工程機械用獨立冷卻係統

１?獨立冷卻係統原理
獨立冷卻係統由液壓泵、驅動馬達、風扇、水箱和溫度壓力閥等構成，其工作原理如下：
當發動機起動後，溫度傳感器對水溫及油溫進行測試，若溫度較低，不需冷卻，則溫度壓力閥控製液壓泵的流量或驅動馬達的轉速使其為零，則風扇的轉速為零，無散熱功率損失。若溫度上升，則溫度壓力閥將溫度根據一定的計算公式轉換為液壓泵的排量或馬達的轉速，並使其隨溫度動態變化，從而達到控製風扇轉速的目的，使風扇的轉速與圖１所要求的一致，散熱功率損失達到最小，整機的功率利用燃油率達到最優化。
２?智能獨立冷卻係統的主要優點：
散熱風扇的轉速可以從最大到最小進行無級調速。
散熱風扇可以獨立裝配，能夠被安裝在車輛的任意位置，對整機進行造型設計及空間布置上有很大優勢。
冷卻係統對多個工作參數同時檢測，可以對水溫、液壓油溫、傳動油溫等同時進行監測。
係統具備精確的功率的控製，沒有節流損失，消耗能源低；自動防故障裝置功能，保證係統的正常運行。
風扇轉速不依賴於發動機轉速而是根據散熱量決定。
水箱的冷卻性能由它的冷卻能力和空氣質量流量決定，它也依賴於水箱的結構設計、導致輪廊和風扇輪的直徑，也與風扇速度有關，因此可以配不同性能的水箱達到不同的效果。
３?智能獨立冷卻係統的幾種風扇驅動控製形式：
智能獨立冷卻係統的風扇驅動控製形式如圖２所示，有機液控製和電流控製兩種：
機液控製是一種簡單使用係統，換句話說，僅僅隻有一個或兩個流體參數被控製，所用液壓動力源可選定量齒輪泵或變量柱塞泵，執行裝置為恒速馬達，而溫度壓力閥則對所控製的參數進行反饋進而控製馬達的轉速，達到控製目的。
如圖所示：
兩種控製形式不同之處在於：圖ａ為定量泵係統，流量不可以變，當溫度變化時，溫度傳感器將電信號傳遞給溫度壓力閥，改變溫度壓力閥的出油壓力，從而改變優先閥的控製油壓，使泵到馬達的流量發生變化，從而控製風扇的轉速。圖ｂ為變量泵，所以變量泵的流量直接受溫度壓力閥的出油壓力控製，不存在優先閥，更能減少功率的損失。
電液控製的優點是允許更快的信號處理和一個更高控製性能。複雜係統能夠檢測多個氣液溫度和開關信號。如圖所示：
圖３ 電液控製原理圖
電液控製原理基本等同與機液控製，但是所控製的參數可以根據整機的監控器的需要進行增加，並在整機監控器上進行編程，從而對不同參數分配不同的散熱功率，從而達到更佳的效果，提高燃油的利用率。降低功耗。
４?獨立冷卻係統的設計要點及應用範圍：
獨立冷卻係統的適應工作溫度範圍從４０℃到１００℃，特別適宜用於散熱片汙染或在高海拔工作時當水箱性能降低時，風扇轉速會自動增加，當電控失效的情況下風扇以最高功率運轉，從而保證係統的正常運行。
如果有些要求特別的產品，如：排放及噪音等，盡管發動機負載變化很快，所有這些要求和標準可能需要一個用變量泵液壓驅動的風扇。
設計冷卻係統應重點注意以下幾點：
發動機的最小和最大轉速
發動機轉速滿足風扇最大能力
風扇的最大驅動功率
假若一個變量泵因空間或成本原因不能安裝在柴油機上，定量泵通過旁路控製，並且驅動功率在１０～１５ＫＷ是一個好的方案。
根據需要，靜壓驅動風扇可選機液控製或電液控製。
機液控製一般用在簡單的有一個或兩個輸入口的係統中。
越複雜的有很多的輸入口的係統一般用柱塞泵或外齧齒輪驅動的電液控製係統。
應用範圍：
能獨立冷卻係統現在被廣泛使用在建築機械、公共汽車、鐵路牽引車，重型貨物運輸車輛和其它由柴油機驅動的機械上。

原作者： 徐工研究院 尹國會 景軍清 朱豔平
來 源： 徐州工程機械雜誌