CN112648060A - 挖掘机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种挖掘机，挖掘机包括：冷却风扇(1)，为电动风扇；以及蓄电池(3)，与所述冷却风扇(1)电连接，以为所述冷却风扇(1)提供电能，采用由蓄电池(3)供电的电动风扇(1)为发动机的多个部件进行降温冷却，因此改善了相关技术中存在因风扇随发动机的转动而存在的风扇不可控的问题。

Description

挖掘机

技术领域

本发明涉及工程机械领域，具体而言，涉及一种挖掘机。

背景技术

挖掘机在使用过程中系统发热量大，需要散热风扇对其散热，目前使用较多的散热方式为发动机与风扇通过联轴器直接连接，风扇随发动机的启动而运行，这种连接形式的风扇不具备速度调节功能。另外还有采用液压变量泵或者负载敏感泵，液压驱动风扇马达，控制风扇运行，风扇运行速度可调但是液压元件价格较高，效率低，节能效果和经济性较差。

相关技术中，应用于液压驱动风扇方式的冷却系统包括发动机电子控制模块和冷却系统控制器，在发动机的动力输出口上加装液压驱动变量泵；冷却系统控制器采集液压油温度信号和空调的压力开关信号，以及通过CAN-bus总线接收进气温度信号、柴油微粒过滤器再生状态信号、冷却液温度信号，作为冷却风扇转速的控制信号；若控制信号有异常，通过CAN-bus总线发送故障信息到显示屏显示；若信号没有异常，则对控制信号进行变换、处理和运算。冷却系统控制器输出计算好的脉宽调制信号来调节液压驱动变量泵中控制排量的比例阀的电流大小，以得到所需的排量，使冷却风扇大都需要的转速。

相关技术的冷却系统存在以下的缺点：

(1)发动机通过机械连接直接驱动风扇的方式，风扇转速基本恒定，不具备调速功能，且发动机启动后风扇也立即运行，在机器刚启动后，各散热系统温度不高，暂时不需要风扇运行，节能效果较差，这种系统不可调节。

(2)利用液压变量泵驱动风扇，可调节转速，但是高转速变量泵价格较高，效率低，节能效果和经济性较差。

发明内容

本发明旨在提供一种挖掘机，以改善相关技术中存在因风扇随发动机的转动而存在的风扇不可控的问题。

根据本发明实施例的一个方面，提供了一种挖掘机，包括：

冷却风扇，为电动风扇；以及

蓄电池，与冷却风扇电连接，以为冷却风扇提供电能。

在一些实施例中，冷却风扇包括为挖掘机的发动机降温的发动机冷却风扇，挖掘机还包括：

传感器，与蓄电池电连接，传感器包括检测发动机的温度的第一温度传感器；以及

控制装置，与第一温度传感器和发动机冷却风扇均信号连接，以在第一温度传感器检测到的温度大于第一预定值时控制发动机冷却风扇启动。

在一些实施例中，控制装置还配置成随着第一温度传感器检测到的温度的升降而增减发动机冷却风扇的转速。

在一些实施例中，挖掘机还包括用于流通发动机的冷却水的第一散热器，发动机冷却风扇配置为第一散热器降温。

在一些实施例中，第一温度传感器配置成检测发动机的冷却水的温度。

在一些实施例中，冷却风扇还包括用于为挖掘机的液压油降温的液压系统冷却风扇，挖掘机还包括：

传感器，与蓄电池电连接，传感器包括用于检测液压油的温度的第二温度传感器；以及

控制装置，与第二温度传感器和液压系统冷却风扇均信号连接，以在第二温度传感器检测到的温度大于第二预定值时，控制液压系统冷却风扇启动。

在一些实施例中，挖掘机还包括用于为液压系统的液压油降温的第二散热器，液压系统冷却风扇配置成为第二散热器降温。

在一些实施例中，控制装置还配置成随着第二温度传感器检测到的温度的升降而增减液压系统冷却风扇的转速。

在一些实施例中，挖掘机还包括空调，空调包括换热器，冷却风扇还包括用于使换热器与空气换热的空调风扇。

在一些实施例中，空调与蓄电池电连接，以由蓄电池提供电能。

在一些实施例中，挖掘机还包括监控器，监控器与控制装置信号连接。

在一些实施例中，挖掘机还包括与冷却风扇连接的线束，线束包括连接蓄电池和冷却风扇的电源线和连接控制装置和冷却风扇控制信号线，挖掘机还包括用于连接线束和冷却风扇的插接件，电源线和控制信号线连接在同一插接件上。

应用本发明的技术方案，采用由蓄电池供电的电动风扇为发动机的多个部件进行降温冷却，因此改善了相关技术中存在因风扇随发动机的转动而存在的风扇不可控的问题。

通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或相关技术中的技术方案，下面将对实施例或相关技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出了本发明的实施例的挖掘机的风扇控制系统的结构示意图；

图2示出了本发明的实施例的挖掘机的风扇布局的结构示意图；以及

图3示出了本发明的实施例的挖掘机的另一种风扇布局的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1示出了本实施例的挖掘机的风扇控制系统的结构示意图；图2示出了本实施例的挖掘机的风扇布局的结构示意图。

结合图1至2所示，本实施例的挖掘机包括冷却风扇1和蓄电池3。其中，冷却风扇1为电动风扇，蓄电池3与冷却风扇1电连接，以为冷却风扇1提供电能。

本实施例中，采用由蓄电池3供电的电动风扇1为发动机的多个部件进行降温冷却，因此改善了相关技术中存在因风扇随发动机的转动而存在的风扇不可控的问题。

冷却风扇1包括为挖掘机的发动机降温的发动机冷却风扇。在一些实施例中，发动机冷却风扇包括第一发动机冷却风扇11和第二发动机冷却风扇13。

挖掘机还包括传感器6和控制装置4。传感器6与蓄电池3电连接，传感器6包括检测发动机的温度的第一温度传感器。控制装置4与第一温度传感器和发动机冷却风扇11、13均信号连接，以在第一温度传感器检测到的温度大于第一预定值时控制发动机冷却风扇11、13启动。

控制装置4配置成成随着第一温度传感器检测到的温度的升降而增减发动机冷却风扇的转速。在第一温度传感器检测到的温度增加时，控制装置4控制发动机冷却风扇增加转速；在第一温度传感器检测到的温度降低时，控制装置4控制发动机冷却风扇减小转速。

控制装置4包括控制信号输出端口。在一些实施例中，控制信号输出端口用于输出脉冲宽度调节信号，以调整冷却风扇的转速。

在一些实施例中，控制信号输出端口与冷却风扇1一一对应地设置，相应的控制信号输出端口输出的信号控制相应的冷却风扇的启停和转速，例如，第一发动机冷却风扇11和第二发动机冷却风扇13分别与两个控制信号输出端口连接，控制装置4可分别控制第一发动机冷却风扇11和第二发动机冷却风扇13的启停和转速。

在另一些实施例中，多个冷却风扇1与同一个控制信号输出端口连接。例如，第一发动机冷却风扇11和第二发动机冷却风扇13与同一个控制信号输出端口连接，控制装置4同时控制第一发动机冷却风扇11和第二发动机冷却风扇13的启停和转速。

在一些实施例中，挖掘机还包括用于流通发动机的冷却水的第一散热器，发动机冷却风扇11、13配置为第一散热器降温。

在一些实施例中，第一温度传感器配置成检测发动机的冷却水的温度。

冷却风扇1还包括用于为挖掘机的液压油降温的液压系统冷却风扇。液压系统冷却风扇包括第一液压系统冷却风扇12和第二液压系统冷却风扇14。

挖掘机还包括传感器6和控制装置4。传感器6与蓄电池3电连接，传感器6包括用于检测液压油的温度的第二温度传感器。控制装置4与第二温度传感器和液压系统冷却风扇均信号连接，以在第二温度传感器检测到的温度大于第二预定值时，控制液压系统冷却风扇启动。

在一些实施例中，第一液压系统冷却风扇12和第二液压系统冷却风扇14分别与控制装置4的两个控制信号输出端口连接，两个控制信号输出端口分别控制相应的冷却风扇的启停和转速。

在另一些实施例中，第一液压系统冷却风扇12和第二液压系统冷却风扇14与控制装置4的同一控制信号输出端口连接，控制装置4同时控制第一液压系统冷却风扇12和第二液压系统冷却风扇14的启停和转速。

挖掘机还包括用于为液压系统的液压油降温的第二散热器，液压系统冷却风扇配置成为第二散热器降温。

控制装置4还配置成随着第二温度传感器检测到的温度的升降而增减液压系统冷却风扇的转速。当第二温度传感器检测到的温度升高时，控制装置4控制液压系统冷却风扇的转速增大；当第二温度传感器检测到的温度降低时，控制装置4控制液压系统冷却风扇的转速降低。

挖掘机还包括空调5，空调5包括换热器，冷却风扇1还包括用于使换热器与空气换热的空调风扇15。空调风扇15与控制装置4的控制信号输出端口连接。空调5与蓄电池3电连接，以由蓄电池3提供电能。

如图1所示，挖掘机还包括监控器7，监控器7与控制装置4信号连接。

在本实施例中，监控器7、控制装置4、传感器6和空调5通过信号线缆连接，在另一些实施例中，监控器7、控制装置4、传感器6和空调5通过CAN总线连接进行数据传输。控制装置4可以为单独为风扇控制系统设置的控制器，也可以为发动机ECM。

挖掘机还包括保险丝2，保险丝2连接在蓄电池3和冷却风扇1之间的供电电路上。冷却风扇1和蓄电池3通过电源线连接，冷却风扇1和控制装置4通过控制信号线连接。控制装置4输出控制冷却风扇1运行的PWM脉宽信号，以调节冷却风扇1的运行速度。冷却风扇的运行状态输出开关量信号至控制装置4，监控风扇运行状态，当某一个运行的风扇故障时，相应的风扇停止运行，同时监控器7显示相应的故障代码。

电子风扇的PWM控制，可以由一个PWM端口输出PWM脉宽信号，同时控制至少一个风扇的运行，最佳控制器方式为每个风扇均由单独的PWM信号控制。风扇的PWM输出信号，根据发动机冷却液的温度、进气温度、尾气处理系统、燃油温度、空调系统以及液压油温度数据综合状况，合理匹配输出PWM脉宽信号，控制电子风扇的开启与运行速度。

风扇通过PWM信号控制进行反向旋转，或者通过相应的开关选择后允许反向旋转。风扇反转可以清除相应的散热器上附着积累的灰尘。

冷却风扇1的信号控制端与信号反馈端与控制装置4连接，每个冷却风扇1均与单独的控制信号端口(PWM端口)连接，控制装置的PWM端口控制冷却风扇1的启动、停止和转速调节。一个PWM端口也可以同时控制至少两个电子风扇。控制装置的PWM端口控制冷却风扇的启动、停止和转速调节。与发动机连接的传感器数据通过CAN总线与控制装置4通讯，传感器包括发动机水温传感器、燃油温度传感器、尾气处理传感器等。当发动机启动后，初始启动，尤其寒冷天气，液压油温、发动机水温、进气温度、燃油温度都比较低，达不到冷却风扇1开启设定值，暂时不需要冷却风扇启动，以尽快实现暖机，当系统温度达到设定值时冷却风扇启动，对系统进行散热。当冷却风扇任何一个出现故障时，相应的风扇停止运行，相应的风扇故障端口输出信号至控制装置，并发送故障代码至监控器7；风扇故障解除，风扇正常运行。

在一些实施例中，冷却风扇1的信号控制端与信号反馈端与控制器或者发动机ECM连接，监控器9的显示器通过CAN总线与控制器连接，传感器6与控制器和(或)发动机ECM连接，空调5与控制器连接。传感器6包括液压油温传感器、进气温度传感器。

如图2所示为电子风扇的排布结构一，冷却风扇系统包括第一发动机冷却风扇11，第一液压系统冷却风扇12，第二发动机冷却风扇13，第二液压系统冷却风扇12，空调风扇15，第一接插件82，第二接插件83，第三接插件84，第四接插件85，第五接插件86和81风扇线束。五个冷却风扇1均匀排布，中间安装空调风扇15，左下方安装第一发动机冷却风扇11，左上方安装第二发动机冷却风扇13，右下方安装第一液压系统冷却风扇12，右上方安装第二液压系统冷却风扇12，冷却风扇左右对称、上下对称，安装于风扇罩上，以达到均匀排布的效果，提高散热效率。线束81从散热器下方进线，电线包括第一分支、第二分支、第三分支，其中第二分支包括第四分支、第五分支，第三分支包括第六分支、第七分支。在空调风扇15连接处分支，第一分支与空调风扇15连接，并通过第一接插件81固定在风扇外罩，第四分支连接至第一发动机冷却风扇11，通过第五接插件86固定在风扇外罩，第五分支连接至第二发动机冷却风扇13，并通过第四接插件85固定在风扇外罩，第六分支连接至第一液压系统冷却风扇12，并通过第二接插件83固定在风扇外罩，第七分支连接至第二液压系统冷却风扇12，并通过第三接插件84固定在风扇外罩。风扇与电线连接处

如图3所示，在另一可选的实施例中，冷却风扇系统包括第一发动机冷却风扇11，第一液压系统冷却风扇12，第二发动机冷却风扇13，第二液压系统冷却风扇14，空调风扇15，第一接插件92，第二接插件93，第三接插件94，第四接插件95，第五接插件96和91风扇线束。风扇排布为上方一个空调风扇15，第一发动机冷却风扇11，第一液压系统冷却风扇12，第二发动机冷却风扇13，第二液压系统冷却风扇14均布在空调风扇15下方，达到散热均衡。电线包括第一分支、第二分支、第三分支、第四分支、第五分支，91线束从散热器下方进线，在空调风扇15连接处分支，第一分支与空调风扇15连接，并通过第五接插件96固定在风扇外罩，第二分支连接至第一发动机冷却风扇11，并通过第一接插件92固定在风扇外罩，第三分支连接至第二发动机冷却风扇13，并通过第三接插件94固定在风扇外罩，第四分支连接至第一液压系统冷却风扇13，并通过第二接插件93固定在风扇外罩，第五分支连接至第二液压系统冷却风扇14，并通过第四接插件95固定在风扇外罩。

图2和图3中线束终端分支与风扇数量相同，最终通过接插件将线束与每个风扇进行连接。例如图2中接插件，将空调风扇15的电源、控制信号、反馈信号电线均安装在接插件中；或者风扇电源电线与控制信号、反馈信号分别安装在两个不同的接插件中，以区别信号线与大电流供电线。

与冷却风扇1连接的线束，线束包括连接蓄电池3和冷却风扇1的电源线和连接控制装置4和冷却风扇1控制信号线，挖掘机还包括用于连接线束和冷却风扇1的插接件，电源线和控制信号线连接在同一插接件上。

以上仅为本发明的示例性实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种挖掘机，其特征在于，包括：

冷却风扇(1)，为电动风扇；以及

蓄电池(3)，与所述冷却风扇(1)电连接，以为所述冷却风扇(1)提供电能。

2.根据权利要求1所述的挖掘机，其特征在于，所述冷却风扇(1)包括为所述挖掘机的发动机降温的发动机冷却风扇(11、13)，所述挖掘机还包括：

传感器(6)，与所述蓄电池(3)电连接，所述传感器(6)包括检测所述发动机的温度的第一温度传感器；以及

控制装置(4)，与所述第一温度传感器和所述发动机冷却风扇(11、13)均信号连接，以在所述第一温度传感器检测到的温度大于第一预定值时控制所述发动机冷却风扇(11、13)启动。

3.根据权利要求2所述的挖掘机，其特征在于，所述控制装置(4)还配置成随着第一温度传感器检测到的温度的升降而增减所述发动机冷却风扇(11、13)的转速。

4.根据权利要求2所述的挖掘机，其特征在于，所述挖掘机还包括用于流通发动机的冷却水的第一散热器，所述发动机冷却风扇(11、13)配置为所述第一散热器降温。

5.根据权利要求2所述的挖掘机，其特征在于，所述第一温度传感器配置成检测所述发动机的冷却水的温度。

6.根据权利要求1所述的挖掘机，其特征在于，所述冷却风扇(1)还包括用于为所述挖掘机的液压油降温的液压系统冷却风扇(12、14)，所述挖掘机还包括：

传感器(6)，与所述蓄电池(3)电连接，所述传感器(6)包括用于检测液压油的温度的第二温度传感器；以及

控制装置(4)，与所述第二温度传感器和所述液压系统冷却风扇(12、14)均信号连接，以在所述第二温度传感器检测到的温度大于第二预定值时，控制所述液压系统冷却风扇(12、14)启动。

7.根据权利要求6所述的挖掘机，其特征在于，所述挖掘机还包括用于为液压系统的液压油降温的第二散热器，所述液压系统冷却风扇(12、14)配置成为所述第二散热器降温。

8.根据权利要求6所述的挖掘机，其特征在于，所述控制装置(4)还配置成随着第二温度传感器检测到的温度的升降而增减所述液压系统冷却风扇(12、14)的转速。

9.根据权利要求1所述的挖掘机，其特征在于，所述挖掘机还包括空调(5)，所述空调(5)包括换热器，所述冷却风扇(1)还包括用于使换热器与空气换热的空调风扇(15)。

10.根据权利要求9所述的挖掘机，其特征在于，所述空调(5)与所述蓄电池(3)电连接，以由所述蓄电池(3)提供电能。

11.根据权利要求2至8中任一项所述的挖掘机，其特征在于，还包括监控器(7)，所述监控器(7)与所述控制装置(4)信号连接。

12.根据权利要求2至8中任一项所述的挖掘机，其特征在于，还还包括与所述冷却风扇(1)连接的线束(81、91)，所述线束(81、91)包括连接所述蓄电池(3)和所述冷却风扇(1)的电源线和连接所述控制装置(4)和所述冷却风扇(1)控制信号线，所述挖掘机还包括用于连接线束(81、91)和所述冷却风扇(1)的插接件，所述电源线和所述控制信号线连接在同一插接件上。

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