CN202468000U - 一种工程机械冷却系统的自动控制装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种工程机械冷却系统的自动控制装置。本实用新型属于工程机械冷却控制技术领域。本实用新型包括冷却风扇的控制装置及液压油、变矩器油通过冷却器流量的控制装置；冷却风扇的控制装置包括控制器、冷却装置、温度传感器、定量马达、电磁比例溢流阀、定量泵；温度传感器有电缆与控制器相连，电磁比例溢流阀的进回油口分别与定量泵的输出口及油箱相连，定量马达的输出轴与冷却装置中的冷却风扇相连；液压油、变矩器油通过冷却器流量的控制装置包括冷却装置、节温器，节温器分别并联于冷却装置液压油和变矩器油的进出回路中。本实用新型具有结构简单，操控方便，节约能源，生产效率高，冷却介质精确控制等优点。

Description

一种工程机械冷却系统的自动控制装置

技术领域

本实用新型属于工程机械冷却控制技术领域，特别是涉及一种工程机械冷却系统的自动控制装置。 

背景技术

目前，工程机械发动机冷却系统的冷却风扇大都由发动机曲轴带动,使冷却空气通过散热器带走冷却水的热量,这种机械驱动方式,使风扇的冷却能力仅随发动机的转速而变,却不能随发动机的热状态和环境温度的改变而自动变化,所以必然会造成低速、大负载工作时,冷却能力严重不足,而高速、中小负载工作时冷却过度等现象,这不仅影响了工程进度,而且增加了燃油消耗,从而提高了作业成本；目前，还有部分大型工程机械采用独立散热系统，即通过电液驱动来控制冷却风扇的转速，此系统是在液压泵及液压马达组成的回路中加入电磁比例溢流阀，系统由冷却液温度传感器检测发动机冷却液温度，并将冷却液温度信号传给微控单元ECU，ECU处理该信号后发出控制信号，既而调整先导型电磁比例溢流阀的输入电流来改变溢流阀的调整压力，改变通过液压马达的流量来改变风扇的转速，这样风扇的转速随发动机温度的高低而自动调节。但是当液压油及变矩器油温都集中到一起进行散热时，这种系统的局限性就显现出来了。如果发动机温度挺高，而液压油和变矩器油温很低的话，根据控制方法风扇转速就会提高，则液压油温和变矩器油温升高就会很慢，这样就会影响工作效率。 

发明内容

本实用新型为解决公知技术中存在的技术问题，而提供一种工程机械冷却系统的自动控制装置。 

本实用新型的目的是提供一种具有结构简单，操控方便，节约能源，生产效率高，冷却介质精确控制，自动化程度高等特点的工程机械冷却系统的自动控制装置。 

本实用新型能够根据工况中各种冷却介质温度的实际情况，实时控制冷却装置内的冷却风扇及控制其余冷却介质通过冷却装置的流量的装置，来实现对冷却装置内的各种冷却介质温度的精确控制。 

本实用新型分为两部分：其一，冷却风扇的控制装置的特征在于：它包括温度传感器、 控制器、冷却装置、定量马达、电磁比例溢流阀、定量泵，其中温度传感器通过电缆与控制器相连，电磁比例溢流阀的控制信号输入端口与控制器相连，电磁比例溢流阀的进回油口分别与定量泵的输出口及油箱相连，定量泵通过过滤器与油箱相连，定量马达的两端并联设有一单向阀，定量马达的输出轴与冷却装置中的冷却风扇相连。液压油及变矩器油通过冷却器流量的控制装置特征在于：它包括冷却装置、节温器，其中节温器并联于冷却装置的进出油的回路中。 

温度传感器有三个，分别安装于发动机水泵出口处，液压油箱泵吸油口处、变矩器油出口处，电磁比例溢流阀有一个，并联于定量泵的两端，节温器有两个，分别并联于冷却装置液压油和变矩器油进出回路中。 

本实用新型工程机械冷却系统的自动控制装置采取的技术方案是： 

一种工程机械冷却系统的自动控制装置，其特点是：自动控制装置包括冷却风扇的控制装置及液压油、变矩器油通过冷却器流量的控制装置；冷却风扇的控制装置包括控制器、冷却装置、温度传感器、定量马达、电磁比例溢流阀、定量泵；温度传感器通过电缆与控制器相连，电磁比例溢流阀的控制信号输入端口与控制器相连，电磁比例溢流阀的进回油口分别与定量泵的输出口及油箱相连，定量马达的输出轴与冷却装置中的冷却风扇相连；液压油、变矩器油通过冷却器流量的控制装置包括冷却装置、节温器，节温器分别并联于冷却装置液压油和变矩器油的进出回路中。 

本实用新型工程机械冷却系统的自动控制装置还可以采用如下技术措施： 

所述的工程机械冷却系统的自动控制装置，其特点是：温度传感器有3个，分别安装于发动机出水口、液压油箱泵吸油口和变矩器油出口。 

所述的工程机械冷却系统的自动控制装置，其特点是：节温器有2个分别并联于冷却装置液压油和变矩器油的进出回路中，通过油温的高低来控制节温器的开度来控制油液通过冷却装置的流量。 

所述的工程机械冷却系统的自动控制装置，其特点是：定量泵通过过滤器与油箱相连，定量马达的两端并联设有一单向阀。 

本实用新型具有的优点和积极效果： 

工程机械冷却系统的自动控制装置由于采用了本实用新型全新的技术方案，与现有技术相比，具有以下特点： 

（1）冷却风扇及液压油和变矩器油通过冷却器的流量的控制装置，当发动机启动时， 各种冷却液的温度都在最低，控制器给电磁比例溢流阀输入最大电流，溢流阀的溢流量最大，冷却风扇在最低转速下旋转，节温器未打开，液压油和变矩器油不通过冷却装置进行循环，这样有利于各种冷却介质得以迅速上升到工作温度。 

（2）冷却风扇转速及液压油和变矩器油通过冷却装置流量的控制装置实现了对各种冷却介质的精确控制，使之在其最合适的温度点附近区域工作。 

（3）采用节温器控制液压油和变矩器油通过冷却装置流量，结构简单，系统控制方便，对整机来说，既节约了能源又提高了生产率。 

附图说明

图1是本实用新型工程机械冷却系统的自动控制装置结构原理示意图； 

图2是本实用新型电气原理示意图； 

图3是本实用新型控制器的接口电路原理示意图。 

图中，1.控制器 ，2.冷却装置，3.温度传感器，4－1.节温器，4－2.节温器，5.冷却风扇，6.定量马达，7.单向阀， 8.电磁比例溢流阀，9.定量泵，10.过滤器， 11.发动机。 

具体实施方式

为能进一步了解本实用新型的实用新型内容、特点及功效，兹例举以下实施例并结合附图，详细说明如下： 

参阅附图1、图2和图3。 

实施例1 

工程机械冷却系统的自动控制装置，包括冷却风扇的控制装置及液压油、变矩器油通过冷却器流量的控制装置。冷却风扇的控制装置包括控制器1、冷却装置2、温度传感器3、定量马达6、电磁比例溢流阀8、定量泵9，其中温度传感器3通过电缆与控制器1相连，电磁比例溢流阀8的控制信号输入端口与控制器1相连，电磁比例溢流阀8的进回油口分别与定量泵9的输出口及油箱相连，定量泵9通过过滤器10与油箱相连，定量马达6的两端并联设有一单向阀7，定量马达6的输出轴与冷却装置2中的冷却风扇5相连。液压油及变矩器油通过冷却器流量的控制装置包括冷却装置2、节温器，其中节温器分别并联于冷却装置液压油和变矩器油的进出回路中，通过油温的高低来控制节温器的开度来控制油液通过冷却装置的流量。 

本实施例的具体结构及其工作过程详述如下： 

本实用新型的工程机械冷却风扇及液压油和变矩器油通过冷却装置流量的控制装置 包括控制器1、冷却装置2、温度传感器3、节温器、定量马达6、电磁比例溢流阀8和定量泵9，其中温度传感器3通过电缆与发动机ECU相连，发动机ECU通过CAN总线与控制器1相连，电磁比例溢流阀8并联于定量马达6的两端，电磁比例溢流阀8的控制信号输入端口与控制器1相连，定量马达6与冷却装置2内的冷却风扇5相连。整个装置的液压传动系统由电磁比例溢流阀8、定量马达6及定量泵9构成主回路，在定量马达6的两端并联一单向阀7和电磁比例溢流阀8，单向阀7起给定量马达6补油的作用，电磁比例溢流阀8通过控制器1的控制信号改变阀的流量来控制定量马达6及冷却风扇5的转速。节温器4－1、4－2并联于冷却装置液压油及变矩器油进回路中。冷却装置2采用组合方式冷却器，其可以为水冷却器、空-空中冷器和液压油及变矩器油冷却器上下叠加构成的并联型式，其中，液压油及变矩器油的散热面积需要稍微做大一些，该冷却装置2内的冷却风扇5由定量马达6进行驱动。本实用新型的控制方法为：通过温度传感器3对各冷却介质温度进行采样，传送给控制器1，控制器1主要根据发动机冷却液的实时温度与其理想工作温度的差异输出控制信号至电磁比例溢流阀8，通过控制电磁比例溢流阀的流量来控制定量马达6和冷却风扇5的转速。控制器1的一个PWM端口与电磁比例溢流阀8相连。液压油及变矩器油的温度主要通过节温器控制油液通过冷却装置2的流量来进行自动控制。 

风扇的转速是通过控制电磁比例溢流阀来实现的。电磁比例溢流阀是通过输入电流来调节溢流量的，电流降低溢流量减小，定量马达6两端的压力增大从而提高了马达的转速，冷却风扇的转速随之提高。反之，电流升高溢流量增加，定量马达6两端的压力减小从而减低了马达的转速，冷却风扇的转速随之降低。 

本实用新型的工作过程： 

发动机冷却液的最佳工作温度为80℃－90℃，液压油温的最佳工作温度为60－70℃，变矩器油温的最佳工作温度为90℃－100℃，当发动机刚启动时，各种冷却介质的温度都接近环境温度，都达不到其最低工作温度。此时各种冷却介质均不经过冷却装置而通过节温器进行循环。温度传感器3将温度信息传送给控制器1，控制器1发出控制信号，电磁比例溢流阀的输入电流最大，电磁比例溢流阀8的溢流量最大，定量马达6两端的压差最小，冷却风扇按最慢的转速进行旋转，各种冷却介质的温度都能迅速升高。当发动机温度高于80℃时节温器开始打开，液压油温度高于50℃时节温器4-1开始打开，变矩器油温高于90℃时节温器4-2开始打开，冷却介质随着温度的升高就会进入冷却装置2进行散热，同时，随着各冷却介质温度的不断升高，冷却风扇的转速在控制器的控制下也逐渐升 高。由于各种冷却介质所需的冷却功率随工况的变化而变化的模式不尽相同，再加上各种冷却装置2匹配设计时的误差，所以这几种冷却介质的温度变化情况也不尽相同。主要是冷却风扇转速的控制，具体介绍一下几种情况： 

情况一、在液压油温没达到最高值70℃，变矩器油温没达到最高值100℃时，冷却风扇的转速根据发动机水温的变化情况进行控制。 

情况二、各种冷却介质，如果有一种达到了最高温度值（发动机水温最高值为100℃），则风扇转速达到最大值，以避免发生故障。 

Claims (4)

1.一种工程机械冷却系统的自动控制装置，其特征是：自动控制装置包括冷却风扇的控制装置及液压油、变矩器油通过冷却器流量的控制装置；冷却风扇的控制装置包括控制器（1）、冷却装置（2）、温度传感器（3）、定量马达（6）、电磁比例溢流阀（8）、定量泵（9）；温度传感器（3）通过电缆与控制器（1）相连，电磁比例溢流阀（8）的控制信号输入端口与控制器（1）相连，电磁比例溢流阀（8）的进回油口分别与定量泵（9）的输出口及油箱相连，定量马达（6）的输出轴与冷却装置（2）中的冷却风扇（5）相连；液压油、变矩器油通过冷却器流量的控制装置包括冷却装置（2）、节温器，节温器分别并联于冷却装置液压油和变矩器油的进出回路中。

2.按照权利要求1所述的工程机械冷却系统的自动控制装置，其特征是：温度传感器有3个，分别安装于发动机出水口、液压油箱泵吸油口和变矩器油出口。

3.按照权利要求1或2所述的工程机械冷却系统的自动控制装置，其特征是：节温器有2个分别并联于冷却装置液压油和变矩器油的进出回路中，通过油温的高低来控制节温器的开度来控制油液通过冷却装置的流量。

4.按照权利要求1或2所述的工程机械冷却系统的自动控制装置，其特征是：定量泵（9）通过过滤器（10）与油箱相连，定量马达（6）的两端并联设有一单向阀（7）。 

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