JP2021162006A - Coupling cooling system - Google Patents

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Tsukasa Kimitani
智隆 喜多
Tomotaka Kita
宗馬 松本
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Abstract

To provide a coupling cooling system that can effectively cool a coupling while restraining an increase in cost of a power device and a decrease in ease of assembly.SOLUTION: A coupling cooling system according to the present invention comprises a power device and a control unit. The power device comprises an engine, a hydraulic pump, a coupling connecting the engine and the hydraulic pump, and a coupling case provided between the engine and the hydraulic pump, and housing the coupling. The coupling case comprises an air intake port communicating with outside air, an air exhaust port for exhausting internal air, and an opening/closing device for opening/closing the air exhaust port. The control unit comprises a heat receiving determination unit for determining the presence or absence of heat reception from the outside of the coupling case, a heat generation determination unit for determining the presence or absence of heat generation in the coupling case, and an opening/closing unit for switching opening/closing of the opening/closing device on the basis of determination results of the heat receiving determination unit and the heat generation determination unit.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、カップリング冷却システムに関する。 The present invention relates to a coupling cooling system.

建設機械の動力装置では、油圧ポンプがエンジンによって回転駆動されている。具体的には、駆動源であるエンジンの出力軸と、油圧ポンプの入力軸とが、例えばパワーデバイダを介して、カップリングにより連結され、エンジンの動力が伝えられる。このカップリングは、カップリングケースで覆われ、さらにエンジン、油圧ポンプ及びカップリングケースの全体がガードで覆われている。 In the power unit of construction machinery, a hydraulic pump is rotationally driven by an engine. Specifically, the output shaft of the engine, which is a drive source, and the input shaft of the hydraulic pump are connected by a coupling, for example, via a power divider, and the power of the engine is transmitted. The coupling is covered with a coupling case, and the engine, hydraulic pump and the entire coupling case are covered with a guard.

カップリングはこのように収納されているため、動作時に油圧ポンプの作動油やエンジンからの熱により高温となり易い。このためカップリングの材質には耐熱性が高いものを採用する必要が生じ、コスト増となる。また、耐熱性の高い材質を選択しても、なおカップリングが熱で破損するおそれや、カップリングの部品寿命が短くなるおそれがある。 Since the coupling is housed in this way, it tends to become hot due to the hydraulic oil of the hydraulic pump and the heat from the engine during operation. Therefore, it becomes necessary to use a material having high heat resistance as the material of the coupling, which increases the cost. Further, even if a material having high heat resistance is selected, the coupling may still be damaged by heat or the life of the coupling parts may be shortened.

そこで、カップリングを冷却する機構を備えた建設機械が提案されている(例えば特開2017−206866号公報参照)。この従来の建設機械では、エンジンとカップリングとの間を仕切る第1隔壁と、カップリングと油圧ポンプとの間を仕切る第2隔壁とを設け、ガード内がエンジン室とポンプ室とに分けられている。カップリングは、このエンジン室とポンプ室との間に配置されることとなる。また、それぞれの隔壁には通気路が設けられている。 Therefore, a construction machine provided with a mechanism for cooling the coupling has been proposed (see, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2017-206866). In this conventional construction machine, a first partition partition that separates the engine and the coupling and a second partition partition that separates the coupling and the hydraulic pump are provided, and the inside of the guard is divided into an engine chamber and a pump chamber. ing. The coupling will be arranged between the engine chamber and the pump chamber. In addition, each partition wall is provided with a ventilation path.

この従来の建設機械では、エンジンが動作すると、エンジンに取り付けられているファンが回転し、エンジン室とポンプ室との間に差圧が生じる。この差圧によりエンジン室からポンプ室に向かって空気が流れる。その結果、エンジン室とポンプ室との間に配置されているカップリングに上記空気が冷却風として当たることとなる。 In this conventional construction machine, when the engine operates, the fan attached to the engine rotates, and a differential pressure is generated between the engine chamber and the pump chamber. Due to this differential pressure, air flows from the engine chamber to the pump chamber. As a result, the air hits the coupling arranged between the engine chamber and the pump chamber as cooling air.

特開2017−206866号公報JP-A-2017-206866

上記従来の建設機械では、ガード内に新たに隔壁を必要とするため、コスト増につながり易いほか、動力装置の組立容易性も低下する。また、隔壁は、エンジンの振動によりノイズ源となったり、共振により破損したりするおそれがある。さらに、エンジンのファンにより常時冷却風が流れる構造であるため、カップリングが冷え過ぎることによる破損を抑止し難い。 In the above-mentioned conventional construction machine, since a new partition wall is required in the guard, the cost tends to increase and the ease of assembling the power unit also decreases. Further, the partition wall may become a noise source due to engine vibration or may be damaged due to resonance. Furthermore, since the structure is such that cooling air always flows through the fan of the engine, it is difficult to prevent damage due to the coupling becoming too cold.

本発明は、上述のような事情に基づいてなされたものであり、動力装置のコスト増及び組立容易性の低下を抑止しつつ、効果的にカップリングを冷却することができるカップリング冷却システムの提供を目的とする。 The present invention has been made based on the above circumstances, and is a coupling cooling system capable of effectively cooling a coupling while suppressing an increase in the cost of a power unit and a decrease in ease of assembly. For the purpose of provision.

本発明の一態様に係るカップリング冷却システムは、建設機械を駆動する動力装置と、上記動力装置を制御する制御部とを備え、上記動力装置が、駆動源としての出力軸を有するエンジンと、上記出力軸により駆動される入力軸を有する油圧ポンプと、上記出力軸及び上記入力軸を連結するカップリングと、上記エンジン及び上記油圧ポンプの間に設けられ、上記カップリングを格納するカップリングケースとを有し、上記カップリングケースが、外気と連通する吸気口と、内部の空気を排出するための排気口と、上記排気口を開閉する開閉装置とを有しており、上記制御部が、上記カップリングケース外からの受熱の有無を判定する受熱判定部と、上記カップリングケース内での発熱の有無を判定する発熱判定部と、上記受熱判定部及び上記発熱判定部の判定結果に基づいて上記開閉装置の開閉を切り替える開閉部とを有する。 The coupling cooling system according to one aspect of the present invention includes a power unit for driving a construction machine and a control unit for controlling the power unit, and the power unit includes an engine having an output shaft as a drive source. A coupling case provided between a hydraulic pump having an input shaft driven by the output shaft, a coupling connecting the output shaft and the input shaft, and the engine and the hydraulic pump to store the coupling. The coupling case has an intake port that communicates with the outside air, an exhaust port for discharging the internal air, and an opening / closing device that opens and closes the exhaust port. , The heat receiving determination unit for determining the presence or absence of heat reception from outside the coupling case, the heat generation determination unit for determining the presence or absence of heat generation inside the coupling case, and the determination results of the heat receiving determination unit and the heat generation determination unit. Based on this, it has an opening / closing unit for switching the opening / closing of the opening / closing device.

本発明のカップリング冷却システムは、動力装置のコスト増及び組立容易性の低下を抑止しつつ、効果的にカップリングを冷却することができる。 The coupling cooling system of the present invention can effectively cool the coupling while suppressing an increase in the cost of the power unit and a decrease in ease of assembly.

図1は、本発明の一態様に係るカップリング冷却システムの構成示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a coupling cooling system according to an aspect of the present invention. 図2は、図1のカップリング冷却システムの制御部の制御フローを示すフロー図である。FIG. 2 is a flow chart showing a control flow of the control unit of the coupling cooling system of FIG.

[本発明の実施形態の説明]
本発明の一態様に係るカップリング冷却システムは、建設機械を駆動する動力装置と、上記動力装置を制御する制御部とを備え、上記動力装置が、駆動源としての出力軸を有するエンジンと、上記出力軸により駆動される入力軸を有する油圧ポンプと、上記出力軸及び上記入力軸を連結するカップリングと、上記エンジン及び上記油圧ポンプの間に設けられ、上記カップリングを格納するカップリングケースとを有し、上記カップリングケースが、外気と連通する吸気口と、内部の空気を排出するための排気口と、上記排気口を開閉する開閉装置とを有しており、上記制御部が、上記カップリングケース外からの受熱の有無を判定する受熱判定部と、上記カップリングケース内での発熱の有無を判定する発熱判定部と、上記受熱判定部及び上記発熱判定部の判定結果に基づいて上記開閉装置の開閉を切り替える開閉部とを有する。
[Explanation of Embodiments of the Present Invention]
The coupling cooling system according to one aspect of the present invention includes a power unit for driving a construction machine and a control unit for controlling the power unit, and the power unit includes an engine having an output shaft as a drive source. A coupling case provided between a hydraulic pump having an input shaft driven by the output shaft, a coupling connecting the output shaft and the input shaft, and the engine and the hydraulic pump to store the coupling. The coupling case has an intake port that communicates with the outside air, an exhaust port for discharging the internal air, and an opening / closing device that opens and closes the exhaust port. , The heat receiving determination unit for determining the presence or absence of heat reception from outside the coupling case, the heat generation determination unit for determining the presence or absence of heat generation inside the coupling case, and the determination results of the heat receiving determination unit and the heat generation determination unit. Based on this, it has an opening / closing unit for switching the opening / closing of the opening / closing device.

当該カップリング冷却システムは、動力装置のカップリングケースに吸気口及び排気口を設け、排気口に開閉装置を設けることで構成される。開閉装置はカップリングケースの外側に配置することが可能であるから、当該カップリング冷却システムでは、動力装置のコスト増及び組立容易性の低下を抑止できる。また、当該カップリング冷却システムでは、制御部が受熱判定部と発熱判定部とを有し、その判定結果によりカップリングに冷却が必要な場合のみ、開閉部により開閉装置の開閉を行うことができる。従って、カップリングが冷え過ぎることを抑止しつつ、効果的にカップリングを冷却することができる。 The coupling cooling system is configured by providing an intake port and an exhaust port in the coupling case of the power unit and providing an opening / closing device in the exhaust port. Since the switchgear can be arranged outside the coupling case, the coupling cooling system can suppress an increase in the cost of the power unit and a decrease in ease of assembly. Further, in the coupling cooling system, the control unit has a heat receiving determination unit and a heat generation determination unit, and the opening / closing unit can open / close the opening / closing device only when cooling is required for the coupling based on the determination result. .. Therefore, it is possible to effectively cool the coupling while preventing the coupling from becoming too cold.

上記受熱判定部が、その判定に上記動力装置内の水温及び油温を用いるとよい。カップリングの受熱は、エンジン等の外部からの熱供給によるものである。このため、カップリングの受熱量は動力装置内の水温及び油温から予測することができる。また、動力装置内の水温及び油温は、通常測定され、監視されている。これらの測定結果を用いることで、新たに測定機器等を設ける必要がなく、コスト増をさらに抑止できる。 It is preferable that the heat receiving determination unit uses the water temperature and the oil temperature in the power unit for the determination. The heat reception of the coupling is due to the heat supply from the outside such as the engine. Therefore, the amount of heat received by the coupling can be predicted from the water temperature and the oil temperature in the power unit. In addition, the water temperature and oil temperature in the power unit are usually measured and monitored. By using these measurement results, it is not necessary to newly install a measuring device or the like, and the cost increase can be further suppressed.

上記発熱判定部が、その判定にエンジン回転数を用いるとよい。カップリングは、その捩れにより自己発熱する場合がある。この現象は、エンジンの振動が、カップリングのねじり振動と共振する周波数で起こり易い。エンジンの振動はエンジン回転数と関連するため、カップリングの発熱量は、エンジン回転数から予測することができる。また、エンジン回転数は、通常測定され、監視されている。この測定結果を用いることで、新たに測定機器等を設ける必要がなく、コスト増をさらに抑止できる。 It is preferable that the heat generation determination unit uses the engine speed for the determination. The coupling may self-heat due to its twist. This phenomenon is likely to occur at a frequency at which engine vibration resonates with the torsional vibration of the coupling. Since the vibration of the engine is related to the engine speed, the calorific value of the coupling can be predicted from the engine speed. Also, engine speed is usually measured and monitored. By using this measurement result, it is not necessary to newly install a measuring device or the like, and the cost increase can be further suppressed.

上記制御部が、上記エンジンの効率を判定する効率判定部をさらに有し、上記開閉部が、上記効率判定部の判定結果をさらに用いるとよい。カップリングを冷却すると、エンジン効率が低下する場合がある。このため、エンジンの効率が低下している場合にカップリングを冷却すると、さらにエンジン効率が低下し、十分なエンジン出力が得られないおそれがある。上記効率判定部でエンジンの効率を判定し、開閉部でその判定結果も加味して開閉装置の開閉を行うことで、エンジンの出力が低くなり過ぎることを抑止できる。 It is preferable that the control unit further has an efficiency determination unit for determining the efficiency of the engine, and the opening / closing unit further uses the determination result of the efficiency determination unit. Cooling the coupling may reduce engine efficiency. Therefore, if the coupling is cooled when the efficiency of the engine is lowered, the engine efficiency is further lowered and a sufficient engine output may not be obtained. By determining the efficiency of the engine with the efficiency determination unit and opening and closing the opening / closing device in consideration of the determination result at the opening / closing unit, it is possible to prevent the output of the engine from becoming too low.

上記効率判定部が、その判定に上記エンジンに供給される空気の温度を用いるとよい。エンジンに供給される空気の温度が高い場合にエンジン効率が低下し易い。このため効率判定部でこの空気の温度を用い、空気の温度が高い場合に開閉装置を閉じて空気循環を停止することで、エンジン出力が低くなり過ぎることを抑止できる。 It is preferable that the efficiency determination unit uses the temperature of the air supplied to the engine for the determination. When the temperature of the air supplied to the engine is high, the engine efficiency tends to decrease. Therefore, by using this air temperature in the efficiency determination unit and closing the switchgear to stop the air circulation when the air temperature is high, it is possible to prevent the engine output from becoming too low.

[本発明の実施形態の詳細]
以下、本発明の一実施形態に係るカップリング冷却システムについて、適宜図面を参照しつつ説明する。
[Details of Embodiments of the present invention]
Hereinafter, the coupling cooling system according to the embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings as appropriate.

図1に示すカップリング冷却システムは、建設機械を駆動する動力装置1と、動力装置1に浄化された空気を送るエアクリーナー2と、動力装置1を制御する制御部3とを備える。 The coupling cooling system shown in FIG. 1 includes a power device 1 for driving a construction machine, an air cleaner 2 for sending purified air to the power device 1, and a control unit 3 for controlling the power device 1.

<動力装置>
動力装置1は、熱交換器11と、エンジン12と、油圧ポンプ13と、パワーデバイダ14と、カップリング15と、カップリングケース16とを有し、これらがガード17内に配置されている。
<Power unit>
The power device 1 includes a heat exchanger 11, an engine 12, a hydraulic pump 13, a power divider 14, a coupling 15, and a coupling case 16, which are arranged in a guard 17.

熱交換器11は、エンジン冷却水及び作動油を冷却する。熱交換器11は、例えばフィンを有する多数の細管を有し、この細管の中を流れる冷却水や作動油と、外側の空気との間で熱交換を行う構成とできる。 The heat exchanger 11 cools the engine cooling water and the hydraulic oil. The heat exchanger 11 has, for example, a large number of thin tubes having fins, and can be configured to exchange heat between the cooling water or hydraulic oil flowing through the thin tubes and the outside air.

エンジン12は、建設機械の動力源である。エンジン12は、油圧ポンプ13の駆動源としての出力軸12aや熱交換器11を冷却するための風を発生するファン12b等を有する。また、エンジン12内部には、冷却水が流れる。この冷却水は熱交換器11との間を循環し、エンジン12が過熱することを抑止する。 The engine 12 is a power source for construction machinery. The engine 12 has an output shaft 12a as a drive source for the hydraulic pump 13, a fan 12b for generating wind for cooling the heat exchanger 11, and the like. Further, cooling water flows inside the engine 12. This cooling water circulates with the heat exchanger 11 to prevent the engine 12 from overheating.

油圧ポンプ13は、エンジン12により駆動され、作動油を吐出する。油圧ポンプ13は、入力軸13aを有する。この入力軸13aは、パワーデバイダ14を介してエンジン12の出力軸12aにより駆動される。 The hydraulic pump 13 is driven by the engine 12 and discharges hydraulic oil. The hydraulic pump 13 has an input shaft 13a. The input shaft 13a is driven by the output shaft 12a of the engine 12 via the power divider 14.

パワーデバイダ14は、1基のエンジン12に対して複数の油圧ポンプ13を連結することを可能とし、エンジン12の出力を各油圧ポンプ13に分配して伝達する。パワーデバイダ14は、エンジン12の出力軸12aによって駆動される駆動歯車と、これに噛み合う複数の被動歯車からなる歯車伝動機構として構成される。また、各油圧ポンプ13の入力軸13aは、いずれかの被動歯車からエンジン12の出力軸12aの回転力を得られるように構成されている。 The power divider 14 makes it possible to connect a plurality of hydraulic pumps 13 to one engine 12, and distributes and transmits the output of the engine 12 to each hydraulic pump 13. The power divider 14 is configured as a gear transmission mechanism including a drive gear driven by an output shaft 12a of the engine 12 and a plurality of driven gears that mesh with the drive gear. Further, the input shaft 13a of each hydraulic pump 13 is configured so that the rotational force of the output shaft 12a of the engine 12 can be obtained from any of the driven gears.

カップリング15は、エンジン12の出力軸12a及び油圧ポンプ13の入力軸13aを連結する。カップリング15の材質としては、シリコンや天然ゴムを用いることができるが、コストの観点から天然ゴムが好ましい。当該カップリング冷却システムでは、効果的にカップリング15を冷却することができるので、耐熱温度が低い天然ゴムを採用することができる。 The coupling 15 connects the output shaft 12a of the engine 12 and the input shaft 13a of the hydraulic pump 13. Silicone or natural rubber can be used as the material of the coupling 15, but natural rubber is preferable from the viewpoint of cost. In the coupling cooling system, since the coupling 15 can be effectively cooled, natural rubber having a low heat resistant temperature can be adopted.

カップリングケース16は、エンジン12及び油圧ポンプ13の間に設けられ、カップリング15を格納する。カップリングケース16は、外気と連通する吸気口16aと、内部の空気を排出するための排気口16bと、排気口16bを開閉する開閉装置16cとを有している。 The coupling case 16 is provided between the engine 12 and the hydraulic pump 13 to store the coupling 15. The coupling case 16 has an intake port 16a that communicates with the outside air, an exhaust port 16b for discharging the internal air, and a switchgear 16c that opens and closes the exhaust port 16b.

吸気口16aには、ホース16dが連結され、このホース16dの他端は、ガード17の外部に開放されている。また、排気口16bにも、ホース16eが連結され、このホース16eの他端側は、ガード17の外部に誘導され、エアクリーナー2の上流側に連結されている。エアクリーナー2には後述するように上流側から下流側に向かって(吸気口2aから送風口2bへ向かって)空気が流れているため、この空気の流れの周辺には負圧が発生しており、エアクリーナー2に連結されているホース16eから空気をエアクリーナー2に引き込む。開閉装置16cが開いている場合、この負圧によって排気口16bからカップリングケース16内部の空気が排出される。排気口16bから空気が引き抜かれると、吸気口16a側からホース16dを介してガード17の外の空気が引き込まれる。このようにしてエアクリーナー2の負圧を利用することで、特別な送風装置を設けることなく、外気を冷却風として吸気口16aからカップリングケース16に誘導することができる。 A hose 16d is connected to the intake port 16a, and the other end of the hose 16d is open to the outside of the guard 17. Further, a hose 16e is also connected to the exhaust port 16b, and the other end side of the hose 16e is guided to the outside of the guard 17 and is connected to the upstream side of the air cleaner 2. Since air flows through the air cleaner 2 from the upstream side to the downstream side (from the intake port 2a to the air outlet 2b) as described later, a negative pressure is generated around this air flow. Air is drawn into the air cleaner 2 from the hose 16e connected to the air cleaner 2. When the switchgear 16c is open, the negative pressure causes the air inside the coupling case 16 to be discharged from the exhaust port 16b. When the air is drawn from the exhaust port 16b, the air outside the guard 17 is drawn from the intake port 16a side via the hose 16d. By utilizing the negative pressure of the air cleaner 2 in this way, the outside air can be guided from the intake port 16a to the coupling case 16 as cooling air without providing a special blower.

吸気口16a及び排気口16bの直径としては、外気を引き込める限り特に限定されるものではないが、10mm以上20mm以下とできる。上記直径が上記下限未満であると、外気を十分に引き込めないおそれがある。逆に、上記直径が上記上限を超えると、風速が低くなり過ぎて、カップリングケース16内部で冷却が不十分となる場所が生じるおそれがある。なお、吸気口16aに連結されるホース16d及び排気口16bに連結されるホース16eの直径についても、同様である。 The diameters of the intake port 16a and the exhaust port 16b are not particularly limited as long as the outside air can be drawn in, but can be 10 mm or more and 20 mm or less. If the diameter is less than the lower limit, the outside air may not be sufficiently drawn in. On the contrary, if the diameter exceeds the upper limit, the wind speed may become too low, and there may be a place inside the coupling case 16 where cooling is insufficient. The same applies to the diameters of the hose 16d connected to the intake port 16a and the hose 16e connected to the exhaust port 16b.

開閉装置16cは、カップリングケース16の排気口16bとエアクリーナー2の連結位置との間、つまりホース16e上に配設される。図1のカップリング冷却システムでは、ガード17の外側に配置されているが、ガード17の内部に配置されていてもよい。この開閉装置16cとしては、ホース16e内の空気の流れをオン/オフできるものであれば特に限定されないが、例えば公知のシャットオフバルブを用いることができる。 The switchgear 16c is arranged between the exhaust port 16b of the coupling case 16 and the connection position of the air cleaner 2, that is, on the hose 16e. In the coupling cooling system of FIG. 1, although it is arranged outside the guard 17, it may be arranged inside the guard 17. The switchgear 16c is not particularly limited as long as it can turn on / off the air flow in the hose 16e, but for example, a known shut-off valve can be used.

<エアクリーナー>
エアクリーナー2は、吸気口2aから空気を取り込み、内部に設けられたフィルタにより取り込んだ空気を浄化して、送風口2bから排出してエンジン12へ供給する。送風口2bとエンジン12との間は配管2cで連結されており、排出した空気が誘導される。また、配管2c内には温度計2dが設けられており、エンジン12に供給される空気の温度を測定することができる。
<Air cleaner>
The air cleaner 2 takes in air from the intake port 2a, purifies the air taken in by a filter provided inside, discharges the air from the air blower port 2b, and supplies the air to the engine 12. The air outlet 2b and the engine 12 are connected by a pipe 2c, and the discharged air is guided. Further, a thermometer 2d is provided in the pipe 2c, and the temperature of the air supplied to the engine 12 can be measured.

<制御部>
制御部3は、開閉装置16cの開閉を制御することで、カップリング15の温度を制御する。制御部3は、図2に示すように、受熱判定部S1と、発熱判定部S2と、効率判定部S3と、開閉部S4とを有する。
<Control unit>
The control unit 3 controls the temperature of the coupling 15 by controlling the opening and closing of the opening / closing device 16c. As shown in FIG. 2, the control unit 3 includes a heat receiving determination unit S1, a heat generation determination unit S2, an efficiency determination unit S3, and an opening / closing unit S4.

(受熱判定部)
受熱判定部S1では、カップリングケース16外からの受熱の有無を判定する。
(Heat receiving judgment unit)
The heat receiving determination unit S1 determines whether or not heat is received from outside the coupling case 16.

カップリングケース16外からの受熱は、動力装置1を構成するエンジン12、油圧ポンプ13及びパワーデバイダ14に起因するものが支配的である。これらの発熱量は、エンジン12、油圧ポンプ13及びパワーデバイダ14内を通過する水や油の温度により予測することができる。従って、受熱判定部S1では、その判定に動力装置1内の水温及び油温を用いるとよい。動力装置1内の水温及び油温は、通常測定され、監視されている。これらの測定結果を用いることで、新たに測定機器等を設ける必要がなく、受熱判定部S1を設けることによりコスト増となることを抑止できる。 The heat received from the outside of the coupling case 16 is dominated by the engine 12, the hydraulic pump 13, and the power divider 14 constituting the power unit 1. These calorific values can be predicted from the temperatures of water and oil passing through the engine 12, the hydraulic pump 13, and the power divider 14. Therefore, the heat receiving determination unit S1 may use the water temperature and the oil temperature in the power unit 1 for the determination. The water temperature and oil temperature in the power unit 1 are usually measured and monitored. By using these measurement results, it is not necessary to newly install a measuring device or the like, and it is possible to suppress an increase in cost by providing the heat receiving determination unit S1.

図1のカップリング冷却システムでは、エンジン12を流れる冷却水の水温と、カップリング15に近接して配置され、パワーデバイダ14を流れる作動油の油温を用いることが好ましい。いずれかの温度が高い場合、カップリングケース16の温度が高まることから、受熱の有無の判定条件としては、例えばパワーデバイダ14の油温が80℃超、かつエンジン12の水温が85℃超である場合を、受熱が有る条件とすることができる。なお、上述の温度は例示であって、これらの温度はカップリング15の材質や、カップリング15とエンジン12やパワーデバイダ14との距離、エンジン12やパワーデバイダ14の発熱量によって適宜決定される。 In the coupling cooling system of FIG. 1, it is preferable to use the temperature of the cooling water flowing through the engine 12 and the oil temperature of the hydraulic oil flowing in the power divider 14 arranged close to the coupling 15. When either temperature is high, the temperature of the coupling case 16 rises. Therefore, as conditions for determining whether or not heat is received, for example, the oil temperature of the power divider 14 is over 80 ° C. and the water temperature of the engine 12 is over 85 ° C. A certain case can be a condition for receiving heat. The above temperatures are examples, and these temperatures are appropriately determined by the material of the coupling 15, the distance between the coupling 15 and the engine 12 or the power divider 14, and the calorific value of the engine 12 or the power divider 14. ..

なお、受熱判定部S1での判定条件に他の量を用いることもできる。このような他の量としては、油圧ポンプ13の作動油温度や、エンジン12内のインテークマニホールド温度等が挙げられる。 In addition, other amounts may be used for the determination condition in the heat receiving determination unit S1. Examples of such other amounts include the hydraulic oil temperature of the hydraulic pump 13, the intake manifold temperature in the engine 12, and the like.

受熱判定部S1で受熱が有ると判定された場合は、制御は効率判定部S3へ移動する。一方、受熱判定部S1で受熱が無いと判定された場合は、制御は発熱判定部S2へ移動する。 When the heat receiving determination unit S1 determines that there is heat reception, the control moves to the efficiency determination unit S3. On the other hand, when the heat receiving determination unit S1 determines that there is no heat reception, the control moves to the heat generation determination unit S2.

(発熱判定部)
発熱判定部S2では、カップリングケース16内での発熱、いわゆる自己発熱の有無を判定する。
(Fever judgment unit)
The heat generation determination unit S2 determines the presence or absence of heat generation, so-called self-heat generation, in the coupling case 16.

カップリング15は、その捩れにより自己発熱する場合がある。この現象は、エンジン12の振動が、カップリング15のねじり振動と共振する周波数で起こり易い。この条件に当てはまる場合は、受熱判定部S1で受熱が無いと判定された場合であっても、カップリング15を冷却する必要がある。 The coupling 15 may self-heat due to its twist. This phenomenon is likely to occur at a frequency at which the vibration of the engine 12 resonates with the torsional vibration of the coupling 15. When this condition is met, it is necessary to cool the coupling 15 even when the heat receiving determination unit S1 determines that there is no heat receiving.

エンジン12の振動はエンジン回転数と関連するため、共振により生じるカップリング15の発熱量は、エンジン回転数から予測することができる。従って、発熱判定部S2では、その判定にエンジン回転数を用いるとよい。エンジン回転数は、通常測定され、監視されている。この測定結果を用いることで、新たに測定機器等を設ける必要がなく、発熱判定部S2を設けることによりコスト増となることを抑止できる。 Since the vibration of the engine 12 is related to the engine speed, the calorific value of the coupling 15 generated by the resonance can be predicted from the engine speed. Therefore, the heat generation determination unit S2 may use the engine speed for the determination. Engine speed is usually measured and monitored. By using this measurement result, it is not necessary to newly install a measuring device or the like, and it is possible to prevent an increase in cost by providing the heat generation determination unit S2.

エンジン回転数を用いる場合の発熱の有無の判定条件としては、実際のエンジン回転数が、予め算出したカップリング15との共振が生じるエンジン回転数の範囲内にある場合を、発熱が有る条件とすることができる。 When using the engine speed, the condition for determining the presence or absence of heat generation is that the actual engine speed is within the range of the engine speed at which resonance with the coupling 15 occurs, which is calculated in advance. can do.

なお、発熱判定部S2での判定条件に他の量を用いることもできる。このような他の量としては、エンジンの負荷(トルク)等を挙げることができる。同じエンジン回転数であってもトルクによって発熱量が異なる場合がある。このため、エンジン回転数とトルクとを併用して自己発熱の有無を判定することが特に好ましい。 It should be noted that other amounts can be used for the determination condition in the heat generation determination unit S2. Examples of such other quantities include engine load (torque) and the like. Even if the engine speed is the same, the amount of heat generated may differ depending on the torque. Therefore, it is particularly preferable to determine the presence or absence of self-heating by using the engine speed and the torque together.

発熱判定部S2で発熱が有ると判定された場合は、制御は効率判定部S3へ移動する。一方、発熱判定部S2で発熱が無いと判定された場合は、制御は開閉部S4へ移動する。 When the heat generation determination unit S2 determines that heat is generated, the control moves to the efficiency determination unit S3. On the other hand, when the heat generation determination unit S2 determines that there is no heat generation, the control moves to the opening / closing unit S4.

(効率判定部)
効率判定部S3では、エンジン12の効率を判定する。
(Efficiency judgment unit)
The efficiency determination unit S3 determines the efficiency of the engine 12.

カップリング15を冷却すると、エンジン12の効率が低下する場合がある。このため、エンジン12の効率が低下している場合にカップリング15を冷却すると、さらにエンジン12の効率が低下し、十分なエンジン出力が得られないおそれがある。効率判定部S3でエンジン12の効率を判定し、開閉部S4でその判定結果も加味して開閉装置16cの開閉を行うことで、エンジン出力が低くなり過ぎることを抑止できる。 Cooling the coupling 15 may reduce the efficiency of the engine 12. Therefore, if the coupling 15 is cooled when the efficiency of the engine 12 is lowered, the efficiency of the engine 12 is further lowered, and there is a possibility that a sufficient engine output cannot be obtained. By determining the efficiency of the engine 12 in the efficiency determination unit S3 and opening / closing the opening / closing device 16c in consideration of the determination result in the opening / closing unit S4, it is possible to prevent the engine output from becoming too low.

エンジン12の効率は、エアクリーナー2の配管2cを介してエンジン12に供給される空気の温度により判断できる。従って、効率判定部S3では、その判定にエンジン12に供給される空気の温度、つまり温度計2dの測定結果を用いるとよい。この空気の温度が高い場合に開閉装置16cを閉じて空気循環を停止することで、エンジン出力が低くなり過ぎることを抑止できる。 The efficiency of the engine 12 can be determined by the temperature of the air supplied to the engine 12 via the pipe 2c of the air cleaner 2. Therefore, the efficiency determination unit S3 may use the temperature of the air supplied to the engine 12, that is, the measurement result of the thermometer 2d, for the determination. By closing the switchgear 16c and stopping the air circulation when the temperature of the air is high, it is possible to prevent the engine output from becoming too low.

効率判定部S3での判定条件としては、例えばエンジン12に供給される空気の温度が40℃未満である場合、エンジン効率が高い条件とすることができる。なお、上述の温度は例示であって、この温度はエンジン12の特性に応じて適宜決定される。 As the determination condition in the efficiency determination unit S3, for example, when the temperature of the air supplied to the engine 12 is less than 40 ° C., the condition of high engine efficiency can be set. The above temperature is an example, and this temperature is appropriately determined according to the characteristics of the engine 12.

効率判定部S3の後、制御は開閉部S4へ移動する。なお、効率判定部S3での判定結果によって、開閉部S4の動作は異なるものとなる。 After the efficiency determination unit S3, the control moves to the opening / closing unit S4. The operation of the opening / closing unit S4 differs depending on the determination result of the efficiency determination unit S3.

(開閉部)
開閉部S4では、受熱判定部S1、発熱判定部S2及び効率判定部S3の判定結果に基づいて開閉装置16cの開閉を切り替える。
(Opening and closing part)
The opening / closing unit S4 switches the opening / closing of the opening / closing device 16c based on the determination results of the heat receiving determination unit S1, the heat generation determination unit S2, and the efficiency determination unit S3.

この開閉部S4へは、効率判定部S3でエンジン効率が高いと判定された場合、効率判定部S3でエンジン効率が低いと判定された場合、及び発熱判定部S2で発熱が無いと判定された場合に、制御が移ってくる。これらの3つの場合に分けて、開閉部S4の動作を説明する。 The opening / closing unit S4 is determined to have high engine efficiency by the efficiency determination unit S3, low engine efficiency by the efficiency determination unit S3, and no heat generation by the heat generation determination unit S2. In some cases, control shifts. The operation of the opening / closing unit S4 will be described separately for these three cases.

効率判定部S3でエンジン効率が高いと判定された場合は、制御の流れから、受熱判定部S1で受熱が有ると判定されているか、発熱判定部S2で発熱があると判定されているか、いずれかであるので、カップリング15を冷却することが好ましい。効率判定部S3でエンジン効率が高いと判定されているため、カップリング15の冷却を行っても、エンジン出力が低くなり過ぎることはないと判断されるため、開閉装置16cを開ける。開閉装置16cを開けることで、カップリングケース16内を外気が循環し、カップリング15が冷却される。 When the efficiency determination unit S3 determines that the engine efficiency is high, either the heat reception determination unit S1 determines that the engine is receiving heat or the heat generation determination unit S2 determines that the engine is generating heat from the control flow. Therefore, it is preferable to cool the coupling 15. Since the efficiency determination unit S3 determines that the engine efficiency is high, it is determined that the engine output does not become too low even if the coupling 15 is cooled, so the opening / closing device 16c is opened. By opening the opening / closing device 16c, the outside air circulates in the coupling case 16 and the coupling 15 is cooled.

効率判定部S3でエンジン効率が低いと判定された場合も、受熱判定部S1で受熱が有ると判定されているか、発熱判定部S2で発熱があると判定されているか、いずれかである。しかし、効率判定部S3でエンジン効率が低いと判定されているため、カップリング15の冷却を行うと、エンジン出力が低くなり過ぎるおそれがある。このため、開閉装置16cを閉じる。開閉装置16cが閉じられていると、カップリングケース16内の外気の循環が停止するため、カップリング15は冷却されず、エンジン出力が低くなり過ぎることを抑止できる。 Even when the efficiency determination unit S3 determines that the engine efficiency is low, either the heat reception determination unit S1 determines that there is heat reception or the heat generation determination unit S2 determines that there is heat generation. However, since the efficiency determination unit S3 determines that the engine efficiency is low, if the coupling 15 is cooled, the engine output may become too low. Therefore, the switchgear 16c is closed. When the switchgear 16c is closed, the circulation of the outside air in the coupling case 16 is stopped, so that the coupling 15 is not cooled and the engine output can be prevented from becoming too low.

発熱判定部S2で発熱が無いと判定された場合、制御の流れから、受熱判定部S1で受熱が無いと判定され、かつ発熱判定部S2で発熱が無いと判定されている。つまり、カップリング15は過熱されておらず、カップリング15を冷却する必要はないと判断できる。この場合、不要にカップリング15を冷却し、例えばエンジン出力の低下等を招かないように開閉装置16cを閉じる。 When the heat generation determination unit S2 determines that there is no heat generation, the heat reception determination unit S1 determines that there is no heat reception, and the heat generation determination unit S2 determines that there is no heat generation. That is, it can be determined that the coupling 15 is not overheated and it is not necessary to cool the coupling 15. In this case, the coupling 15 is cooled unnecessarily, and the opening / closing device 16c is closed so as not to cause a decrease in engine output, for example.

開閉部S4の後、制御は再び受熱判定部S1へ移動する。受熱判定部S1へ移動後は、同様の処理を繰り返し行い、開閉装置16cの開閉を制御する。なお、制御部3は、上述の制御を間断なく行ってもよいが、開閉部S4から受熱判定部S1へ移動するまでに一定時間のWait期間を設けて、断続的に制御してもよい。 After the opening / closing unit S4, the control moves to the heat receiving determination unit S1 again. After moving to the heat receiving determination unit S1, the same process is repeated to control the opening and closing of the switchgear 16c. The control unit 3 may perform the above-mentioned control without interruption, but may perform intermittent control by providing a wait period of a certain time until the control unit 3 moves from the opening / closing unit S4 to the heat receiving determination unit S1.

<利点>
当該カップリング冷却システムは、動力装置1のカップリングケース16に吸気口16a及び排気口16bを設け、排気口16bに開閉装置16cを設けることで構成される。開閉装置16cはカップリングケース16の外側に配置することが可能であるから、当該カップリング冷却システムでは、動力装置1のコスト増及び組立容易性の低下を抑止できる。また、当該カップリング冷却システムでは、制御部3が受熱判定部S1と発熱判定部S2とを有し、その判定結果によりカップリング15に冷却が必要な場合のみ、開閉部S4により開閉装置16cの開閉を行うことができる。従って、カップリング15が冷え過ぎることを抑止しつつ、効果的にカップリング15を冷却することができる。
<Advantage>
The coupling cooling system is configured by providing an intake port 16a and an exhaust port 16b in the coupling case 16 of the power unit 1 and providing a switchgear 16c in the exhaust port 16b. Since the switchgear 16c can be arranged outside the coupling case 16, the coupling cooling system can suppress an increase in cost and a decrease in ease of assembly of the power unit 1. Further, in the coupling cooling system, the control unit 3 has a heat receiving determination unit S1 and a heat generation determination unit S2, and only when the coupling 15 needs to be cooled according to the determination result, the opening / closing unit S4 causes the opening / closing device 16c. It can be opened and closed. Therefore, the coupling 15 can be effectively cooled while preventing the coupling 15 from becoming too cold.

[その他の実施形態]
上記実施形態は、本発明の構成を限定するものではない。従って、上記実施形態は、本明細書の記載及び技術常識に基づいて上記実施形態各部の構成要素の省略、置換又は追加が可能であり、それらは全て本発明の範囲に属するものと解釈されるべきである。
[Other Embodiments]
The above embodiment does not limit the configuration of the present invention. Therefore, in the above-described embodiment, the components of each part of the above-described embodiment can be omitted, replaced or added based on the description of the present specification and common general technical knowledge, and all of them are construed as belonging to the scope of the present invention. Should be.

上記実施形態では、パワーデバイダを介して複数の油圧ポンプの入力軸がエンジンの出力軸に連結される場合を説明したが、パワーデバイダは必須の構成要素ではなく、1台の油圧ポンプの入力軸がエンジンの出力軸に直接連結される場合も本発明の意図するところである。 In the above embodiment, the case where the input shafts of a plurality of hydraulic pumps are connected to the output shafts of the engine via a power divider has been described, but the power divider is not an essential component and the input shafts of one hydraulic pump. Is also intended in the present invention when is directly connected to the output shaft of the engine.

上記実施形態では、エアクリーナーの負圧を利用してカップリングケースの内部の空気を排出する場合について説明したが、カップリングケースの内部の空気を排出する方法は、これに限定されない。例えばエンジンの排気等の負圧を利用することもできる。また、空気を排出するためのポンプ等の専用設備を設けてもよい。 In the above embodiment, the case where the air inside the coupling case is discharged by using the negative pressure of the air cleaner has been described, but the method of discharging the air inside the coupling case is not limited to this. For example, negative pressure such as engine exhaust can be used. In addition, dedicated equipment such as a pump for discharging air may be provided.

上記実施形態では、制御部が効率判定部を有する場合を説明したが、効率判定部は必須の構成要素ではない。制御部が効率判定部を有さないカップリング冷却システムも本発明の意図するところである。 In the above embodiment, the case where the control unit has the efficiency determination unit has been described, but the efficiency determination unit is not an indispensable component. A coupling cooling system in which the control unit does not have an efficiency determination unit is also an object of the present invention.

上記実施形態では、制御部が最初に受熱判定部の制御を行う場合を説明したが、最初に発熱判定部の制御を行うことも可能である。また、最初に効率判定部の制御を行ってもよい。このように制御部の各制御は順序を問わない。 In the above embodiment, the case where the control unit first controls the heat receiving determination unit has been described, but it is also possible to control the heat generation determination unit first. Further, the efficiency determination unit may be controlled first. In this way, each control of the control unit does not matter in order.

本発明のカップリング冷却システムは、動力装置のコスト増及び組立容易性の低下を抑止しつつ、効果的にカップリングを冷却することができる。 The coupling cooling system of the present invention can effectively cool the coupling while suppressing an increase in the cost of the power unit and a decrease in ease of assembly.

1 動力装置
11 熱交換器
12 エンジン
12a 出力軸
12b ファン
13 油圧ポンプ
13a 入力軸
14 パワーデバイダ
15 カップリング
16 カップリングケース
16a 吸気口
16b 排気口
16c 開閉装置
16d、16e ホース
17 ガード
2 エアクリーナー
2a 吸気口
2b 送風口
2c 配管
2d 温度計
3 制御部
1 Power unit 11 Heat exchanger 12 Engine 12a Output shaft 12b Fan 13 Hydraulic pump 13a Input shaft 14 Power divider 15 Coupling 16 Coupling case 16a Intake port 16b Exhaust port 16c Opening / closing device 16d, 16e Hose 17 Guard 2 Air cleaner 2a Intake Port 2b Blower 2c Piping 2d Thermometer 3 Control unit

Claims (5)

建設機械を駆動する動力装置と、
上記動力装置を制御する制御部と
を備え、
上記動力装置が、
駆動源としての出力軸を有するエンジンと、
上記出力軸により駆動される入力軸を有する油圧ポンプと、
上記出力軸及び上記入力軸を連結するカップリングと、
上記エンジン及び上記油圧ポンプの間に設けられ、上記カップリングを格納するカップリングケースと
を有し、
上記カップリングケースが、
外気と連通する吸気口と、
内部の空気を排出するための排気口と、
上記排気口を開閉する開閉装置と
を有しており、
上記制御部が、
上記カップリングケース外からの受熱の有無を判定する受熱判定部と、
上記カップリングケース内での発熱の有無を判定する発熱判定部と、
上記受熱判定部及び上記発熱判定部の判定結果に基づいて上記開閉装置の開閉を切り替える開閉部と
を有するカップリング冷却システム。
Power units that drive construction machinery and
Equipped with a control unit that controls the above power unit
The above power unit
An engine with an output shaft as a drive source,
A hydraulic pump having an input shaft driven by the output shaft,
A coupling that connects the output shaft and the input shaft,
It has a coupling case provided between the engine and the hydraulic pump and stores the coupling.
The above coupling case
An air intake that communicates with the outside air,
An exhaust port for exhausting the internal air and
It has an opening and closing device that opens and closes the above exhaust port.
The above control unit
A heat receiving determination unit that determines whether or not heat is received from outside the coupling case,
A heat generation determination unit that determines the presence or absence of heat generation in the coupling case,
A coupling cooling system having an opening / closing unit for switching the opening / closing of the opening / closing device based on the determination result of the heat receiving determination unit and the heat generation determination unit.
上記受熱判定部が、その判定に上記動力装置内の水温及び油温を用いる請求項1に記載のカップリング冷却システム。 The coupling cooling system according to claim 1, wherein the heat receiving determination unit uses the water temperature and the oil temperature in the power unit for the determination. 上記発熱判定部が、その判定にエンジン回転数を用いる請求項1又は請求項2に記載のカップリング冷却システム。 The coupling cooling system according to claim 1 or 2, wherein the heat generation determination unit uses the engine speed for the determination. 上記制御部が、上記エンジンの効率を判定する効率判定部をさらに有し、
上記開閉部が、上記効率判定部の判定結果をさらに用いる請求項1、請求項2又は請求項3に記載のカップリング冷却システム。
The control unit further includes an efficiency determination unit for determining the efficiency of the engine.
The coupling cooling system according to claim 1, claim 2 or claim 3, wherein the opening / closing unit further uses the determination result of the efficiency determination unit.
上記効率判定部が、その判定に上記エンジンに供給される空気の温度を用いる請求項4に記載のカップリング冷却システム。

The coupling cooling system according to claim 4, wherein the efficiency determination unit uses the temperature of the air supplied to the engine for the determination.

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