智能温控风扇散热系统的制作方法

本实用新型涉及工程机械散热技术领域，尤其是智能温控风扇散热系统。

背景技术：

在工程机械设备运行的过程中为了保证设备的发动机等核心部件的整体温度不至于过高、减少设备运行风险，因此就需要及时的对其进行及时散热降温，目前工程机械散热系统大多采用风冷形式，即流动的空气通过散热器带走多余热量，保持各系统工作在合适的温度范围内。传统的散热系统有两种：一是发动机直接驱动风扇进行散热；二是简单的风扇泵驱动马达进行散热。工程机械在运行的过程中其工作功率的不同也会导致设备自身产热量也会存在较大的不同，因此在对温度过高的工程机械设备进行散热时必须及时的根据设备当前的状况进行快速的调节散热系统自身的散热效果，然而目前的散热系统通常结构简单、功能相对单一，无法根据具体的工况和设备当前产热或温度变化来对整个设备进行有效地散热，如果散热系统一直处于较小功率的工作状态时就无法很好的保证高温设备的正常散热，影响设备的正常运行和使用寿命；如果散热系统一直处于较大功率的工作状态时，当整个设备的产热量较小时又会造成能源的浪费，，因此现有的这种功能单一的风扇散热系统无法满足更加合理的满足变化状态下的工程机械运行过程中的散热要求。目前也有很多公司或厂家对上述散热系统的不足做出来一些改进，例如，目前推土机上较多使用的温控风扇散热系统如图1所示，定量风扇泵201驱动定量马达501，马达501带动风扇进行散热。与马达501并联的电比例溢流阀301（反比例）形成旁通回路用来调节马达的转速；溢流阀601与单向阀701组成双向过载补油阀；现有的系统的控制原理为：采用现有技术，在各散热器上设置温度传感器，控制器将采集的温度信号与设定值进行对比，当温度低于起调值时，系统不需要散热，控制器输出最大电流，使电比例溢流阀301的溢流压力降至最低，即将风扇的转速降至最低；当温度超过起调值时，输出的电流开始变小，风扇转速开始增加。当然，因为有换向阀401的存在，可以使散热器具有自洁功能，即通过换向阀401控制马达的正反转。但是其仍然存在诸多不足，在现有的这个系统中无论是正转还是反转，该系统始终会存在一定的溢流损失。且电比例溢流阀301的调节范围有限，在夜晚或者北方寒冷地区，会使机器预热时间加长，甚至出现过冷现象；节能效果差，无法有效地满足设备使用过程中的需求

技术实现要素：

本实用新型提供的智能温控风扇散热系统，结构简单、设计合理，在散热的过程中灵活性高，能够根据工程机械运行过程中的不同的产热情况进行快速的调整散热效果，能够在较短的时间内较快的将机械设备保持在合适的温度范围内工作，降低长时间高温对机械设备有可能造成的风险；能够根据需要自动调节风扇转速，以满足散热要求，同时节能效果好，更有效地满足了变化状态下的工程机械散热的需求，解决了现有技术中存在的问题。

本实用新型为解决上述技术问题所采用的技术方案是：智能温控风扇散热系统，包括一动力节能装置，所述动力节能装置的进口与油箱相连，所述动力节能装置的出口与一控制油路的相连，所述控制油路的各出口均与一负载相连，所述负载出口连接油箱，在控制油路与负载之间设有一过压保护油路，所述过压保护油路包括两并联设置的单向溢流油路，所述各单向溢流油路的进口分别与控制油路的出口相连、出口分别与油箱相连，在单向溢流油路的出口与油箱之间设有一冷却油路。

所述控制油路包括一电比例换向阀，所述电比例换向阀为三位七通换向阀，所述电比例换向阀的其中两第一上出口分别与负载进口相连；在两第一上出口相邻的第二出口处分别与所述动力节能装置相连；在各第二出口与所述动力节能装置之间的油路上分别设有一第一单向阀；所述电比例换向阀的各下出口分别与所述冷却油路进口相连；所述电比例换向阀与外部通用控制器相连。

所述动力节能装置包括一定量风扇泵，所述定量风扇泵的进口连接油箱、出口与所述电比例换向阀的进口相连、且在定量风扇泵的出口与所述电比例换向阀的进口油路上设有一第二单向阀；在定量风扇泵的一侧设有一三通压力补偿阀，所述三通压力补偿阀的进口与所述定量风扇泵的出口相连、出口与所述冷却油路进口相连、控制口与所述电比例换向阀的各第二出口的第一单向阀出口相连。

所述动力节能装置包括一变量泵，所述变量泵的进口连接油箱、出口与所述电比例换向阀的进口相连、且在变量泵的出口与所述电比例换向阀的进口油路上设有一第二单向阀；在定量风扇泵的一侧设有一压力补偿油路。

所述压力补偿油路包括一负载敏感阀，所述负载敏感阀各端口分别与所述电比例换向阀的各第二出口的第一单向阀出口、变量泵、油箱相连；在负载敏感阀设有一恒压阀，所述恒压阀各端口分别与变量泵、油箱相连。

所述负载为一与风扇叶片相连的风扇马达。

所述冷却装置包括一油冷器，在油冷器的一侧并联一第三单向阀；所述油冷器的进口与所述两单向溢流油路的出口相连、出口与油箱相连。

所述单向溢流油路包括一溢流阀，在溢流阀的一侧并联一第四单向阀。

本实用新型所具有的有益效果是，结构简单、设计合理，在散热的过程中灵活性高，能够根据工程机械运行过程中的不同的产热情况进行快速的调整散热效果，能够在较短的时间内较快的将机械设备保持在合适的温度范围内工作，降低长时间高温对机械设备有可能造成的风险；能够根据需要自动调节风扇转速，以满足散热要求，同时节能效果好；能够根据需要自动调节风扇转速，以满足散热要求；可根据实际需要应用至定量式或变量式系统，风扇转速可以根据负载需要，通过调节电比例控制阀，比例调节所需，从而实现节能；更有效地满足了变化状态下的工程机械散热的需求，解决了现有技术中存在的问题。

附图说明

图1为现有技术温控风扇散热系统原理图。

图2为本实用新型中实施例1的原理连接示意图。

图3为本实用新型中实施例2的原理连接示意图。

图中，1、定量风扇泵； 2、三通压力补偿阀；3、第二单向阀； 4、电比例换向阀； 5、第一单向阀；6、溢流阀；7、第四单向阀；8、风扇马达；9、油冷器；10、第三单向阀；11、变量泵；12、负载敏感阀；13、恒压阀；14、油箱。

具体实施方式

为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本实用新型进行详细阐述。

如图1-3中所示，智能温控风扇散热系统，包括一动力节能装置，所述动力节能装置的进口与油箱14相连，所述动力节能装置的出口与一控制油路的相连，所述控制油路的各出口均与一负载相连，所述负载出口连接油箱14，在控制油路与负载之间设有一过压保护油路，所述过压保护油路包括两并联设置的单向溢流油路，所述各单向溢流油路的进口分别与控制油路的出口相连、出口分别与油箱14相连，在单向溢流油路的出口与油箱14之间设有一冷却油路。

所述控制油路包括一电比例换向阀4，所述电比例换向阀4为三位七通换向阀，所述电比例换向阀4的其中两第一上出口分别与负载进口相连；在两第一上出口相邻的第二出口处分别与所述动力节能装置相连；在各第二出口与所述动力节能装置之间的油路上分别设有一第一单向阀5；所述电比例换向阀4的各下出口分别与所述冷却油路进口相连；所述电比例换向阀4与外部通用控制器相连。

所述动力节能装置包括一定量风扇泵1，所述定量风扇泵1的进口连接油箱14、出口与所述电比例换向阀4的进口相连、且在定量风扇泵1的出口与所述电比例换向阀4的进口油路上设有一第二单向阀3；在定量风扇泵1的一侧设有一三通压力补偿阀2，所述三通压力补偿阀2的进口与所述定量风扇泵1的出口相连、出口与所述冷却油路进口相连、控制口与所述电比例换向阀4的各第二出口的第一单向阀5出口相连。

所述动力节能装置包括一变量泵11，所述变量泵11的进口连接油箱14、出口与所述电比例换向阀4的进口相连、且在变量泵11的出口与所述电比例换向阀4的进口油路上设有一第二单向阀3；在定量风扇泵1的一侧设有一压力补偿油路。

所述压力补偿油路包括一负载敏感阀12，所述负载敏感阀12各端口分别与所述电比例换向阀4的各第二出口的第一单向阀5出口、变量泵11、油箱14相连；在负载敏感阀12设有一恒压阀13，所述恒压阀13各端口分别与变量泵11、油箱14相连。

所述负载为一与风扇叶片相连的风扇马达8。

所述冷却装置包括一油冷器9，在油冷器9的一侧并联一第三单向阀10；所述油冷器9的进口与所述两单向溢流油路的出口相连、出口与油箱14相连。

所述单向溢流油路包括一溢流阀6，在溢流阀6的一侧并联一第四单向阀7。

实施例1：如图2中所示

智能温控风扇散热系统，包括一动力节能装置，所述动力节能装置的进口与油箱14相连，所述动力节能装置的出口与一控制油路的相连，所述控制油路的各出口均与一负载相连，所述负载出口连接油箱14，在控制油路与负载之间设有一过压保护油路，所述过压保护油路包括两并联设置的单向溢流油路，能够在压力过高时对整个油路进行保护，防止压力过高对整个油路或设备造成损伤，使用时安全性更高，所述溢流阀6的预设压力可以根据具体情况进行选择，所述各单向溢流油路的进口分别与控制油路的出口相连、出口分别与油箱14相连，在单向溢流油路的出口与油箱14之间设有一冷却油路，当整个油路中出现溢流时会产生少量的热量，通过冷却油路可以对其进行冷却，防止热量积累导致整个油路运行受到影响。

所述控制油路包括一电比例换向阀4，所述电比例换向阀4为三位七通换向阀，所述电比例换向阀4的其中两第一上出口分别与负载进口相连；在两第一上出口相邻的第二出口处分别与所述动力节能装置相连；在各第二出口与所述动力节能装置之间的油路上分别设有一第一单向阀5；所述电比例换向阀4的各下出口分别与所述冷却油路进口相连；所述电比例换向阀4与外部通用控制器相连，在现有技术，如图1中，在各外部散热器上均设置与外部通用控制器直接相连的温度传感器，并在使用前由工作人员设定预设值，控制器将采集的温度信号与设定值进行对比，当温度低于起调值时，系统不需要散热，控制器输出最大电流，使电比例溢流阀63的溢流压力降至最低，即将风扇的转速降至最低；当温度超过起调值时，输出的电流开始变小，风扇转速开始增加，该部分与外部通用控制器的连接方式均采用简单、常用的串联控制连接，属于本领域技术人员所熟知的常识，不作为本申请的创新点，属于现有技术，不再赘述。

所述动力节能装置包括一定量风扇泵1，所述定量风扇泵1的进口连接油箱14、出口与所述电比例换向阀4的进口相连、且在定量风扇泵1的出口与所述电比例换向阀4的进口油路上设有一第二单向阀3；在定量风扇泵1的一侧设有一三通压力补偿阀2，所述三通压力补偿阀2的进口与所述定量风扇泵1的出口相连、出口与所述冷却油路进口相连、控制口与所述电比例换向阀4的各第二出口的第一单向阀5出口相连。

所述负载为一与风扇叶片相连的风扇马达8。

所述冷却装置包括一油冷器9，在油冷器9的一侧并联一第三单向阀10；所述油冷器9的进口与所述两单向溢流油路的出口相连、出口与油箱14相连；当油冷器9出现堵塞时单向阀直接导通，可以有效地防止整个油路堵塞，使用安全性更高；在实际使用的过程中此处的单向阀也可直接选择溢流压力较小的溢流压力阀进行代替。

所述单向溢流油路包括一溢流阀6，在溢流阀6的一侧并联一第四单向阀7。

该系统控制中三通压力补偿阀2，其作用包括：第一、实现定量风扇泵1出口压力始终跟随负载变化，负载大的时候阀开口变小，溢流压力变大；第二、使进入风扇马达8的流量只受电比例换向阀4的控制，即三通压力补偿阀2使电比例换向阀4的入口与出口压差为定值，进入风扇马达8的流量只与电比例换向阀4的阀口开度有关且成正比关系；通过控制电比例换向阀4的电流大小，就可以控制其阀芯位移，即控制阀口开度，进而控制阀口流量，最终控制风扇马达8转速。

电比例换向阀4的a、b端通断电，可以控制风扇的正反转。

实施例1中定量系统在一定程度上实现节能，相比传统温控风扇系统能量损失很大程度上的降低，但是由于定量泵本身限制，溢流损失确实是无法消除的，只能尽量减小。

定量式智能温控散热风扇系统通过压力补偿阀使定量风扇泵1出口压力始终跟随负载变化，通过电磁换向阀控制实现按需匹配，简单可操作，性价比高。

于是考虑将上述原理应用于变量系统，如图3所示：发动机带动典型的负载敏感变量泵11，通过中位的电比例换向阀4控制风扇马达8进行散热。泵的排量由电比例换向阀4阀口开度大小控制，可实现按需供应，节能效果更好。

实施例2：如图3中所示

智能温控风扇散热系统，包括一动力节能装置，所述动力节能装置的进口与油箱14相连，所述动力节能装置的出口与一控制油路的相连，所述控制油路的各出口均与一负载相连，所述负载出口连接油箱14，在控制油路与负载之间设有一过压保护油路，所述过压保护油路包括两并联设置的单向溢流油路，所述各单向溢流油路的进口分别与控制油路的出口相连、出口分别与油箱14相连，在单向溢流油路的出口与油箱14之间设有一冷却油路。

所述控制油路包括一电比例换向阀4，所述电比例换向阀4为三位七通换向阀，所述电比例换向阀4的其中两第一上出口分别与负载进口相连；在两第一上出口相邻的第二出口处分别与所述动力节能装置相连；在各第二出口与所述动力节能装置之间的油路上分别设有一第一单向阀5；所述电比例换向阀4的各下出口分别与所述冷却油路进口相连；所述电比例换向阀4与外部通用控制器相连，在现有技术，如图1中，在各外部散热器上均设置与外部通用控制器直接相连的温度传感器，并在使用前由工作人员设定预设值，控制器将采集的温度信号与设定值进行对比，当温度低于起调值时，系统不需要散热，控制器输出最大电流，使电比例溢流阀63的溢流压力降至最低，即将风扇的转速降至最低；当温度超过起调值时，输出的电流开始变小，风扇转速开始增加，该部分与外部通用控制器的连接方式均采用简单、常用的串联控制连接，属于本领域技术人员所熟知的常识，不作为本申请的创新点，属于现有技术，不再赘述。

所述动力节能装置包括一变量泵11，所述变量泵11的进口连接油箱14、出口与所述电比例换向阀4的进口相连、且在变量泵11的出口与所述电比例换向阀4的进口油路上设有一第二单向阀3；在定量风扇泵1的一侧设有一压力补偿油路。

所述压力补偿油路包括一负载敏感阀12，所述负载敏感阀12各端口分别与所述电比例换向阀4的各第二出口的第一单向阀5出口、变量泵11、油箱14相连；在负载敏感阀12设有一恒压阀13，所述恒压阀13各端口分别与变量泵11、油箱14相连。

所述负载为一与风扇叶片相连的风扇马达8。

所述冷却装置包括一油冷器9，在油冷器9的一侧并联一第三单向阀10；所述油冷器9的进口与所述两单向溢流油路的出口相连、出口与油箱14相连；当油冷器9出现堵塞时单向阀直接导通，可以有效地防止整个油路堵塞，使用安全性更高；在实际使用的过程中此处的单向阀也可直接选择溢流压力较小的溢流压力阀进行代替。

所述单向溢流油路包括一溢流阀6，在溢流阀6的一侧并联一第四单向阀7。

具体的控制过程：在各外部散热器上设置温度传感器，外部通用控制器将采集的温度信号与设定值对比，当温度低于起调值时，控制器输出小电流，电比例换向阀4处于中位，变量泵11的斜盘处于最小摆角，输出小流量，以维持泄漏和快速响应；当温度超过起调值时，控制器输出电流开始加大，电比例换向阀4产生位移，即阀有一个开度，泵输出相应流量，马达输出一定转速。该系统可以实现泵输出电流始终与系统需求相匹配，没有任何溢流损失，从而实现节能。

通过电比例换向阀4的a、b端通断电实现风扇的正反转，具备“自洁”功能。

变量式智能温控散热风扇系统通过电磁换向阀使泵的排量按需变化，与散热需求相匹配，可完全消除溢流损失，实现最大限度节能。

另外，本申请可在配有温控风扇系统的工程机械上使用，电比例换向阀4可单独安装，也可与工作系统工作阀组成多路阀整体安装。

上述具体实施方式不能作为对本实用新型保护范围的限制，对于本技术领域的技术人员来说，对本实用新型实施方式所做出的任何替代改进或变换均落在本实用新型的保护范围内。

本实用新型未详述之处，均为本技术领域技术人员的公知技术。