冷却进气温度调节系统、起重机及进气温度调节方法与流程

本发明涉及工程机械领域，具体涉及一种冷却进气温度调节系统、起重机及进气温度调节方法。

背景技术：

起重机工作需要柴油发动机(简称为柴油机)提供动力，目前柴油机为了提高升功率(每升气缸工作容积所发出的功率)，其进气系统多采用增压中冷技术以提高柴油机的进气量，同时增加喷油量，使同一缸体体积内，更多柴油与空气混合燃烧获得更高功率，即利用涡轮增压器提高柴油机进气压力。在提高压力过程中，涡轮增压器对空气压缩做功，这使得提高压力的同时进气温度也同时提高；高温气体的体积膨胀，导致压缩空气单位体积的含氧量降低。采用中冷技术对压缩空气进行冷却，可降低进气温度，提高进气中单位体积的氧气含量。在对进气冷却过程中，应使冷却后的进气温度维持在合适的范围内，过高过低的进气温度均不利于柴油机的工作。进气温度过高，导致柴油机进气量不足，燃烧不充分，且排气温度过高，加速零部件磨损等问题。进气温度过低，使柴油机缸内燃油雾化不好，燃烧不充分，降低燃油热效率，油耗上升，排放污染物增加。

目前，起重机用散热系统如图1所示。中冷器101与散热器102串联布置，风扇103由柴油机104驱动，风扇103为吸风式风扇，旋转产生的风依次流经中冷器101、散热器102，通过热交换带走多余热量，达到散热效果。

发明人发现，现有技术中至少存在下述问题：上述的中冷器冷却方式，其进气温度随柴油机转速变化而变化。柴油机转速高，风扇转速高，风量大，散热量也增大，进气温度降低；同样柴油机转速降低，风扇转速降低，风量变小，散热量也减小，进气温度升高。特别是柴油机最大扭矩点工作过程中，风扇转速低，柴油机负荷大，容易导致进气温度上升，进气中氧含量不足，进而导致柴油机燃烧不充分，出现冒黑烟的现象，使排放不满足要求。

技术实现要素：

本发明的其中一个目的是提出一种冷却进气温度调节系统、起重机及进气温度调节方法，用以将待调节设备的进气温度调节到设定的范围内。

为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：

本发明提供了一种冷却进气温度调节系统，包括第一温度检测元件、第二温度检测元件、控制器、冷却设备和风机；所述第一温度检测元件和所述第二温度检测元件都与所述控制器电连接，所述控制器用于根据所述第一温度检测元件和所述第二温度检测元件检测到的温度差值控制所述风机的转速；所述风机将气流吹向或吸入至所述冷却设备。

在可选的实施例中，所述风机包括动力设备和风扇，所述控制器与所述动力设备电连接，所述动力设备与所述风扇驱动连接；所述控制器用于根据所述第一温度检测元件和所述第二温度检测元件检测到的温度差值控制所述动力设备的转速。

在可选的实施例中，冷却进气温度调节系统还包括与所述控制器电连接的转速检测元件，所述转速检测元件用于检测所述风机的转速。

在可选的实施例中，冷却进气温度调节系统还包括与所述控制器电连接的报警元件，所述报警元件用于在所述转速检测元件检测到的风机转速异常时发出报警信号。

在可选的实施例中，所述报警信号为下列其中之一：声光信号、声音信号、光信号。

在可选的实施例中，所述第一温度检测元件和/或所述第二温度检测元件包括温度传感器。

在可选的实施例中，所述动力设备为下列其中之一：电机、液压马达。

本发明实施例还提供一种起重机，包括本发明任一技术方案提供的冷却进气温度调节系统。

在可选的实施例中，所述第一温度检测元件用于检测柴油发动机进气口的温度。

在可选的实施例中，所述第二温度检测元件用于检测柴油发动机所在环境的大气温度。

在可选的实施例中，所述风机位于所述起重机中冷器的下风侧，以将风吸入到所述中冷器中。

在可选的实施例中，所述风机位于所述冷却设备的下游。

本发明实施例提供一种进气温度调节方法，包括以下步骤：

根据检测到的设备进气口温度值和环境温度值的差值调节风机转速，进而调节进入冷却设备的空气量。

在可选的实施例中，所述根据检测到的设备进气口温度值和环境温度值的差值调节风机转速，包括以下步骤：

判断该差值是否大于阈值；若大于，增加风机的转速；若小于，减少风机的转速；若等于，使得风机保持原有转速。

在可选的实施例中，进气温度调节方法还包括以下步骤：

在检测所述风机转速异常时，发出报警信号。

基于上述技术方案，本发明实施例至少可以产生如下技术效果：

上述技术方案，控制器根据两个温度检测元件检测到的温度值的差值控制风机的转速，风机转速大，经过冷却设备冷却的气体量多，进气温度低；反之进气温度高。对于待调节设备(比如柴油发动机)，其进气温度过高或过低都不利于待调节设备的工作，较适宜是将进气温度调节至需要的范围。上述技术方案，能根据检测到的两个温度值的差值调节风机转速，进而调节进入冷却设备冷却的空气量，从而实现对待调节设备进气温度的调节。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为现有技术中起重机散热系统示意图；

图2为本发明实施例提供的冷却进气温度调节系统原理示意图；

图3为本发明实施例提供的冷却进气温度调节系统控制逻辑图；

图4为本发明实施例提供的冷却进气温度调节系统示意图；

图5为本发明实施例提供的冷却进气温度调节系统冷却模块示意图；

附图标记：

1、蓄电池；2、控制器；3、第一温度检测元件；4、发电机；5、第二温度检测元件；6、中冷器；7、风机；8、柴油发动机；9、电瓶箱；10、导风罩；11、报警元件；12、动力设备；13、风扇；61、中冷器进气管；62、中冷器出气管；101、中冷器；102、散热器；103、风扇；104、柴油机。

具体实施方式

下面结合图2～图5对本发明提供的技术方案进行更为详细的阐述。

本文涉及的名词或术语解释。

起重机：一种用于起升重物的设备，安装在移动式底盘上。

柴油发动机：一种以柴油作为燃料，为车辆提供动力的装置。

中冷器：柴油机进气冷却装置，保证柴油机进气温度处在合理范围。

散热器：柴油机做功冷却装置，将柴油机做功产生的热量，由柴油机冷却液与空气进行热交换，把多余热量释放到空气中去，保证柴油机的可靠运行。

电控风机：一种电驱动自动调速风扇。

参见图2，本发明实施例提供一种冷却进气温度调节系统，包括第一温度检测元件3、第二温度检测元件5、控制器2、冷却设备(比如为中冷器6)和风机7。第一温度检测元件3和第二温度检测元件5都与控制器2电连接，控制器2用于根据第一温度检测元件3和第二温度检测元件5检测到的温度差值控制风机7的转速。风机7将气流吹向或吸入至冷却设备。

进一步地，风机7位于冷却设备的下游，以将空气吸入到冷却设备处，以实现热交换。

上述冷却进气温度调节系统可实现对需要调节进气温度设备的进气温度调节，需要调节进气温度设备比如为起重机上的柴油发动机8等部件。

第一温度检测元件3、第二温度检测元件5可以为温度传感器等。用于检测不同地方的温度值，以将上述系统用于起重机柴油发动机8进气温度调节为例，第一温度检测元件3用于检测柴油发动机8进气口的温度，第二温度检测元件5用于检测起重机所在环境的大气温度。控制器根据进气口温度和环境温度的差值判断如何调节风机7转速。若差值等于要求的阈值，则不调节。若差值大于阈值，则需要增加风机7转速。若差值小于阈值，则需要降低风机7转速。风机7位于中冷器6下游，风机7转速大，被吸入到中冷器6中的空气量大，被冷却的空气量也大，进入柴油发动机8的空气温度低。反之，进入柴油发动机8的空气温度高。

该冷却进气温度调节系统可与起重机上已有的水冷散热器独立布置。根据整车设计要求，冷却进气温度调节系统位置可以任意调整，布置更加灵活。该冷却进气温度调节系统可根据车辆的实际需要再介入运行工作，并且柴油机小循环散热时，位于柴油发动机8前端的风扇停止运行，节省能耗；较现有技术中柴油机直驱风扇的散热系统，可减少不必要的风扇驱动损失功率，具有节能功能。上述冷却进气温度调节系统通过对进气温度的控制，使进气时刻维持在最佳进气温度范围内，改善柴油机缸内燃烧，降低排放污染物，满足更高的排放要求，同时提高柴油机的动力性及经济性，延长柴油机的使用寿命。

参见图3，进一步地，风机7包括动力设备12和风扇13，控制器2与动力设备12电连接，动力设备12与风扇13驱动连接。控制器2用于根据第一温度检测元件3和第二温度检测元件5检测到的温度差值控制动力设备12的转速。

动力设备12可以为电机，控制器2可直接调节电机转速。动力设备12亦可为液压马达，控制器2可通过比例控制阀调节液压马达转速。

为提高冷却进气温度调节系统工作的可靠性，冷却进气温度调节系统还包括与控制器2电连接的转速检测元件，转速检测元件用于检测风机7的转速。

参见图3，进一步地，冷却进气温度调节系统还包括与控制器2电连接的报警元件11，报警元件11用于在转速检测元件检测到的风机7转速异常时发出报警信号。

此处，报警信号为下列其中之一：声光信号、声音信号、光信号。本实施例中报警元件包括报警指示灯为例。

参见图2，发电机4由柴油发动机8驱动，为蓄电池1充电，蓄电池1为风机7提供电能，驱动风机7旋转。第一温度检测元件3检测接收发动机进气温度信号，并反馈给控制器2。控制器2根据相应的温度信号，对风机7发送指令，调节风机7的转速，改变风量的大小。风机7位于中冷器6下游，使得中冷器6为吸风式，风从中冷器6上部被吸到下部，通过热交换，带走中冷器6所散发出的热量，达到散热的目的。风机7转速大，风量大，带走的热量就多。通过调节风机7的转速，即可调节中冷器6的散热量。

为维持柴油机进气温度为最佳温度范围，需控制器2根据第一温度检测元件3反馈的信号实时调节风机7的转速，以维持柴油机在最佳的进气温度范围内运行。

其控制逻辑图见图3，第一温度检测元件3采集柴油机进气温度信号，第二温度检测元件5采集环境温度信号，以上两信号同时输入柴油机ECU(Electronic Control Unit，电子控制单元)中，由柴油机ECU传递给风机7控制元件，风机7控制元件通过内部逻辑计算，发出指令实时控制风机7转速，风机7转速信号反馈给风机7控制元件。当风机7转速异常时，报警元件11发出指令报警。

图4中，中冷器6位于柴油发动机8侧前方，增压空气通过中冷进气管61进入中冷器6，经过中冷器6冷却后，再经过中冷出气管62，引入到柴油发动机8中，完成冷却进气过程。电瓶箱9位于柴油发动机8后侧。

图5中，风机7安装于导风罩10上。导风罩10与中冷器6密贴合，保证风机7所吸风来自于中冷器6的外表面进气侧。

本发明实施例还提供一种起重机，包括本发明任一技术方案提供的冷却进气温度调节系统。

具体地，第一温度检测元件3用于检测柴油发动机8进气口的温度。

第二温度检测元件5用于检测柴油发动机8所在环境的大气温度。

通过上述设置，可以实现对柴油发动机8进气温度的调节。该系统可根据起重机工作环境温度及发动机进气温度，对柴油机冷却进气温度调节系统进行智能控制，使柴油机进气温度控制在最佳值，工作在最佳工作状态，改善柴油机的缸内燃烧，提高柴油机的动力性及可靠性，提高燃油经济性，降低排放污染物。

本发明实施例又提供一种进气温度调节方法，其可采用上述任一实施例提供的冷却进气温度调节系统实现。该方法包括以下步骤：

根据检测到的设备进气口温度值和环境温度值的差值调节风机转速，进而调节进入冷却设备的空气量。

第一温度检测元件3检测设备进气口温度值，第二温度检测元件5检测环境温度值，控制器2根据这两个温度值的差值对风机转速进行调节。

具体地，根据检测到的设备进气口温度值和环境温度值的差值调节风机转速，包括以下步骤：

判断该差值是否大于阈值；若大于，增加风机的转速；若小于，减少风机的转速；若等于，使得风机保持原有转速。

阈值可以为范围值，比如10°-20°。

此处，进气温度调节方法还包括以下步骤：在检测风机转速异常时，发出报警信号。可以设置风机转速传感器，该传感器与控制连接，在检测到的风机转速出现异常时，控制器控制报警元件发出报警信号。报警信号可以为声、光等形式。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗指所指的装置或元件必须具有特定的方位、为特定的方位构造和操作，因而不能理解为对本发明保护内容的限制。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，但这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。