具有脉动风扇控制的冷却系统技术方案

技术编号:15341430 阅读:19 留言:0更新日期:2017-05-16 23:51
提供了一种用于发动机(18)的冷却系统(28)。冷却系统可以具有构造成冷却供应到发动机的进气的空气冷却器(30)。冷却系统还可以具有传感器(38)和靠近空气冷却器的风扇(46),该传感器构造成产生指示进气的温度的温度信号。冷却系统还可以具有与传感器和风扇通信的控制器(58)。控制器可以构造成当进气的温度高于阈值温度时,使风扇以取决于温度信号的速度运行。控制器还可以构造成当进气的温度降低到阈值温度以下时选择性地使风扇脉动。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有脉动风扇控制的冷却系统
本专利技术总体上涉及一种冷却系统,更具体地,涉及一种具有脉动式风扇控制的冷却系统。
技术介绍
发动机驱动的机器,例如铣刨机、装载机、挖掘机、自动平地机和其他类型的重型设备通常包括将相关联的发动机冷却到阈值温度以下的冷却系统。冷却系统包括一个或多个空气对空气或液体对空气的热交换器,其尤其是冷却在整个发动机中循环的冷却剂和/或被引导到发动机中的进气。来自冷却剂或进气的热量通过风扇传递到空气,该风扇基于被冷却的各种系统(例如,发动机)中的一个或多个的温度而被速度控制。许多冷却系统风扇采用液压动力。具体地,风扇回路可以包括由机器的发动机驱动的泵,以吸入低压流体并且在升高的压力下将流体排出到连接到风扇的马达。当温度高于期望值时,风扇回路增加风扇的速度。当温度低时,风扇回路降低风扇的速度。然而,由于马达的最小入口压力要求,风扇通常具有最小速度的限制。因此,在一些情况下,例如在寒冷的环境条件下,即使当以最小速度操作时,风扇可提供比所需或期望的更多的冷却。这种过度冷却可能导致发动机进气歧管结冰。2002年9月24日授予Hawkins等人的美国专利No.6,453,853('853专利)中描述了防止发动机过冷的一种控制策略。具体地,'853专利描述了一种用于控制液压冷却风扇的策略。该控制策略通过在每当发动机舱温度在可接受的限度内并且不需要风扇速度时将风扇完全关闭来降低发动机在寒冷天气操作期间过冷的可能性。尽管'853专利的系统可以降低发动机过冷的可能性,但是它仍然可能不是最佳的。具体地,因为'853专利的系统长时间地将风扇完全关闭,所以当风扇重新开启时存在可能发生系统组件的热冲击的风险。允许在较低温度下操作的另一控制策略是提高发动机速度并向系统增加负载,但这样做大大降低了发动机的燃料经济性。本专利技术的冷却系统旨在克服上述的一个或多个问题和/或现有技术的其它问题。
技术实现思路
在一个方面,本专利技术涉及一种用于发动机的冷却系统。冷却系统可以包括空气冷却器和传感器,前者构造成冷却供应到发动机的进气,后者构造成产生指示进气的温度的温度信号。冷却系统还可以包括靠近空气冷却器的风扇和与传感器和风扇通信的控制器。控制器可以构造成当进气的温度高于阈值温度时,使风扇以取决于温度信号的速度运行。控制器还可以构造成当进气的温度低于阈值温度时选择性地使风扇脉冲打开和关闭。在另一方面,本专利技术涉及一种冷却发动机的方法。该方法可以包括引导燃烧进气通过空气冷却器以冷却燃烧进气,并且将燃烧进气从空气冷却器引导到发动机中。该方法还可以包括生成指示燃烧进气的温度的温度信号,并且当燃烧进气的温度高于阈值温度时,取决于温度信号来驱动靠近空气冷却器的风扇。该方法还可以包括当燃烧进气的温度低于阈值温度时选择性地脉冲打开和关闭风扇。在另一方面,本专利技术是机器。机器可以包括底盘,安装到底盘的发动机,以及构造成支撑底盘的牵引装置。机器还可以包括空气冷却器和传感器,前者构造成冷却供应到发动机的进气,后者构造成产生指示进气的温度的温度信号。机器还可以包括靠近空气冷却器的风扇和与传感器和风扇通信的控制器。控制器可以构造成当进气的温度高于阈值温度时,使风扇以取决于温度信号的速度运行。控制器还可以构造成当进气的温度低于阈值温度时选择性地使风扇脉冲打开和关闭。附图说明图1是示例性公开的机器的侧视图;图2是用于图1的机器的示例性公开的冷却系统的示意图;以及图3是示出操作图2的冷却系统的示例性公开的方法的流程图。具体实施方式图1示出了一种示例性机器10。在所示实施例中,机器10是轮式装载机。然而,可以设想,机器10可以体现为另一类型的机器,例如铰接式拖运卡车、自动平地机或任何其他机器或车辆。还可以设想,如果需要,机器10可以在固定系统中发现潜在的应用,例如在发电和/或流体泵送系统中。机器10尤其可以包括由牵引装置14(例如,轮)支撑的底盘12、安装到底盘12的发动机外壳16和设置在外壳16内并可操作牵引装置14的发动机18。发动机18可以是任何类型的内燃机,例如二冲程或四冲程柴油发动机、汽油发动机或气体燃料动力发动机。如图2所示,发动机18可包括至少部分地限定多个气缸22的发动机缸体20。活塞(未示出)可以可滑动地设置在每个气缸22内,以在上止点位置和下止点位置之间往复运动,并且气缸盖(未示出)可以与每个气缸22相关联。每个气缸22、活塞和气缸盖可以一起至少部分地限定燃烧室。在所示的实施例中,发动机18包括布置成直列式结构的六个气缸。然而,可以设想,发动机18可以包括更多或更少数量的气缸22,并且气缸22可以布置成V形结构、对置活塞结构或者根据需要布置为另一种结构。如图2所示,多个不同的系统可以协作以增强发动机18的操作,包括进气系统24、排气系统26和冷却系统28。进气系统24可构造成将进气或进气和燃料的混合物引导到发动机18中用于燃烧。本文使用的进气也可以称为燃烧空气或增压空气。排气系统26可构造成将由燃烧过程产生的废气引导到大气。冷却系统28可构造成降低发动机18的温度(例如,通过发动机18循环的冷却剂的温度和/或引导到发动机18中的燃烧进气的温度),以帮助提高发动机18的效率和/或发动机18的寿命。进气系统24可以包括多个部件,其构造成调节压缩空气并将其导入气缸22。例如,进气系统24可包括位于一个或多个压缩机32下游的空气冷却器30(例如空气-空气热交换器)。压缩机32可以连接到冷却器30(例如,经由通道34),并且构造成对被引导到冷却器30的进气加压。在将热量传递到冷却器30(例如,传递到通过冷却器30中的相邻通道的空气)之后,来自压缩机32的加压空气可以经由入口歧管36流入发动机18的气缸22。可以设想,如果需要,进气系统24可以包括与上述不同的或附加的部件,例如节流阀、与每个气缸22相关联的可变阀致动器、过滤部件、压缩机旁通部件以及可以选择性地控制以影响发动机18的空气/燃料比的其他已知部件。在一些实施例中,传感器可以与进气系统24相关联。例如,温度传感器38可以设置在压缩机32的上游和/或下游(例如,在通道34和/或入口歧管36内)的位置处,并且构造成产生指示进气温度的信号。如下面将更详细地解释的,来自传感器38的温度信号可以用于帮助控制冷却系统28。例如,该信号可以用于控制通过上述冷却器30的通道的冷却空气的流速。还可设想附加的温度传感器可以与进气系统24相关联,使得控制通过冷却器30的通道的冷却空气的流速可以取决于指示不同系统部件的温度的一个或多个温度传感器。排气系统26可以包括多个部件,其调节来自气缸22的废气并将其引导至大气。例如,排气系统26可以包括排气通道40(例如,排气歧管)、由流过排气通道40的废气驱动的一个或多个涡轮机42,以及连接到涡轮机42的出口的排气道44。可以设想,如果需要,排气系统26可以包括与上述不同或附加的部件,例如后处理部件、排气压缩或限制制动器、旁通部件、衰减装置和其它已知部件。冷却系统28尤其可以包括位于冷却器30和发动机18附近的风扇46。在所公开的实施例中,风扇46被液压致动以拉动或推动空气通过冷却器30的通道并穿过发动机18,从而冷却进入发动机18的压缩进气并从发动机18的外表面吸收热量。具体地本文档来自技高网
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具有脉动风扇控制的冷却系统

【技术保护点】
一种用于发动机(18)的冷却系统(28),包括:空气冷却器(30),其构造成冷却供给到所述发动机的进气;传感器(38),其构造成产生指示所述进气的温度的温度信号;以及位于所述空气冷却器附近的风扇(46);和与所述传感器和所述风扇通信的控制器(58),其中所述控制器构造成:当所述进气的温度高于阈值温度时,使所述风扇以取决于所述温度信号的速度运行;并且当所述进气的温度低于所述阈值温度时,选择性地使所述风扇脉冲打开和关闭。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.08.07 US 14/4536951.一种用于发动机(18)的冷却系统(28),包括:空气冷却器(30),其构造成冷却供给到所述发动机的进气;传感器(38),其构造成产生指示所述进气的温度的温度信号;以及位于所述空气冷却器附近的风扇(46);和与所述传感器和所述风扇通信的控制器(58),其中所述控制器构造成:当所述进气的温度高于阈值温度时,使所述风扇以取决于所述温度信号的速度运行;并且当所述进气的温度低于所述阈值温度时,选择性地使所述风扇脉冲打开和关闭。2.根据权利要求1所述的冷却系统,其中使所述风扇脉冲打开和关闭维持进入所述发动机的进气的温度在基本上恒定的温度。3.根据权利要求1所述的冷却系统,还包括:马达(48),其构造成驱动所述风扇;以及泵(50),其由所述发动机驱动以驱动所述马达。4.根据权利要求3所述的冷却系统,其中使所述风扇脉冲打开和关闭维持在所述马达和泵之间循环的流体的温度在基本上恒定的...

【专利技术属性】
技术研发人员:B·D·霍夫R·R·斯托费尔M·E·雷蒂希
申请(专利权)人:卡特彼勒公司
类型:发明
国别省市:美国,US

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