CN115978176A - 工程车辆冷却系统、工程车辆及其冷却方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种工程车辆冷却系统、工程车辆及其冷却方法，涉及工程机械领域，用以实现工程车辆的按需冷却。工程车辆冷却系统包括发动机冷却系统、液压冷却系统、传动冷却系统以及空调冷却系统。发动机冷却系统包括发动机、冷却扇以及散热组件；发动机与冷却扇驱动连接。液压冷却系统包括液压系统以及第一电子风扇；第一电子风扇被构造为冷却液压系统。传动冷却系统包括传动系统以及第二电子风扇。空调冷却系统包括空调系统以及第三电子风扇。其中，第一电子风扇、第二电子风扇和第三电子风扇分布于冷却扇的周围。上述技术方案实现了对发动机、液压系统、传动系统以及空调系统的按需冷却。

Description

工程车辆冷却系统、工程车辆及其冷却方法

技术领域

本发明涉及工程机械领域，具体涉及一种工程车辆冷却系统、工程车辆及其冷却方法。

背景技术

工程机械大多原地或近距离作业，作业环境恶劣，工程机械的冷却系统设计难度高。与商用车和乘用车均不同，工程机械的冷却对象不仅包括发动机，还包括传动系统、液压系统等。

相关技术中，工程机械采用以下几种方式散热：第一种，采用发动机驱动风扇的方式冷却，以实现对工程车辆各个部件的散热。第二种，采用发动机驱动风扇，且在两者之间设置离合器，以实现对工程车辆各个部件的散热。第三种，工程车辆包括多个风扇，单独设置电机或者马达来驱动所有的风扇工作，以实现工程车辆各个部件的冷却。第四种，工程车辆包括多个风扇，为每个单独风扇设置小功率电机，每个小功率电机驱动一个或者多个小功率风扇，以实现工程车辆各个部件的冷却。

发明人发现，工程机械的发动机、传动系统、液压系统各个部件的冷却要求相差甚远。上述前三种冷却方式，其性能都不合理，不能满足工程机械的冷却需求；第四种方式所需要的电机数量过多，冷却系统的结构过于复杂，占用的空间尺寸过大。

发明内容

本发明提出一种工程车辆冷却系统、工程车辆以及工程车辆冷却方法，用以在实现冷却系统小尺寸的前提下，实现工程车辆的发动机、传动系统、液压系统、空调系统中的至少一个按需冷却。

本发明实施例提供了一种工程车辆冷却系统，包括：

发动机冷却系统，包括发动机、冷却扇以及散热组件；所述发动机与所述冷却扇驱动连接，以冷却所述散热组件；

液压冷却系统，包括液压系统以及第一电子风扇；所述第一电子风扇被构造为冷却所述液压系统；

传动冷却系统，包括传动系统以及第二电子风扇；所述第二电子风扇被构造为冷却所述传动系统；以及

空调冷却系统，包括空调系统以及第三电子风扇；所述第三电子风扇被构造为冷却所述空调系统；

其中，所述第一电子风扇、所述第二电子风扇和所述第三电子风扇分布于所述冷却扇的周围。

在一些实施例中，所述散热组件包括：

水冷散热器，安装于所述发动机外部；所述冷却扇邻近所述水冷散热器布置，以冷却所述水冷散热器；以及

中冷器，邻近所述水冷散热器布置；

其中，所述发动机冷却系统还包括：

水泵，与所述水冷散热器的出油口流体连通；所述水泵与所述发动机驱动连接；

节温器，安装于所述水冷散热器的上游，且位于所述水泵的下游；所述节温器包括并联布置的第一出水口和第二出水口；所述第一出水口直接连接所述水泵的进水口；所述水冷散热器安装于所述节温器的第二出水口的下游；以及

水温检测元件，安装于所述发动机的出水口。

在一些实施例中，所述冷却扇固定于所述发动机的输出轴，所述冷却扇对着所述水冷散热器。

在一些实施例中，所述发动机冷却系统还包括：

第一导风罩，固定于所述散热组件；所述冷却扇位于所述第一导风罩中；所述中冷器和所述水冷散热器固定连接。

在一些实施例中，所述液压冷却系统还包括：

液压泵，与所述发动机驱动连接；

液压油散热器，所述液压油散热器的进油口与所述液压系统的第一回油口流体连通，所述液压油散热器的出油口与所述液压系统的油箱流体连通；所述液压系统的油箱安装于所述动力舱内部；所述第一电子风扇安装于所述液压油散热器朝着所述发动机的一侧。

在一些实施例中，所述液压冷却系统还包括：

液压油温度检测元件，安装于所述液压油散热器的进油口处，以检测所述液压系统的液压油的油温；以及

液压油压力检测元件，安装于所述液压系统中，以检测所述液压系统的油压。

在一些实施例中，所述液压冷却系统还包括：

第一控制元件，与所述液压油温度检测元件、所述液压油压力检测元件以及所述第一电子风扇均电连接，所述第一控制元件被构造为根据所述液压油温度检测元件检测到的温度参数控制所述第一电子风扇的运行参数。

在一些实施例中，所述第一电子风扇的运行参数包括以下至少其中之一：启动、停止、转动速度、转动时长。

在一些实施例中，所述第一控制元件被构造为执行以下控制方法：

当T₂≤T_2L时，所述第一电子风扇停止；

当T₂＞T_2L时，采用PID控制方法控制所述第一电子风扇的转速，使得T₂的上升速度0＜△T₂/△t≤X1；

当∣T_2H-T₂∣≤X2，所述第一电子风扇以恒定转速运转；当T₂-T_2H>X1，所述第一电子风扇全速运转，以使得所述液压系统的油温不超过T_2max；

其中，T₂为所述液压油温度检测元件检测到的油温；T_2H为液压油高效工作温度，为设定值；T_2L为所述第一电子风扇开启温度，为设定值；X1为所述液压系统的液压油温度上升速度；X2为所述液压系统的液压油温度稳定后波动范围；T_2max为液压系统的液压油的允许温度。

在一些实施例中，T_2L为45℃～55℃；所述T_2H为65℃～75℃；和/或，T_2max为80℃～90℃；和/或，X2为1.5℃～2.5℃。

在一些实施例中，所述传动冷却系统还包括：

传动油散热器，所述传动油散热器的进油口与所述传动系统的变速箱的第二回油口流体连通，所述传动油散热器的出油口与所述传动系统的变速箱的流入口流体连通；所述第二电子风扇安装于所述传动油散热器。

在一些实施例中，所述传动冷却系统还包括：

传动油温度检测元件，安装于所述传动油散热器的进油口处，以检测所述液压系统的油温；以及

传动油压力检测元件，安装于所述发动机的变速箱中，以检测所述液压系统的油压。

在一些实施例中，所述传动冷却系统还包括：

第二控制元件，与所述传动油温度检测元件、所述传动油压力检测元件以及所述第二电子风扇均电连接，所述第二控制元件被构造为根据所述传动油温度检测元件检测到的温度参数控制所述第二电子风扇的运行参数。

在一些实施例中，所述第二电子风扇的运行参数包括以下至少其中之一：启动、停止、转动速度、转动时长。

在一些实施例中，所述第二控制元件被构造为执行以下控制方法：

当T₁≤T_1L时，所述第二电子风扇停止；当T₁＞T_1L时，采用PID控制方法控制所述第二电子风扇的转速，使得T₁的上升速度0＜△T₁/△t≤Y1；当∣T_1H-T₁∣≤Y2，所述第二电子风扇以恒定转速运转；当T₁-T_1H>Y2，所述第二电子风扇全速运转，以使得T₁＜T_1max；

其中，T₁为所述传动油温度检测元件检测到的润滑油的油温；T_1L为所述第一电子风扇开启温度，为设定值；T_1H为传动油高效工作温度，为设定值；T_1max为润滑油允许的最大温度；Y1为所述液压系统的液压油温度上升速度；Y2为所述液压系统的液压油温度稳定后波动范围。

在一些实施例中，T_1L为65℃～75℃；所述T_1H为85℃～95℃；和/或，T_1max为115℃～125℃；和/或，Y2为1.5℃～2.5℃。

在一些实施例中，所述空调冷却系统还包括：

冷凝器，所述冷凝器与所述空调系统流体连通，所述冷凝器被构造为采用所述空调系统内的冷媒实现循环；以及

第三控制元件，与所述第三电子风扇电连接，以控制所述第三电子风扇的运行参数。

在一些实施例中，所述第一电子风扇、所述第二电子风扇和所述第三电子风扇均位于所述工程车辆的动力舱内部。

本发明实施例还提供一种工程车辆，包括本发明任一技术方案所提供的工程车辆冷却系统。

本发明实施例又提供一种工程车辆冷却方法，采用本发明任一技术方案所提供的工程车辆冷却系统进行冷却，所述冷却方法包括以下步骤：

检测所述发动机的温度、所述液压系统的液压油温度、所述传动系统的温度、所述空调系统的温度；

在满足触发条件时，采用以下至少其中一种冷却方式：采用所述工程车辆冷却系统的冷却扇冷却所述散热组件、采用所述第一电子风扇冷却所述液压油散热器、采用所述第二电子风扇冷却所述传动油散热器、采用所述第三电子风扇冷却所述冷凝器。

上述技术方案提供的工程车辆冷却系统，包括发动机冷却系统、液压冷却系统、传动冷却系统以及空调冷却系统。每个系统都单独设置有对应的风扇，每个风扇独立控制，相互不影响，可以实现按需冷却，且控制方式灵活多样，整个工程车辆冷却系统集成程度高。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例提供的工程车辆冷却系统的立体示意图。

图2为本发明实施例提供的工程车辆冷却系统的主视示意图。

图3为本发明实施例提供的工程车辆冷却系统的侧视示意图。

图4为本发明实施例提供的工程车辆冷却系统的后视示意图。

图5为本发明实施例提供的工程车辆冷却系统的发动机冷却系统的立体示意图。

图6为本发明实施例提供的工程车辆冷却系统的发动机冷却系统的连接关系示意图。

图7为本发明实施例提供的工程车辆冷却系统的发动机冷却系统的冷却水循环示意图。

图8为本发明实施例提供的工程车辆冷却系统的液压冷却系统连接关系示意图。

图9为本发明实施例提供的工程车辆冷却系统的液压冷却系统立体结构示意图。

图10为本发明实施例提供的工程车辆冷却系统的传动冷却系统连接关系示意图。

图11为本发明实施例提供的工程车辆冷却系统的传动冷却系统立体结构示意图。

图12为本发明实施例提供的工程车辆冷却系统的空调冷却系统连接关系示意图。

图13为本发明实施例提供的工程车辆冷却系统的空调冷却系统的立体示意图。

附图标记：

1、发动机冷却系统；2、液压冷却系统；3、传动冷却系统；4、空调冷却系统；

11、发动机；12、冷却扇；13、散热组件；14、水泵；15、节温器；16、水温检测元件；17、第一导风罩；19、涡轮增压器；

131、水冷散热器；132、中冷器；

151、第一出水口；152、第二出水口；

21、液压系统；22、第一电子风扇；23、液压泵；24、液压油散热器；25、液压油温度检测元件；26、液压油压力检测元件；27、第一控制元件；28、阀组；29、执行机构；

210、第一回油口；211、油箱；

31、传动系统；32、第二电子风扇；33、传动油散热器；34、传动油温度检测元件；35、传动油压力检测元件；36、第二控制元件；37、传动桥；38、轮胎；

311、变速箱；3111、第二回油口；3112、流入口；

331、进油口；332、出油口；

41、空调系统；42、第三电子风扇；43、冷凝器；44、驾驶室；45、压缩机；46、冷媒管；47、第三控制元件。

具体实施方式

下面结合图1～图10对本发明提供的技术方案进行更为详细的阐述。

发明人研究发现，工程车辆发动机工作时，温度过高会导致发动机可靠性差；而过冷状态(冷却水温40℃～50℃)下使用时，其零件磨损又比正常工作温度(80℃～90℃)下运转时磨损程度大几倍。因此，发动机冷却系统的主要任务就是保证内燃机在最适宜的温度状态下工作。工程机械的液压系统、传动系统内的润滑油在液压传动和液力传动过程中产生大量热量，油温过高会导致传动效率下降，油封迅速老化，机油变稀，零件磨损加剧；油温过低，搅油功率损失大，效率较低。传动系统的最佳工作温度为80℃左右；液压系统的液压泵、液压阀的最佳工作温度为60℃左右。而工程机械的空调系统本身也需要冷却。相关技术没有一种冷却系统能够全方面实现发动机系统、液压系统、传动系统以及空调系统的冷却。

参见图1，本发明实施例提供一种工程车辆冷却系统，包括发动机冷却系统1、液压冷却系统2、传动冷却系统3以及空调冷却系统4。

发动机冷却系统1包括发动机11、冷却扇12以及散热组件13。发动机11与冷却扇12驱动连接，以冷却散热组件13。

发动机11被构造为提供动力。冷却扇12与发动机11直接驱动连接，冷却扇12被发动机11直接驱动而转动。冷却扇12的转速与发动机11的转速正相关，发动机11的转速快，则冷却扇12的转速快，冷却效率高；反之，发动机11的转速慢，则冷却扇12的转速慢。

参见图4，散热组件13包括水冷散热器131以及中冷器132。水冷散热器131安装于发动机11外部。冷却扇12邻近水冷散热器131布置，以冷却水冷散热器131。中冷器132邻近水冷散热器131布置。

参见图5和图6，发动机系统包括发动机11、散热组件13含水散和中冷器、冷却扇10、水泵14、涡轮增压器19。发动机11与驱动冷却扇10直连驱动，用于冷却散热组件13。

发动机系统还包括水泵14、节温器15、水温检测元件16、涡轮增压器19。发动机11与水泵14、涡轮增压器19连接，将水、高温高压空气传送至散热组件13，经冷却扇10冷却后，将水传送至发动机水套用于冷却，将低温高压空气传送至发动机燃烧室用于燃烧。

参见图6和图7，水泵14与水冷散热器131的出油口332流体连通；水泵14与发动机11驱动连接。节温器15安装于水冷散热器131的上游，且位于水泵14的下游；节温器15包括并联布置的第一出水口151和第二出水口152；第一出水口151直接连接水泵14的进水口141；水冷散热器131安装于节温器15的第二出水口152的下游。水温检测元件16安装于发动机11的出水口。

参见图6和图7，在水泵14的作用下，水冷散热器131内的水可以经过大循环、小循环两个循环回路。这两个循环回路择一导通。水泵14驱动水冷散热器131内的水流向发动机11，发动机11流出的冷却水经过节温器15后直接流回水泵14，该循环称为小循环。水泵14驱动水冷散热器131内的水流向发动机11，发动机11流出的冷却水经过节温器15后流向中冷器132，然后流回水泵14，该循环称为大循环。

节温器15具有一定的调温作用，在发动机11散热需求不大时，中冷器132和冷却扇12无需工作，进行小循环即可满足发动机11的散热需求。在发动机11散热需求比较大时，中冷器132和冷却扇12工作，此时进行大循环以满足发动机11的散热需求。

参见图6和图7，冷却扇12直接与发动机11的输出轴驱动连接，冷却扇12对着水冷散热器131。在发动机11的驱动下转动。冷却扇12吹出的冷却风用来冷却水冷散热器131和中冷器132，使得水冷散热器131和中冷器132的散热能力增加。中冷器132又位于水泵14所在的大循环、小循环中。水冷散热器131用于对大循环、小循环中的水进行冷却。发动机11转速越快，散热需求越大。由于冷却扇12与发动机11驱动连接，所以冷却扇12的转速也越快，所以中冷器132的温度越低，水冷散热器131对水泵14输出的水的冷却效果越好，而水泵14输出的水又流向发动机11内部，以实现对发动机11内部的散热。

继续参见图6和图7，冷却扇12位于发动机11和散热组件13之间。冷却扇12输出的冷却风即能够吹向发动机11，也能够吹向散热组件13，以直接冷却发动机11和散热组件13。冷却扇12尺寸比后文介绍的各个电子风扇的尺寸大，冷却扇12吹出的风同样能够对上述的冷却扇12周围的部件有一定的冷却效果，比如后文介绍的液压油散热器24、传动油散热器33等。

回到图1，发动机冷却系统1还包括第一导风罩17，第一导风罩17固定于散热组件13。冷却扇12位于第一导风罩17中。中冷器132和水冷散热器131固定连接。水冷散热器131和中冷器132机械固定在一起，冷却扇12安装于水冷散热器131和/或中冷器132。这种布置方式，使得水冷散热器131、中冷器132、冷却扇12所占的尺寸非常小，能够布置在工程车辆的动力舱内部。并且，使得中冷器132、水冷散热器131和发动机11之间的冷却水连接管路非常短，使得工程车辆冷却系统的结构紧凑。并且，冷却扇12直接实现了对中冷器132、发动机11的冷却，还进一步实现了对水冷散热器131中冷却水的冷却。

水冷散热器131采用上述结构形式，在满足自身冷却水循环的前提下，也实现了冷却扇12的安装、中冷器132和发动机11的直接冷却、以及发动机冷却系统1的高度集成化。

参见图1和图7，液压冷却系统2还包括液压油散热器24，液压油散热器24是对液压油进行散热冷却的部件。液压油散热器24与水冷散热器131并列布置，大致平齐，两者可以固定连接。液压油散热器24的进油口331与液压系统21的第一回油口210流体连通，液压油散热器24的出油口332与液压系统21的油箱211流体连通。液压系统21的油箱211安装于动力舱内部。第一电子风扇22安装于液压油散热器24朝着发动机11的一侧。

参见图8，液压冷却系统2还包括液压油散热器24、液压泵23、阀组28、执行机构29。液压泵23与发动机11驱动连接。液压油散热器24的进油口331与液压系统21的第一回油口210流体连通，液压油散热器24的出油口332与液压系统21的油箱211流体连通；液压系统21的油箱211安装于动力舱内部；第一电子风扇22安装于液压油散热器24朝着发动机11的一侧。

发动机11与液压泵23驱动连接，液压油经过阀组28流至执行机构29，实现车辆作业。液压油在执行机构29内做功，温度升高，流入液压油散22，第一电子风扇22冷却后返回液压油箱201。液压系统21的高温液压油经由液压系统21的第一回油口210流入到液压油散热器24内部，液压油散热器24对液压油进行冷却，然后将降温后的液压油输送至液压系统21的油箱211。液压系统21的油箱211内的液压油再流入到液压系统21的其他部件中，进行液压油的循环。

第一电子风扇22实现了液压油散热器24的散热。第一电子风扇22采用单独的电机驱动。一个液压油散热器24可以对应安装两个第一电子风扇22，两个第一电子风扇22的动作同步。当然，也可以根据需要，只控制其中的一个第一电子风扇22工作。第一电子风扇22吹出的风，不仅能够冷却液压油散热器24，也对液压油散热器24周围的部件有一定的冷却效果，比如发动机11、中冷器132、水冷散热器131等。

继续参见图8，在一些实施例中，液压冷却系统2还包括液压油温度检测元件25以及液压油压力检测元件26。液压油温度检测元件25安装于液压油散热器24的进油口331处，以检测液压系统21的液压油的油温。液压油压力检测元件26安装于液压系统21中，以检测液压系统21的油压。液压油温度检测元件25比如采用传感器等。液压油温度检测元件25检测进入到液压油散热器24内的液压油的温度，如果液压油的油温高，则说明需要散热量大；反之则散热量小。

根据液压油压力检测元件26测量得到的液压油的油压，来判断液压系统21工作是否正常。如果检测到液压系统21的液压油的油压波动，说明液压系统21处于工作状态，此时可以根据需要控制液压冷却系统2的工作。

参见图8和图9，液压冷却系统2还包括第一控制元件27。第一控制元件27与液压油温度检测元件25、液压油压力检测元件26以及第一电子风扇22均电连接，第一控制元件27被构造为根据液压油温度检测元件25检测到的温度参数控制第一电子风扇22的运行参数。

在一些实施例中，第一电子风扇22的运行参数包括以下至少其中之一：启动、停止、转动速度、转动时长。

在介绍液压系统21的控制方法之前，先介绍各个参数的含义：其中，T₂为液压油温度检测元件25检测到的油温。T_2H为液压油高效工作温度，为设定值，具体地T_2H为65℃～75℃，具体比如为65℃、70℃、75℃。T_2L为第一电子风扇22开启温度，为设定值T_2L为45℃～55℃，具体比如为45℃、50℃、55℃。X1为液压系统21的液压油温度上升速度，可以根据实际情况进行设定。X2为液压系统21的液压油温度稳定后波动范围，X2为1.5℃～2.5℃，具体比如为1.5℃、2℃、2.5℃。T_2max为液压系统21的液压油的允许温度，T_2max为80℃～90℃，具体比如为80℃、85℃、90℃。

在一些实施例中，第一控制元件27被构造为执行以下控制方法：

当T₂≤T_2L时，说明液压系统21的液压油的油温比较低，此时不需要散热，第一电子风扇22停止，第一电子风扇22不冷却液压油散热器24。液压油散热器24通过与空气换热即可满足冷却液压系统21的液压油的要求。

当T₂＞T_2L时，采用PID控制方法控制第一电子风扇22的转速，使得T₂的上升速度0＜△T₂/△t≤X1。PID控制方法使得油温逐渐升高。

当∣T_2H-T₂∣≤X2，第一电子风扇22以恒定转速运转；当T₂-T_2H>X1，第一电子风扇22全速运转，以使得液压系统21的油温不超过T_2max。此情况下，液压油的油温接近允许的最高值，所以第一电子风扇22以恒定转速运转，以实现最大限度的散热，使得液压油的油温始终低于T_2max。

参见图1和图10，在一些实施例中，传动冷却系统3还包括传动油散热器33。传动油散热器33的进油口331与传动系统31的变速箱311的第二回油口3111流体连通，传动油散热器33的出油口332与传动系统31的变速箱311的流入口3112流体连通；第二电子风扇32安装于传动油散热器33。第二电子风扇32可以独立控制。

传动冷却系统3包括传动油散热器33、变速箱311、传动桥37、轮胎38。发动机11与变速箱311、传动桥37连接，将动力传递至轮胎304，实现车辆行走。传动油在变速箱311内做功，温度升高，流入传动油散热器33，第二电子风扇32冷却后返回变速箱311的油底壳。

参见图4，水冷散热器131位于传动油散热器33和液压油散热器24之间。传动油散热器33和水冷散热器131固定连接。这种布置方式，集成程度高，各个风扇均分布于一处，使得动力舱内有足够的空间安装其他部件。

参见图11，在一些实施例中，传动冷却系统3还包括传动油温度检测元件34以及传动油压力检测元件35。传动油温度检测元件34比如为温度传感器。传动油温度检测元件34安装于传动油散热器33的进油口331处，以检测液压系统21的油温。传动油压力检测元件35安装于发动机11的变速箱311中，以检测液压系统21的油压。

传动油压力检测元件35检测到传动系统31的润滑油的油压存在波动时，说明传动系统31处于工作状态，此时传动冷却系统3可能需要工作。如果传动油压力检测元件35检测到传动系统31的润滑油的油压不存在波动，传动冷却系统3不需要工作。

在一些实施例中，传动冷却系统3还包括第二控制元件36。第二控制元件36与传动油温度检测元件34、传动油压力检测元件35以及第二电子风扇32均电连接，第二控制元件36被构造为根据传动油温度检测元件34检测到的温度参数控制第二电子风扇32的运行参数。

在一些实施例中，第二电子风扇32的运行参数包括以下至少其中之一：启动、停止、转动速度、转动时长。

在介绍第二控制元件36的控制方法之前，先介绍各个相关的参数。T₁为传动油温度检测元件34检测到的润滑油的油温。T_1L为第一电子风扇22开启温度，为设定值。T_1L为65℃～75℃，具体比如为65℃、70℃、75℃。T_1H为传动油高效工作温度，为设定值。传动油高效工作是指传动系统31工作效率比较高时，所需要的润滑油的温度。对于每一想好的产品，传动系统31工作效率有确定的参数要求。T_1H为85℃～95℃，具体比如为85℃、90℃、95℃。Y1为液压系统21的液压油温度上升速度。Y2为液压系统21的液压油温度稳定后波动范围。Y2为1.5℃～2.5℃，具体比如为1.5℃、2℃、2.5℃。T_1max为润滑油允许的最大温度。T_1max为115℃～125℃，具体比如为115℃、120℃、125℃。

在一些实施例中，第二控制元件36被构造为执行以下控制方法：

当T₁≤T_1L时，说明传动系统31的润滑油的温度比较低，此时没有散热需求或者散热需求很低，单独使用传动油散热器33即可满足冷却要求，此情况下，第二电子风扇32停止。

当T₁＞T_1L时，采用PID控制方法控制第二电子风扇32的转速，使得T₁的上升速度0＜△T₁/△t≤Y1。PID控制方法使得第二电子风扇32的转速逐渐变化，以对应逐渐升高的传动系统31的润滑油的温度。Y1为液压系统21的液压油温度上升速度。

当∣T_1H-T₁∣≤Y2，说明传动系统31的润滑油的油温已经接近允许的最高值，此情况下，第二电子风扇32以恒定转速运转，以使得润滑油的油温始终等于T_1H。T_1H为85℃～95℃。

当T₁-T_1H>Y2，说明传动系统31的润滑油的油温已经达到、甚至超过允许的最高值，此情况下，第二电子风扇32全速运转，以使得T₁＜T_1max。如上文介绍的，T_1max为润滑油允许的最大温度。T_1max为115℃～125℃，具体比如为115℃、120℃、125℃。

参见图9，在一些实施例中，空调冷却系统4还包括冷凝器43和压缩机45，两者通过冷媒管46流体连通。冷凝器43与压缩机45流体连通，冷凝器43换热后的冷空气进入到驾驶室44内部，以实现驾驶室44的制冷。第二电子风扇32与第三控制元件47驱动连接。第三电子风扇42安装于冷凝器43，通过第三电子风扇42对冷凝器43散热，以进一步提高冷凝器43的散热能力。第三电子风扇42可以独立控制。

液压油散热器24、传动油散热器33、冷却扇12、第一电子风扇22、第二电子风扇32以及第三电子风扇42均固定连接，以形成一个集成整体。

本发明实施例还提供一种工程车辆，包括本发明任一技术方案所提供的工程车辆冷却系统。

本发明实施例又提供一种工程车辆冷却方法，采用本发明任一技术方案所提供的工程车辆冷却系统进行冷却，冷却方法包括以下步骤：

步骤S100、检测发动机11的温度、液压系统21的液压油温度、传动系统31的温度、空调系统41的温度。发动机11的温度具体可以为发动机11的出口温度。液压系统21的液压油温度比如为液压系统21的回油温度或者出口温度。传动系统31的温度具体比如为传动系统31的液压油温度。空调系统41的温度比如为冷媒的温度或者空调系统41的出风口的空气温度。

步骤S200、在满足触发条件时，采用以下至少其中一种冷却方式：采用工程车辆冷却系统的冷却扇12冷却散热组件13、采用第一电子风扇22冷却液压油散热器24、采用第二电子风扇32冷却传动油散热器33、采用第三电子风扇42冷却冷凝器43。

下面结合工程车辆的实际工况，对每种工况详加描述。

当工程车辆运行在行驶工况，只有发动机11与传动系统31工作，采用发动机冷却系统工程车辆冷却系统1的冷却扇12冷却散热组件13，采用第二电子风扇32冷却传动油散热器33，发动机冷却系统1利用节温器的全部或部分，保证发动机11高效运行水温，传动冷却系统3利用独立运行的第二电子风扇32，保证润滑油温度最优，使得传动系统31工作在高效点。此工况下，第一电子风扇22不运行、不冷却液压油散热器24；第三电子风扇42不运行、不冷却冷凝器43，减少多余风扇耗功，达到了双重节能的效果。

当工程车辆运行在作业工况，只有发动机11与液压系统21工作，此时传动冷却系统3、空调冷却系统4均可停止工作，减少了多余风扇耗功。同时保证发动机11、液压系统21工作在高效点，达到了双重节能的效果。

上述技术方案，将发动机11、传动冷却系统3、液压冷却系统2、空调冷却系统4的冷却总量，分散在各个独立的冷却单元中，减少了直连冷却扇12的冷却负荷，使得风扇噪声源由一大分散为多小，大大降低了整车噪声。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗指所指的装置或元件必须具有特定的方位、为特定的方位构造和操作，因而不能理解为对本发明保护内容的限制。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，但这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (20)

1.一种工程车辆冷却系统，其特征在于，包括：

发动机冷却系统(1)，包括发动机(11)、冷却扇(12)以及散热组件(13)；所述发动机(11)与所述冷却扇(12)驱动连接，以冷却所述散热组件(13)；

液压冷却系统(2)，包括液压系统(21)以及第一电子风扇(22)；所述第一电子风扇(22)被构造为冷却所述液压系统(21)；

传动冷却系统(3)，包括传动系统(31)以及第二电子风扇(32)；所述第二电子风扇(32)被构造为冷却所述传动系统(31)；以及

空调冷却系统(4)，包括空调系统(41)以及第三电子风扇(42)；所述第三电子风扇(42)被构造为冷却所述空调系统(41)；

其中，所述第一电子风扇(22)、所述第二电子风扇(32)和所述第三电子风扇(42)分布于所述冷却扇(12)的周围。

2.根据权利要求1所述的工程车辆冷却系统，其特征在于，所述散热组件(13)包括：

水冷散热器(131)，安装于所述发动机(11)外部；所述冷却扇(12)邻近所述水冷散热器(131)布置，以冷却所述水冷散热器(131)；以及

中冷器(132)，邻近所述水冷散热器(131)布置；

其中，所述发动机冷却系统(1)还包括：

水泵(14)，与所述水冷散热器(131)的出油口(332)流体连通；所述水泵(14)与所述发动机(11)驱动连接；

节温器(15)，安装于所述水冷散热器(131)的上游，且位于所述水泵(14)的下游；所述节温器(15)包括并联布置的第一出水口(151)和第二出水口(152)；所述第一出水口(151)直接连接所述水泵(14)的进水口(141)；所述水冷散热器(131)安装于所述节温器(15)的第二出水口(152)的下游；以及

水温检测元件(16)，安装于所述发动机(11)的出水口。

3.根据权利要求1所述的工程车辆冷却系统，其特征在于，所述冷却扇(12)固定于所述发动机(11)的输出轴，所述冷却扇(12)对着所述水冷散热器(131)。

4.根据权利要求1所述的工程车辆冷却系统，其特征在于，所述发动机冷却系统(1)还包括：

第一导风罩(17)，固定于所述散热组件(13)；所述冷却扇(12)位于所述第一导风罩(17)中；所述中冷器(132)和所述水冷散热器(131)固定连接。

5.根据权利要求1所述的工程车辆冷却系统，其特征在于，所述液压冷却系统(2)还包括：

液压泵(23)，与所述发动机(11)驱动连接；

液压油散热器(24)，所述液压油散热器(24)的进油口(331)与所述液压系统(21)的第一回油口(210)流体连通，所述液压油散热器(24)的出油口(332)与所述液压系统(21)的油箱(211)流体连通；所述液压系统(21)的油箱(211)安装于所述动力舱内部；所述第一电子风扇(22)安装于所述液压油散热器(24)朝着所述发动机(11)的一侧。

6.根据权利要求5所述的工程车辆冷却系统，其特征在于，所述液压冷却系统(2)还包括：

液压油温度检测元件(25)，安装于所述液压油散热器(24)的进油口(331)处，以检测所述液压系统(21)的液压油的油温；以及

液压油压力检测元件(26)，安装于所述液压系统(21)中，以检测所述液压系统(21)的油压。

7.根据权利要求6所述的工程车辆冷却系统，其特征在于，所述液压冷却系统(2)还包括：

第一控制元件(27)，与所述液压油温度检测元件(25)、所述液压油压力检测元件(26)以及所述第一电子风扇(22)均电连接，所述第一控制元件(27)被构造为根据所述液压油温度检测元件(25)检测到的温度参数控制所述第一电子风扇(22)的运行参数。

8.根据权利要求7所述的工程车辆冷却系统，其特征在于，所述第一电子风扇(22)的运行参数包括以下至少其中之一：启动、停止、转动速度、转动时长。

9.根据权利要求7所述的工程车辆冷却系统，其特征在于，所述第一控制元件(27)被构造为执行以下控制方法：

当T₂≤T_2L时，所述第一电子风扇(22)停止；

当T₂＞T_2L时，采用PID控制方法控制所述第一电子风扇(22)的转速，使得T₂的上升速度0＜△T₂/△t≤X1；

当∣T_2H-T₂∣≤X2，所述第一电子风扇(22)以恒定转速运转；当T₂-T_2H>X1，所述第一电子风扇(22)全速运转，以使得所述液压系统(21)的油温不超过T_2max；

其中，T₂为所述液压油温度检测元件(25)检测到的油温；T_2H为液压油高效工作温度，为设定值；T_2L为所述第一电子风扇(22)开启温度，为设定值；X1为所述液压系统(21)的液压油温度上升速度；X2为所述液压系统(21)的液压油温度稳定后波动范围；T_2max为液压系统(21)的液压油的允许温度。

10.根据权利要求9所述的工程车辆冷却系统，其特征在于，T_2L为45℃～55℃；所述T_2H为65℃～75℃；和/或，T_2max为80℃～90℃；和/或，X2为1.5℃～2.5℃。

11.根据权利要求1所述的工程车辆冷却系统，其特征在于，所述传动冷却系统(3)还包括：

传动油散热器(33)，所述传动油散热器(33)的进油口(331)与所述传动系统(31)的变速箱(311)的第二回油口(3111)流体连通，所述传动油散热器(33)的出油口(332)与所述传动系统(31)的变速箱(311)的流入口(3112)流体连通；所述第二电子风扇(32)安装于所述传动油散热器(33)。

12.根据权利要求11所述的工程车辆冷却系统，其特征在于，所述传动冷却系统(3)还包括：

传动油温度检测元件(34)，安装于所述传动油散热器(33)的进油口(331)处，以检测所述液压系统(21)的油温；以及

传动油压力检测元件(35)，安装于所述发动机(11)的变速箱(311)中，以检测所述液压系统(21)的油压。

13.根据权利要求12所述的工程车辆冷却系统，其特征在于，所述传动冷却系统(3)还包括：

第二控制元件(36)，与所述传动油温度检测元件(34)、所述传动油压力检测元件(35)以及所述第二电子风扇(32)均电连接，所述第二控制元件(36)被构造为根据所述传动油温度检测元件(34)检测到的温度参数控制所述第二电子风扇(32)的运行参数。

14.根据权利要求13所述的工程车辆冷却系统，其特征在于，所述第二电子风扇(32)的运行参数包括以下至少其中之一：启动、停止、转动速度、转动时长。

15.根据权利要求13所述的工程车辆冷却系统，其特征在于，所述第二控制元件(36)被构造为执行以下控制方法：

当T₁≤T_1L时，所述第二电子风扇(32)停止；当T₁＞T_1L时，采用PID控制方法控制所述第二电子风扇(32)的转速，使得T₁的上升速度0＜△T₁/△t≤Y1；当∣T_1H-T₁∣≤Y2，所述第二电子风扇(32)以恒定转速运转；当T₁-T_1H>Y2，所述第二电子风扇(32)全速运转，以使得T₁＜T_1max；

其中，T₁为所述传动油温度检测元件(34)检测到的润滑油的油温；T_1L为所述第一电子风扇(22)开启温度，为设定值；T_1H为传动油高效工作温度，为设定值；T_1max为润滑油允许的最大温度；Y1为所述液压系统(21)的液压油温度上升速度；Y2为所述液压系统(21)的液压油温度稳定后波动范围。

16.根据权利要求15所述的工程车辆冷却系统，其特征在于，T_1L为65℃～75℃；所述T_1H为85℃～95℃；和/或，T_1max为115℃～125℃；和/或，Y2为1.5℃～2.5℃。

17.根据权利要求1所述的工程车辆冷却系统，其特征在于，所述空调冷却系统(4)还包括：

冷凝器(43)，所述冷凝器(43)与所述空调系统(41)流体连通，所述冷凝器(43)被构造为采用所述空调系统(41)内的冷媒实现循环；以及

第三控制元件(47)，与所述第三电子风扇(42)电连接，以控制所述第三电子风扇(42)的运行参数。

18.根据权利要求1所述的工程车辆冷却系统，其特征在于，所述第一电子风扇(22)、所述第二电子风扇(32)和所述第三电子风扇(42)均位于所述工程车辆的动力舱内部。

19.一种工程车辆，其特征在于，包括权利要求1～18任一所述的工程车辆冷却系统。

20.一种工程车辆冷却方法，其特征在于，采用权利要求1～18任一所述的工程车辆冷却系统进行冷却，所述冷却方法包括以下步骤：

检测所述发动机(11)的温度、所述液压系统(21)的液压油温度、所述传动系统(31)的温度、所述空调系统(41)的温度；

在满足触发条件时，采用以下至少其中一种冷却方式：采用所述工程车辆冷却系统的冷却扇(12)冷却所述散热组件(13)、采用所述第一电子风扇(22)冷却所述液压油散热器(24)、采用所述第二电子风扇(32)冷却所述传动油散热器(33)、采用所述第三电子风扇(42)冷却所述冷凝器(43)。

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