WO1997012131A1 - Verfahren zur regelung der kühleinrichtung eines dieselmotorischen baggerantriebes sowie kühleinrichtung für dieselmotorische baggerantriebe - Google Patents

Verfahren zur regelung der kühleinrichtung eines dieselmotorischen baggerantriebes sowie kühleinrichtung für dieselmotorische baggerantriebe Download PDF

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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Definitions

  • the invention relates to a method for controlling the cooling device of a particularly powerful diesel engine excavator drive.
  • Excavators are usually driven by at least one diesel engine, which often also drives the fan wheel for the water cooler.
  • the hydraulic pump in turn being driven by the diesel engine.
  • the fan wheel runs continuously as a function of the respective diesel engine speed, which results in power losses of up to 5%, in particular in excavators with more powerful diesel engines (> 600 kW).
  • an order of magnitude of 55 to 60 kW can be achieved.
  • Another disadvantage is that the continuously rotating fan wheel in turn produces not inconsiderable noises depending on the speed.
  • the aim of the subject matter of the invention is to design a method for regulating the cooling device of a particularly powerful diesel engine excavator drive and a cooling device for particularly powerful diesel engine excavator drives, with which on the one hand the power losses can be avoided and on the other hand a reduction in the noise level is brought about .
  • This goal is achieved in a method for regulating the cooling device of a particularly powerful diesel-engine excavator drive, in that a thermostat provided in the area of the diesel engine releases the flow path from the diesel engine to a water cooler interacting with a fan at a predetermined water temperature, one in the Be ⁇ Richly arranged in the flow path temperature measuring device controls the fan in such a way that the speed of the fan is regulated in the range between 0 min '1 and a maximum speed within a predeterminable temperature range above the thermostatically controlled water temperature.
  • a cooling device for, in particular, powerful diesel engine-driven excavator drives with a thermostatically controlled diesel engine, a water cooler, a separately drivable fan and connecting pipes or hoses between the diesel engine a temperature measuring device is provided which is operatively connected to the fan drive via a signal line.
  • the measures according to the invention ensure that the fan only starts when the cooling air is actually required. Compared to the previous mode of operation, the previous power loss of about 5%, which the fan wheel or its drive absorbs, can be saved, particularly in cold regions. Due to the fan wheel now only running as required or in the lower speed ranges, the noise resulting from the overall drive is reduced.
  • the single figure shows a schematic diagram of the diesel engine drive of a hydraulic excavator, not shown.
  • a diesel engine 1, an internal cooling water circuit 2 within the diesel engine 1, a water pump 3 and a thermostat 4 can be seen.
  • the water pump 3 is used to move the cooling medium along its internal flow path until a predetermined water temperature, for example 85 ° C., is reached.
  • the thermostat 4 is designed so that it opens at this temperature and clears the way to the downstream water cooler 5.
  • the diesel engine 1 is connected to the water cooler 5 via hoses 6, 7 so that the flow path of the cooling medium now includes not only the internal flow circuit 2 but also the hose lines 6, 7 and the water cooler 5.
  • a fan wheel 8 is arranged behind the water cooler 5, which in this example is formed by a hydrostatic drive consisting of a fan pump 9 and a hydraulic motor 10.
  • a temperature measuring device 11 is arranged, which is connected via an electrical signal line 12 the controller 13 only indicated here, which is connected in this example as a variable displacement fan pump 9.
  • the fan pump 9 is driven by the diesel engine 1 and conveys hydraulic medium to the hydraulic motor 10 connected to the fan wheel 8, which is provided as a constant motor in this example.
  • the control of the cooling device is provided in such a way that the fan wheel 8 is not driven by the motor 10 until a defined water temperature (for example 87 ° C.) is reached, ie it stands still. After the water temperature of 85 ° C.
  • the thermostat 4 opens and releases the flow path of the cooling medium to the water cooler 5.
  • the controller 13 the fan pump 9 is actuated via the signal line 12 in such a way that it swings out and hydraulic medium is now fed to the air motor 10, which is then slowly increased in speed from the zero position Set the speed at a water temperature of 95 ° C.
  • a temperature window of 8 ° C. is thus formed, within which the fan speed is regulated between zero and a defined maximum speed.

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Abstract

Vorgeschlagen wird ein Verfahren zur Regelung der Kühleinrichtung eines insbesondere leistungsstarken dieselmotorischen Baggerantriebes, indem ein im Bereich des Dieselmotors (1) vorgesehener Thermostat (4) bei einer vorgegebenen Wassertemperatur den Strömungsweg vom Dieselmotor (1) zu einem mit einem Lüfter (8) zusammenwirkenden Wasserkühler (5) freigibt, wobei eine im Bereich des Strömungsweges angeordnete Temperaturmeßeinrichtung (11) den Lüfter (8) dergestalt ansteuert, daß innerhalb eines vorgebbaren Temperaturbereiches oberhalb der thermostatgeregelten Wassertemperatur die Drehzahl des Lüfters (8) im Bereich zwischen 0 min-1 und einer Maximaldrehzahl geregelt wird.

Description

Verfahren zur Regelung der Kühleinrichtung eines dieselmotorischen Baggerantriebes sowie Kühleinrichtung für dieselmotorische Baggerantriebe
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung der Kühleinrichtung eines insbesondere leistungs¬ starken dieselmotorischen Baggerantriebes.
Bagger werden in der Regel durch mindestens einen Dieselmotor angetrieben, wobei dieser vielfach auch das Lüfterrad für den Wasserkühler antreibt. Alternativ besteht die Möglichkeit, das Lüfterrad auch über separate hydrostatische Antriebe zu betätigen, wobei die Hydropumpe wiederum vom Die¬ selmotor angetrieben wird. Demzufolge läuft das Lüfterrad in Abhängigkeit von der jeweiligen Die¬ selmotordrehzahl ständig mit, worin sich, insbesondere bei Baggem mit leistungsstärkeren Dieselmo¬ toren (> 600 kW), Leistungsverluste von bis zu 5 % einstellen. Je nach Baugröße der Bagger kann hier eine Größenordnung von 55 bis 60 kW erreicht werden. Ebenfalls nachteilig ist, daß durch das ständig mitlaufende Lüfterrad wiederum drehzahlabhängig nicht unerhebliche Geräusche entstehen.
Ziel des Erfindungsgegenstandes ist es, ein Verfahren zur Regelung der Kühleinrichtung eines insbe¬ sondere leistungsstarken dieselmotorischen Baggerantriebes sowie eine Kühleinrichtung für insbson- dere leistungsstarke dieselmotorische Baggerantriebe zu konzipieren, mit welchen einerseits die Lei¬ stungsverluste vermieden werden können und andererseits eine Reduzierung des Geräuschpegels herbeigeführt wird.
Dieses Ziel wird bei einem Verfahren zur Regelung der Kühleinrichtung eines insbesondere lei¬ stungsstarken dieselmotorischen Baggerantriebes erreicht, indem ein im Bereich des Dieselmotors vorgesehener Thermostat bei einer vorgegebenen Wassertemperatur den Strömungsweg vom Die¬ selmotor zu einem mit einem Lüfter zusammenwirkenden Wasserkühler freigibt, wobei eine im Be¬ reich des Strömungsweges angeordnete Temperaturmeßeinrichtung den Lüfter dergestalt ansteuert, daß innerhalb eines vorgebbaren Temperaturbereiches oberhalb der thermostatgeregelten Wasser¬ temperatur die Drehzahl des Lüfters im Bereich zwischen 0 min'1 und einer Maximaldrehzahl geregelt wird.
Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind den zugehörigen Unteransprü¬ chen zu entnehmen.
Dieses Ziel wird ebenfalls erreicht durch eine Kühleinrichtung für insbesondere leistungsstarke die¬ selmotorische Baggerantriebe mit einem thermostatgeregelten Dieselmotor, einem Wasserkühler, einem separat antreibbaren Lüfter sowie Verbindungsrohren bzw. -schlauchen zwischen Dieselmotor eine Temperaturmeßeinrichtung vorgesehen ist, die über eine Signalleitung mit dem Lüfterantrieb in Wirkverbindung steht.
Vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Kühleinrichtung sind den zugehörigen gegen¬ ständlichen Unteranspruchen zu entnehmen
Durch die erfindungsgemäßen Maßgaben wird erreicht, daß der Lüfter erst dann anläuft, wenn die Kühlluft tatsächlich benötigt wird. Gegenüber der bisherigen Betriebsweise kann insbesondere in kal¬ ten Regionen die bisherige Verlustleistung von etwa 5 % eingespart werden, die das Lüfterrad bzw dessen Antrieb aufnimmt. Durch das nunmehr lediglich bedarfsweise bzw. in unteren Drehzahlberei¬ chen mitlaufende Lüfterrad werden die aus dem Gesamtantrieb resultierenden Geräusche reduziert.
Der Erfindungsgegenstand ist anhand eines Ausführungsbeispieles in der Zeichnung dargestellt und wird wie folgt beschrieben.
Die einzige Figur zeigt als Prinzipskizze den dieselmotorischen Antrieb eines nicht weiter dargestell¬ ten Hydraulikbaggers. Erkennbar sind ein Dieselmotor 1 , ein interner Kühlwasserkreislauf 2 innerhalb des Dieselmotors 1 , eine Wasserpumpe 3 sowie ein Thermostat 4. Mittels der Wasserpumpe 3 wird das Kühlmedium solange entlang seines internen Strömungsweges bewegt, bis eine vorgegebene Wassertemperatur, z.B 85° C erreicht wird. Der Thermostat 4 ist so ausgelegt, daß er bei dieser Temperatur öffnet und den Weg zum nachgeschalteten Wasserkühler 5 freigibt. Der Dieselmotor 1 ist mit dem Wasserkühler 5 über Schläuche 6,7 verbunden, so daß der Strömungsweg des Kühlmedi- ums nun nicht nur den internen Strömungskreis 2 sondern auch die Schlauchleitungen 6,7 sowie den Wasserkühler 5 mit umfaßt. Hinter dem Wasserkühler 5 ist ein Lüfterrad 8 angeordnet, welches in diesem Beispiel durch einen hydrostatischen Antrieb, bestehend aus Lüfterpumpe 9 sowie Hydraulik- motor 10 gebildet ist Im Bereich der Schlauchleitung 6 ist eine Temperaturmeßeinrichtung 11 ange¬ ordnet, die über eine elektrische Signalleitung 12 mit dem hier nur angedeuteten Regler 13, der in diesem Beispiel als Verstellpumpe ausgebilden Lüfterpumpe 9 verbunden ist. Die Lüfterpumpe 9 wird über den Dieselmotor 1 angetrieben und fördert hydraulisches Medium zum mit dem Lüfterrad 8 ver¬ bundenen Hydraulikmotor 10, der in diesem Beispiel als Konstantmotor vorgesehen ist. Die Regelung der Kühleinrichtung ist so vorgesehen, daß das Lüfterrad 8 bis zum Erreichen einer definierten Was¬ sertemperatur (z.B. 87° C) nicht durch den Motor 10 angetrieben wird, d.h. stillsteht. Nach Erreichen der Wassertemperatur von 85° C öffnet der Thermostat 4 und gibt den Strömungsweg des Kühlmedi- us zum Wasserkühler 5 frei Erst bei weiterem Ansteigen der Wassertemperatur (bis auf 87° C), die durch die Temperaturmeßeinrichtung 11 ermittelt wird, wird der Regler 13 der Lüfterpumpe 9 über die Signalleitung 12 dahingehend betätigt, daß diese ausschwenkt und nun Hydraulikmedium zum Luf- termotor 10 geführt wird, der dann aus der Null-Lage heraus drehzahlmaßig langsam hochgeregelt drehzahl sich bei 95° C Wassertemperatur einstellen. Somit wird ein Temperaturfenster von 8° C gebildet, innerhalb welchem die Lüfterdrehzahl zwischen null und einer definierten maximalen Dreh¬ zahl geregelt wird. Bei absinkender Wassertemperatur werden die vorstehend beschriebenen Schritte in umgekehrter Reihenfolge durchlaufen, d.h. bei einer Temperatur von 87° C ist die Drehzahl des Lüfterrades 8 wieder null und der Hydraulikstrom von der Lüfterpumpe 9 zum Hydraulikmotor 10 ist unterbrochen, da die Lüfterpumpe 9 wieder in ihre Nullage zurückgeschwenkt ist.

Claims

Patentansprüche
Verfahren zur Regelung der Kühieinπchtung eines insbesondere leistungsstarken dieselmotoπ- schen Baggerantnebes, indem ein im Bereich des Dieselmotors (1) vorgesehener Thermostat (4) bei einer vorgegebenen Wassertemperatur den Strömungsweg (6,7) vom Dieselmotor (1) zu einem mit einem Lüfter (8) zusammenwirkenden Wasserkuhler (5) freigibt, wobei eine im Bereich des Strömungsweges (6) angeordnete Temperaturmeßeinnchtung (11) den Lufter (8) dergestalt ansteuert, daß innerhalb eines vorgebbaren Temperaturbereiches oberhalb der thermostatgeregelten Wassertemperatur die Drehzahl des Lüfters (8) im Bereich zwischen 0 min 1 und einer Maximaldrehzahl geregelt wird
Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß der Thermostat (4) den Strömungs¬ weg (6,7) zum Wasserkuhler (5) bei einer Wassertemperatur von etwa 80° C bis 85° C freigibt
Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur¬ meßeinnchtung (11) über den Regler (13) einer vom Dieselmotor (1) angetnebenen Lüfter¬ pumpe (9) den Motor (10) des Lufters (8) dergestalt ansteuert, daß der Motor (10) bei etwa 84° C bis 88° C Wassertemperatur die Lufterdrehzahl aus dem Drehzahlbereich 0 min 1 heraus langsam erhöht, wobei die bedarfsweise Maximaldrehzahl erst bei einer Wassertemperatur von etwa 93° C bis 97° C erreicht wird
Kuhleinrichtung für insbesondere leistungsstarke dieselmotorische Baggerantriebe mit einem thermostatgeregelten Dieselmotor (1), einem Wasserkuhler (5), einem separat antreibbaren Lufter (8) sowie Verbindungsrohren bzw -schlauchen (6,7) zwischen Dieselmotor (1) und Was¬ serkuhler (5) für das Kuhlmedium, wobei im Bereich des Stromungsweges (6) für das Kuhlme¬ dium eine Temperaturmeßeinrichtung (11) vorgesehen ist, die über eine Signalleitung (12) mit dem Lufterantπeb (9,10) in Wirkverbindung steht
Kuhleinπchtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperaturmeßeinrich¬ tung (11 ) über die Signalleitung (12) mit dem Regler (13) einer durch den Dieselmotor (1 ) ange¬ tnebenen, insbesondere hydraulisch verstellbaren, Lüfterpumpe (9) verbunden ist
Kuhleinrichtung nach den Ansprüchen 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Lüfterpumpe (9) einen den Lüfter (8) antreibenden, insbesondere als Konstantmotor ausgebildeten, Hydrau- likmotor (10) speist
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