抓料机、挖掘机自适应独立冷却系统的制作方法

1.本实用新型涉及冷却控制技术领域，具体而言，涉及一种抓料机、挖掘机自适应独立冷却系统。


背景技术：

2.车辆为了正常运行，需要对发动机进行冷却，一般采用水冷方式。这种水冷方式需要设置一个散热器，通过循环管道与发动机连接，工作时在循环管道中注水，利用水来传导热量。为了保证散热效果，需要设置风扇来向散热器表面吹风。
3.现有专利cn104863685a，专利名称“一种车用电动风扇控制方法和系统”，包括步骤：1、根据发动机水温、当前车速和环境温度确定发动机风量需求；2、获取一个或多个辅助风量需求，所述辅助风量需求包括变速箱油温信号风量需求、获取热能管理风量需求或获取附件风量需求；3、根据所述发动力风量需求以及辅助风量需求，确定最大风扇风量需求；4、根据所述最大风扇风量需求进行风扇转速控制。该实用新型将车速、发动机冷却液温度、环境温度作为风扇控制的主要因素，同时结合变速箱油温、热能管理或其他附件，来精确控制电动风扇的转速，尽可能使风扇处于低速运行状态，使发动机的水温稳定，保证发动机在最佳工作温度运行，达到节油减排的功能。但由于此实用新型针对的是公路用车辆，即轿车、客车类，它们在使用过程中，主要是车速变化，造成水散热器扇热量需要不同，所以需要调整风扇占空比。而工程机械在工作过程中，车速相对稳定，因此风扇的控制输入与工作发动机转速关系不大，同时公路用车辆的散热器形式简单，单排式，使用电子风扇即可散热，而工程机械采用液压扇热和水散热器集成式散热，电子风扇并不适合此类工况，而需要充分考虑发动机对空空中冷的限制要求，因此，如何根据工程机械的工作环境精确控制风扇转速成为本领域人员研究的重点。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种抓料机、挖掘机自适应独立冷却系统，以解决现有技术不足的问题。
5.本实用新型的实施例通过以下技术方案实现：
6.一种所述的抓料机、挖掘机自适应独立冷却系统，包括：
7.控制器，其预存有中冷器后进气温度、冷却水温、液压油温和环境温度各自与风扇转速需求的映射关系以及油压、电流和风扇转速之间的映射关系；
8.与控制器连接的若干温度传感器，分别用于监测中冷器后进气温度、冷却水温、液压油温和环境温度；
9.与控制器连接的控制阀组，其接收来自控制器的电流信号、并根据电流信号使控制阀组开启相应程度；
10.液压马达，其与控制阀组连接；
11.风扇，其与液压马达连接。
12.进一步地，所述的抓料机、挖掘机自适应独立冷却系统，还包括转速传感器，其用于监测液压马达转速、并反馈至控制器。
13.进一步地，所述的抓料机、挖掘机自适应独立冷却系统，还包括强制冷却功能按钮，其用于在紧急情况下快速启动风扇。
14.进一步地，所述抓料机、挖掘机自适应独立冷却系统，还包括风扇反吹功能按钮，其用于启动风扇反吹除尘。
15.本实用新型实施例的技术方案至少具有如下优点和有益效果：
16.本实用新型以工程机械实际工况为出发点，充分综合考虑中冷器后进气温度、冷却水温、液压油温和环境温度对风扇的转速需求，确定风扇最大转速需求，从而控制风扇转速，使风扇尽可能低速运行，不仅降低了风扇的功率消耗，而且提高了冷却系统的冷却效率。
附图说明
17.为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
18.图1为本实用新型实施例1提供的一种抓料机、挖掘机自适应独立冷却系统的结构示意图；
19.图2是油压、电流和风扇转速之间的映射关系曲线图。
20.图标：1
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齿轮泵，2
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柴油机，3
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集成冷却器，4
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液压马达，5
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控制阀组，6
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风扇，7
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温度传感器，8
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柴油机ecm，9
‑
控制器。
具体实施方式
21.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
22.因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
23.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
24.在本实用新型的描述中，需要说明的是，若出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
25.在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
26.实施例1
27.参见图1所示，本实施例还提供了一种抓料机、挖掘机自适应独立冷却系统，包括控制器9、若干温度传感器7、控制阀组5、液压马达4和风扇6，所述若干温度传感器7连接控制器9的输入端，控制器9的输出端连接控制阀组5，柴油机2通过油管连接齿轮泵1，齿轮泵1通过油管液压马达4，液压马达4通过回油管回流至柴油机的液压油箱，液压马达4用于控制风扇6转动，风扇6对集成冷却器3进行制冷降温，而控制阀组5用于控制进入液压马达4的油压大小，所述控制器9，其预存有中冷器后进气温度、冷却水温、液压油温和环境温度各自与风扇转速需求的映射关系以及油压、电流和风扇转速之间的映射关系。
28.具体在工作过程中，首先通过设置的若干温度传感器7分别用于监测中冷器后进气温度(取自柴油机ecm8)、冷却水温、液压油温和环境温度，并将监测数据实时反馈至控制器9；紧接着控制器9根据预存的温度与转速的映射关系，对比参数数据库，获得最大转速需求，再通过油压、电流和风扇转速之间的映射关系，以最大转速需求为基准，获取对应的电流，然后通过控制器9向控制阀组5输出该电流信号；最终控制阀组5获得该电流信号后，阀芯开启相应的开合度，使液压油进入液压马达4，液压马达4的油压达到对应的压力大小，也即完成了风扇6转速的控制。与此同时，为了确定风扇转速是否达到了预期，系统还设置有转速传感器，通过转速传感器实时将转速反馈至控制器，以保证控制器能实时掌握风扇转速。
29.此外，所述系统还包括强制冷却功能按钮和风扇反吹功能按钮，所述强制冷却功能按钮用于在紧急情况下快速启动风扇，风扇反吹功能按钮用于启动风扇反吹除尘。
30.参见图2所示，本实施例还提供了一种抓料机、挖掘机自适应独立冷却方法，包括以下步骤：
31.1)根据中冷器后进气温度、冷却水温、液压油温和环境温度确定各类温度对应的风扇转速需求；
32.具体的：
33.首先，建立中冷器后进气温度、冷却水温、液压油温和环境温度各自与风扇转速需求的映射关系，该映射关系是发动机厂家是根据国家标准制定的参数数据表，该参数数据表内包括了相应温度值对应的风扇转速；
34.接着，通过现有技术手段，如温度传感器监测，获取中冷器后进气温度、冷却水温、液压油温和环境温度的实时数据；
35.最后，将获得的数据与参数数据表内的数据进行对比，获得在当前工况下的中冷器后进气温度、冷却水温、液压油温和环境温度对应的风扇转速需要求。
36.2)通过比较步骤1)中各参数实时状态下对应的风扇转速需要求值，输出比较后的最大值；
37.3)根据最大风扇转需求控制风扇转速；
38.具体的：
39.3.1)建立油压、电流和风扇转速之间的映射关系，如图2所示；
40.3.2)待最大风扇转速需求确定完成后，根据步骤3.1)中的映射关系，由确定的最大风扇转速需求找到左侧纵坐标对应的转速值，由转速值找到曲线对应的电流值，然后输出对应的电流信号；
41.3.3)将步骤3.2)的中电流信号输入到控制阀组，使控制阀组对应开启相应的开合度，使液压马达的油压达到步骤3.1)中映射关系的油压值，从而实现风扇转速控制。
42.步骤3)中与传统控制风扇转速的方式相比，传统的方式是：发动机通过皮带轮直接驱动风扇，风扇转速与发动机的转速比值为0.87：1，风扇转速由发动机转速确定，而本技术是充分综合考虑中冷器后进气温度、冷却水温、液压油温和环境温度对风扇的转速需求，确定风扇最大转速需求后，通过建立转速、电流和压力之间的映射关系，由确定风扇最大转速需求获得对应的电流，由电流确定控制阀组的开合度，保证进入液压马达的油压达到对应的压力，从而精确控制风扇转速。
43.经测试后发现，采用上述冷却方法，能明显的降低风扇转速，风扇功耗降低，噪音降低，同时具体参见表1，
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表1
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由表1看出，1)产品在8档左右工作性价比最高；2)按全年平均环境温度(广州)23度，平均负荷率在37％左右，在与测试环温相当，保守节油约在0.1
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0.3l/h；全年工作按均计2000h，全年约节油：400
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600l/年。
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由表2使用自适应冷却控制(夏季外)，机外噪音为103分贝，噪音降低7db；司机室内为75.5db，相比降低1db。
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以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。