一种工程机械的散热系统及其控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种工程机械的散热系统及其控制方法，包括散热器、散热风扇、控制器和温度传感器，所述控制器根据温度传感器测得的温度信号控制散热风扇对散热器吹风，所述温度传感器包括发动机水温传感器和变矩器油温传感器，所述发动机水温传感器和变矩器油温传感器分别将发动机水温信号和变矩器油液温度信号反馈至控制器，所述控制器根据温度传感器测得的温度值控制散热风扇的运行。有益效果：本发明专利技术加入变矩器出油温变量，避免了变矩器油温高导致的变矩器热平衡失效。同时加入了环境温度数据，更为精准的控制电磁风扇转速，达到节能和散热功能的平衡。和散热功能的平衡。和散热功能的平衡。

【技术实现步骤摘要】
一种工程机械的散热系统及其控制方法


[0001]本专利技术涉及一种散热系统及其控制方法，特别涉及一种工程机械的散热系统及其控制方法，属于工程机械


技术介绍

[0002]工程机械设备的在工作过程中会产生大量的热，为了确保设备能够持续工作就需要对发热的系统进行散热，进而形成了工程机械设备的散热系统。工程机械设备需要散热的系统包括发动机系统、变矩器和液压系统，发动机系统通过循环水进行散热，而变矩器系统通过循环的变矩器油进行散热，液压系统通过循环的液压油进行散热。所有循环的水和油需要经过散热系统进行散热。
[0003]散热系统包括散热器和散热风扇，通过散热风扇对散热器吹风可以带走散热器散发出的热量，进而提高散热效果。
[0004]变矩器是一种类型的流体联接转移了从旋转动力的原动机，如一个内燃机，到旋转驱动的负载。在配备自动变速器的车辆中，变矩器将动力源连接到负载。它通常位于发动机的挠性板和变矩器之间。变矩器的主要作用是动力的传输，可以将刚性扭矩转化为柔性扭矩，实现无级变速和扭矩的传递，目前已经广泛应用于工程机械设备的动力系统中。但是变矩器在工作过程中会产生大量热量，会使得变矩器油温迅速升高，通常变矩器最高允许油温是115度～120度，短时间内允许达到130度～135度，温度长时间超过上限温度就会造成变矩器损坏。
[0005]目前常见的散热风扇为电磁风扇，即由发动机驱动，并且通过电磁离合器控制散热风扇的启停和转速。对于电磁风扇的控制是通过安装在发动机上的水温传感器来控制风扇的启停和挡位。例如，水温90℃时，风扇进入中速，水温84℃时退出中速；水温97℃时风扇进入高速，水温88℃时退出高速。由于发动机冷却液的比热容较大，且发动机节温器可以调节大小循环，某些特殊工况或实验状态下，会出现水温低但变矩器出口油温高的情况，单纯靠水温控制电磁风扇，导致变矩器总成热平衡失效。同时，在不同的环境温度下，电磁风扇进入中、高档的时机也应不同，环境温度较高时，要尽快进入中、高档；环境温度较低时，可以延缓进入中、高档。
[0006]传统的电磁风扇，仅通过水温传感器来驱动风扇档位，不考虑变矩器油温，且数据恒定，水温90℃时，风扇进入中速，水温84℃时退出中速；水温97℃时风扇进入高速，水温88℃时退出高速，没有考虑环境温度变量，会导致高温环境下，热平衡失效。在重载工况和测试场景下,变矩器油温升温较快，很快就达到变矩器极限油温，但水温却上升较慢，远远达不到设定的散热风扇启动的温度值。例如装载机铲斗大面积插入料堆之后,崛起之前,此时变矩器近乎失速,造成油温快速升高,而水温却处于热平衡之中。另外，在单独测试变矩器的热平衡时,车速为零，水温较油温上升慢，在单靠水温控制的电磁风扇前提下，水温低造成电磁风扇迟迟到不了中速和高速，造成变矩器热平衡失效，严重影响变矩器的寿命和整个工程机械设备的可靠性。

技术实现思路

[0007]专利技术目的：本专利技术的目的是针对现有技术中存在的问题，提供一种可以满足工程机械设备各系统热平衡并且更加节能的工程机械的散热系统及其控制方法。
[0008]技术方案：一种工程机械的散热系统，包括散热器、散热风扇、控制器和温度传感器，所述控制器根据温度传感器测得的温度信号控制散热风扇对散热器吹风，所述温度传感器包括发动机水温传感器和变矩器油温传感器，所述发动机水温传感器和变矩器油温传感器分别将发动机水温信号和变矩器油液温度信号反馈至控制器，所述控制器根据温度传感器测得的温度值控制散热风扇的运行。
[0009]本专利技术通过增加变矩器油温传感器对变矩器工作时油温进行监控，将变矩器油温作为散热风扇的控制条件，无论发动机水温是否达到启动散热风扇进行强制降温的条件，只要变矩器油温或者发动机水温其中有任何一个达到了启动散热风扇进行强制降温的条件，控制器就立即启动散热风扇进行强制降温。能够有效避免变矩器热平衡失效，影响变矩器的寿命和整个工程机械设备的可靠性。
[0010]优选项，为了降低成本并且实现控制器对散热风扇的控制，所述散热风扇为电磁风扇，包括风扇本体、电磁离合器和继电器，所述风扇本体通过电磁离合器与发动机动力输出轴之间可断开式连接，所述控制器通过继电器控制电磁离合器吸合与断开。电磁风扇的工作原理是通过发动机动力输出轴驱动散热风扇工作，并且在发动机动力输出轴之间设置电磁离合器可以控制散热风扇的启停。电磁风扇借助发动机的动力，不需要另外再安装一台驱动散热风扇工作的驱动电机，降低了整机的成本。为了实现控制器对散热风扇的控制只需要通过在控制器与电磁离合器之间安装继电器，控制器发出的弱电控制信号经过继电器可以实现对电磁离合器的控制。
[0011]优选项，为了满足不同整机在工况下散热的需要，所述电磁离合器与发动机动力输出轴之间设有至少两种传动速比的传动机构，所述电磁离合器包括与传动机构对应的离合器单体，离合器单体接合时将对应传动机构接入；所述继电器包括与离合器单体对应继电器单体，所述控制器分别通过继电器单体控制应对的离合器单体。
[0012]通过在电磁离合器与发动机动力输出轴之间设置不同传动速比的传动机构可以实现在发动机转速相同的情况下对散热风扇转速的调节。可以根据传动机构速比大小和传动机构的数量将散热风扇进行挡位划分，通常情况三种传动速比的传动机构时分为高速挡、中速挡和低速挡，两种传动速比的传动机构时分为高速挡和低速挡。
[0013]优选项，为了能够更加精准地控制散热系统，所述温度传感器包括环境温度传感器，所述环境温度传感器分别将环境温度信号反馈至控制器，所述控制器同时根据环境温度信号、发动机水温信号和变矩器油液温度信号控制散热风扇的运行。由于环境温度对各个系统的热平衡会产生较大的影响，将环境温度作为散热系统控制的考虑因素能够更加精准地控制散热系统。
[0014]优选项，为了降低成本并且提高信号传输的可靠性，所述控制器和温度传感器之间信号的传输通过CAN总线连接。各温度传感器之间信号的传输借用车辆现有的CAN总线进行传输，本专利技术不再使用传统的电阻式油温传感器，而是同过CAN总线报文读取变矩器出口油温报文，解析并交由控制器处理；同时通过CAN总线读取环境温度报文并解析，交由控制器处理。
[0015]一种工程机械的散热系统的控制方法，包括以下步骤：步骤一、系统启动，整机通电后，系统自检，包括温度传感器和散热风扇检测；当自检发现故障，则停机检修；当自检通过，则完成系统启动，进入步骤二；步骤二、环境温度监测，控制器通过环境温度传感器采集当前环境温度，根据当前环境温度选择的控制模式，所述控制模式包括高温模式、常温模式和低温模式；当前环境温度高于系统设定的高温值时，系统选择高温模式进入步骤三；当前环境温度低于系统设定的低温值时，系统选择低温模式进入步骤五；当前环境温度处于系统设定的高温值与低温值之间时，系统选择常温模式进入步骤四；步骤三、高温模式，分别设定高温模式下启动和关闭散热风扇的发动机水温值、启动和关闭散热风扇的变矩器油温值、控制散热风扇换挡和恢复上一挡位的发动机水温值和控制散热风扇换挡和恢本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种工程机械的散热系统，包括散热器（1）、散热风扇（2）、控制器（3）和温度传感器（4），所述控制器（3）根据温度传感器（4）测得的温度信号控制散热风扇（2）对散热器（1）吹风，其特征在于：所述温度传感器（4）包括发动机水温传感器（41）和变矩器油温传感器（42），所述发动机水温传感器（41）和变矩器油温传感器（42）分别将发动机水温信号和变矩器油液温度信号反馈至控制器（3），所述控制器（3）根据温度传感器（4）测得的温度值控制散热风扇（2）的运行。2.根据权利要求1所述的工程机械的散热系统，其特征在于：所述散热风扇（2）为电磁风扇，包括风扇本体（21）、电磁离合器（22）和继电器（23），所述风扇本体（21）通过电磁离合器（22）与发动机动力输出轴之间可断开式连接，所述控制器（3）通过继电器（23）控制电磁离合器（22）吸合与断开。3.根据权利要求2所述的工程机械的散热系统，其特征在于：所述电磁离合器（22）与发动机动力输出轴之间设有至少两种传动速比的传动机构，所述电磁离合器（22）包括与传动机构对应的离合器单体，离合器单体接合时将对应传动机构接入；所述继电器（23）包括与离合器单体对应继电器单体，所述控制器（3）分别通过继电器单体控制应对的离合器单体。4.根据权利要求1
‑
3中任一项所述的工程机械的散热系统，其特征在于：所述温度传感器（4）包括环境温度传感器（43），所述环境温度传感器（43）分别将环境温度信号反馈至控制器（3），所述控制器（3）同时根据环境温度信号、发动机水温信号和变矩器油液温度信号控制散热风扇（2）的运行。5.根据权利要求4所述的工程机械的散热系统，其特征在于：所述控制器（3）和温度传感器（4）之间信号的传输通过CAN总线连接。6.一种根据权利要求4所述的工程机械的散热系统的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、系统启动，整机通电后，系统自检，包括温度传感器（4）和散热风扇（2）检测；当自检发现故障，则停机检修；当自检通过，则完成系统启动，进入步骤二；步骤二、环境温度监测，控制器（3）通过环境温度传感器（43）采集当前环境温度，根据当前环境温度选择的控制模式，所述控制模式包括高温模式、常温模式和低温模式；当前环境温度高于系统设定的高温值时，系统选择高温模式进入步骤三；当前环境温度低于系统设定的低温值时，系统选择低温模式进入步骤五；当前环境温度处于系统设定的高温值与低温值之间时，系统选择常温模式进入步骤四；步骤三、高温模式，分别设定高温模式下启动和关闭散热风扇（2）的发动机水温值、启动和关闭散热风扇（2）的变矩器油温值、控制散热风扇（2）换挡和恢复上一挡位的发动机水温值和控制散热风扇（2）换挡和恢复上一挡位的变矩器油温值；控制器（3）分别同时对发动机水温和变矩器油温进行监测；当测得的发动机水温值或变矩器油温值任一值达到启动散热风扇（2）的设定值时，控制器（3）启动散热风扇（2）；当测得的发动机水温值和变矩器油温值均低于关闭散热风扇（2）的设定值时，控制器（3）关闭散热风扇（2）；当测得的发动机水温值或变矩器油温值任一值达到散热风扇（2）换挡设定值时，控制器（3）通过继电器单体控制应对的离合器单体，通过不同速比传动机构的切换提高散热风
扇（2）的转速；当测得的发动机水温值和变矩器油温值均低于关闭散热风扇（2）恢复上一挡位的设定值时，控制器（3）通过继电器单体控制应对的离合器单体，通过不同速比传动机构的切换恢复上一挡位散热风扇（2）的转速；步骤四、常温模式，分别设定常温模式下启动和关闭散热风扇（2）的发动机水温值、启动和关闭散热风扇（2）的变矩器油温值、控制散热风扇（2）换挡和恢复上一挡位的发动机水温值和控制散热风扇（2）换挡和恢复上一挡位的变矩器油温值；控...

【专利技术属性】
技术研发人员：时伟，张治坤，黄家胜，孟士伟，
申请(专利权)人：山推德州工程机械有限公司，
类型：发明
国别省市：