一种叉车多循环冷却系统及其控制方法与流程

本发明涉及叉车发动机，尤其是涉及一种叉车多循环冷却系统及其控制方法。

背景技术：

1、现有发动机冷却系统中，往往是水箱通过发动机节温器的开度控制来对发动机大小循环冷却。随着自动变速箱在整车上的广泛使用，需要同时串接自动变速箱来进行统一散热。例如：小循环时：发动机水泵(支路取水)—发动机—自动变速箱冷却器—发动机水泵；大循环时：水箱—发动机水泵—发动机—自动变速箱冷却器—发动机节温器—发动机水泵。简而言之，整车的冷却系统在为原有的发动机等发热零部件进行冷却的同时，还要为自动变速箱冷却器进行冷却。这样的设计具有以下缺陷：1、在低温环境中或长期轻负荷工况下工作，发动机节温器关闭，冷却液不经过散热器，无法实现对自动变速箱冷却器的冷却，最终导致变速箱油温过高；2、由于变速箱冷却器的较适宜工作油温是70-90℃，而发动机较适宜温度一般是85-95℃。而发动机水温调节受发动机节温器控制，可以保持在较适宜的工作温度下工作，但无法实现对变速箱冷却器较好的温控管理，过冷过热都会对变速箱冷却器产生不良的后果，进而影响整机性能。

2、例如，中国专利公开号cn110332039a，公开日2019年10月15日，名为“一种发动机冷却系统及控制方法”，包括在发动机冷却系统的冷却液温度小于第一预设温度阈值时，发动机冷却系统进入小循环状态，控制水泵对发动机冷却系统中的冷却液进行增压，得到流向发动机水套装置的小循环冷却液，同时关闭蜡式节温器的阀门，以确保机油冷却器和变速箱油冷器中无冷却液流过；发动机水套装置对小循环冷却液进行分流，得到流向小循环支路的第一小循环冷却液，以及流向暖风机的第二小循环冷却液，并控制第一小循环冷却液经小循环支路流入主节温器，控制第二小循环冷却液经暖风机热处理后回流至主节温器。

3、现有专利存在的缺点是：现有的发动机冷却系统中无法实现对变速箱冷却器较好的温控管理，过冷或过热降低变速箱冷却器寿命，影响整车性能。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了解决现有的发动机冷却系统中无法实现对变速箱冷却器较好的温控管理，过冷或过热降低变速箱冷却器寿命，影响整车性能的问题，提供一种控制变速箱冷却器的温度，以此提高整车性能的叉车多循环冷却系统及其控制方法。

2、为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

3、一种叉车多循环冷却系统，包括依次连通的水箱、水泵、发动机和变速箱冷却器，还包括与所述变速箱冷却器连通的温度控制装置，所述温度控制装置与所述水泵连通构成冷却液小循环，所述温度控制装置与所述水箱连通构成冷却液大循环，所述温度控制装置包括控制冷却液小循环和冷却液大循环内冷却液流量的控制器。本方案中所述的一种叉车多循环冷却系统，用于叉车中发动机冷却和变速箱冷却器冷却。采用温度控制装置，将发动机和变速箱冷却器看作一个整体，监测流经发动机和变速箱冷却器整体的冷却液温度，通过温度控制装置发出小循环、大循环或混合循环的指令，使得叉车多循环冷却系统的冷却液温度控制在一定范围内，使得发动机和变速箱冷却器都处于适宜的工作温度下。通过控制变速箱冷却器的温度来提高变速箱机械效率，降低整车油耗，延长变速箱的寿命，提高整车性能。本方案有效解决了叉车多循环冷却系统进行大循环或小循环时自动变速箱的散热问题，且系统简单明了，保证发动机和变速箱快速地进入了适宜的工作温度，在整车上适配性及实用性极强。

4、作为优选，所述温度控制装置包括整车节温器，所述整车节温器与所述变速箱冷却器连通，所述整车节温器分别用于水泵和水箱连通，所述整车节温器和所述控制器电联接。所述整车节温器包括温度传感器、比较器和执行器。温度传感器：节温器中的温度传感器负责检测叉车多循环冷却系统中冷却液的温度变化，并将其转化为电信号。比较器：温度传感器输出的电信号经过比较器进行处理。能够将输入信号与设定的温度值(第一温度阈值和第二温度阈值)进行比较，并产生相应的输出信号。当输入信号与设定温度值相等或者超过一定范围时，比较器将输出一个控制信号。执行器：执行器根据控制器的指令，通过大循环、小循环或混合循环调节叉车多循环冷却系统中的温度。控制器是节温器的核心部份，它接收比较器输出的控制信号，并根据信号的不同进行相应的控制。

5、作为优选，所述整车节温器的个数为一个，所述整车节温器上设有与所述水泵连通的第一出水口和与所述水箱连通的第二出水口，所述整车节温器包括主阀门和旁通阀门，所述主阀门控制所述第二出水口的开闭，所述旁通阀门控制第一出水口的开闭。整车节温器中的主阀门和旁通阀门可以根据控制信号开启或者关闭，控制液体的流量，从而调节温度。

6、控制方法：

7、所述整车节温器获取变速箱冷却器内冷却液的冷却液温度；

8、当所述冷却液温度小于第一温度阈值时，检测所述整车节温器的主阀门和旁通阀门的开闭状态；完全关闭所述整车节温器的主阀门，完全开启所述整车节温器的旁通阀门，控制所述冷却液经所述第一支管流入所述水泵，以确保所述第二支管中无冷却液流过；所述整车节温器向所述水泵发送小循环指令，所述水泵对叉车多循环冷却系统中的冷却液进行增压，得到流向所述发动机的小循环冷却液；

9、当所述整车节温器在所述冷却液温度大于第二预设温度阈值时，检测所述整车节温器的主阀门和旁通阀门的开闭状态；完全开启所述整车节温器的主阀门，完全关闭所述整车节温器的旁通阀门，控制所述冷却液经所述第二支管流入所述水箱，以确保所述第一支管中无冷却液流过；所述整车节温器向所述水泵发送大循环指令，所述水泵对所述叉车多循环冷却系统中的冷却液进行增压，得到流向所述发动机的大循环冷却液；

10、当所述整车节温器在所述冷却液温度大于第一预设温度阈值，且小于第二预设温度阈值时，检测所述整车节温器的主阀门和旁通阀门的开闭状态；半开启所述整车节温器的主阀门，半关闭所述整车节温器的旁通阀门，通过所述阀门对变速箱冷却器的冷却液进行分流，得到流向所述第一支管的冷却液，以及流向所述第二支管的冷却液；所述整车节温器向所述水泵发送混合循环指令，所述水泵对所述叉车多循环冷却系统中的冷却液进行增压，得到流向所述发动机的小循环冷却液，以及得到流向所述发动机的大循环冷却液。

11、本方案中将发动机和变速箱冷却器看作一个整体，监测流经发动机和变速箱冷却器的冷却液温度，通过整车节温器发出小循环、大循环或混合循环的指令，使得叉车多循环冷却系统的冷却液温度控制在一定范围内，使得发动机和变速箱冷却器都处于适宜的工作温度下。通过控制变速箱冷却器的温度来提高变速箱机械效率，降低整车油耗，延长变速箱的寿命，提高整车性能。区别于现有技术中在发动机上设置发动机节温器，造成叉车多循环冷却系统中无法实现对变速箱较好的温控管理，过冷或过热降低变速箱寿命，影响整车性能的问题。

12、作为优选，所述整车节温器的个数为两个，其中一个整车节温器连通所述水泵，另一个整车节温器连通所述水箱。通过多个整车节温器控制冷却液流量。

13、作为优选，所述温度控制装置包括控制阀和冷却液温度传感器，所述控制阀包括阀体和位于所述阀体内的旋塞，所述阀体包括与所述变速箱冷却器连通的进水口、与所述水泵连通的第一通道以及与所述水箱连通的第二通道，所述旋塞的侧壁上设有两个出水孔，所述出水孔始终与所述出水口连通；所述控制阀、冷却液温度传感器和所述控制器电联接。还包括控制旋塞旋转的操作杆，所述操作杆通过驱动电机驱动，所述驱动电机与所述控制器电联接。

14、作为优选，所述出水孔的截面积小于所述第一通道的截面积，所述出水孔的截面积小于所述第二通道的截面积。两个出水孔与第一通道和第二通道一一对应。当其中一个出水孔与第一通道完全重合时，第一通道完全打开，通过调节旋塞使得另一个出水孔与第二通道完全重合、完全不重合或部分重合；当其中一个出水孔与第二通道完全重合时，第二通道完全打开，通过调节旋塞使得另一个出水孔与第一通道完全重合、完全不重合或部分重合。所述控制器控制旋塞实现第一通道和第二通道的不同开度，使得流经第一通道的冷却液流量和第二通道的冷却液流量可控。

15、作为优选，还包括设置在进气管或空气流量计内的进气温度传感器，所述进气温度传感器检测进气温度，所述进气温度传感器和所述控制器电联接。所述车速、环境温度等影响进气温度，所述进气温度影响发动机性能。所述进气温度传感器和所述控制器电联接，根据车速和环境温度造成的进气温度变化来调节流经第一通道的冷却液流量和第二通道的冷却液流量，进一步提高整车性能。

16、应用上述中任意一项所述一种叉车多循环冷却系统的控制方法，所述方法包括：所述温度控制装置获取流经变速箱冷却器的冷却液温度t，判断所述冷却液温度t是否小于第一温度阈值t1，若是则通过控制器控制所述冷却液流入水泵实现冷却系统小循环；判断所述冷却液温度t是否大于第一温度阈值t1且小于第二温度阈值t2，若是则通过控制器控制所述冷却液分别流入水泵和水箱实现冷却系统混合循环；判断所述冷却液温度t是否大于第二温度阈值t2，若是则通过控制器控制所述冷却液流入水箱实现冷却系统大循环。本方案中将发动机和变速箱冷却器看作一个整体，监测流经发动机和变速箱冷却器的冷却液温度，通过温度控制装置发出小循环、大循环或混合循环的指令，使得叉车多循环冷却系统的冷却液温度控制在一定范围内，使得发动机和变速箱冷却器都处于适宜的工作温度下。通过控制变速箱冷却器的温度来提高变速箱机械效率，降低整车油耗，延长变速箱的寿命，提高整车性能。区别于现有技术中在发动机上设置发动机节温器，造成叉车多循环冷却系统中无法实现对变速箱较好的温控管理，过冷或过热降低变速箱寿命，影响整车性能的问题。

17、作为优选，所述冷却系统进入混合循环时，根据冷却液温度控制第一通道和第二通道的开度，第一通道和第二通道的开度比的公式如下：

18、

19、其中，k为第一通道和第二通道的开度比，s1是第一通道的开度截面积，s2是第二通道的开度截面积，t1是第一温度阈值，t2是第二温度阈值，t是流进变速箱冷却器的冷却液温度。进一步使得叉车多循环冷却系统的冷却液温度控制在最佳范围内。

20、作为优选，所述冷却液进入混合循环时，判断进风温度是否小于第三温度阈值t3，若是则通过控制器控制第一通道完全开启，第二通道部分开启，冷却液大部分进入发动机水泵，少部分进入水箱；判断进风温度是否大于第四温度阈值t4，若是则通过控制器控制第一通道部分开启，第二通道完全开启，冷却液少部分进入发动机水泵，大部分进入水箱。所述冷却液进入小循环时，判断进风温度是否大于第四温度阈值t4，若是则通过控制器控制第一通道完全开启，第二通道部分开启，冷却液大部分进入发动机水泵，少部分进入水箱；所述冷却液进入大循环时，判断进风温度是否大于第四温度阈值t4，若是则发出警报，告知驾驶人员发动机处于高温状态，进行减速或者人工降温等操作。

21、因此，本发明具有如下有益效果：(1)监测流经发动机和变速箱冷却器整体的冷却液温度，通过整车节温器发出小循环、大循环或混合循环的指令，使得叉车多循环冷却系统的冷却液温度控制在一定范围内，使得发动机和变速箱冷却器都处于适宜的工作温度下。通过控制变速箱冷却器的温度来提高变速箱机械效率，降低整车油耗，延长变速箱的寿命，提高整车性能；(2)解决了叉车多循环冷却系统进行大循环或小循环时自动变速箱的散热问题，且系统简单明了，保证发动机和变速箱快速地进入了适宜的工作温度，在整车上适配性及实用性极强。