一种水上传动与风扇传动的综合控制方法及其系统技术方案

本发明专利技术提出一种水上传动与风扇传动综合控制方法及其系统，该方法及系统为水上传动液压控制系统和风扇传动液压控制系统设置一个共用的变量泵控制系统，并对变量泵控制系统配置高于设定负载压力的溢流阀和开关阀，同时为风扇传动液压控制系统设置流量调节阀，该方法及系统实现了对各种工况的优化控制，当车辆在水上行驶时，本发明专利技术在确保水上航速的前提下，使风扇传动系统仍能够正常工作；当车辆在水上停止时，实现风扇传动系统随发动机水温变化调节转速的功能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于一种水上传动与风扇传动的综合控制领域，具体涉及一种在装甲车辆中，当风扇传动系统与水上传动系统共用油源时，为保证车辆在水上行驶时在确保能够实现最大航速的前提下，实现水上传动与风扇传动协调工作的综合控制方法及其系统。
技术介绍
目前在我国的坦克装甲车辆中，风扇传动系统与水上传动系统是两个重要的子系统。风扇传动系统车辆冷却系统的重要组成部件之一，发动机及传动部件散发的热量主要靠风扇带走，它的性能直接影响到冷却系统直至发动机的工作。泵、马达静液传动作为风扇传动能保护整个传动系统，利用控制变量泵的输出来调节马达转速使装甲车冷却系统冷却风扇的转速随发动机的水温自动进行调节，以实现省功、节能，提高车辆机动性，增大行驶半径，延长发动机寿命的目的。现有技术中，风扇传动系统通过风扇传动液压控制系统对风扇进行驱动，并通过风扇对车辆的发动机水温进行冷却水上传动液压系统由1个泵带动1个或2个马达，马达可以实现正、反转，以实现整车在水上行驶时的前进与倒退，通过对泵的输出排量的调节可以控制马达的转速，进而控制车辆在水上的航速。现有技术中，水上传动系统通过水上液压控制系统对螺旋桨进行驱动，通过螺旋桨驱动车辆在水上行驶。在目前的坦克装甲车辆中风扇传动液压控制系统与水上传动液压控制系统都各有一个变量泵作为动力源。但在实际的应用中，水上行驶时间在整车的全寿命使用周期中所占比例很小。同时设置两个泵，其体积与重量对于整车而言均是不小的负担。为提高泵的利用率，优化方案，两个系统共用一个变泵量是一个必然的需求，然而两个液压控制系统共用一个变量泵也必然会存在综合控制的问题，如何解决共用的问题，并且充分发挥出两个系统的性能是本专利技术要解决的重点问题。
技术实现思路
本专利技术的目的之一在于提供一种水上传动与风扇传动综合控制方法，是为了实现了水上传动液压控制系统与风扇传动液压控制系统共用油源的车辆在水上行驶时，在确保水上航速的前提下，使风扇传动液压控制系统正常工作，同时车辆在水上停止时，实现风扇传动液压控制系统随温度变化调节转速的功能。本专利技术是通过如下技术方案实现的一种水上传动与风扇传动的综合控制方法，该方法是为水上传动液压控制系统和风扇传动液压控制系统设置一个共用的变量泵控制系统，该方法包括如下步骤1)判断发动机水温是否过热，当发动机水温过热时，协调风扇转速与水上航速的关系，合理分配两个液压控制系统之间的流量，实现对两个液压控制系统的综合控制；当发动机水温下降至安全温度时，确保车辆在水上以最大航速行驶的前提下，对风扇传动液压控制系统进行控制；2)当车辆在路上行驶或在水上行驶停止时，关闭水上传动液压控制系统，对风扇传动液压控制系统进行控制，实现对风扇运行状态的切换。其中，所述步骤1)中，通过安装于发动机上的水温传感器或与发动机相连的CAN 总线来监控发动机的水温信息；当发动机水温过热时，通过安装在风扇驱动马达上的转速传感器来监控风扇的转速，将风扇常开流量调节阀的开度加大，直至风扇的转速上升至额定最大转速，从而使发动水温下降至安全温度。其中，所述步骤1)中，通过安装于发动机上的水温传感器或与发动机相连的CAN 总线来监控发动机的水温信息；当发动机水温下降至安全温度时，为了保证水上行驶车辆最大航速的要求，将变量泵中高压控制开关阀通电关闭，则变量泵的最大输出压力由水上传动溢流阀进行限定，且变量泵的最大输出流量的分配由风扇常开流量调节阀进行分配， 将水上传动控制开关阀和风扇常开流量调节阀通电，控制风扇常开流量调节阀的开度减小，直至既能够确保水上传动液压控制系统的最大流量需求，又能够保证风扇传动液压控制系统的流量需求。其中，所述风扇常开流量调节阀的开度控制方法为水上传动液压控制系统的最大流量是根据水上最大航速对应的水上传动马达的转速而求得的，如公式A所示qvm=2x VgmXtlm(A)IOOOxT7m其中，Qvm为水上传动液压控制系统的最大流量，Vgffl为水上传动马达的排量，nffl为水上航速最大时对应的水上传动马达的转速，nm为系统的效率。根据下式B求得系统的总流量V χ ηqvp=T^z^(B)1000 X "v其中，Qn5为系统的流量，Vgp为变量泵的排量，η为发动机的转速，ην为系统的效率。用系统的总流量减去水上传动液压控制系统所需的最大流量，得出风扇传动液压控制系统所分得的流量，根据欧姆定律求得线圈的控制电压，用控制电压除以线圈的额定工作电压求得驱动该阀的PWM占空比的大小，根据PWM占空比来控制风扇常开流量调节阀 (12)的开度减小至风扇传动液压控制系统所分得的流量。其中，所述步骤2)中，控制风扇传动液压控制系统的方法为当需要风扇停转时， 对变量泵低压控制开关阀通电，将变量泵低压限定溢流阀的压力调至最小，使变量泵的输出压力为最小，无流量输出，即实现风扇停转的控制；当需要风扇低速运转时，使变量泵低压控制开关阀、变量泵中高压控制开关阀、水上传动控制开关阀、风扇常开流量调节阀和风扇常闭流量调节阀均处于常位，即实现风扇低速动转的控制；当需要风扇高速运转时，将变量泵中压限定溢流阀的压力调高或将变量泵中压控制开关阀关闭，此时变量泵按风扇的最大压力输出，即实现风扇高速运转的控制，当风扇转速仍需提高时，控制风扇常闭流量调节阀调节风扇转速。本专利技术的另一目的在于提出一种水上传动与风扇传动的综合控制系统，该系统包括变量泵控制系统、水上传动液压控制系统和风扇传动液压控制系统，所述变量泵控制系统包括变量泵、变量泵低压控制开关阀、变量泵中高压控制开关阀、变量泵中高压限定溢流阀和变量泵低压限定溢流阀；所述水上传动液压控制系统包括水上传动马达、水上传动溢流阀和水上传动控制开关阀；所述风扇传动液压控制系统包括风扇传动马达、变量泵补油压力限定溢流阀、风扇马达保护溢流阀、风扇常开流量调节阀和风扇常闭流量调节阀；所述变量泵、水上传动马达和风扇传动马达通过管路T与车辆的油箱相连；所述变量泵的进油口分别通过管路S与水上传动马达的出油口和风扇传动马达的出油口相连通，用于使水上传动马达和风扇传动马达的回油流入变量泵中，形成闭式循环；所述变量泵的出油口通过管路B分别与水上传动马达的进油口和风扇传动马达的进油口相连通，用于驱动水上传动马达和风扇传动马达运转；与水上传动马达相连通的管路B上设有水上传动控制开关阀，与风扇传动马达相连通的管路B设有风扇常开流量调节阀和风扇常闭流量调节阀；所述变量泵的控制口 X分别通过变量泵低压控制开关阀、变量泵中高压控制开关阀与变量泵低压限定溢流阀、变量泵中高压限定溢流阀相连，所述变量泵低压限定溢流阀用于控制风扇的低速运转或停转，所述变量泵中高压限定溢流阀用于控制风扇高速运转或水上传动；所述水上传动液压控制系统还包括用于限定水上传动液压控制系统压力的水上传动溢流阀，该溢流阀分别与管路B和管路S相连；所述风扇传动液压控制系统还包括用于限定变量泵补油压力的变量泵补油压力限定溢流阀和用于限定风扇工作压力的风扇马达保护溢流阀，这两个溢流阀分别于管路B和管路S相连，并且变量泵补油压力限定溢流阀还与管路T相连。其中，该综合控制系统进一步包括安装在发动机上的转速传感器和水温传感器以及安装在风扇传动马达上的转速传感器。其中，该综合控制系统进一步包括用于接收转速信息和水温本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种水上传动与风扇传动的综合控制方法，该方法是为水上传动液压控制系统和风扇传动液压控制系统设置一个共用的变量泵控制系统，其特征在于：该方法包括如下步骤：１）判断发动机水温是否过热，当发动机水温过热时，协调风扇转速与水上航速的关系，合理分配两个液压控制系统之间的流量，实现对两个液压控制系统的综合控制；当发动机水温下降至安全温度时，确保车辆在水上以最大航速行驶的前提下，对风扇传动液压控制系统进行控制；２）当车辆在路上行驶或在水上行驶停止时，关闭水上传动液压控制系统，对风扇传动液压控制系统进行控制，实现对风扇运行状态的切换。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：宋慧新，贾川，陈宇，田小燕，买靖东，侯友山，肖洁，赵宁，曹宇，
申请(专利权)人：中国北方车辆研究所，
类型：发明
国别省市：11