CN110588328A - 一种动力舱、工程车辆及动力舱的温度控制方法 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种动力舱，包括：壳体；发动机，安装于所述壳体内底部的中间位置；第一冷却风扇，安装于所述壳体后部，由所述发动机驱动，用于对所述发动机通风散热；以及第二冷却风扇，安装于所述壳体顶部，进风口正对所述发动机，并由独立于所述发动机的动力源驱动。本申请实施例能够有效控制动力舱的温度，使得动力舱中的发动机、液压元件及电气元件始终工作在合理的温度范围内，从而使动力舱中的发动机和液压系统均能获得较长的工作寿命和较高的可靠性。

Description

一种动力舱、工程车辆及动力舱的温度控制方法

技术领域

本发明涉及工程机械领域，尤其涉及一种动力舱、工程车辆及动力舱的温度控制方法。

背景技术

工程机械是建设基础设施工程的重要装备，与汽车相比，工程机械通常没有迎风面，且行驶速度缓慢，致使风冷进气的流量低，自然散热条件差。并且工程机械的热源不仅包括发动机，还包括传动系统和液压执行机构等大功率作业部件，因此需要由冷却介质带走的热量更多。此外，工程机械的动力舱普遍空间小、管路多，使得各功能结构的布局受限、散热困难。

工程机械产品整车热状态直接影响产品的工作性能及可靠性。发动机舱(或称动力舱)的背压偏高，内部的热风无法顺畅排出，容易导致动力舱处于一个较高的温度。此时，如果不加以散热，会影响发动机和液压系统等的正常工作，尤其在夏天气温较高时，经常需要拆掉发动机底盘进行散热或维修作业。此外，当发动机停止工作后，由之驱动的冷却风扇也随之停止，动力舱内的热量难以排出，使舱内的电气元件、橡胶等零部件较长时间内都处于过热的环境下，使寿命降低。因此，如何使动力舱的温度得到有效控制，使亟待解决的行业难题。

发明内容

有鉴于此，本公开实施例提供一种动力舱、工程车辆及动力舱的温度控制方法，能够有效控制动力舱的温度，使得动力舱中的发动机、液压元件及电气元件始终工作在合理的温度范围内，从而使动力舱中的发动机和液压系统均能获得较长的工作寿命和较高的可靠性。

在本公开的一个方面，提供一种动力舱，包括：

壳体；

发动机，安装于所述壳体内底部的中间位置；

第一冷却风扇，安装于所述壳体后部，由所述发动机驱动，用于对所述发动机通风散热；以及

第二冷却风扇，安装于所述壳体顶部，进风口正对所述发动机，并由独立于所述发动机的动力源驱动。

在一些实施例中，所述动力舱还包括：

进气管，安装于所述发动机上方的前侧，且进气口外露于所述壳体；以及

排气管，安装于所述发动机上方的后侧，且排气口外露于所述壳体；

其中，所述第二冷却风扇在所述壳体上的位置位于所述进气管和所述排气管之间。

在一些实施例中，所述第二冷却风扇包括：

导风罩，通过螺栓固定于所述壳体；

格栅，水平布置于所述第二冷却风扇的出风口，并位于所述导风罩的内侧；以及

扇叶，通过支座可转动地固定于所述导风罩内。

在一些实施例中，所述格栅包括：

至少一个栅条，每个所述栅条的两侧各自形成出风通道，且所述栅条经过至少一次折弯形成。

在一些实施例中，所述格栅包括互相平行的至少两个栅条，所述至少两个栅条均经一次折弯而形成第一弯折段和第二弯折段，所述至少两个栅条的第一弯折段均以垂直于所述第二冷却风扇出风口的方向等距设置于所述导风罩内，且所述至少两个栅条的第二弯折段与所述第一弯折段之间的夹角呈钝角。

在一些实施例中，所述至少两个栅条的第二弯折段互相平行。

在一些实施例中，所述至少两个栅条的第二弯折段与所述第一弯折段之间的夹角呈不同角度的钝角，且第二弯折段与所述第一弯折段之间的所述夹角从所述格栅的边缘到中心逐渐增大。

在一些实施例中，所述格栅包括对称分布于所述格栅左右两侧的第一区域和第二区域，在所述第一区域或所述第二区域内的所述至少两个栅条的第二折弯段互相平行；

其中，在所述第一区域的所述栅条的第二折弯段与所述导风罩的左侧壁之间的夹角呈锐角，在所述第二区域的所述栅条的第二折弯段与所述导风罩的右侧壁之间的夹角呈锐角，从而使自所述格栅的所述第一区域和所述第二区域的出风气流分别具有向左或向右的分速度。

在一些实施例中，所述动力舱还包括：

出风罩，设置于所述第二冷却风扇的上方，进风口对应于所述第二冷却风扇的出风口，并包括分别朝向左右两侧的第一出风口和第二出风口，以使经所述第一出风口和第二出风口导出的出风气流分别具有向左上或向右上的分速度。

在一些实施例中，所述第二冷却风扇由电源驱动以形成对所述第二冷却风扇的驱动电路，所述动力舱还包括：

温度传感器，用于测量所述壳体内的温度；以及

控制器，用于接收所述温度传感器的测量温度，并能够基于所述测量温度控制所述驱动电路。

在一些实施例中，所述动力舱还包括：

继电器，用于控制所述驱动电路的通断；

其中，所述控制器被进一步配置为：在所述测量温度高于设定温度时打开所述继电器，以导通所述驱动电路，而在所述测量温度低于所述设定温度时关闭所述继电器，以断开所述驱动电路。

在一些实施例中，所述控制器能够接收所述发动机的工作指令信号，并在所述工作指令信号指向发动机停止运转的工况时开启对所述驱动电路的控制。

在本公开的又一个方面，提供一种工程车辆，包括如前文任一实施例所述的动力舱。

在本公开的另一个方面，提供动力舱的温度控制方法，包括：

在动力舱内发动机工作状态下，由发动机驱动第一冷却风扇进行通风散热；以及

在所述发动机停止工作的状态下，由电源驱动第二冷却风扇进行通风山热。

在一些实施例中，所述控制方法还包括：

对所述动力舱内温度进行测量；

在测量温度高于设定温度时打开所述第二冷却风扇；以及

在测量温度低于设定温度时关闭所述第二冷却风扇。

因此，根据本公开实施例，至少能够实现以下有益的技术效果：

能够有效地将动力舱内热量排出舱外，更好地实现动力舱结构的冷却功能；采用独立动力源驱动的风扇对动力舱进行主动抽吸热量的方式，解决了动力舱通风冷却问题，尤其是在发动机熄火情况下的冷却问题，从而保证热源及其他零部件在限定的工作温度下工作；对动力舱温度精确控制，节省冷却用动力的同时，使得动力舱中的发动机、液压元件及电气元件始终工作在合理的温度范围内，从而使动力舱中的发动机和液压系统均能获得较长的工作寿命和较高的可靠性。

附图说明

构成说明书的一部分的附图描述了本公开的实施例，并且连同说明书一起用于解释本公开的原理。

参照附图，根据下面的详细描述，可以更加清楚地理解本公开，其中：

图1是根据本公开一些实施例的工程车辆(含动力舱)剖视角度的结构示意图；

图2是根据本公开一些实施例的工程车辆(含动力舱)的立体结构示意图；

图3是根据本公开一些实施例的动力舱中第二冷却风扇的立体结构示意图；

图4是根据本公开一些实施例的动力舱中第二冷却风扇剖视角度的结构示意图。

图中：

1、壳体，2、发动机，3、第一冷却风扇，4、第二冷却风扇，41、导风罩，42、格栅，421、栅条，421a、第一弯折段，421b、第二弯折段，43、扇叶，5、进气管，6、排气管。

应当明白，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。此外，相同或类似的参考标号表示相同或类似的构件。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本公开的各种示例性实施例。对示例性实施例的描述仅仅是说明性的，决不作为对本公开及其应用或使用的任何限制。本公开可以以许多不同的形式实现，不限于这里所述的实施例。提供这些实施例是为了使本公开透彻且完整，并且向本领域技术人员充分表达本公开的范围。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、材料的组分、数字表达式和数值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。

本公开中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指在该词前的要素涵盖在该词后列举的要素，并不排除也涵盖其他要素的可能。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。

在本公开中，当描述到特定器件位于第一器件和第二器件之间时，在该特定器件与第一器件或第二器件之间可以存在居间器件，也可以不存在居间器件。当描述到特定器件连接其它器件时，该特定器件可以与所述其它器件直接连接而不具有居间器件，也可以不与所述其它器件直接连接而具有居间器件。

本公开使用的所有术语(包括技术术语或者科学术语)与本公开所属领域的普通技术人员理解的含义相同，除非另外特别定义。还应当理解，在诸如通用字典中定义的术语应当被解释为具有与它们在相关技术的上下文中的含义相一致的含义，而不应用理想化或极度形式化的意义来解释，除非这里明确地这样定义。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。

如图1～4所示：

在本公开的一个方面，提供一种动力舱，包括：

壳体1；

发动机2，安装于所述壳体1内底部的中间位置；

第一冷却风扇3，安装于所述壳体1后部，由所述发动机2驱动，用于对所述发动机2通风散热；以及

第二冷却风扇4，安装于所述壳体1顶部，进风口正对所述发动机2，并由独立于所述发动机2的动力源驱动。

所述第一冷却风扇3在所述动力舱工作的过程中，可以从所述发动机2中取力，对所述发动机2进行通风散热，从而降低所述动力舱内的温度。而在所述发动机2熄火或停止工作时，所述第二冷却风扇4则可以由独立的动力源驱动，继续对所述发动机2进行通风散热。因此，所述第一冷却风扇3与所述第二冷却风扇4能够实现对所述发动机2不间断地冷却降温，尤其在工程机械或工程车辆停止运转，所述第一冷却风扇3停止工作时，所述第二冷却风扇4能够继续工作，将所述动力舱中的热量排出，使得动力舱尽快降温，从而保护其中的液压部件与电气部件。

并且，针对于所述动力舱散热条件不佳的情况，所述第一冷却风扇3还可以同所述第二冷却风扇4同步运转，从而加大对所述动力舱散热的功率，更好地应对工程机械或工程车辆行驶速度缓慢以及迎风面较小而导致的冷风流量不足的问题。

进一步的，在一些实施例中，所述动力舱还包括：

进气管5，安装于所述发动机2上方的前侧，且进气口外露于所述壳体1；以及

排气管6，安装于所述发动机2上方的后侧，且排气口外露于所述壳体1；

其中，所述第二冷却风扇4在所述壳体1上的位置位于所述进气管5和所述排气管6之间。

由于所述动力舱内需要布置发动机2、液压系统和传动系统等部件，结构较为紧凑，因此所述进气管5和所述排气管6分别被设置于所述第二冷却风扇4的前后两侧，不但能够充分利用所述动力舱内的空间，还能通过所述进气管5、所述排气管6与所述第二冷却风扇4的高度差及前后距离差距，避免所述进气管5、所述排气管6与所述第二冷却风扇4三者之间气流的互相干扰，也即避免自所述第二冷却风扇4流出的温度较高的气流、和自所述排气管6排除的废气直接进入所述进气管5。

进一步的，在一些实施例中，所述第二冷却风扇4包括：

导风罩41，通过螺栓固定于所述壳体1；

格栅42，水平布置于所述第二冷却风扇4的出风口，并位于所述导风罩41的内侧；以及

扇叶43，通过支座可转动地固定于所述导风罩41内。

所述扇叶43能够提供动力，用于将所述动力舱内的气体吸引出所述动力舱，进而形成自所述动力舱两侧的进气口进气，自所述第二冷却风扇4出气的顺畅空气循环，从而在空气循环的过程中带走所述发动机2的热量。而所述格栅42和所述导风罩41则被用于引导自所述扇叶43流出的空气，使较高温度的空气能够沿着设定的路径流出所述动力舱。

需要说明的是，在设置所述第二冷却风扇4的位置和朝向时，充分考虑到冷却所述动力舱的空气循环中，自所述第二冷却风扇4排出的气流温度较高，因此将所述第二冷却风扇4布置在所述动力舱的上方，并将所述格栅42相应地设置为水平布置，能够充分利用较热的排出气流所具有的低密度，顺应热空气向上的自发运动，通过所述第二冷却风扇4加快气流流动速度，并通过所述导风罩41和所述格栅42引导排出气流尽快地流出所述动力舱。

进一步的，为了减少所述动力舱自所述第二冷却风扇4所传出的噪音，在一些实施例中，所述格栅42包括：

至少一个栅条421，每个所述栅条421的两侧各自形成出风通道，且所述栅条421经过至少一次折弯形成。

由所述栅条421与相邻的所述栅条421所形成的出风通道，配合以具有一次折弯形状的所述栅条421，能够在不影响排出气流的情况下，通过通道内的壁面反射，阻挡所述动力舱内的噪音。

进一步的，为了提高对动力舱内噪音的阻挡效果，并尽可能地使排出气流的流动顺畅，在一些实施例中，所述格栅42包括互相平行的至少两个栅条421，所述至少两个栅条421均经一次折弯而形成第一弯折段和第二弯折段，所述至少两个栅条421的第一弯折段均以垂直于所述第二冷却风扇4出风口的方向等距设置于所述导风罩41内，且所述至少两个栅条421的第二弯折段与所述第一弯折段之间的夹角呈钝角。

所述第一弯折段垂直于所述第二冷却风扇4的出风口，能够形成对噪声的有效阻挡，最大程度地减少所述动力舱的噪音；而所述第二折弯段421b与所述第一折弯段421a之间呈钝角，则能够减少排出气流经过所述栅条421前后的速度方向变化角，避免气流的速度在所述栅条421的阻挡下显著降低，进而维持所述动力舱内外的空气循环顺畅。

进一步的，为了降低所述格栅42的加工难度与加工成本，在一些实施例中，所述至少两个栅条421的第二弯折段互相平行。

进一步的，为了进一步减少所述栅条421对排出气流的影响，在一些实施例中，所述至少两个栅条421的第二弯折段与所述第一弯折段之间的夹角呈不同角度的钝角，且第二弯折段与所述第一弯折段之间的所述夹角从所述格栅42的边缘到中心逐渐增大。

进一步的，在一些实施例中，所述格栅42包括对称分布于所述格栅42左右两侧的第一区域和第二区域，在所述第一区域或所述第二区域内的所述至少两个栅条421的第二折弯段421b互相平行；

其中，在所述第一区域的所述栅条421的第二折弯段421b与所述导风罩41的左侧壁之间的夹角呈锐角，在所述第二区域的所述栅条421的第二折弯段421b与所述导风罩41的右侧壁之间的夹角呈锐角，从而使自所述格栅42的所述第一区域和所述第二区域的出风气流分别具有向左或向右的分速度。

通过将所述格栅42设置为具有两个区域，并使两个区域分别具有不同方向的分速度，能够使自所述第二冷却风扇4排出的气流具有向左或向右的分速度，使得排除的具有较高温度的气流自所述动力舱的两侧斜向上地排出，在所述动力舱的左右两侧形成自身的空气循环。此外，所述第二冷却风扇4在所述动力舱的两侧形成的空气巡环还能够避免自所述第二冷却风扇4排出的气流直接流至所述进气管5的进风口或所述排气管6的出风口，进而避免阻挡或干扰所述发动机2在所述动力舱上方的空气循环。

进一步的，为了对自所述第二冷却风扇4的排出气流进行引导，在一些实施例中，所述动力舱还包括：

出风罩，设置于所述第二冷却风扇4的上方，进风口对应于所述第二冷却风扇4的出风口，并包括分别朝向左右两侧的第一出风口和第二出风口，以使经所述第一出风口和第二出风口导出的出风气流分别具有向左上或向右上的分速度。

进一步的，为了对所述动力舱的散热进行智能控制，在一些实施例中，所述第二冷却风扇4由电源驱动以形成对所述第二冷却风扇4的驱动电路，所述动力舱还包括：

温度传感器，用于测量所述壳体1内的温度；

控制器，用于接收所述温度传感器的测量温度，并能够基于所述测量温度控制所述驱动电路；以及

继电器，用于控制所述驱动电路的通断；

其中，所述控制器被进一步配置为：在所述测量温度高于设定温度时打开所述继电器，以导通所述驱动电路，而在所述测量温度低于所述设定温度时关闭所述继电器，以断开所述驱动电路。

具体而言，对所述第二冷却风扇4的控制部分是由控制器、继电器组成，控制器内含有温度参数控制程序，温度传感器数据通过串口接入控制器，控制器分析温度数据，负载单元主要是指动力舱，电子风扇为该动态系统的执行元件，也是系统的被控对象。控制器对接受的温度实时信号进行判定，当温度高于阈值时，控制器发送控制指令到继电器，继电器接收控制器的控制信号，根据控制器控制指令，决定电子风扇的开启状态，控制器根据温度反馈，当温度低于阈值时，电子风扇关闭，实现动力舱温度的主动控制。

进一步的，为了仅在所述发动机2停止工作时开启所述第二冷却风扇4，在一些实施例中，所述控制器能够接收所述发动机2的工作指令信号，并在所述工作指令信号指向发动机2停止运转的工况时开启对所述驱动电路的控制。

在本公开的又一个方面，提供一种工程车辆，包括如前文任一实施例所述的动力舱。

在本公开的另一个方面，提供动力舱的温度控制方法，包括：

在动力舱内发动机2工作状态下，由发动机2驱动第一冷却风扇3进行通风散热；以及

在所述发动机2停止工作的状态下，由电源驱动第二冷却风扇4进行通风山热。

在一些实施例中，所述控制方法还包括：

对所述动力舱内温度进行测量；

在测量温度高于设定温度时打开所述第二冷却风扇4；以及

在测量温度低于设定温度时关闭所述第二冷却风扇4。

因此，根据本公开实施例，能够有效地将动力舱内热量排出舱外，更好地实现动力舱结构的冷却功能；采用独立动力源驱动的风扇对动力舱进行主动抽吸热量的方式，解决了动力舱通风冷却问题，尤其是在发动机2熄火情况下的冷却问题，从而保证热源及其他零部件在限定的工作温度下工作；对动力舱温度精确控制，节省冷却用动力的同时，使得动力舱中的发动机2、液压元件及电气元件始终工作在合理的温度范围内，从而使动力舱中的发动机2和液压系统均能获得较长的工作寿命和较高的可靠性。

至此，已经详细描述了本公开的各实施例。为了避免遮蔽本公开的构思，没有描述本领域所公知的一些细节。本领域技术人员根据上面的描述，完全可以明白如何实施这里公开的技术方案。

虽然已经通过示例对本公开的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上示例仅是为了进行说明，而不是为了限制本公开的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本公开的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改或者对部分技术特征进行等同替换。本公开的范围由所附权利要求来限定。

Claims (15)

1.一种动力舱，其特征在于，包括：

壳体；

发动机，安装于所述壳体内底部的中间位置；

第一冷却风扇，安装于所述壳体后部，由所述发动机驱动，用于对所述发动机通风散热；以及

第二冷却风扇，安装于所述壳体顶部，进风口正对所述发动机，并由独立于所述发动机的动力源驱动。

2.根据权利要求1所述的动力舱，其特征在于，所述动力舱还包括：

进气管，安装于所述发动机上方的前侧，且进气口外露于所述壳体；以及

排气管，安装于所述发动机上方的后侧，且排气口外露于所述壳体；

其中，所述第二冷却风扇在所述壳体上的位置位于所述进气管和所述排气管之间。

3.根据权利要求1所述的动力舱，其特征在于，所述第二冷却风扇包括：

导风罩，通过螺栓固定于所述壳体；

格栅，水平布置于所述第二冷却风扇的出风口，并位于所述导风罩的内侧；以及

扇叶，通过支座可转动地固定于所述导风罩内。

4.根据权利要求3所述的动力舱，其特征在于，所述格栅包括：

至少一个栅条，每个所述栅条的两侧各自形成出风通道，且所述栅条经过至少一次折弯形成。

5.根据权利要求4所述的动力舱，其特征在于，所述格栅包括互相平行的至少两个栅条，所述至少两个栅条均经一次折弯而形成第一弯折段和第二弯折段，所述至少两个栅条的第一弯折段均以垂直于所述第二冷却风扇出风口的方向等距设置于所述导风罩内，且所述至少两个栅条的第二弯折段与所述第一弯折段之间的夹角呈钝角。

6.根据权利要求5所述的动力舱，其特征在于，所述至少两个栅条的第二弯折段互相平行。

7.根据权利要求5所述的动力舱，其特征在于，所述至少两个栅条的第二弯折段与所述第一弯折段之间的夹角呈不同角度的钝角，且第二弯折段与所述第一弯折段之间的所述夹角从所述格栅的边缘到中心逐渐增大。

8.根据权利要求5所述的动力舱，其特征在于，所述格栅包括对称分布于所述格栅左右两侧的第一区域和第二区域，在所述第一区域或所述第二区域内的所述至少两个栅条的第二折弯段互相平行；

其中，在所述第一区域的所述栅条的第二折弯段与所述导风罩的左侧壁之间的夹角呈锐角，在所述第二区域的所述栅条的第二折弯段与所述导风罩的右侧壁之间的夹角呈锐角，从而使自所述格栅的所述第一区域和所述第二区域的出风气流分别具有向左或向右的分速度。

9.根据权利要求2所述的动力舱，其特征在于，所述动力舱还包括：

出风罩，设置于所述第二冷却风扇的上方，进风口对应于所述第二冷却风扇的出风口，并包括分别朝向左右两侧的第一出风口和第二出风口，以使经所述第一出风口和第二出风口导出的出风气流分别具有向左上或向右上的分速度。

10.根据权利要求1所述的动力舱，其特征在于，所述第二冷却风扇由电源驱动以形成对所述第二冷却风扇的驱动电路，所述动力舱还包括：

温度传感器，用于测量所述壳体内的温度；以及

控制器，用于接收所述温度传感器的测量温度，并能够基于所述测量温度控制所述驱动电路。

11.根据权利要求10所述的动力舱，其特征在于，所述动力舱还包括：

继电器，用于控制所述驱动电路的通断；

其中，所述控制器被进一步配置为：在所述测量温度高于设定温度时打开所述继电器，以导通所述驱动电路，而在所述测量温度低于所述设定温度时关闭所述继电器，以断开所述驱动电路。

12.根据权利要求11所述的动力舱，其特征在于，所述控制器能够接收所述发动机的工作指令信号，并在所述工作指令信号指向发动机停止运转的工况时开启对所述驱动电路的控制。

13.一种工程车辆，其特征在于，包括如权利要求1～12任一所述的动力舱。

14.一种根据权利要求1～12任一所述的动力舱的温度控制方法，其特征在于，包括：

在动力舱内发动机工作状态下，由发动机驱动第一冷却风扇进行通风散热；以及

在所述发动机停止工作的状态下，由电源驱动第二冷却风扇进行通风山热。

15.根据权利要求14所述的温度控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括：

对所述动力舱内温度进行测量；

在测量温度高于设定温度时打开所述第二冷却风扇；以及

在测量温度低于设定温度时关闭所述第二冷却风扇。