[发明专利]冷却风扇驱动系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种机器，更具体地说，涉及一种具有冷却风扇驱动系统的机器。

背景技术

诸如公路或非公路用的车辆这类机器和例如为发动机、发电机、电子设备等的固定机器，通常在工作期间产生相当大量的热量。该热量如果没有妥当处理，会降低燃料效率和/或引起机器部件的损坏。同样地，机器通常包括冷却系统以在工作期间将热量从机器带走。这些冷却系统可以包括特别是冷却风扇，该冷却风扇被设计成用于将热量从机器部件中引开，和/或迫使冷却气流流向机器部件。

传统的冷却风扇与发动机耦合，且以一个由发动机速度决定的速度转动。然而，这样的冷却风扇对于从动力源吸收的功率值的控制是有限的。再者，这些传统的冷却风扇可能产生大量的噪音。因此，已经开发出可变速度风扇组件，例如那些机械控制或电控制的组件，和可变间距风扇组件。总的来说，可变速度风扇组件将工作速度和所要求的冷却程度紧密地联系起来。另一方面，可变间距风扇组件通过根据冷却要求改变叶片间距来调节气流。

为了使通过冷却风扇产生的功率消耗和噪音降至最小，可以将可变速度风扇和可变间距风扇结合在一起以提高工作效率。在于2000年9月5日授予McCallum等人的美国专利US 6113351(‘351专利)描述了一种这样的系统。‘351专利描述了一种可变间距风扇，其中，风扇叶片的间距是在控制器的控制之下根据冷却风扇的速度而改变。该控制器被编程，以通过减小风扇叶片间距来对风扇速度的增加作出反应。

虽然‘351专利的冷却风扇可以在恒定速度下通过改变风扇叶片的间距来减少功率消耗和噪音产生，但是‘351专利的冷却风扇本可以以更高效率进行工作。特别是，因为冷却风扇的速度与发动机温度无关，冷却风扇可能仍然会以比必需的速度更高的速度工作。此外，改变风扇间距可能无法使从动力源吸收的功率充分优化。

发明内容

本发明的冷却风扇驱动系统专注于对现有技术的改进。

本发明的一方面涉及一种冷却风扇驱动系统。该冷却风扇驱动系统包括冷却风扇，该冷却风扇具有数个风扇叶片，这些风扇叶片被设计成用于引导机器的气流。该冷却风扇驱动系统还包括用于检测机器的工作参数的传感器和与该传感器通信耦合的控制器。该控制器被设计成用于调节冷却风扇的速度和风扇叶片的间距。

本发明的另一方面涉一种包括数个风扇叶片的冷却风扇驱动系统的操作方法。该方法包括用传感器检测机器工作参数。该方法还包括基于工作参数确定何时改变冷却风扇和/或风扇叶片间距会引起功率消耗和噪音产生的变化。该方法也包括通过选择性地调节冷却风扇的转速和风扇叶片的间距，对检测到的工作参数作出响应。

附图说明

图1是具有根据本发明的一种示例性实施方式的冷却风扇的机器的示意性简图；

图2是根据本发明的一种示例性实施方式的示例性冷却风扇驱动系统的示意图。

具体实施方式

图1示出了根据本发明的一种实施方式的示例性机器10，轮式装载机。但是，机器10可以包括任何在工作期间产生热量并得益于冷却气流的移动或固定机器。例如，机器10可以是客运车辆、航空器、海船、机车、发电机或电动机，或其他任何适合的机器。特别地，机器10可以是任何执行某个类型作业的移动机器，该作业与诸如矿业、建筑业、农业、运输业之类的产业，或与任何其他本领域已知的产业有关。例如，机器10可以是铲土机，例如轮式装载机、推土机、开凿机、非公路用载重车、反铲挖土机、平地机或诸如之类。机器10可以包括动力源12，该动力源具有冷却系统14。

动力源12可以包括发动机，诸如柴油发动机、汽油发动机、例如为天然气发动机的气体燃料发动机之类，或其他对于本领域技术人员来说显而易见的发动机。动力源12也可以包括其他类型的动力源，诸如燃料电池、动力存储装置之类，或任何其他合适的动力源。

动力源12可以与流体冷却系统14相连。冷却系统14的某些部件(泵、换热器、管道及类似部件)可以与动力源12分开设置在机器10的某处上。根据一种实施方式，冷却系统14可以靠近动力源12设置在机器10的前面。冷却系统14被设计成用于冷却从动力源12循环流进或流出的流体。根据图1所示的示例性实施方式，冷却系统14包括散热器或其他换热器和冷却风扇18。冷却系统14总的可以是闭路冷却系统，该冷却系统例如具有泵和换热器，该泵通过各种各样的管道连接以使经过与动力源12相连的冷却套的冷却流体循环。其他部件，例如油冷却器、液压流体冷却器、变速箱或变矩器冷却器以及类似装置也可以与冷却系统相连。