度不大于第二预设温度T2时，则降低副散热系统的副风扇转速。