工程机械散热控制系统技术方案

本实用新型专利技术涉及散热系统，为解决现有采用单幅大直径风扇散热系统耗能多、效率低、噪音大、安装维护难的问题；提供一种工程机械散热控制系统，包括若干个散热模块、电源模块和人机交互模块；每个散热模块的风扇由直流电动机驱动，主控ECU依据外部控制指令或者在无外部控制指令的情况下依据温度传感器所检测到的介质温度和自身存储的控制策略驱动并控制电动机转动实现散热器介质温度闭环控制；在本实用新型专利技术中，该散热控制系统降低整机的噪声和能耗，各散热模块可以根据整机的空间布局灵活地分别布置在整机的各处，从而方便整机的设计布局。

【技术实现步骤摘要】
工程机械散热控制系统
本技术涉及一种散热系统，更具体地说，涉及一种工程机械散热控制系统。
技术介绍
工程机械由于其本身功能、作业特点，往往同时需要对多个系统进行散热,例如装载机在工作过程中常需对其液压油、变矩器油、发动机水、气等部件同时散热，使其各个散热模块热平衡后的进出口介质的温度均满足对应零部件的使用要求。一直以来，装载机普遍采用单副大直径风扇，与发动机直联驱动、或通过额外的定、变量液压系统驱动，使其旋转从而使冷风穿过整机液、水、气散热器进行热交换散热。直联驱动的方式将导致风扇转速与发动机转速线性相关，无法依据装载机的实际作业循环特点，进行转速调控，散热功率占比高、能量利用率低，风域涡流强度高、噪音大。采用定、变量液压系统驱动的方式，虽能实现依据各散热器进、出口温度对风扇转速进行逻辑控制，但是，一方面，由于单副风扇的限制，只能采用“或”控制逻辑，即任一散热模块温度的升高均会导致其转速的增加，仍然存在着较大的功率浪费。另一方面定量液压系统一般采用溢流的方法改变流量，从而改变风扇转速，并无明显节能效果；变量液压系统存在成本高、管路冗繁、维护难的缺点。此外，传统散热技术的以上短板不可避免地导致散热系统整体体积庞大、布局混乱，造成设计、维护、维修成本高。随着国内、外市场对装载机噪音、排放及其油耗标准的日益提高，上述技术使装载机散热系统越来越捉襟见肘。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是针对现有采用单幅大直径风扇散热系统耗能多、效率低、噪音大、安装维护难的问题，而提供一种便于降低整机噪声、降低作业油耗的工程机械散热控制系统。本技术为实现其目的的技术方案是这样的：提供一种工程机械散热控制系统，其特征在于包括若干个散热模块、电源模块和人机交互模块；每个所述的散热模块包括散热器、与散热器适配风扇、驱动风扇转动的直流电动机、用于检测散热器介质温度的温度传感器、与温度传感器连接且用于驱动并控制电动机转速的主控ECU；所述主控ECU依据外部控制指令或者在无外部控制指令的情况下依据温度传感器所检测到的介质温度和自身存储的控制策略驱动并控制所述电动机转动实现散热器介质温度闭环控制；所述人机交互模块用于接受各个所述主控ECU输出的各散热模块的参数量并显示以及输入外部操作指令并向各个散热模块的主控ECU传输外部控制指令；所述电源模块包括发动机和由发动机驱动的直流发电机，各散热模块的电源接入端子并联于直流发电机的电能输出端。在本技术中，该散热系统依据工程机械的散热需求，分别对各对应的散热模块实现精确有效的温度控制，从而降低整机的噪声和能耗，同时，各散热模块相对于传统多个散热器集成而成的散热芯子，其体积小，可以根据整机的空间布局灵活地分别布置在整机的各处，从而方便整机的设计布局。进一步地，上述工程机械散热控制系统中，所述人机交互模块包括显示器、人机交互控制器、参数量采集器；所述人机交互模块通过外部指令输入设备输入外部控制指令并通过与各主控ECU的外部指令输入端子连接的人机交互控制器向各主控ECU输出各散热模块的外部控制指令；所述参数量采集器与各主控ECU的状态量输出端子连接并将采集到的各散热模块的参数量传输至显示器并在显示器上显示。在本技术中，显示器可以是触摸屏，结合软件编程，将其作为外部指令输入设备，用于输入外部指令，对各散热模块进行控制。外部指令输入设备还可以是与人机交互控制器连接的按键或旋钮等。进一步地，上述工程机械散热控制系统中，各主控ECU的状态量输出端子是基于CAN总线的输出端子，将该散热模块的电流、电压、能耗、风扇转速、散热器介质进出口温度的状态量实时以报文的形式发出。进一步地，上述工程机械散热控制系统中，所述工程机械为装载机，所述散热模块包括有空空中冷散热模块、水冷散热模块、变矩器油散热模块、液压油散热模块。散热模块可以工程机械的散热需求而进行增减，各散热模块相互独立运转。进一步地，上述工程机械散热控制系统中，还包括外设及调试端子模块，所述外设及调试端子模块包括为整机其它用电设备提供电能的电源输出端子和用于散热控制系统检测、调试、与整机其它控制模块进行通讯的CAN总线输出端子；所述电源输出端子与发电机的电能输出端连接；所述CAN总线输出端子与所述参数量采集器连接。进一步地，上述工程机械散热控制系统中，所述发电机为直流发电机，所述直流发电机的工作信号输出端与人机交互控制器连接，所述人机交互控制器在无外部控制指令输入的情况时将各散热模块的启动与关闭与发电机的启动与关闭同步。进一步地，上述工程机械散热控制系统中，所述电源模块还包括连接在发电机的电能输出端的蓄电池组。进一步地，上述工程机械散热控制系统中，每个散热模块中设置有一至三个风扇。进一步地，上述工程机械散热控制系统中，所述温度传感器包括用于测量散热器介质入口温度的入口温度传感器和用于测量散热器介质出口温度的出口温度传感器。进一步地，上述工程机械散热控制系统中，所述人机交互模块还包括与所述人机交互控制器连接的应急开关按钮，当应急开关按钮向所述人机交互控制器输出预定信号时所述人机交互控制器向各主控ECU输出使各散热模块中电动机以预设转速转动的外部控制指令。例如当温度传感器出现故障时，主控ECU无法实现闭环控制，为了整机能够正常作业，此时通过应急开关按钮向所述人机交互控制器输入一个外部控制指令，使得主控ECU控制各电动机以预设的恒定转速转动，从而使得机器能够正常工作。本技术与现有技术相比，本技术采用发动机自身发电机直接供电，搭配温度传感器，通过主控ECU驱动各散热模块的无刷电动机带动风扇。通过对电动机的无级自动调速，始终智能地为整机的动力系统、传动系统、液压系统、空调系统维持一个最佳温度。该系统成功地使整机噪音降低，作业油耗下降，每年可为机主节约运行成本。附图说明图1是本技术中装载机的散热控制系统原理图。图2是本技术中电源模块的原理图。图3是本技术中散热模块的原理图。图4是本技术中各散热模块中散热器集成安装后正面的结构示意图。图5是本技术中各散热模块中散热器集成安装后背面的结构示意图。具体实施方式下面结合附图说明具体实施方案。如图1所示，本实施例中的工程机械散热控制系统为装载机散热控制系统，在该散热控制系统中包含对动力系统、传动系统、液压系统、空调系统中介质散热的水冷散热模块4、变矩器油散热模块5、液压油散热模块6、空空中冷散热模块3以及电源模块1、线束模块2、人机交互模块7和外设及调试端子模块8。如图3所示，每个散热模块包括散热器23、与散热器适配风扇24、驱动风扇转动的直流电动机、用于检测散热器介质温度的温度传感器、与温度传感器连接且用于驱动并控制电动机转速的主控ECU20。温度传感器包括用于测量散热器介质入口温度的入口温度传感器25和用于测量散热器介质出口温度的出口温度传感器22。主控ECU20的功能端子有多通道风扇驱动端子26、状态量输出端子27、入口温度信号输入端子28、外部指令输入端子30、电源正极输入端子29、出口温度信号输入端子31、电源负极输入端子32。出口温度传感器22与主控ECU的出口温度信号输入端子31连接，入口温度传感器25与主控ECU的入口温度信号输入端子31连接，各自向主控ECU传本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种工程机械散热控制系统，其特征在于包括若干个散热模块、电源模块和人机交互模块；每个所述的散热模块包括散热器、与散热器适配风扇、驱动风扇转动的直流电动机、用于检测散热器介质温度的温度传感器、与温度传感器连接且用于驱动并控制电动机转速的主控ECU；所述主控ECU依据外部控制指令或者在无外部控制指令的情况下依据温度传感器所检测到的介质温度和自身存储的控制策略驱动并控制所述电动机转动实现散热器介质温度闭环控制；所述人机交互模块用于接受各个所述主控ECU输出的各散热模块的参数量并显示以及输入外部操作指令并向各个散热模块的主控ECU传输外部控制指令；所述电源模块包括发动机和由发动机驱动的直流发电机，各散热模块的电源接入端子并联于直流发电机的电能输出端。

【技术特征摘要】
1.一种工程机械散热控制系统，其特征在于包括若干个散热模块、电源模块和人机交互模块；每个所述的散热模块包括散热器、与散热器适配风扇、驱动风扇转动的直流电动机、用于检测散热器介质温度的温度传感器、与温度传感器连接且用于驱动并控制电动机转速的主控ECU；所述主控ECU依据外部控制指令或者在无外部控制指令的情况下依据温度传感器所检测到的介质温度和自身存储的控制策略驱动并控制所述电动机转动实现散热器介质温度闭环控制；所述人机交互模块用于接受各个所述主控ECU输出的各散热模块的参数量并显示以及输入外部操作指令并向各个散热模块的主控ECU传输外部控制指令；所述电源模块包括发动机和由发动机驱动的直流发电机，各散热模块的电源接入端子并联于直流发电机的电能输出端。2.根据权利要求1所述的工程机械散热控制系统，其特征在于所述人机交互模块包括显示器、人机交互控制器、参数量采集器；所述人机交互模块通过外部指令输入设备输入外部控制指令并通过与各主控ECU的外部指令输入端子连接的人机交互控制器向各主控ECU输出各散热模块的外部控制指令；所述参数量采集器与各主控ECU的状态量输出端子连接并将采集到的各散热模块的参数量传输至显示器并在显示器上显示。3.根据权利要求2所述的工程机械散热控制系统，其特征在于各主控ECU的状态量输出端子是基于CAN总线的输出端子，将该散热模块的电流、电压、能耗、风扇转速、散热器介质进出口温度的状态量实时以报文的形式发出。4.根据权利要求1至3中任一项所述的工程机械散热控...

【专利技术属性】
技术研发人员：段传栋，陈礼光，王涛，黄远伟，张碧荣，陈继炯，
申请(专利权)人：广西柳工机械股份有限公司，
类型：新型
国别省市：广西,45