專利名稱：用于動力機的徑向通風(fēng)軸流式風(fēng)扇的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種動力機。更特別地，本發(fā)明涉及一種用于冷卻與動力 機相關(guān)的元件和流體的系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
動力機通常使用內(nèi)燃機提供動力來推動機器。另外，內(nèi)燃機能夠提供 動力給系統(tǒng)，該系統(tǒng)被設(shè)置成能夠為動力機提供其他功能。例如， 一些動 力機包括液壓系統(tǒng)，該液壓系統(tǒng)可以接收來自諸如內(nèi)燃機的源的動力，并 將該動力轉(zhuǎn)換成可用的形式以完成操作任務(wù)。
諸如內(nèi)燃機和液壓動力供給的動力系統(tǒng)在運行過程中產(chǎn)生大量的熱。 因此，需要提供各種冷卻設(shè)備除去來自動力系統(tǒng)的熱，以保證動力系統(tǒng)內(nèi) 的溫度，使動力系統(tǒng)在避免受到潛在熱量帶來的損害的情況下有效地運 行。

發(fā)明內(nèi)容
在一個說明性的實施例中，描述了一種用于具有發(fā)動機室和熱交換器 室的動力機的熱交換系統(tǒng)。該熱交換系統(tǒng)舉例說明包括位于熱交換器室和 發(fā)動機室之間的風(fēng)扇罩。風(fēng)扇組件定位在風(fēng)扇罩內(nèi)，其包括連接于中心軸 的軸流式風(fēng)扇和徑流式風(fēng)扇。風(fēng)扇組件具有縱向軸線，其縱向地延伸通過 所述中心軸。風(fēng)扇驅(qū)動機構(gòu)可操作地連接至風(fēng)扇組件。設(shè)置該風(fēng)扇驅(qū)動機 構(gòu)使風(fēng)扇組件繞所述縱向軸線在第一方向和第二方向上轉(zhuǎn)動?？刂破骺刹?作地連接至風(fēng)扇驅(qū)動機構(gòu)。該控制器被構(gòu)成用以為所述風(fēng)扇驅(qū)動機構(gòu)提供 使所述風(fēng)扇驅(qū)動機構(gòu)在第一方向上轉(zhuǎn)動的第一控制信號，和使所述風(fēng)扇驅(qū) 動機構(gòu)在第二方向上轉(zhuǎn)動的第二控制信號。
在另一說明性的實施例中，描述了一種具有位于發(fā)動機室內(nèi)的發(fā)動機 和位于熱交換器室內(nèi)的熱交換器的動力機。該動力機包括具有風(fēng)扇組件的風(fēng)扇罩，該風(fēng)扇組件位于所述罩內(nèi)。所述風(fēng)扇罩定位在發(fā)動機室和熱交換 器室之間。設(shè)置風(fēng)扇組件使其在第一方向和第二方向上轉(zhuǎn)動。該動力機進 一步包括設(shè)置傳感器以提供用于指示運行狀況的傳感器信號，和能夠由控 制器操控的風(fēng)扇超馳控制裝置。設(shè)置該風(fēng)扇超馳控制裝置以提供用于指示 其狀態(tài)的超馳信號。所述控制器可操作地連接至風(fēng)扇組件，且被設(shè)置用以 接收傳感器信號和風(fēng)扇超馳信號。所述控制器設(shè)置用以基于傳感器信號和 控制器信號控制風(fēng)扇組件的轉(zhuǎn)動。
在又一說明性的實施例中，描述了在動力機中交換熱量的方法。該方 法包括提供位于發(fā)動機室和熱交換器室之間的風(fēng)扇罩的步驟，風(fēng)扇罩包括 位于其中的風(fēng)扇組件，該風(fēng)扇組件具有可操作地連接至徑流式風(fēng)扇的軸流 式風(fēng)扇。所述風(fēng)扇組件能夠在兩個不同的方向上轉(zhuǎn)動。該方法進一步包括 接收用于指示風(fēng)扇超馳輸入狀態(tài)的第一輸入信號，和指示動力機運行狀況 的第二輸入信號。響應(yīng)于第一和第二輸入信號控制風(fēng)扇組件的轉(zhuǎn)動。
上述發(fā)明內(nèi)容僅簡單地介紹了本發(fā)明的構(gòu)思選擇，在下面的具體實施 例中將對此作進一步地闡述。上述發(fā)明內(nèi)容既不是為了確定權(quán)利要求主題 的關(guān)鍵特征或本質(zhì)特征，也不是為了用于幫助確定權(quán)利要求主題的保護范 圍。


圖l是動力機的側(cè)視圖，其中具有所述類型的控制系統(tǒng)或手段的冷卻
風(fēng)扇在此是有用的；
圖2示出了根據(jù)一個具體實施例用于動力機的冷卻系統(tǒng)的方框圖； 圖3-4提供了圖2中冷卻系統(tǒng)的透視圖； 圖5是圖3中冷卻系統(tǒng)的仰視圖6是圖3中冷卻系統(tǒng)的剖視圖，示出設(shè)置在風(fēng)扇罩內(nèi)的雙冷卻風(fēng)扇配
置；
圖7示出了用于控制圖6中冷卻風(fēng)扇的風(fēng)扇驅(qū)動系統(tǒng)的方框圖； 圖8示出了控制圖6中冷卻風(fēng)扇的方法的流程圖。
具體實施方式
圖I示出了動力機IO，其中冷卻風(fēng)扇和所述類型的風(fēng)扇控制系統(tǒng)或手
段在此是有益的。圖1所示的動力機10包括由輪子14支撐的機架12。機架 12包括一對立柱36 (圖中只示出一個)，配置在動力機10的兩側(cè)。動力機 10的發(fā)動機提供動力給輪子14，使動力機在控制器的控制下運動。機架12 支撐作為操作室的駕駛室16?？刂破魑挥隈{駛室16的內(nèi)部并用于控制動力 機10。
尾板32沿著一個立柱36樞軸地連接在機架12上，且在門閂處可移動地 連接到另一個立柱36 (未示出)。當尾板32未在門閂處連接到所述立柱36 時，尾板32能夠打開以允許進入發(fā)動機室40，所述發(fā)動機室40位于所述立 柱36之間且用于容納位于其中的發(fā)動機(圖l中未示出)。另外，熱交換器 室42位于發(fā)動機室40的上面。位于所述立柱36和駕駛室16之間百葉窗式的 孔34提供使空氣流入或流出熱交換器室42的出口。 Clark設(shè)備公司的 Mather等人的美國專利US 4, 815， 550中描述了熱交換器室42和發(fā)動機室 40的總體設(shè)置，因此其全部內(nèi)容可以結(jié)合參考于此。還可以在不脫離本發(fā) 明精神和范圍的前提下，結(jié)合熱交換器室42和發(fā)動機室40的其他布置和放 置。
動力機10進一步包括提升臂18，其在位于立柱36上的樞軸點26處連接 至機架12。提升致動器20在第一樞軸點22處與機架12相連和在第二樞軸點 24處與提升臂18相連。圖1示出了單個提升臂18，但是可以理解在駕駛室 的相對側(cè)設(shè)有相同的提升臂和相應(yīng)的致動器，并同樣地連接在機架12上。 進一步地，可以理解這樣的提升臂與圖1所示的提升臂18通過橫向構(gòu)件(未 示出)相連，所述橫向構(gòu)件延伸在各提升臂18之間，并與各提升臂18相連 接。
在一個具體實施例中，提升致動器20為液壓缸。這樣，動力機10如圖
所示包括諸如液壓泵(圖l中未示出)的液壓動力供應(yīng)，其連接至發(fā)動機， 并提供壓縮的液壓流體流入提升致動器20，使提升臂18升起和降下。進一 步地，連接界面28如圖所示可轉(zhuǎn)動地在連接點30處連接至提升臂18。 一個 或多個傾斜致動器(未示出)連接在連接界面28和一個或多個提升臂18 (或在提升臂18之間延伸的橫向構(gòu)件)上。所述一個或多個傾斜致動器圖 示可操作地連接至液壓泵。通過向所述一個或多個傾斜致動器提供液壓油，所述傾斜致動器能夠伸出或縮回，使得連接界面在箭頭38所示的方向 上繞連接點30樞軸轉(zhuǎn)動。
另外，在一個說明性實施例中，動力機io采用液壓動力驅(qū)動系統(tǒng)(圖
l中未示出)。該液壓動力驅(qū)動系統(tǒng)連接到發(fā)動機以接收來自發(fā)動機的動力
輸出，并將該動力轉(zhuǎn)換到驅(qū)動機構(gòu)中，該驅(qū)動機構(gòu)向輪子14輪流供應(yīng)動力， 從而使輪子14移動并驅(qū)動動力機10。
圖2是動力機10局部的方框圖，示出了根據(jù)一個說明性實施例的用于 其中的熱交換器系統(tǒng)50。如上所述以及如圖2所示，動力機10包括發(fā)動機 52。發(fā)動機52為所述動力機10內(nèi)多個不同的功能和部件提供動力，下面將 對其中的一部分作詳細地闡述。由于在發(fā)動機52的操作過程中產(chǎn)生大量的 熱，有必要將熱量從發(fā)動機52中除去，以幫助其保持有效的操作溫度，并 降低給發(fā)動機52帶來與熱量有關(guān)的損害的可能性。
一種從發(fā)動機52中除去熱量的方法是使冷卻流體循環(huán)通過發(fā)動機52， 以從發(fā)動機52中除去熱量，從而保持發(fā)動機內(nèi)適當?shù)臏囟?。冷卻流體也可 以循環(huán)通過熱交換器或散熱器56，其從冷卻流體中除去熱量。在一個說明 性實施例中，冷卻流體從發(fā)動機52循環(huán)至散熱器56，并通過導(dǎo)管54返回發(fā) 動機52中。圖2中所示的導(dǎo)管54僅僅是為了示例性的目的，且可以理解在 不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，任何在發(fā)動機52和散熱器56之間的導(dǎo) 管54的結(jié)構(gòu)都可以應(yīng)用于動力機10中。
在一個說明性實施例中，發(fā)動機52連接于液壓泵58和一個或多個液壓 或靜液壓驅(qū)動泵60，其中的每一個都從發(fā)動機52中接收動力，并將壓縮的 液壓油提供至動力機10上的各種液壓和/或靜液壓部件中。例如，液壓泵 在入口64處接收來自例如機油箱62的油。然后泵58如圖所示將油從出口66 處經(jīng)導(dǎo)管80泵入到致動器20。致動器20接收到的液壓油使該致動器20運 動，這使得提升臂18被升起或降下。
可以理解圖2中的方框圖僅僅是為了示例性的目的，而沒有詳細地描 述液壓循環(huán)。例如，控制閥(未圖示)可以定位在所述液壓泵58的出口66 和提升致動器20之間，以控制從液壓泵58流向提升致動器20的液壓油的速 率和方向。另外，油可以通過所述控制閥轉(zhuǎn)向其他部件，諸如前文所述的 傾斜致動器。同樣地，如圖所示驅(qū)動泵60提供壓縮的液壓流，在入口處68自機油箱
62接收的液壓流經(jīng)由導(dǎo)管82通過出口70流至一個或多個驅(qū)動馬達72。所述 一個或多個驅(qū)動馬達72可操作地連接到一個或多個輪子14，并提供作用力 以使一個或多個輪子14運動。盡管圖2中只示出了一個驅(qū)動泵60，但在不 脫離本發(fā)明的精神和范圍的前提下，動力機10可以具有多個驅(qū)動泵60，其 中的每一個驅(qū)動泵都向一個或多個驅(qū)動馬達72提供壓縮的液壓油。
液壓油被泵送流經(jīng)上述液壓部件，除了提供流體動力外，還從其中吸 收熱量，從而對其進行冷卻，所述液壓部件包括上述的泵、馬達、閥和致 動器。在一個說明性實施例中，液壓油還循環(huán)通過油冷卻器74形式的熱交 換器，該油冷卻器以與散熱器56相似的方式從液壓油中除去熱量。如圖所 示液壓油從馬達72、致動器20、液壓泵58和驅(qū)動泵60中經(jīng)導(dǎo)管84被提供到 油冷卻器74。 一旦液壓油穿過油冷卻器74，便如圖返回機油箱62。然而， 動力機10內(nèi)液壓油部件和進出口的設(shè)置在不脫離本發(fā)明的范圍和精神的 前提下可以進行各種變化。
為了說明的目的，將油冷卻器74和散熱器56看作是動力機10的熱交換 器系統(tǒng)50中的一部分。當然，循環(huán)經(jīng)過油冷卻器74和散熱器56的流體為液 壓和發(fā)動機部件提供冷卻，并認為其是包括熱交換器50的流體冷卻系統(tǒng)中 的一部分。
在一個說明性實施例中，熱交換器系統(tǒng)50還包括風(fēng)扇組件76。風(fēng)扇組 件76使空氣流動橫過油冷卻器74和散熱器56的表面，以除去從流動經(jīng)過油 冷卻器74和散熱器56的流體中吸收的熱量。風(fēng)扇驅(qū)動78連接至風(fēng)扇組件 76。在一個說明性實施例中，風(fēng)扇驅(qū)動78向風(fēng)扇組件76提供動力，并控制 風(fēng)扇組件76轉(zhuǎn)動的速率和方向。風(fēng)扇組件76可以吸出橫過油冷卻器74和散 熱器56表面的空氣，或可選擇地，強制空氣橫過油冷卻器74和散熱器56 表面。下面將更詳細地闡述風(fēng)扇組件76和風(fēng)扇驅(qū)動78的性能和運轉(zhuǎn)。
圖1所示的動力機10是導(dǎo)軌操控裝載機。然而，可以理解的是下文闡 述的冷卻系統(tǒng)和方法可以用于各種不同類型的動力機。例如，動力機IO 可以是挖掘機、輪式的或履帶式裝載機、公用車輛、全輪操控裝載機、拖 拉機或任何其他動力機。因而，本發(fā)明所闡述的構(gòu)思不限于任何一種特殊 類型的動力機。頁
圖3-6示出了根據(jù)本發(fā)明一個說明性實施例的安裝在動力機10內(nèi)的熱 交換器系統(tǒng)50的部件。如上所述，熱交換器系統(tǒng)50包括散熱器56和油冷卻 器74， 二者均設(shè)置在位于動力機10的立柱36之間的熱交換器部件42中。散 熱器56被構(gòu)成用于接收并允許發(fā)動機冷卻液流動通過散熱器56。油冷卻器 74被構(gòu)成用以接收并允許液壓油流動通過該油冷卻器。
風(fēng)扇罩120位于動力機10內(nèi)的發(fā)動機室40和熱交換器42室之間。風(fēng)扇 罩120具有與散熱器56的第二側(cè)118相鄰定位的孔122。另外，風(fēng)扇罩120 具有與孔122相對定位的孔124.。孔124位于允許空氣在風(fēng)扇罩120和發(fā)動 機室之間流動的位置。在一個說明性實施例中，？L124具有將該孔124細分 成多個更小的孔的網(wǎng)孔圖案126。構(gòu)成風(fēng)扇罩120的形狀使得孔128被定位 成與百葉窗式的孔34相鄰，以允許空氣在風(fēng)扇罩120和動力機10外部之間 流動。
風(fēng)扇組件76位于風(fēng)扇罩120內(nèi)。風(fēng)扇組件76包括軸流式風(fēng)扇132，該軸 流式風(fēng)扇包括從中心軸134延伸的多個軸向風(fēng)扇葉片。所述軸流式風(fēng)扇132 位于與孔122相鄰的位置，所述孔122依次位于與熱交換器室42相鄰的位 置。風(fēng)扇組件76還包括徑流式風(fēng)扇136，該徑流式風(fēng)扇包括多個連接于中 心軸134的徑向風(fēng)扇葉片。所述徑流式風(fēng)扇136位于與孔124相鄰的位置， 所述孔124依次位于允許風(fēng)扇罩120和發(fā)動機室40之間的空氣流動的位置。
在一個說明性實施例中，軸流式風(fēng)扇132和徑流式風(fēng)扇136都連接在中 心軸134上，所述中心軸134連接于風(fēng)扇驅(qū)動機構(gòu)138。風(fēng)扇驅(qū)動機構(gòu)138 設(shè)置使中心軸134轉(zhuǎn)動，進而使軸流式風(fēng)扇132和徑流式風(fēng)扇136轉(zhuǎn)動。在 一個說明性實施例中，風(fēng)扇驅(qū)動機構(gòu)138是由液壓泵提供動力的液壓馬達。 可選擇地，風(fēng)扇驅(qū)動機構(gòu)138可以是任何類型的馬達或驅(qū)動機構(gòu)。
在一個說明性實施例中，風(fēng)扇驅(qū)動機構(gòu)138能夠轉(zhuǎn)動，從而使中心軸 134在兩個方向之一的方向上轉(zhuǎn)動。當風(fēng)扇驅(qū)動機構(gòu)138在第一方向上轉(zhuǎn)動 時，軸流式風(fēng)扇132將空氣從熱交換器室吸入風(fēng)扇罩。因此，空氣被吸入 到熱交換器室42中并流經(jīng)油冷卻器74和散熱器56，從而將熱量從油冷卻器 74和散熱器56帶走。 一旦空氣經(jīng)熱交換器室吸出并進入到風(fēng)扇罩120內(nèi)， 通過孔128和百葉窗式的孔34使空氣強制流出所述罩。
類似地，當風(fēng)扇驅(qū)動138在第一方向上轉(zhuǎn)動時，徑流式風(fēng)扇136轉(zhuǎn)動以使空氣經(jīng)發(fā)動機室40抽出，從而將熱量帶出發(fā)動機室40。這部分合成的空
氣也被強制從百葉窗式的孔34排出。當風(fēng)扇驅(qū)動138在與第一方向相反的 第二方向上轉(zhuǎn)動時，空氣從百葉窗式的孔34吸入，強制其經(jīng)孔122和124 排出進入發(fā)動機和熱交換器室40和42。
如上所述，風(fēng)扇驅(qū)動78控制風(fēng)扇組件76轉(zhuǎn)動的速率和方向，同時向風(fēng) 扇組件76提供動力。在一個說明性實施例中，風(fēng)扇驅(qū)動機構(gòu)138提供風(fēng)扇 驅(qū)動78的一部分，如圖7方框圖所示。風(fēng)扇驅(qū)動78如圖所示包括控制器140。 控制器140可以是任何類型的、適于實現(xiàn)在此討論的功能的電子裝置。在 一個說明性實施例中，控制器140包括能夠?qū)崿F(xiàn)一系列指令的微控制器集 成電路。
控制器140接收來自 一個或多個傳感元件和一個或多個操作者輸入的 輸入信號。在一個說明性實施例中，控制器140接收來自分別用于指示發(fā) 動機冷卻液和液壓油溫度的發(fā)動機冷卻液溫度傳感器142和液壓油溫度傳 感器144的輸入信號。另外，控制器接收來自風(fēng)扇超馳控制裝置146的輸入 信號?；谟蓚鞲衅?42和144以及風(fēng)扇超馳控制裝置146提供的信號的情 況，控制器140可以向方向控制裝置148提供控制信號。下面將更加詳細闡 述輸入信號與方向控制裝置148之間的的關(guān)系。
在一個說明性實施例中，方向控制裝置148為液壓控制閥。方向控制 裝置148在進口154處與液壓泵150相連。泵150從機油箱62中抽出液壓油， 并泵送所述油至方向控制裝置148中。油從方向控制裝置148經(jīng)出口156返 回到機油箱62中。方向控制裝置148具有端口"A"和端口"B"，其分別與風(fēng) 扇驅(qū)動結(jié)構(gòu)138上的端口"A"和"B"相連接，在所示實施例中，所述風(fēng)扇驅(qū) 動機構(gòu)138為液壓馬達。液壓油從方向控制裝置148進入風(fēng)扇驅(qū)動機構(gòu)138。 根據(jù)所述油傳送的方向，風(fēng)扇驅(qū)動結(jié)構(gòu)138將使輸出軸158在兩個方向之一 的方向上轉(zhuǎn)動。輸出軸158與風(fēng)扇組件76的中心軸134固定連接。這樣，風(fēng) 扇驅(qū)動機構(gòu)138使風(fēng)扇組件76轉(zhuǎn)動。
方向控制裝置148如圖所示具有三位閥170，但應(yīng)該認為所述方向控制 裝置148可以具有各種位置?？刂破?40與一對致動器160和162相連接?？?制器140設(shè)置向致動器160提供第一控制信號164和向致動器162提供第二 控制信號166。當控制器140既不提供第一控制信號164也不提供第二控制信號166時，Y位置連接端口A和B以及進口154和出口156。因此，液壓油 不能從所述泵150流向風(fēng)扇驅(qū)動機構(gòu)138。而是所述油經(jīng)出口156返回機油 箱62中。這樣，當控制器140沒有提供控制信號時，風(fēng)扇驅(qū)動機構(gòu)138不驅(qū) 動風(fēng)扇組件76?？蛇x擇地，液壓油在進口154處的流動在Y位置被阻斷。這 可能需要卸壓端口。圖7所示的閥170可以功能性地使油流動至風(fēng)扇驅(qū)動機 構(gòu)138。應(yīng)當認為圖7所示的閥170和其他液壓部件可以包括其他特征，例 如未在圖7中示出的泄壓閥或卸壓端口。
當控制器140向致動器160提供第一控制信號164時，致動器160使閥 170移位。這樣，X位置連接端口A和B以及進口154和出口156。在這種情況 下，液壓油由泵150經(jīng)閥170的端口A流至風(fēng)扇驅(qū)動機構(gòu)138的端口A。液壓 油從風(fēng)扇驅(qū)動機構(gòu)138經(jīng)其端口B返回至閥170的端口B并返回機油箱62。這 使得輸出軸158在第一方向上轉(zhuǎn)動。
反過來，當控制器140向致動器162提供第二控制信號166時，致動器 162使閥170移位。這樣，Z位置連接端口A和B以及進口154和出口156。在 這種情況下，液壓油由泵150經(jīng)閥170的端口B流至風(fēng)扇驅(qū)動機構(gòu)138的端口 B。液壓油從風(fēng)扇驅(qū)動機構(gòu)138經(jīng)其端口A返回至閥170的端口A并返回機油 箱62。這使得輸出軸158在第二方向上轉(zhuǎn)動。
關(guān)于方向控裝置148的闡述只是出于示例性的目的，但并不限于此。 可以認識到在不脫離本發(fā)明范圍的前提下，方向控制裝置148和風(fēng)扇驅(qū)動 機構(gòu)138可以采用任何結(jié)構(gòu)形式。例如，任何類型的液壓閥都可作為方向 控制裝置。另外，致動器160和162可接收使閥只移動其整個位移中的一部 分的控制信號，從而控制進入風(fēng)扇驅(qū)動機構(gòu)138的液壓油的流量，進而控 制風(fēng)扇76的轉(zhuǎn)速。作為另一個例子，風(fēng)扇驅(qū)動機構(gòu)138可以是馬達，風(fēng)向 控制裝置148可以是引導(dǎo)電信號進入所述馬達的電橋。
圖8是根據(jù)一個說明性實施例示出控制風(fēng)扇組件76的方法200的流程 圖。從方塊202開始，確定風(fēng)扇超馳控制裝置146的狀態(tài)。在一個說明性實 施例中，風(fēng)扇超馳控制裝置146具有兩種狀態(tài)，啟動狀態(tài)和非啟動狀態(tài)。 來自風(fēng)扇超馳控制裝置146的信號表明風(fēng)扇超馳控制裝置146是否啟動。如 果在判斷方塊204確定風(fēng)扇超馳控制裝置146已經(jīng)啟動，則控制器140確定 風(fēng)扇組件76應(yīng)當在合適的方向上轉(zhuǎn)動，強制使空氣從風(fēng)扇罩120排出，并進入發(fā)動機室和熱交換器室。這由方塊206表示。
如果方塊204確定風(fēng)扇超控裝置146未啟動，控制器140根據(jù)傳感器元 件的狀態(tài)決定風(fēng)扇控制階段。首先，獲取傳感器142和144的傳感器值。這 由方塊208表示。風(fēng)扇控制階段可以是三個階段中的任何一個一、二或 三。風(fēng)扇控制階段取決于傳感器142和144提供的值。如果傳感器142和144 提供的溫度低于一定水平，不需要使風(fēng)扇組件76轉(zhuǎn)動。這是階段一?？刂?器140便確定來自傳感器142和144的值是否能夠使風(fēng)扇控制處于階段一， 其由方塊210表示。如果確定風(fēng)扇控制處于階段一，則閥170位于Y位置， 從而阻止油流向風(fēng)扇驅(qū)動機構(gòu)138。這由方塊212表示。
如果確定風(fēng)扇控制不處于階段一，控制器140再判斷風(fēng)扇控制是否處 于階段二。這由判斷方塊214表示。在階段二，以合適的方向驅(qū)動風(fēng)扇組 件76以從發(fā)動機室40和熱交換器室42中抽出空氣。如果控制器140確定風(fēng) 扇控制處于階段二，風(fēng)扇組件76被設(shè)為抽出空氣，也就是，以合適的方向 驅(qū)動風(fēng)扇組件76。這由方塊216所示。
如果確定風(fēng)扇控制不處于階段二，那么默認風(fēng)扇控制處于階段三。在 階段三，溫度傳感器142和144判斷溫度是否足夠高以致在發(fā)動機和/或熱 交換器室內(nèi)潛在地存在過量沉淀物?？刂破?40便發(fā)送合適的信號給方向 控制裝置148，使風(fēng)扇驅(qū)動機構(gòu)138在合適的方向上轉(zhuǎn)動，使空氣強制流入 發(fā)動機和熱交換器室40和42并持續(xù)預(yù)定時間以清理所述室。這樣，當控制 器140已經(jīng)確定風(fēng)扇控制處于階段三時，首先確定是否已經(jīng)將合適的信號 發(fā)送至方向控制裝置148，使空氣強制排出風(fēng)扇罩120并流入發(fā)動機和熱交 換器室40和42。這由判斷方塊218表示。如果還沒有向方向控制裝置148 發(fā)送合適的信號，使計時器初始化，其由方塊220指示并將合適的信號發(fā) 送給方向控制裝置148。這樣，風(fēng)扇被設(shè)置成強制使空氣流入發(fā)動機和熱 交換器室40和42，其由方塊206表示。
返回至塊218，如果風(fēng)扇己經(jīng)預(yù)先設(shè)置為使強制空氣流入發(fā)動機和熱 交換器室，再檢查計時器以確定是否已經(jīng)超過預(yù)先設(shè)定的時間。這由方塊 222表示。如果計時器已經(jīng)達到最大值或預(yù)先設(shè)定的時間，那么設(shè)置風(fēng)扇 從發(fā)動機或熱交換器室40和42中抽出空氣。這由方塊216表示。
在一個具體實施例中，風(fēng)扇控制可以在動力機10的每一次運轉(zhuǎn)循環(huán)中
13只有一次進入階段三。可選擇地，風(fēng)扇控制也可以在一次運轉(zhuǎn)過程中多次 進入階段三，當風(fēng)扇控制再次進入階段三之前具有或不具有一定時間的延 遲。而在另一個說明性實施例中，來自操作者的輸入可以阻止風(fēng)扇控制進
入階段三，不管來自傳感器142和144的溫度是否將另外指示而可以進行階 段三的風(fēng)扇控制。可以理解流程圖200只是用于確定風(fēng)扇方向的控制。另 外，控制器140還可以根據(jù)其所接收的來自傳感器142和144的讀數(shù)和任何 其他可被控制器140接收的輸入控制風(fēng)扇76的速度。
上述實施例具有重要的優(yōu)勢。所述風(fēng)扇設(shè)置以選擇性地將空氣同時從 發(fā)動機室和熱交換器室中吸入風(fēng)扇罩，或強制將空氣從風(fēng)扇罩同時吹入發(fā) 動機室和熱交換器室。方向控制可以采用手動或自動控制。所述實施例能 夠提高動力機內(nèi)的冷卻能力，例如，通過強制除去阻礙冷卻系統(tǒng)性能的室 內(nèi)沉積物，以使動力機的發(fā)動機和液壓系統(tǒng)內(nèi)保持有效的溫度水平。
盡管按照優(yōu)選實施例對本發(fā)明作了闡述，但在不脫離本發(fā)明精神和范 圍的前提下，本領(lǐng)域技術(shù)人員將認識到可對本發(fā)明作出形式和細節(jié)上的改 變。
權(quán)利要求
1、一種用于具有發(fā)動機室和熱交換器室的動力機的熱交換系統(tǒng)，包括風(fēng)扇罩，位于熱交換器室和發(fā)動機室之間；風(fēng)扇組件，位于風(fēng)扇罩內(nèi)，所述風(fēng)扇組件包括中心軸，軸流式風(fēng)扇和徑流式風(fēng)扇連接于其上，且其中所述風(fēng)扇組件具有貫穿中心軸縱向延伸的縱向軸線；風(fēng)扇驅(qū)動機構(gòu)，可操作地連接于風(fēng)扇組件，并設(shè)置以使風(fēng)扇組件繞縱向軸線沿第一方向和第二方向轉(zhuǎn)動；以及控制器，可操作地連接于風(fēng)扇驅(qū)動機構(gòu)，所述控制器被設(shè)置以向風(fēng)扇驅(qū)動機構(gòu)提供使風(fēng)扇驅(qū)動機構(gòu)沿第一方向轉(zhuǎn)動的第一控制信號，和使風(fēng)扇驅(qū)動機構(gòu)沿第二方向轉(zhuǎn)動的第二控制信號。
2、 如權(quán)利要求l所述的熱交換系統(tǒng)，其中控制器被設(shè)置以接收至少一 個輸入信號，且其中控制器基于所述至少一個控制信號向風(fēng)扇驅(qū)動機構(gòu)提 供第一和第二控制信號中的一個。
3、 如權(quán)利要求2所述的熱交換系統(tǒng)，其中所述至少一個信號指示溫度。
4、 如權(quán)利要求2所述的熱交換系統(tǒng)，其中所述至少一個輸入信號指示風(fēng)扇超馳控制裝置的狀態(tài)。
5、 如權(quán)利要求l所述的熱交換系統(tǒng)，其中風(fēng)扇驅(qū)動機構(gòu)包括-具有連接至風(fēng)扇組件的輸出軸的雙向馬達；以及 連接至雙向馬達的方向控制裝置，該方向控制裝置設(shè)置以使雙向馬達的輸出軸響應(yīng)于第一控制信號沿第一方向轉(zhuǎn)動，和響應(yīng)于第二控制信號沿 第二方向轉(zhuǎn)動。
6、 如權(quán)利要求5所述的熱交換系統(tǒng)，其中雙向馬達為液壓馬達，且其 中方向控制裝置響應(yīng)于第一和第二控制信號向雙向馬達提供液壓油。
7、 一種具有位于發(fā)動機室內(nèi)的發(fā)動機和位于熱交換器室內(nèi)的熱交換 器的動力機，所述動力機包括風(fēng)扇罩，其內(nèi)部具有風(fēng)扇組件，所述風(fēng)扇組件位于發(fā)動機室和熱交換 器室之間，風(fēng)扇組件被設(shè)置沿第一方向和第二方向轉(zhuǎn)動；傳感器，設(shè)置以提供指示運轉(zhuǎn)狀態(tài)的傳感器信號；風(fēng)扇超馳控制裝置，所述風(fēng)扇超馳控制裝置可由操作者操作并被設(shè)置以提供指示風(fēng)扇超馳裝置狀態(tài)的超馳控制信號；和控制器，可操作地連接于風(fēng)扇組件，并被設(shè)置以接收傳感器信號和風(fēng) 扇超馳控制信號，其中控制器還設(shè)置以基于傳感器信號和操作者信號控制 風(fēng)扇組件的轉(zhuǎn)動。
8、 如權(quán)利要求7所述的動力機，其中控制器設(shè)置以控制風(fēng)扇組件的轉(zhuǎn) 動速率。
9、 如權(quán)利要求7所述的動力機，其中控制器設(shè)置以使風(fēng)扇組件基于傳 感器信號沿第一方向轉(zhuǎn)動。
10、 如權(quán)利要求7所述的動力機，其中控制器設(shè)置以使風(fēng)扇組件基于傳感器信號沿第二方向轉(zhuǎn)動；
11、 如權(quán)利要求10所述的動力機，其中控制器設(shè)置以使風(fēng)扇組件的轉(zhuǎn)動方向在經(jīng)過預(yù)定時間后從第二方向改為第一方向。
12、 如權(quán)利要求7所述的動力機，其中控制器設(shè)置以使風(fēng)扇組件基于 風(fēng)扇超馳控制信號沿第一方向和第二方向中的一個方向轉(zhuǎn)動。
13、 如權(quán)利要求7所述的動力機，其中控制器設(shè)置以使風(fēng)扇組件基于 風(fēng)扇超馳控制信號沿第一方向和第二方向中的一個方向轉(zhuǎn)動，且其中風(fēng)扇 超馳控制信號優(yōu)先于傳感器信號。
14、 一種動力機中的熱交換方法，包括-提供位于發(fā)動機室和熱交換器室之間的風(fēng)扇罩，位于所述風(fēng)扇罩中的 風(fēng)扇組件被設(shè)置成沿兩個不同的方向轉(zhuǎn)動，風(fēng)扇組件中的軸流式風(fēng)扇可操 作地連接至徑流式風(fēng)扇；接收指示風(fēng)扇超馳控制輸入狀態(tài)的第一信號；接收指示動力機運轉(zhuǎn)條件的狀態(tài)的第二信號；以及響應(yīng)于第一和第二信號控制風(fēng)扇組件的轉(zhuǎn)動方向。
15、 如權(quán)利要求14所述的方法，其中控制風(fēng)扇組件轉(zhuǎn)動方向的步驟包括使風(fēng)扇組件將空氣從熱交換器室和發(fā)動機室吸入風(fēng)扇罩。
16、 如權(quán)利要求14所述的方法，其中控制風(fēng)扇組件轉(zhuǎn)動方向的步驟包括使風(fēng)扇組件強制空氣從風(fēng)扇罩進入到熱交換器室和發(fā)動機室中。
17、 如權(quán)利要求16所述的方法，其中響應(yīng)第二信號使風(fēng)扇組件強制空 氣從風(fēng)扇罩進入到熱交換器室和發(fā)動機室中的步驟。
18、 如權(quán)利要求16所述的方法，其中響應(yīng)第一信號使風(fēng)扇組件強制空 氣從風(fēng)扇罩進入熱交換器室和發(fā)動機室中的步驟。
19、 如權(quán)利要求14所述的方法，其中控制風(fēng)扇組件轉(zhuǎn)動方向的步驟包括使風(fēng)扇組件強制空氣從風(fēng)扇罩進入到熱交換器室和發(fā)動機室中；和 在預(yù)定時間之后，使風(fēng)扇組件將空氣從熱交換器室和發(fā)動機室吸入風(fēng) 扇罩。
20、 如權(quán)利要求14所述的方法，還進一步包括-控制風(fēng)扇組件的轉(zhuǎn)動速率。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于具有發(fā)動機室和熱交換器室的動力機的熱交換系統(tǒng)。該熱交換系統(tǒng)包括位于熱交換器室和發(fā)動機室之間的風(fēng)扇罩。風(fēng)扇組件設(shè)置在所述風(fēng)扇罩內(nèi)，該風(fēng)扇組件包括連接于中心軸的軸流式風(fēng)扇和徑流式風(fēng)扇，其縱向軸線延伸通過該中心軸。風(fēng)扇組件可操作地連接于風(fēng)扇驅(qū)動機構(gòu)，該風(fēng)扇驅(qū)動機構(gòu)設(shè)置以使所述風(fēng)扇組件繞所述縱向軸線在第一方向上和第二方向上旋轉(zhuǎn)。來自控制器的第一和第二控制信號使所述驅(qū)動機構(gòu)分別在所述第一和第二方向上旋轉(zhuǎn)。
文檔編號F01P5/02GK101605971SQ200780041561
公開日2009年12月16日 申請日期2007年11月2日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月8日
發(fā)明者蘭斯·S·圖希, 杰森·J·阿施, 泰勒·H·安德森 申請人:克拉克設(shè)備公司