一种增程器用散热风扇浸入量可调的冷却系统、工程机械车辆以及控制方法与流程

本发明涉及一种增程器用散热风扇浸入量可调的冷却系统、工程机械车辆以及控制方法，属于工程机械。

背景技术：

1、工程机械产品具有大功率、低行驶速度的特点，这一特点对工程机械产品的冷却系统提出了较高的散热性能要求。目前，在冷却系统的设计中，为了保证其散热性能满足要求，主机厂会选择较大直径的散热风扇或提高风扇的转速来实现。这也就造成了冷却系统（风扇）的噪声过大，导致整机噪声及驾驶室内噪声较高，影响用户使用体验。

2、经研究和大量试验数据表明，大吨位工程机械产品的整机噪声中，占比最高的部分就是冷却系统散热风扇噪声，其噪声贡献量已远超主要动力源发动机和液压泵等部件。因此，在工程机械产品降噪设计中，冷却系统的降噪设计至关重要。

3、在工程机械领域，现阶段对于冷却系统的降噪设计，主要有两种形式。一种是与增程器皮带轮直连，通过对散热风扇的叶片形式和数量进行优化，选择低噪音风扇。另一种是匹配硅油离合器，根据水温变化曲线设计硅油离合器控制逻辑，对风扇转速进行实时调整，从而降低冷却系统噪声。

4、现有技术中，散热风扇与增程器皮带轮的连接装置为一体式的，在风扇变转速或匹配硅油离合器时，不能调节散热风扇的浸入量，导致冷却系统噪声较大；散热风扇转速变化时不能获得对应转速的风速信息，导致对冷却系统的调节精度不能保证；散热风扇在安装或维修更换时，实车上的操作空间较小，连接螺栓须在狭小空间内拆除才能取出风扇，不具有安装或维修的便利性。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种增程器用散热风扇浸入量可调的冷却系统、工程机械车辆以及控制方法。

2、为解决上述技术问题，本发明是采用下述技术方案实现的。

3、一方面，本发明公开了一种增程器用散热风扇浸入量可调的冷却系统，包括：可电动调节风扇浸入量的散热组件、声传感器、风速传感器、电机控制器；

4、所述声传感器与电机控制器电性连接，用于采集所述散热组件中的散热风扇的近场噪声，传输给电机控制器；

5、所述风速传感器与电机控制器电性连接，用于采集所述散热组件中的散热风扇的风速，传输给电机控制器；

6、所述电机控制器还与所述散热组件的调节电机和发动机ecu电性连接，用于控制调节电机调节风扇浸入量。

7、进一步的，所述散热组件包括：散热器、挡风罩、风圈、散热风扇、前段连接装置、后段连接装置、增程器皮带轮；

8、所述增程器皮带轮一侧与增程器相连，另一侧与后段连接装置相连，后段连接装置可伸缩的套接前段连接装置，前段连接装置与散热风扇相连；挡风罩与风圈和散热器装配在一起，散热风扇装配在风圈处，且散热风扇部分浸入挡风罩内；

9、所述后段连接装置的主体内部设置中空部，所述中空部安装有调节电机，调节电机连接调节螺杆的首端，调节螺杆的末端不超出中空部的最外侧；前段连接装置开设有与所述调节螺杆相匹配的螺纹孔，通过调节电机带动调节螺杆旋出或旋入螺纹孔，改变散热风扇浸入挡风罩内的风扇浸入量。

10、进一步的，所述螺纹孔的长度与调节螺杆的长度一致。

11、进一步的，在散热器外侧面安装风速传感器，风速传感器安装位置为散热风扇的外缘在该外侧面的投影圆周上。

12、进一步的，在风圈内侧上沿位置安装声传感器。

13、进一步的，所述调节螺杆通过轴承安装在所述中空部内。

14、进一步的，所述中空部的圆周外缘等角度分布有凹槽，前段连接装置的主体结构为圆柱，所述圆柱的外缘等角度分布有与所述凹槽相匹配的凸台。

15、第二方面，本发明公开了一种工程机械车辆，包括增程器用散热风扇浸入量可调的冷却系统。

16、第三方面，本发明公开了一种工程机械车辆的冷却系统控制方法，包括：

17、通过发动机ecu获取散热风扇的当前转速；

18、根据预先基于转速区间划分的分档情况确定当前转速所在的档位，基于该档位的控制策略选择最优的浸入量；

19、根据所述最优的浸入量调节风扇浸入量；

20、所述基于转速区间划分的分档情况的确定，包括：

21、通过发动机ecu获取散热风扇在目标车辆上的最低转速和最高转速；

22、采集不同风扇转速时影响驾驶室内或外的噪声，所述影响驾驶室内或外的噪声包括发动机噪声和散热风扇的近场噪声，计算不同风扇转速时散热风扇的近场噪声在影响驾驶室内或外的噪声中的噪声占比；

23、根据不同的所述噪声占比从小到大对风扇转速的区间进行分档。

24、进一步的，所述控制策略的确定，包括：

25、散热风扇运转在各档转速区间时，控制调节电机先从最小风扇浸入量至最大风扇浸入量进行一次完整运行，声传感器和风速传感器采集整个浸入量区间内的散热风扇的近场噪声和散热风扇的风速，经电机控制器进行识别，分别确定除第一档外的各档转速区间的噪声最优时的浸入量和风速最优时的浸入量，其中，第一档为最小的风扇转速区间所对应的档；

26、根据不同的所述噪声占比从小到大对风扇转速的区间分为三挡；

27、当处于第一档时，风扇浸入量不做改变，保持当前风扇浸入量；

28、当处于第二档时，风扇浸入量为第二档对应的噪声最优浸入量与风速最优浸入量的平均值；

29、当处于第三档时，风扇浸入量为第三档对应的噪声最优浸入量。

30、本发明所达到的有益效果：

31、通过对散热风扇浸入量的实时调节，可以有效地降低冷却系统的噪声，提高了车辆机外和驾驶室内的噪声水平，增强了车辆的舒适性；通过对散热风扇浸入量的实时调节，可以有效地改善散热风扇在最常用转速区间的散热性能；结构较为简单，加工难度低，成本增加较少，降噪效果明显，可便于系列产品的应用。

32、本发明的控制方法，充分考虑了不同的风扇型号、转速范围等因素的区别对调节方案的影响及处理办法，不同机型的产品在设计控制策略时可借鉴此方案，避免降噪效果不理想。

技术特征：

1.一种增程器用散热风扇浸入量可调的冷却系统，其特征在于，包括：可电动调节风扇浸入量的散热组件、声传感器（11）、风速传感器（12）、电机控制器（13）；

2.根据权利要求1所述的增程器用散热风扇浸入量可调的冷却系统，其特征在于，所述散热组件包括：散热器（1）、挡风罩（2）、风圈（3）、散热风扇（4）、前段连接装置（5）、后段连接装置（6）、增程器皮带轮（7）；

3.根据权利要求2所述的增程器用散热风扇浸入量可调的冷却系统，其特征在于，所述螺纹孔（16）的长度与调节螺杆（8）的长度一致。

4.根据权利要求2所述的增程器用散热风扇浸入量可调的冷却系统，其特征在于，在散热器（1）外侧面安装风速传感器（12），风速传感器（12）安装位置为散热风扇（4）的外缘在该外侧面的投影圆周上。

5.根据权利要求2所述的增程器用散热风扇浸入量可调的冷却系统，其特征在于，在风圈（3）内侧上沿位置安装声传感器（11）。

6.根据权利要求2所述的增程器用散热风扇浸入量可调的冷却系统，其特征在于，所述调节螺杆（8）通过轴承（9）安装在所述中空部内。

7.根据权利要求2所述的增程器用散热风扇浸入量可调的冷却系统，其特征在于，所述中空部的圆周外缘等角度分布有凹槽，前段连接装置的主体结构为圆柱，所述圆柱的外缘等角度分布有与所述凹槽相匹配的凸台。

8.一种工程机械车辆，其特征在于，包括权利要求2-7任意一项所述的增程器用散热风扇浸入量可调的冷却系统。

9.一种基于权利要求8所述的工程机械车辆的冷却系统控制方法，包括：

10.根据权利要求9所述的工程机械车辆的冷却系统控制方法，其特征在于，所述控制策略的确定，包括：

技术总结本发明公开了一种增程器用散热风扇浸入量可调的冷却系统、工程机械车辆以及控制方法，包括：可电动调节风扇浸入量的散热组件、声传感器、风速传感器、电机控制器；声传感器与电机控制器电性连接；风速传感器与电机控制器电性连接；电机控制器还与所述散热组件的调节电机和发动机ECU电性连接。优点：通过对散热风扇浸入量的实时调节，可以有效地降低冷却系统的噪声，提高了车辆机外和驾驶室内的噪声水平，增强了车辆的舒适性；通过对散热风扇浸入量的实时调节，可以有效地改善散热风扇在最常用转速区间的散热性能；结构较为简单，加工难度低，成本增加较少，降噪效果明显，可便于系列产品的应用。技术研发人员：洪森,刘吉超,薛卡受保护的技术使用者：江苏徐工工程机械研究院有限公司技术研发日：技术公布日：2024/9/9