机液控制液力驱动风扇独立散热系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种机液控制液力驱动风扇独立散热系统，其包括发动机、位于发动机一侧的换热单元及与换热单元连接的液压驱动单元；换热单元包括换热器、设于换热器一侧的护风罩及设于护风罩内侧的冷却风扇；换热单元与液压驱动单元之间还设有温度压力阀；冷却风扇由液压驱动单元驱动运转；液压驱动单元包括设于换热器一侧中部的液压马达和设于发动机一侧的液压泵；液压马达连接并驱动冷却风扇；液压泵与发动机连接并由发动机驱动运转；温度压力阀通过液压管路分别连接换热器和液压泵。本实用新型结构设计简单、合理且成本低，不仅维护方便且散热效果好、效率高，适用性强，能提高车辆的工作效率，降低内燃机的燃油消耗和排放。
【专利说明】机液控制液力驱动风扇独立散热系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及车辆工程【技术领域】，尤其涉及一种机液控制液力驱动风扇独立散热系统。
【背景技术】
[0002]燃油在发动机燃烧室内燃烧会产生巨大的热量，将使发动机缸体迅速升温，因此这部分热量必须及时散发出去。水箱内水温过高，会造成很多故障，如造成发动机活塞变形，活塞环拉缸、发动机产生异响；继续行驶会造成活塞粘缸、缸盖变形，造成发动机报废；水温过高还会造成冷却系统压力急剧增加，冷却系统众多管路接口、接头出现渗漏。水箱内水温过低，会造成燃油工作性能下降，就是增加油耗并加剧发动机的磨损，当水温降到50°C时，燃油消耗率将增加10%左右。如果在冬季，发动机的水温低直接影响到暖风空调系统，暖风效果也不好。从发动机维修统计来看，将近一半的发动机质量问题是由于冷却系统控制不好而直接或间接引起的。为了使发动机的换气效率比自然进气更高，许多车辆都增加了涡轮增压装置。然而当空气被高比例压缩后会产很高的热量，从而使空气膨胀密度降低，同时也会使发动机燃烧温度过高，造成爆震等故障，而且会增加发动机废气中的N O X的含量，造成空气污染。因此为了得到更高的容积效率，需要在注入汽缸之前对高温空气进行冷却，以便降低增压空气温度，从而提高空气密度，提高充气效率，以达到提升发动机功率和降低排放的目的。对于车辆的液压油、变矩器油等也需要保证适当的工作温度。油温过高，将使润滑能力降低，可能造成干摩擦，同时液压管路的密封性也降低；温度过低，油的粘度急剧增大，阻力将大幅增加，加大负荷降低效率。因此，对于车辆上的水、气、油等，均需精确控制温度，否则将出现一系列的问题。
[0003]车辆传统的散热模式是:冷却水、气、油的各种换热器打包组成冷却系统，放置在风扇的前端，通过风扇吹风或吸风进行强制换热。风扇固定在发动机上，风扇转速由发动机的转速决定。冷却系统的设计是基于一定的风速、环境温度、散热功率要求、冷却介质的物理参数、换热器的结构等来计算的，当这些条件发生变化时，冷却介质无法保证理想的工作温度。例如当发动机低速高负荷运转时，发动机需要大量散热，而此时风扇却在低速运转，显然满足不了散热要求；而当发动机高速低负荷运转时，发动机对散热的要求低，风扇却在高速运转，散热能力有富余。当环境改变，例如海拔高度增加、环境温度提高或降低等，都会使散热系统无法良好匹配。
[0004]为解决散热问题，国内外研发了电控液力驱动风扇散热系统，并取得了较好的散热效果。但该系统由于存在电控部分，所以具有结构复杂、成本高昂、故障点多、维修技术要求闻等无法克服的缺点。
【发明内容】
[0005]本实用新型是为了解决现有电控液力驱动风扇散热系统结构复杂、成本高且故障率高，维修难度大，散热效果差、效率低及适用性差等问题而提出一种结构简单，成本低，维护方便，散热效果好、效率高且适用性强的机液控制液力驱动风扇独立散热系统。
[0006]本实用新型是通过以下技术方案实现的:
[0007]上述的机液控制液力驱动风扇独立散热系统，包括发动机及位于所述发动机一侧的换热单元；所述换热单元包括换热器、设于所述换热器一侧的护风罩及设于所述护风罩内侧的冷却风扇；所述散热系统还包括与所述换热单元连接的液压驱动单元；所述换热单元与液压驱动单元之间还设有温度压力阀；所述冷却风扇由所述液压驱动单元驱动运转；所述液压驱动单元包括设于所述换热器一侧中部的液压马达和设于所述发动机一侧的液压泵；所述液压马达连接并驱动所述冷却风扇；所述液压泵与所述发动机连接并由所述发动机驱动运转；所述温度压力阀通过液压管路分别连接所述换热器和液压泵。
[0008]所述机液控制液力驱动风扇独立散热系统，其中:所述液压驱动单元还包括液压油箱；所述液压油箱通过液压管路分别连接所述液压泵和液压马达。
[0009]所述机液控制液力驱动风扇独立散热系统，其中:所述护风罩与所述换热器的芯体并排安装在一起。
[0010]所述机液控制液力驱动风扇独立散热系统，其中:所述换热器包括发动机水冷散热器、中冷器、油散热器、冷凝器等，其可为串联、并联、串并联组合的方式排列，也可为整体布置或分体布置。
[0011]所述机液控制液力驱动风扇独立散热系统，其中:所述温度压力阀固定在所述换热器的外框或冷却介质进口相应管路上并采集所述换热器的冷却介质进口的温度信息。
[0012]所述机液控制液力驱动风扇独立散热系统，其中:所述液压泵与所述发动机的动力输出部件相连，并由所述发动机的动力输出部件驱动运转。
[0013]所述机液控制液力驱动风扇独立散热系统，其中:所述液压泵可以是定量泵和优先阀的组合，也可以是变量泵。
[0014]有益效果:
[0015]本实用新型机液控制液力驱动风扇独立散热系统结构设计简单、合理，不仅维护方便，而且散热效果好、效率高；其中，温度压力阀根据被控制冷却介质的温度变化来改变输出压力，输出压力作用在液压泵上改变液压泵的输出流量，液压泵的输出流量变化改变液压马达的转速，从而调节冷却风扇的转速，实现了冷却介质温度变化到冷却风扇转速变化的一个回路控制。同时，通过温度压力阀的控制，当被冷却介质温度越高时风扇转速越快，被冷却介质温度降低时风扇转速也会随之变慢，因此可以精确控制被冷却介质的温度。再则，通过液压驱动单元的驱动和温度一流量的自调，达到了冷却风扇转速与发动机转速无关而是根据散热量的需要自行调节的目的，可以使车辆或工程机械的发动机水套水温、增压空气气温、液压工作装置油温始终维持在最佳工作温度范围内工作，提高了车辆的工作效率，降低了内燃机的燃油消耗和排放，延长了车辆使用寿命，降低了车辆噪音，整个散热系统成本低且适用性强，适于推广与应用。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1为本实用新型机液控制液力驱动风扇独立散热系统的结构示意图；
[0017]图2为本实用新型机液控制液力驱动风扇独立散热系统的原理图。【具体实施方式】
[0018]如图1、2所示，本实用新型机液控制液力驱动风扇独立散热系统，包括换热单元
1、液压驱动单元2、温度压力阀3和发动机4。
[0019]换热单元I位于发动机4 一侧且分别与液压驱动单元2及温度压力阀3连接，该换热单元I包括换热器11、护风罩12和冷却风扇13 ;该换热器11包括发动机水冷散热器、中冷器、油散热器、冷凝器等，其是实现热交换的直接换热元件；其中，该换热器11的数量和排列方式依据不同车型、不同发动机的具体要求而改变，其排列方式可以是串联、并联、串并联组合的方式，可以整体布置或分体布置。该护风罩12与换热器11的芯体并排安装在一起且正对各类换热器芯体起导风作用，用于保证冷却风扇13的效率和利用率。该冷却风扇13安装于护风罩12内侧，其与液压驱动单元2连接且转速由液压驱动单元2驱动控制。
[0020]液压驱动单元2设于换热单元I和温度压力阀3之间，其包括液压马达21、液压油箱22和液压泵23 ;该液压马达21位于换热器11 一侧中部，其匹配连接冷却风扇3并驱动冷却风扇3旋转，同时，该液压马达21还通过第一液压管路24连接液压油箱22，通过第二液压管路25连接液压泵23，该液压马达21可以是定量马达也可以是变量马达。该液压泵23装设于发动机4 一侧且与发动机4的动力输出部件相连,并由发动机4的动力输出部件驱动运转；该液压泵23还与温度压力阀3连接，同时通过第三液压管路26连接液压油箱22。该液压泵23可以是定量泵和优先阀的组合，也可以是变量泵。
[0021]温度压力阀3连接于换热单元I与液压驱动单元2之间，温度压力阀3固定在换热器11的外框或冷却介质进口相应管路上并采集换热单元I的换热器11的冷却介质进口的温度信息；该温度压力阀3 —端通过第四液压管路31连接换热单元I的换热器11的冷却介质的进口管路，另一端通过第五液压管路32连接液压驱动单元2的液压泵23。
[0022]其中，当液压泵23是由定量泵和优先阀组合在一起的，则优先阀输出流量由温度压力阀3输出的压力控制，温度压力阀3输出的压力由换热器11中被冷却介质的温度控制，这样就实现了液压泵23输出给液压马达21的流量由被冷却介质的温度控制，从而实现了冷却风量与发动机4转速无关，而与被冷却介质温度有关。当被冷却介质温度越高，液压泵23输出流量越大，液压马达21转速越快，冷却风扇13的风量越大，整个散热系统换热功率增大，能使被冷却介质温度迅速回到理想状态，反之亦然。当液压泵23是变量泵，则温度压力阀3输出的压力控制变量泵的斜盘摆角从而控制变量泵的输出流量，同样实现了冷却风量与发动机4转速无关，而与被冷却介质温度有关。
[0023]本实用新型结构设计简单、合理，成本低，不仅维护方便，而且散热效果好、效率高；其中，通过液压驱动单元的驱动和温度一流量的自调，达到了冷却风扇转速与发动机转速无关而是根据散热量的需要自行调节的目的，实现了独立散热，保证了各类车辆、工程机械及非公路机械的发动机冷却液温度、涡轮增压空气温度、液压作业装置的液压油温度等始终维持在最佳的温度范围内工作，提高车辆的工作效率，降低内燃机的燃油消耗和排放，延长车辆使用寿命，降低车辆噪音。
【权利要求】
1.一种机液控制液力驱动风扇独立散热系统，包括发动机及位于所述发动机一侧的换热单元；所述换热单元包括换热器、设于所述换热器一侧的护风罩及设于所述护风罩内侧的冷却风扇；其特征在于:所述散热系统还包括与所述换热单元连接的液压驱动单元； 所述换热单元与液压驱动单元之间还设有温度压力阀； 所述冷却风扇由所述液压驱动单元驱动运转； 所述液压驱动单元包括设于所述换热器一侧中部的液压马达和设于所述发动机一侧的液压泵；所述液压马达连接并驱动所述冷却风扇；所述液压泵与所述发动机连接并由所述发动机驱动运转； 所述温度压力阀通过液压管路分别连接所述换热器和液压泵。
2.如权利要求1所述的机液控制液力驱动风扇独立散热系统，其特征在于:所述液压驱动单元还包括液压油箱； 所述液压油箱通过液压管路分别连接所述液压泵和液压马达。
3.如权利要求1所述的机液控制液力驱动风扇独立散热系统，其特征在于:所述护风罩与所述换热器的芯体并排安装在一起。
4.如权利要求1所述的机液控制液力驱动风扇独立散热系统，其特征在于:所述换热器包括发动机水冷散热器、中冷器、油散热器、冷凝器等，其可为串联、并联、串并联组合的方式排列，也可为整体布置或分体布置。
5.如权利要求4所述的机液控制液力驱动风扇独立散热系统，其特征在于:所述温度压力阀固定在所述换热器的外框或冷却介质进口相应管路上并采集所述换热器的冷却介质进口的温度信息。
6.如权利要求1所述的机液控制液力驱动风扇独立散热系统，其特征在于:所述液压泵与所述发动机的动力输出部件相连，并由所述发动机的动力输出部件驱动运转。
7.如权利要求6所述的机液控制液力驱动风扇独立散热系统，其特征在于:所述液压泵可以是定量泵和优先阀的组合，也可以是变量泵。
【文档编号】F01P5/04GK203559975SQ201320738386
【公开日】2014年4月23日 申请日期:2013年11月21日 优先权日:2013年11月21日
【发明者】张 雄 申请人:十堰市达力热系统科技有限公司