機液控制液力驅(qū)動風扇獨立散熱系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種機液控制液力驅(qū)動風扇獨立散熱系統(tǒng)，其包括發(fā)動機、位于發(fā)動機一側(cè)的換熱單元及與換熱單元連接的液壓驅(qū)動單元；換熱單元包括換熱器、設(shè)于換熱器一側(cè)的護風罩及設(shè)于護風罩內(nèi)側(cè)的冷卻風扇；換熱單元與液壓驅(qū)動單元之間還設(shè)有溫度壓力閥；冷卻風扇由液壓驅(qū)動單元驅(qū)動運轉(zhuǎn)；液壓驅(qū)動單元包括設(shè)于換熱器一側(cè)中部的液壓馬達和設(shè)于發(fā)動機一側(cè)的液壓泵；液壓馬達連接并驅(qū)動冷卻風扇；液壓泵與發(fā)動機連接并由發(fā)動機驅(qū)動運轉(zhuǎn)；溫度壓力閥通過液壓管路分別連接換熱器和液壓泵。本實用新型結(jié)構(gòu)設(shè)計簡單、合理且成本低，不僅維護方便且散熱效果好、效率高，適用性強，能提高車輛的工作效率，降低內(nèi)燃機的燃油消耗和排放。
【專利說明】機液控制液力驅(qū)動風扇獨立散熱系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及車輛工程【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種機液控制液力驅(qū)動風扇獨立散熱系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]燃油在發(fā)動機燃燒室內(nèi)燃燒會產(chǎn)生巨大的熱量，將使發(fā)動機缸體迅速升溫，因此這部分熱量必須及時散發(fā)出去。水箱內(nèi)水溫過高，會造成很多故障，如造成發(fā)動機活塞變形，活塞環(huán)拉缸、發(fā)動機產(chǎn)生異響；繼續(xù)行駛會造成活塞粘缸、缸蓋變形，造成發(fā)動機報廢；水溫過高還會造成冷卻系統(tǒng)壓力急劇增加，冷卻系統(tǒng)眾多管路接口、接頭出現(xiàn)滲漏。水箱內(nèi)水溫過低，會造成燃油工作性能下降，就是增加油耗并加劇發(fā)動機的磨損，當水溫降到50°C時，燃油消耗率將增加10%左右。如果在冬季，發(fā)動機的水溫低直接影響到暖風空調(diào)系統(tǒng)，暖風效果也不好。從發(fā)動機維修統(tǒng)計來看，將近一半的發(fā)動機質(zhì)量問題是由于冷卻系統(tǒng)控制不好而直接或間接引起的。為了使發(fā)動機的換氣效率比自然進氣更高，許多車輛都增加了渦輪增壓裝置。然而當空氣被高比例壓縮后會產(chǎn)很高的熱量，從而使空氣膨脹密度降低，同時也會使發(fā)動機燃燒溫度過高，造成爆震等故障，而且會增加發(fā)動機廢氣中的N O X的含量，造成空氣污染。因此為了得到更高的容積效率，需要在注入汽缸之前對高溫空氣進行冷卻，以便降低增壓空氣溫度，從而提高空氣密度，提高充氣效率，以達到提升發(fā)動機功率和降低排放的目的。對于車輛的液壓油、變矩器油等也需要保證適當?shù)墓ぷ鳒囟?。油溫過高，將使?jié)櫥芰档?，可能造成干摩擦，同時液壓管路的密封性也降低；溫度過低，油的粘度急劇增大，阻力將大幅增加，加大負荷降低效率。因此，對于車輛上的水、氣、油等，均需精確控制溫度，否則將出現(xiàn)一系列的問題。
[0003]車輛傳統(tǒng)的散熱模式是:冷卻水、氣、油的各種換熱器打包組成冷卻系統(tǒng)，放置在風扇的前端，通過風扇吹風或吸風進行強制換熱。風扇固定在發(fā)動機上，風扇轉(zhuǎn)速由發(fā)動機的轉(zhuǎn)速決定。冷卻系統(tǒng)的設(shè)計是基于一定的風速、環(huán)境溫度、散熱功率要求、冷卻介質(zhì)的物理參數(shù)、換熱器的結(jié)構(gòu)等來計算的，當這些條件發(fā)生變化時，冷卻介質(zhì)無法保證理想的工作溫度。例如當發(fā)動機低速高負荷運轉(zhuǎn)時，發(fā)動機需要大量散熱，而此時風扇卻在低速運轉(zhuǎn)，顯然滿足不了散熱要求；而當發(fā)動機高速低負荷運轉(zhuǎn)時，發(fā)動機對散熱的要求低，風扇卻在高速運轉(zhuǎn)，散熱能力有富余。當環(huán)境改變，例如海拔高度增加、環(huán)境溫度提高或降低等，都會使散熱系統(tǒng)無法良好匹配。
[0004]為解決散熱問題，國內(nèi)外研發(fā)了電控液力驅(qū)動風扇散熱系統(tǒng)，并取得了較好的散熱效果。但該系統(tǒng)由于存在電控部分，所以具有結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高昂、故障點多、維修技術(shù)要求聞等無法克服的缺點。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實用新型是為了解決現(xiàn)有電控液力驅(qū)動風扇散熱系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高且故障率高，維修難度大，散熱效果差、效率低及適用性差等問題而提出一種結(jié)構(gòu)簡單，成本低，維護方便，散熱效果好、效率高且適用性強的機液控制液力驅(qū)動風扇獨立散熱系統(tǒng)。
[0006]本實用新型是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的:
[0007]上述的機液控制液力驅(qū)動風扇獨立散熱系統(tǒng)，包括發(fā)動機及位于所述發(fā)動機一側(cè)的換熱單元；所述換熱單元包括換熱器、設(shè)于所述換熱器一側(cè)的護風罩及設(shè)于所述護風罩內(nèi)側(cè)的冷卻風扇；所述散熱系統(tǒng)還包括與所述換熱單元連接的液壓驅(qū)動單元；所述換熱單元與液壓驅(qū)動單元之間還設(shè)有溫度壓力閥；所述冷卻風扇由所述液壓驅(qū)動單元驅(qū)動運轉(zhuǎn)；所述液壓驅(qū)動單元包括設(shè)于所述換熱器一側(cè)中部的液壓馬達和設(shè)于所述發(fā)動機一側(cè)的液壓泵；所述液壓馬達連接并驅(qū)動所述冷卻風扇；所述液壓泵與所述發(fā)動機連接并由所述發(fā)動機驅(qū)動運轉(zhuǎn)；所述溫度壓力閥通過液壓管路分別連接所述換熱器和液壓泵。
[0008]所述機液控制液力驅(qū)動風扇獨立散熱系統(tǒng)，其中:所述液壓驅(qū)動單元還包括液壓油箱；所述液壓油箱通過液壓管路分別連接所述液壓泵和液壓馬達。
[0009]所述機液控制液力驅(qū)動風扇獨立散熱系統(tǒng)，其中:所述護風罩與所述換熱器的芯體并排安裝在一起。
[0010]所述機液控制液力驅(qū)動風扇獨立散熱系統(tǒng)，其中:所述換熱器包括發(fā)動機水冷散熱器、中冷器、油散熱器、冷凝器等，其可為串聯(lián)、并聯(lián)、串并聯(lián)組合的方式排列，也可為整體布置或分體布置。
[0011]所述機液控制液力驅(qū)動風扇獨立散熱系統(tǒng)，其中:所述溫度壓力閥固定在所述換熱器的外框或冷卻介質(zhì)進口相應(yīng)管路上并采集所述換熱器的冷卻介質(zhì)進口的溫度信息。
[0012]所述機液控制液力驅(qū)動風扇獨立散熱系統(tǒng)，其中:所述液壓泵與所述發(fā)動機的動力輸出部件相連，并由所述發(fā)動機的動力輸出部件驅(qū)動運轉(zhuǎn)。
[0013]所述機液控制液力驅(qū)動風扇獨立散熱系統(tǒng)，其中:所述液壓泵可以是定量泵和優(yōu)先閥的組合，也可以是變量泵。
[0014]有益效果:
[0015]本實用新型機液控制液力驅(qū)動風扇獨立散熱系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計簡單、合理，不僅維護方便，而且散熱效果好、效率高；其中，溫度壓力閥根據(jù)被控制冷卻介質(zhì)的溫度變化來改變輸出壓力，輸出壓力作用在液壓泵上改變液壓泵的輸出流量，液壓泵的輸出流量變化改變液壓馬達的轉(zhuǎn)速，從而調(diào)節(jié)冷卻風扇的轉(zhuǎn)速，實現(xiàn)了冷卻介質(zhì)溫度變化到冷卻風扇轉(zhuǎn)速變化的一個回路控制。同時，通過溫度壓力閥的控制，當被冷卻介質(zhì)溫度越高時風扇轉(zhuǎn)速越快，被冷卻介質(zhì)溫度降低時風扇轉(zhuǎn)速也會隨之變慢，因此可以精確控制被冷卻介質(zhì)的溫度。再則，通過液壓驅(qū)動單元的驅(qū)動和溫度一流量的自調(diào)，達到了冷卻風扇轉(zhuǎn)速與發(fā)動機轉(zhuǎn)速無關(guān)而是根據(jù)散熱量的需要自行調(diào)節(jié)的目的，可以使車輛或工程機械的發(fā)動機水套水溫、增壓空氣氣溫、液壓工作裝置油溫始終維持在最佳工作溫度范圍內(nèi)工作，提高了車輛的工作效率，降低了內(nèi)燃機的燃油消耗和排放，延長了車輛使用壽命，降低了車輛噪音，整個散熱系統(tǒng)成本低且適用性強，適于推廣與應(yīng)用。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1為本實用新型機液控制液力驅(qū)動風扇獨立散熱系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖2為本實用新型機液控制液力驅(qū)動風扇獨立散熱系統(tǒng)的原理圖?！揪唧w實施方式】
[0018]如圖1、2所示，本實用新型機液控制液力驅(qū)動風扇獨立散熱系統(tǒng)，包括換熱單元
1、液壓驅(qū)動單元2、溫度壓力閥3和發(fā)動機4。
[0019]換熱單元I位于發(fā)動機4 一側(cè)且分別與液壓驅(qū)動單元2及溫度壓力閥3連接，該換熱單元I包括換熱器11、護風罩12和冷卻風扇13 ;該換熱器11包括發(fā)動機水冷散熱器、中冷器、油散熱器、冷凝器等，其是實現(xiàn)熱交換的直接換熱元件；其中，該換熱器11的數(shù)量和排列方式依據(jù)不同車型、不同發(fā)動機的具體要求而改變，其排列方式可以是串聯(lián)、并聯(lián)、串并聯(lián)組合的方式，可以整體布置或分體布置。該護風罩12與換熱器11的芯體并排安裝在一起且正對各類換熱器芯體起導(dǎo)風作用，用于保證冷卻風扇13的效率和利用率。該冷卻風扇13安裝于護風罩12內(nèi)側(cè)，其與液壓驅(qū)動單元2連接且轉(zhuǎn)速由液壓驅(qū)動單元2驅(qū)動控制。
[0020]液壓驅(qū)動單元2設(shè)于換熱單元I和溫度壓力閥3之間，其包括液壓馬達21、液壓油箱22和液壓泵23 ;該液壓馬達21位于換熱器11 一側(cè)中部，其匹配連接冷卻風扇3并驅(qū)動冷卻風扇3旋轉(zhuǎn)，同時，該液壓馬達21還通過第一液壓管路24連接液壓油箱22，通過第二液壓管路25連接液壓泵23，該液壓馬達21可以是定量馬達也可以是變量馬達。該液壓泵23裝設(shè)于發(fā)動機4 一側(cè)且與發(fā)動機4的動力輸出部件相連,并由發(fā)動機4的動力輸出部件驅(qū)動運轉(zhuǎn)；該液壓泵23還與溫度壓力閥3連接，同時通過第三液壓管路26連接液壓油箱22。該液壓泵23可以是定量泵和優(yōu)先閥的組合，也可以是變量泵。
[0021]溫度壓力閥3連接于換熱單元I與液壓驅(qū)動單元2之間，溫度壓力閥3固定在換熱器11的外框或冷卻介質(zhì)進口相應(yīng)管路上并采集換熱單元I的換熱器11的冷卻介質(zhì)進口的溫度信息；該溫度壓力閥3 —端通過第四液壓管路31連接換熱單元I的換熱器11的冷卻介質(zhì)的進口管路，另一端通過第五液壓管路32連接液壓驅(qū)動單元2的液壓泵23。
[0022]其中，當液壓泵23是由定量泵和優(yōu)先閥組合在一起的，則優(yōu)先閥輸出流量由溫度壓力閥3輸出的壓力控制，溫度壓力閥3輸出的壓力由換熱器11中被冷卻介質(zhì)的溫度控制，這樣就實現(xiàn)了液壓泵23輸出給液壓馬達21的流量由被冷卻介質(zhì)的溫度控制，從而實現(xiàn)了冷卻風量與發(fā)動機4轉(zhuǎn)速無關(guān)，而與被冷卻介質(zhì)溫度有關(guān)。當被冷卻介質(zhì)溫度越高，液壓泵23輸出流量越大，液壓馬達21轉(zhuǎn)速越快，冷卻風扇13的風量越大，整個散熱系統(tǒng)換熱功率增大，能使被冷卻介質(zhì)溫度迅速回到理想狀態(tài)，反之亦然。當液壓泵23是變量泵，則溫度壓力閥3輸出的壓力控制變量泵的斜盤擺角從而控制變量泵的輸出流量，同樣實現(xiàn)了冷卻風量與發(fā)動機4轉(zhuǎn)速無關(guān)，而與被冷卻介質(zhì)溫度有關(guān)。
[0023]本實用新型結(jié)構(gòu)設(shè)計簡單、合理，成本低，不僅維護方便，而且散熱效果好、效率高；其中，通過液壓驅(qū)動單元的驅(qū)動和溫度一流量的自調(diào)，達到了冷卻風扇轉(zhuǎn)速與發(fā)動機轉(zhuǎn)速無關(guān)而是根據(jù)散熱量的需要自行調(diào)節(jié)的目的，實現(xiàn)了獨立散熱，保證了各類車輛、工程機械及非公路機械的發(fā)動機冷卻液溫度、渦輪增壓空氣溫度、液壓作業(yè)裝置的液壓油溫度等始終維持在最佳的溫度范圍內(nèi)工作，提高車輛的工作效率，降低內(nèi)燃機的燃油消耗和排放，延長車輛使用壽命，降低車輛噪音。
【權(quán)利要求】
1.一種機液控制液力驅(qū)動風扇獨立散熱系統(tǒng)，包括發(fā)動機及位于所述發(fā)動機一側(cè)的換熱單元；所述換熱單元包括換熱器、設(shè)于所述換熱器一側(cè)的護風罩及設(shè)于所述護風罩內(nèi)側(cè)的冷卻風扇；其特征在于:所述散熱系統(tǒng)還包括與所述換熱單元連接的液壓驅(qū)動單元； 所述換熱單元與液壓驅(qū)動單元之間還設(shè)有溫度壓力閥； 所述冷卻風扇由所述液壓驅(qū)動單元驅(qū)動運轉(zhuǎn)； 所述液壓驅(qū)動單元包括設(shè)于所述換熱器一側(cè)中部的液壓馬達和設(shè)于所述發(fā)動機一側(cè)的液壓泵；所述液壓馬達連接并驅(qū)動所述冷卻風扇；所述液壓泵與所述發(fā)動機連接并由所述發(fā)動機驅(qū)動運轉(zhuǎn)； 所述溫度壓力閥通過液壓管路分別連接所述換熱器和液壓泵。
2.如權(quán)利要求1所述的機液控制液力驅(qū)動風扇獨立散熱系統(tǒng)，其特征在于:所述液壓驅(qū)動單元還包括液壓油箱； 所述液壓油箱通過液壓管路分別連接所述液壓泵和液壓馬達。
3.如權(quán)利要求1所述的機液控制液力驅(qū)動風扇獨立散熱系統(tǒng)，其特征在于:所述護風罩與所述換熱器的芯體并排安裝在一起。
4.如權(quán)利要求1所述的機液控制液力驅(qū)動風扇獨立散熱系統(tǒng)，其特征在于:所述換熱器包括發(fā)動機水冷散熱器、中冷器、油散熱器、冷凝器等，其可為串聯(lián)、并聯(lián)、串并聯(lián)組合的方式排列，也可為整體布置或分體布置。
5.如權(quán)利要求4所述的機液控制液力驅(qū)動風扇獨立散熱系統(tǒng)，其特征在于:所述溫度壓力閥固定在所述換熱器的外框或冷卻介質(zhì)進口相應(yīng)管路上并采集所述換熱器的冷卻介質(zhì)進口的溫度信息。
6.如權(quán)利要求1所述的機液控制液力驅(qū)動風扇獨立散熱系統(tǒng)，其特征在于:所述液壓泵與所述發(fā)動機的動力輸出部件相連，并由所述發(fā)動機的動力輸出部件驅(qū)動運轉(zhuǎn)。
7.如權(quán)利要求6所述的機液控制液力驅(qū)動風扇獨立散熱系統(tǒng)，其特征在于:所述液壓泵可以是定量泵和優(yōu)先閥的組合，也可以是變量泵。
【文檔編號】F01P5/04GK203559975SQ201320738386
【公開日】2014年4月23日 申請日期:2013年11月21日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月21日
【發(fā)明者】張 雄 申請人:十堰市達力熱系統(tǒng)科技有限公司