CN102864801A - 一种工程机械及工程机械中发热部件的冷却方法和*** - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种工程机械中发热部件的冷却方法，首先根据发热部件的工作状态确定预定温度；然后检测实际温度；之后进行判断，判断实际温度是否符合预定温度：若实际温度符合预定温度，则继续检测；若实际温度不符合预定温度，调节电机的转速，改变水泵的流量，进而改变冷却回路内冷却液的流量，调节了此冷却方法的冷却效果。预定温度和实际温度可以为发热部件的温度，也可以为冷却回路内冷却液的温度。此冷却方法可根据发热部件对温度的要求，使发热部件获得最佳的冷却效果。本发明还公开了应用上述冷却方法的冷却***。此外，本发明还公开了应用上述冷却***的工程机械。

Description

一种工程机械及工程机械中发热部件的冷却方法和***

技术领域

本发明涉及工程机械技术领域，特别是涉及一种工程机械中发热部件的冷却方法和***，此外，还涉及一种工程机械。

背景技术

工程机械的冷却装置通常由发动机直接驱动的，其安装与运转功率都依托于发动机。此冷却装置只能根据发动机的运转情况循环冷却液，不能调节控制水泵的转速。

随着工程机械不断发展进步，节能减排成为工程机械发展的新方向，混合动力机械逐渐成为新时期节能环保的典范。以混合动力推土机为例，其动力传动采用发动机带动发电机，发电机电压整流为直流高压，直流高压逆变为可控三相交流电压驱动电动机，电动机与终传动连接输出扭矩驱动推土机行走。

混合动力机械重要技术的关键是各发热部件的冷却，尤其是发电机、控制器、电动机等，对温度有严格要求，不仅影响其运行效率，还直接影响着设备的安全性。

如果采用传统的冷却方式，将给发动机的结构与附件安装带来很大的难度。再者，发动机与发热部件所要求的冷却温度的差别较大，传统的冷却方式不可控，很难同时满足各发热部件的冷却要求。

有鉴于此，亟待针对上述技术问题，设计一种冷却方法和冷却***，使其冷却效果可控，能够满足工程机械中发热部件的冷却要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种工程机械中发热部件的冷却方法，该冷却方法的冷却效果可控，能够使发热部件获得最佳的冷却效果。本发明的另一目的是提供了一种应用上述冷却方法的冷却***。此外，本发明的第三个目的是提供了一种应用上述冷却***的工程机械。

为了实现上述技术目的，本发明提供了一种工程机械中发热部件的冷却方法，工程机械设有用于冷却发热部件的冷却回路，以及为冷却回路内冷却液提供循环动力的水泵，包括以下步骤：

11）设置驱动水泵的电机，预存发热部件或冷却回路中冷却液的预定温度；

12）检测发热部件或冷却回路中冷却液的实际温度；

13）判断实际温度是否符合预定温度：若是，则进入步骤12）；若否，则进入步骤14）；

14）根据实际温度和预定温度的差值，改变电机的转速，以改变由所述电机驱动的水泵的流量。

本发明还提供了一种工程机械中发热部件的冷却***，包括冷却回路和水泵控制装置；

所述冷却回路包括水泵、冷却液箱和设置于发热部件上的冷却管路，所述冷却管路连通所述水泵和所述冷却液箱；所述水泵提供所述冷却管路内冷却液的循环动力；

所述水泵控制装置包括传感器、控制器和电机，所述电机的转速与所述水泵的流量相对应，所述传感器将所述发热部件或所述冷却管路中冷却液的的实际温度传递给所述控制器，所述控制器中预置所述发热部件或所述冷却管路中冷却液的的预定温度，所述控制器能够判断实际温度是否符合预定温度，并能够根据判断结果改变所述电机的转速。

优选地，所述冷却管路包括主管路和多个子管路，每个所述子管路均具有传感器，且与所述主管路之间设有开关阀门，每个所述子管路设置在至少一个所述发热部件上。

优选地，所述电机的电源为320伏直流电源，所述控制器的电源为24伏直流电源。

优选地，所述冷却回路内的冷却液为水。

本发明还提供了一种工程机械，包括混合动力装置和冷却***，所述冷却***为如上所述的冷却***。

优选地，所述工程机械为电传动推土机。

本发明提供的工程机械的冷却方法，首先根据发热部件的工作状态确定预定温度；然后检测实际温度；之后进行判断，判断实际温度是否符合预定温度：若实际温度符合预定温度，则继续检测；若实际温度不符合预定温度，调节电机的转速，改变水泵的流量，进而改变冷却回路内冷却液的流量。

预定温度和实际温度可以为发热部件的温度，也可以为冷却回路内冷却液的温度，二者直接或间接的反应了发热部件的温度。

此冷却方法能够根据发热部件的温度控制电机的转速，电机的转速与水泵的流量相对应。水泵为冷却回路内冷却液的循环提供动力，水泵的流量即冷却回路的流量，电机的转速改变时，改变水泵的流量，调节冷却效果，可以根据发热部件自身对温度的要求进行调节，使发热部件获得最佳的冷却效果。

本发明还提供了一种工程机械中发热部件的冷却***，包括冷却回路和水泵控制装置；

冷却回路包括水泵、冷却液箱和设置于发热部件上的冷却管路，冷却管路连通水泵和冷却液箱；水泵提供冷却管路内冷却液的循环动力；

水泵控制装置包括传感器、控制器和电机，电机的转速与水泵的流量相对应，传感器将发热部件或冷却管路中冷却液的的实际温度传递给控制器，控制器中预置发热部件或冷却管路中冷却液的的预定温度，控制器能够判断实际温度是否符合预定温度，并能够根据判断结果改变电机的转速。

水泵的流量与冷却管路的流量相对应，此冷却***能够通过水泵控制装置调节冷却效果，根据发热部件自身工作对温度的需要，实现对发热部件的冷却。

根据发热部件自身工作对温度的需要，将预定温度设置在控制器中，传感器获取实际温度并传递给控制器，控制器根据实际温度与预定温度的关系，对电机发出控制信号，电机根据控制信号调节自身的转速，并为水泵提供动力，调节水泵的流量，使实际温度趋近于预定温度，获得相应的冷却效果。

传感器可以检测发热部件的温度，也可以检测冷却管路内冷却液的温度，二者直接或间接的反应了发热部件的温度。

一种方式中，冷却管路包括主管路和多个子管路，每个子管路均具有传感器，且与主管路之间设有开关阀门，每个子管路设置在至少一个发热部件上。

子管路的温度低于相应的预定温度时，可以关闭此子管路的开关阀门，当子管路的温度高于预定温度时，再将此开关阀门开启。此种设置方式，能够实现对某个或某几个发热部件的单独冷却，节约能源。

本发明还提供了一种工程机械，包括混合动力装置和如上所述的冷却***，该冷却***的冷却效果可控，使工程机械的各发热部件均获得较好的冷却效果。

附图说明

图1为本发明所提供的工程机械中发热部件的冷却方法一种具体实施方式的流程图；

图2为本发明所提供的工程机械中发热部件的冷却***一种具体实施方式的结构简图。

其中，图2中的附图标记如下：

冷却回路1；水泵11；冷却液箱12；冷却管路13；

水泵控制装置2；传感器21；控制器22；电机23；

发热部件3；320伏直流电源4；24伏直流电源5。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种工程机械中发热部件的冷却方法，该冷却方法的冷却效果可控，能够使发热部件获得最佳的冷却效果。本发明的另一核心是提供了一种应用上述冷却方法的冷却***。此外，本发明的第三个核心是提供了一种应用上述冷却***的工程机械。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

请参考图1，图1为本发明所提供的工程机械中发热部件的冷却方法一种具体实施方式的流程图。

在一种具体的实施方式中，本发明提供了一种工程机械中发热部件的冷却方法，工程机械设有用于冷却发热部件的冷却回路，以及为冷却回路内冷却液提供循环动力的水泵，包括以下步骤：

步骤S11设置驱动水泵的电机，预存发热部件或冷却回路中冷却液的预定温度；

步骤S12检测发热部件或冷却回路中冷却液的实际温度；

步骤S13判断实际温度是否符合预定温度：若是，则进入步骤S12；若否，则进入步骤S14；

步骤S14根据实际温度和预定温度的差值，改变电机的转速，以改变由所述电机驱动的水泵的流量。

此冷却方法首先根据发热部件的工作状态确定预定温度；然后检测实际温度；之后进行判断，判断实际温度是否符合预定温度：若实际温度符合预定温度，则继续检测；若实际温度不符合预定温度，调节电机的转速，改变水泵的流量，进而改变冷却回路内冷却液的流量。预定温度和实际温度可以为发热部件的温度，也可以为冷却回路内冷却液的温度，二者直接或间接的反应了发热部件的温度。

此冷却方法能够根据发热部件的温度控制电机的转速，电机的转速与水泵的流量相对应。水泵为冷却回路内冷却液的循环提供动力，水泵的流量即冷却回路的流量，电机的转速改变时，改变水泵的流量，调节冷却效果，根据发热部件自身对温度的要求进行调节，使发热部件获得最佳的冷却效果。

经过对发热部件温度的闭环调节，使发热部件的实际温度趋近于预定温度，获得最佳的冷却效果。工程机械的发热部件包括发动机和传动部件等，可以综合各发热部件工作状态的温度来设定预定温度，尽量使各发热部件均获得最佳的冷却效果。

请参考图2，图2为本发明所提供的工程机械中发热部件的冷却***一种具体实施方式的结构简图。

另一种具体的实施方式中，本发明还提供了一种工程机械中发热部件的冷却***，包括冷却回路1和水泵控制装置2；

冷却回路1包括水泵11、冷却液箱12和设置于发热部件3上的冷却管路13，冷却管路13连通水泵11和冷却液箱12；水泵11提供冷却管路13内冷却液的循环动力；

水泵控制装置2包括传感器21、控制器22和电机23，电机23的转速与水泵11的流量相对应，传感器21将发热部件3或冷却管路13中冷却液的的实际温度传递给控制器22，控制器22中预置发热部件3或冷却管路13中冷却液的的预定温度，控制器22能够判断实际温度是否符合预定温度，并能够根据判断结果改变电机23的转速。

水泵11的流量与冷却管路13的流量相对应，此冷却***能够通过水泵控制装置2调节冷却效果，根据发热部件3自身工作对温度的需要，实现对发热部件3的冷却，获得最佳的冷却效果。

当发热部件3的实际温度高于预定温度时，控制器22可以使水泵11的流量和转速增加，加快对发热部件3的冷却；当发热部件3的实际温度趋近于或低于预定温度时，可以不调节冷却***的冷却效果，也可以关闭冷却***，在发热部件3需要冷却时，在开启冷却***，能够实现节能的目的。工程机械的发热部件3通常包括发动机、电动机和各种大功率的设备等。

将发热部件3的预定温度设置在控制器22中，传感器21获取发热部件3的实际温度并传递给控制器22，控制器22根据实际温度与预定温度的关系，对电机23发出控制信号，电机23根据控制信号调节自身的转速，并为水泵11提供动力，调节水泵11的流量，改变冷却管路13的流量，使发热部件3的实际温度趋近于预定温度，发热部件3相应获得了最佳的冷却效果。

具体的，传感器21可以直接检测部发热件3的温度，也可以通过检测冷却管路13内冷却液的温度间接获得发热部件3的实际温度，上述两种方式均可以获得发热部件3的实际温度。

在一种优选的具体实施方式中，冷却管路13包括主管路和多个子管路，每个子管路均具有传感器21，且与主管路之间具有开关阀门，每个子管路设置在至少一个发热部件3上。

子管路的温度低于相应的预定温度时，可以关闭此子管路的开关阀门，当子管路的温度高于预定温度时，再将此开关阀门开启。

可以为每个发热部件均设置一个子管路，也可以将工作时温度相近的几个发热部件共同设置一个子管路。将每个子管路的预定温度设置在控制器22中，子管路的传感器21将其实际温度传递给控制器22，控制器22判断后，自动关闭相应的开关阀门，或提醒工作人员关闭相应的开关阀门。

此种设置方式，能够实现对某个或某几个发热部件的单独冷却，能够实现节能的目的。即当某个或几个发热部件温度显著升高时，能够有针对性的快速降温。开关阀门还可以是比例控制阀，能够比例改变阀门开度的大小，以更合理地控制冷却。

具体的，可以根据各发热部件3自身工作对温度的需要，为各发热部件3设置相应的独立的冷却回路1和水泵控制装置2，分别对各发热部件3的温度进行调节；还可以设置一个总的水泵控制装置2，然后为各发热部件3设置独立的冷却回路1，由总的水泵控制装置2分别控制各冷却回路1。

具体的，冷却回路1内的冷却介质可以为水，则传感器21可以为水温传感器。

水在冷却***内循环，水泵11是整个冷却***的动力来源；电机23是水泵11的驱动装置；控制器22是整个冷却***中的关键，它通过水温传感器采集冷却水温度，并依据冷却水温度控制电机23的转速从而控制水泵的转速和流量，实现对冷却水温度的精确控制；此过程中，水温传感器采集冷却水温度并传递给控制器22作为水泵11转速调节的重要参数。

此冷却***，能够克服传统冷却装置安装时对发动机的依赖，可独立安装，使用电能为动力源，最大限度的保证了发动机输出的机械能转化为电能，提高发动机的效率。

同时，此冷却***实现了闭环控制，水泵11的转速可根据冷却水温度的变化调节，保证冷却水温度维持在最佳的温度，即保证发热部件工作在最适宜温度，又能达到节能的目的。

具体的，控制器由24伏直流电源5驱动，采集冷却液温度作为控制信号对电机23进行控制，电机23由320伏直流电源4驱动，电机23内部集成逆变器可将320伏直流电转换成三相交流电带动电机转动。电机23接收控制器22的控制信号，调节自身转速，并为水泵11提供动力，水泵11安装在冷却管路13上，在电机23的驱动下提供冷却液循环所需的动力。

此冷却***采用直流电源，直流电源可以由混合动力装置提供，能够独立安装，减少了发动机的附件，节省安装空间，提高了冷却***的冷却效果，并且节能环保。

除了上述冷却***，本发明还提供一种包括混合动力装置和上述冷却***的工程机械，该冷却***的冷却效果可控，能够使工程机械的各发热部件获得最佳的冷却效果。该工程机械其他各部分的结构请参考现有技术，本文不再赘述。

具体的，上述工程机械可以为电传动推土机，也可以为其他具有混合动力装置的工程机械。

以上对本发明所提供的工程机械及工程机械中发热部件的冷却方法和***进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (7)

1.一种工程机械中发热部件的冷却方法，工程机械设有用于冷却发热部件的冷却回路，以及为冷却回路内冷却液提供循环动力的水泵，其特征在于，包括以下步骤：

11）设置驱动水泵的电机，预存发热部件或冷却回路中冷却液的预定温度；

12）检测发热部件或冷却回路中冷却液的实际温度；

13）判断实际温度是否符合预定温度：若是，则进入步骤12）；若否，则进入步骤14）；

14）根据实际温度和预定温度的差值，改变电机的转速，以改变由所述电机驱动的水泵的流量。

2.一种工程机械中发热部件的冷却***，其特征在于，包括冷却回路（1）和水泵控制装置（2）；

所述冷却回路（1）包括水泵（11）、冷却液箱（12）和设置于发热部件（3）上的冷却管路（13），所述冷却管路（13）连通所述水泵（11）和所述冷却液箱（12）；所述水泵（11）提供所述冷却管路（13）内冷却液的循环动力；

所述水泵控制装置（2）包括传感器（21）、控制器（22）和电机（23），所述电机（23）的转速与所述水泵（11）的流量相对应，所述传感器（21）将所述发热部件（3）或所述冷却管路（13）中冷却液的实际温度传递给所述控制器（22），所述控制器（22）中预置所述发热部件（3）或所述冷却管路（13）中冷却液的预定温度，所述控制器（22）能够判断实际温度是否符合预定温度，并能够根据判断结果改变所述电机（23）的转速。

3.如权利要求2所述的工程机械中发热部件的冷却***，其特征在于，所述冷却管路（13）包括主管路和多个子管路，每个所述子管路均具有传感器（21），且与所述主管路之间设有开关阀门，每个所述子管路设置在至少一个所述发热部件（3）上。

4.如权利要求3所述的工程机械中发热部件的冷却***，其特征在于，所述电机（23）的电源为320伏直流电源（4），所述控制器（22）的电源为24伏直流电源（5）。

5.如权利要求4所述的工程机械中发热部件的冷却***，其特征在于，所述冷却回路（1）内的冷却液为水。

6.一种工程机械，包括混合动力装置和冷却***，其特征在于，所述冷却***为权利要求2至5任一项所述的冷却***。

7.如权利要求6所述的工程机械，其特征在于，所述工程机械为电传动推土机。

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