本發明涉及車輛冷卻系統技術領域,特別是涉及一種基于控制液壓風扇無級變角度的智能散熱系統;本發明還涉及一種智能散熱系統的控制方案。
背景技術:
當前車輛冷卻系統中絕大多數為一體式風扇配合離合器工作的冷卻形式,離合器控制風扇的轉速改變風量帶走熱量進行散熱,此種形式的風扇雖然結構簡單,價格低廉,但其工作性能很大程度上受制于離合器的工作狀態,風量也受制于風扇驅動裝置轉速,在風扇驅動裝置轉速一定的情況下風量可調范圍有限,容易出現風量過剩的情況。除此之外,農機礦機等特殊作業的車輛吸風的工作方式容易在水箱上吸附雜物,而現有的風扇無法解決此問題。
技術實現要素:
為了解決上述技術問題,本發明提供一種基于可變角度液壓風扇的智能散熱系統,其能以控制單元接收的傳感信號為依據控制所述液壓風扇完成無級變角度動作,根據散熱需求調節風扇風量,簡單可靠,易于實現,具有節能減耗的優點。
本發明基于可變角度液壓風扇的智能散熱系統,包括液壓風扇,其風扇葉可無級變角度;傳感裝置,監測水溫、油溫、轉速和壓力信號中的至少一種信號,并傳輸給控制單元;控制單元,接收、處理傳感裝置輸出的信號并將處理結果以電信號的形式傳遞給液壓執行裝置;液壓執行裝置,用于接收控制單元的電信號,控制液壓風扇的風扇葉完成變角度動作、改變風扇風量。
本發明基于可變角度液壓風扇的智能散熱系統,其中,所述傳感裝置包括水溫傳感器、油溫傳感器、轉速傳感器、壓力傳感器中的一種或幾種,所述液壓風扇裝在車輛發動機的風扇驅動裝置上,其轉速直接或間接由風扇驅動裝置控制,還包括用于熱量交換的熱交換裝置,所述熱交換裝置通過水管或水管和油管同車輛其他部件連接形成水循環回路或油循環回路,所述水溫傳感器安裝在水循環回路中,所述油溫傳感器安裝在油循環回路中,所述轉速傳感器安裝在風扇旋轉軸上或者空調壓縮機的轉軸上,所述壓力傳感器裝在空調壓縮機上,所述液壓執行裝置出油口處通過供油管連接所述液壓風扇,所述液壓執行裝置進油口處通過進油管連接液壓油箱,所述液壓執行裝置的回油口處通過回油管連接液壓油箱,所述液壓執行裝置的泄油口通過泄油管連接液壓油箱,所述控制單元經導線連接所述液壓執行裝置。
本發明基于可變角度液壓風扇的智能散熱系統,其中,液壓執行裝置連接有手動開關,所述手動開關強制控制所述液壓風扇的風扇葉完成變角度動作。
本發明基于可變角度液壓風扇的智能散熱系統,其中,所述液壓風扇通過控制改變風扇葉角度改變風扇風量,所述液壓風扇的風扇葉變角度動作是通過通入液壓油增大扇葉角度或者通入液壓油減小扇葉角度實現。
本發明基于可變角度液壓風扇的智能散熱系統,其中,所述控制單元通過控制所述液壓執行裝置從而控制進入所述液壓風扇的液壓油體積,所述控制單元是和ecu配合工作的控制單元或者是單獨控制智能散熱系統的控制單元。
本發明基于可變角度液壓風扇的智能散熱系統,其中,所述液壓執行裝置是單個控制通斷的閥體或者是和相關電磁閥、減壓閥、節流閥、流量計之間相組合工作的閥體單元。
本發明基于可變角度液壓風扇的智能散熱系統,其中,所述控制單元能根據所述傳感裝置傳遞的水溫,油溫和轉速和壓力信號計算出當前轉速下最佳的扇葉角度,并能將此角度以電信號的形式傳給所述液壓執行裝置,所述控制單元響應溫度信號或轉速信號時采用就高原則,并列的水溫、油溫和轉速信號分別對應不同的散熱需求,當收到并列的水溫、油溫和轉速信號時,所述控制單元最終響應并控制所述液壓風扇執行其中最大散熱需求對應的一種傳感信號,所述控制單元計算當前轉速下最佳的扇葉角度的方式是經公式計算得到或者是從設定的最佳角度數據庫調出,所述最佳角度數據庫儲存有在各個轉速范圍和溫度范圍對應的最佳角度。
本發明基于可變角度液壓風扇的智能散熱系統,其中,所述控制單元是自動尋找各個工況的熱平衡點并記憶此工況下的參數和角度的智能控制裝置。
本發明基于可變角度液壓風扇的智能散熱系統,其中,所述液壓執行裝置的啟動和關閉是通過控制單元控制液壓執行裝置得電和斷電實現;所述液壓執行裝置的得電狀態通過時間控制、流量控制或者脈沖控制;所述液壓執行裝置在得電狀態下控制通入液壓油或者排出特定體積液壓油,在失電狀態下將液壓油有封閉在所述液壓風扇油缸內。
本發明基于可變角度液壓風扇的智能散熱系統,其中,所述手動開關為自復位開關,所述手動開關與控制單元中的時間設定模塊關聯,按下所述手動開關,計時重置。
本發明基于可變角度液壓風扇的智能散熱系統,其中,所述控制單元檢測所述液壓風扇在通液壓油的狀態下持續工作超過設定時間,控制所述液壓風扇強制復位一次。
本發明基于可變角度液壓風扇的智能散熱系統與現有技術不同之處在于本發明基于可變角度液壓風扇的智能散熱系統包括液壓風扇、傳感裝置、控制單元、液壓執行裝置,液壓風扇的風扇葉可無級變角度,傳感裝置用于監測水溫、油溫、轉速和壓力信號中的至少一種信號并傳輸給控制單元,控制單元用于接收、處理傳感裝置輸出的信號并將處理結果以電信號的形式傳遞給液壓執行裝置,液壓執行裝置用于接收控制單元的電信號并控制液壓風扇的風扇葉完成變角度動作、改變風扇風量,本智能散熱系統能以控制單元接收的傳感信號為依據控制所述液壓風扇完成無級變角度動作,根據散熱需求調節風扇風量,風扇可調范圍大,簡單可靠,易于實現,風量過剩的情況減少,具有節能減耗的優點。
本發明還提供一種智能散熱系統的控制方案。
本發明基于可變角度液壓風扇的智能散熱系統的控制方案,包括以下幾個步驟:
(1)采用傳感裝置監測以下控制參數并將其傳遞給控制單元:
①水溫信號k1,k2,k3,...,kn-1,kn;
②油溫信號k1,k2,k3,...,kn-1,kn;
③空調壓縮機轉速信號ω1,ω2,ω3,...,ωn-1,ωn;
④風扇轉速信號v1,v2,v3,...,vn-1,vn;
⑤記錄的當前風扇角度θ1,θ2,θ3,...,θn-1,θn;
⑥計算的最佳風扇角度β1,β2,β3,...,βn-1,βn;
(2)控制單元接收、處理傳感裝置輸出的信號并將處理結果以電信號的形式傳遞給液壓執行裝置,液壓執行裝置接收控制單元的電信號,控制液壓風扇的風扇葉完成變角度動作、改變風扇風量:
①如所述控制單元以公式計算得出最佳扇葉角度,其控制方案如下:
在所述控制單元中設置有一個最大允許角度差值γ0,所述傳感裝置將實時溫度kn、kn和轉速ωn、vn傳遞給控制單元,所述控制單元經計算后采用就高原則得出最佳風扇角度βn,并且進一步計算γn=|βn-θn|,如γn≥γ0,所述控制單元控制液壓風扇改變角度為計算得到的βn,如γn<γ0,所述控制單元控制液壓風扇保持為當前的θn繼續工作,直到控制單元輸出下一指令改變其工作狀態;
②如所述控制單元以設定所述數據庫計算最佳角度,做如下設定:
當水溫小于k1且油溫小于k1且空調壓縮機轉速小于ω1時,風扇為節能狀態,此時對應最佳角度為β1;
當水溫大于k1小于k2時,或者油溫大于k1小于k2或者空調壓縮機轉速大于ω1小于ω2時風扇進入散熱狀態,此時對應最佳角度為β2;
當水溫大于k2小于k3或者油溫大于k2小于k3或者空調壓縮機轉速大于ω2小于ω3時,此時對應最佳角度為β3;
...
當水溫大于kn-1小于kn或者油溫大于kn-1小于kn或者空調壓縮機轉速大于ωn-1小于ωn時,此時對應最佳角度為βn;
將實時水溫信號kn,kn和轉速信號ωn,vn作為數據輸入傳遞給控制單元計算,若當前檢測的kn,kn,ωn,vn中散熱需求最大的信號仍在之前設定區間內,液壓風扇保持在原θn角度下工作,若當前檢測的kn,kn,ωn,vn中散熱需求最大的信號超出之前設定區間,控制單元給液壓執行裝置信號控制液壓風扇角度變為當前設定區間對應的βn并記錄此角度為θn;
當所述智能散熱系統控制液壓風扇在某一角度θn下工作超過設定時間t時,所述控制單元控制所述液壓風扇角度變為比當前角度θn功耗小一級的相鄰角度θn-1。
本發明基于可變角度液壓風扇的智能散熱系統的控制方案,其中,所述控制單元設置有一個初始扇葉角度θ0,初始扇葉角度θ0對應扇葉復位狀態下的角度,復位后,角度從θ0變為βn。
③如所述控制單元為自動尋找熱平衡點的智能控制裝置時,其控制方案如下:
所述控制單元中設置有一個最佳水溫kn或者最佳水溫范圍kn-1至kn作為熱平衡點的標準,當水溫小于設定最優值或者最優范圍時,說明風量過剩,風扇存在多余功耗,此時控制單元會控制液壓執行裝置從而控制扇葉增大或減小當前角度θn,實現減小風量和功耗目的,直到水溫達到設定的最優值或者最優范圍并保持穩定,此時所述控制單元記憶當前工況下的各個參數并記憶此時角度θn為當前參數下最佳角度,當傳感裝置再次監測到相同工況時,所述控制單元根據記憶給液壓執行裝置指令直接控制扇葉角度變為θn,當水溫高于設定最優值或者最優范圍時,說明風量不足,風扇散熱量不夠,此時控制單元會控制液壓執行裝置從而控制扇葉增大或減小當前角度θn,實現增大風量的目的,直到水溫達到設定的最優值或者最優范圍并保持穩定,此時所述控制單元記憶當前工況下的各個參數并記憶此時角度θn為當前參數下最佳角度,當傳感裝置再次監測到相同工況時,所述控制單元根據記憶給液壓執行裝置指令直接控制扇葉角度變為θn。
本發明基于可變角度液壓風扇的智能散熱系統的控制方案,可將實時水溫信號kn,kn和轉速信號ωn,vn作為數據輸入傳遞給控制單元計算,若當前檢測的kn,kn,ωn,vn中散熱需求最大的信號仍在之前設定區間內,液壓風扇保持在原θn角度下工作,若當前檢測的kn,kn,ωn,vn中散熱需求最大的信號超出之前設定區間,控制單元給液壓執行裝置信號控制液壓風扇角度變為當前設定區間對應的βn并記錄此角度為θn,本控制方案能計算并選擇出風扇角度,根據實際散熱需求調節風扇角度,進而調節風扇風量,方案可靠,且具有節能減耗的優點。
下面結合附圖對本發明的基于可變角度液壓風扇的智能散熱系統及控制方案作進一步說明。
附圖說明
圖1為本發明基于可變角度液壓風扇的智能散熱系統的結構簡圖;
圖2為本發明基于可變角度液壓風扇的智能散熱系統的控制關系簡圖;
圖3為本發明基于可變角度液壓風扇的智能散熱系統的控制方案的流程圖。
具體實施方式
本發明的智能散熱系統和控制方案全部基于可變角度的液壓風扇,液壓風扇的風扇葉的角度可任意調整變換,即本發明基于無級變角度的液壓風扇,例如本發明可以應用于中國專利cn105971712a中,通過調整風扇葉的角度實現智能散熱,節約液壓風扇能耗,降低發動機散熱成本。
在本實施例中,風扇驅動裝置以車輛發動機1為例,但不僅限于此;液壓風扇直接與風扇驅動裝置主軸剛性相連或者通過其它的傳動形式和風扇驅動裝置相連,例如通過皮帶傳動與風扇驅動裝置傳動連接,液壓風扇和風扇驅動裝置同步轉動或者成正比例轉動,即液壓風扇的轉速與發動機的旋轉軸的轉速相同或者成正比例。
參照圖1,本實施例基于可變角度液壓風扇的智能散熱系統包括:液壓風扇6,其風扇葉可無級變角度;傳感裝置2,監測水溫、油溫、轉速和壓力信號中的至少一種信號并將該信號傳輸給控制單元;控制單元13,接收、處理傳感裝置輸出的信號并將處理結果以電信號的形式傳遞給液壓執行裝置8;液壓執行裝置8,用于接收控制單元13的電信號,控制液壓風扇6的風扇葉完成變角度動作、改變風扇風量。
本發明中,傳感裝置2包括溫度傳感裝置、轉速傳感裝置、壓力傳感裝置,本實施例中以上傳感裝置均為傳感器,即傳感裝置2包括水溫傳感器、油溫傳感器、轉速傳感器、壓力傳感器中的一種或幾種,液壓風扇6裝在風扇驅動裝置(車輛發動機1)上,其轉速直接或間接由風扇驅動裝置控制,本發明基于可變角度液壓風扇的智能散熱系統還包括用于熱量交換的熱交換裝置4,熱交換裝置4通過水管或水管和油管同車輛其他部件連接形成水循環回路或油循環回路,水溫傳感器安裝在水循環回路中,油溫傳感器安裝在油循環回路中,轉速傳感器安裝在相關旋轉軸附近,本實施例中將轉速傳感器裝在風扇旋轉軸上或者空調壓縮機的轉軸上,壓力傳感器裝在空調壓縮機上,液壓執行裝置8出油口處通過供油管7連接液壓風扇6,液壓執行裝置8進油口處通過進油管11連接液壓油箱12,液壓執行裝置8的回油口處通過回油管10連接液壓油箱12,液壓執行裝置8的泄油口通過泄油管9連接液壓油箱12,控制單元13經導線連接液壓執行裝置8,控制單元13與液壓執行裝置8電連接。
如圖1所示,本實施例中,傳感裝置2安裝在發動機1的出水口或出油口處,此傳感裝置為溫度傳感裝置2,發動機1和熱交換裝置4用熱交換裝置進水管或進油管3連接,發動機1的進水或進油管5連接熱交換裝置4和發動機1,液壓風扇6剛性連接在發動機1上,可以是和發動機1主軸剛性連接,也可以是和發動機1主軸傳動連接,液壓風扇6通過供油管7和液壓執行裝置8連接,液壓執行裝置8通過泄油管9,回油管10和進油管11同液壓油箱12相連,液壓執行裝置8受控于控制單元13,控制單元13接收溫度傳感裝置2的溫度信號。
當車輛剛開始啟動時處于冷車狀態,傳感裝置2采集的溫度信號和轉速信號均低于設定值,此時控制單元13給液壓執行裝置8信號,使液壓風扇6調整扇葉角度處于節能狀態,此時扇葉和熱交換裝置平行,產生風量最小,有利于車輛盡快進入正常工作狀態;當測得的水溫進入正常工作的溫度范圍內,傳感裝置2響應水溫信號或者轉速信號,控制液壓執行裝置8動作,液壓風扇6進入散熱狀態。
在散熱狀態下,設有多個溫度角度范圍區間,每個溫度范圍區間在不同轉速下對應不同的扇葉角度,此扇葉角度為散熱效果最佳的工作狀態。當傳感裝置2將實時溫度、轉速和壓力信號傳遞給控制單元13后,控制單元13結合當前轉速計算出液壓風扇6的最佳工作角度,如所計算得出最佳工作角度和當前記錄的扇葉角度一致,風扇保持現有工作狀態繼續工作,所計算角度與當前角度不一致,控制單元13會控制液壓執行裝置8完成相應動作,調整液壓風扇6達到計算的最佳扇葉角度,判斷當前扇葉角度的依據為控制單元13記錄的上次控制液壓執行裝置8通油或排油的體積,或者是液壓執行裝置8動作的時間。
參照圖2,系統的輸入調整參數為發動機1出口處水溫,水溫信號經傳感裝置2傳遞給控制單元13,控制單元13控制液壓執行裝置8的動作,液壓執行裝置8控制液壓風扇6的變角度動作,變角度動作影響風量散熱,影響效果最終以溫度信號反饋給傳感裝置2,形成一個閉環響應系統。
本實施例基于可變角度液壓風扇的智能散熱系統,還包括手動開關14,液壓執行裝置8與手動開關14連接,手動開關14強制控制液壓風扇6的風扇葉完成變角度動作。其中,手動開關為自復位開關,手動開關與控制單元中的時間設定模塊關聯,按下手動開關,計時重置;控制單元檢測液壓風扇在通液壓油的狀態下持續工作超過設定時間,控制液壓風扇強制復位一次。
本發明中,液壓風扇通過控制改變風扇葉角度改變風扇風量,液壓風扇的風扇葉變角度動作是通過通入液壓油增大扇葉角度或者通入液壓油減小扇葉角度實現。手動開關可以是自復位開關,但不僅限于此。液壓風扇是一種以通入其液壓風扇腔體內液壓油的體積來控制扇葉角度的裝置。改變扇葉角度的形式可以是通入液壓油增大扇葉角度,也可以是通入液壓油減小扇葉角度。改變角度的功能可實現三種工作模式,分別為散熱模式,節能模式和除雜模式。散熱模式為風扇驅動裝置通過風扇吸風散熱的工作狀態。吸風散熱模式包含吸風狀態下扇葉所能實現的所有角度,所述角度的改變通過通入或排除液壓油的體積實現。節能模式為所述液壓風扇腔體內通入或排除特定體積的液壓油,使扇葉處于和旋轉軸線垂直的狀態,此時也是產生最小功耗的狀態。除雜模式為風扇驅動裝置通過風扇吹風清除附于熱交換裝置上雜物的工作狀態。吹風除雜模式包含吹風狀態下扇葉所能實現的所有角度,角度的改變通過通入或排除液壓油的體積實現。控制單元控制液壓執行裝置的得電狀態和時間從而控制進入液壓風扇的液壓油體積,控制單元是和ecu配合工作的控制單元或者是單獨控制智能散熱系統的控制單元。液壓執行裝置是單個控制通斷的閥體或者是和相關電磁閥、減壓閥、節流閥、流量計之間相組合工作的閥體單元。控制單元能根據傳感裝置傳遞的水溫,油溫和轉速和壓力信號計算出當前轉速下最佳的扇葉角度,并能將此角度以電信號的形式傳給液壓執行裝置,控制單元響應溫度信號或轉速信號時采用就高原則,并列的水溫、油溫和轉速信號分別對應不同的散熱需求,當收到并列的水溫、油溫和轉速信號時,控制單元最終響應并控制液壓風扇執行其中最大散熱需求對應的一種傳感信號,控制單元計算當前轉速下最佳的扇葉角度的方式是經公式計算得到或者是從設定的最佳角度數據庫調出,最佳角度數據庫儲存有在各個轉速范圍和溫度范圍對應的最佳角度。控制單元也可以是一種能夠自動尋找各個工況的熱平衡點,并記憶此工況下的參數和角度的智能控制裝置。
本發明中,液壓執行裝置的啟動和關閉是通過控制單元控制液壓執行裝置得電和斷電實現;液壓執行裝置的得電狀態通過時間控制、流量控制或者脈沖控制;液壓執行裝置在得電狀態下控制通入液壓油或者排出特定體積液壓油,在失電狀態下將液壓油有封閉在液壓風扇油缸內。
具體地,本發明的液壓風扇6為一種控制扇葉角度從而控制風量的風扇裝置,本發明僅以液控液壓風扇為例做簡要說明,液控液壓風扇為一種通過液壓控制實現扇葉在特定范圍內無級變角度的裝置,液壓風扇動作由控制進入或排出液壓風扇內部的液壓油體積實現,特定體積的液壓油對應特定的扇葉角度;控制單元根據傳感裝置的溫度信號做出響應,控制液壓執行裝置動作,將特定體積的液壓油封入液壓風扇油缸內,液壓風扇扇葉完成特定角度動作,并以此狀態保持工作,直到控制單元下一個指令改變其工作狀態;本發明的控制單元能夠接受傳感裝置傳遞的溫度或轉速信號或壓力信號,并將所傳遞溫度信號或轉速信號或壓力信號參考設定值做出響應,此種信號可以是電信號,也可以是非電信號,本發明以電信號為例說明;本發明的控制單元以傳遞的溫度信號和設定溫度的為依據,或者以空調壓縮機轉速或壓力為依據,將傳遞的溫度信號或者空調壓縮機的轉速信號傳遞給控制單元,控制單元會將此溫度或者轉速對應的最佳角度轉為電信號,此電信號在本發明以控制液壓執行裝置的得電時間為例說明,但不僅限于此;控制單元將其轉化為相應的液壓閥得電時間,液壓執行裝置在得電時間范圍內通入或排除特定體積的液壓油,完成特定角度動作,之后液壓執行裝置失電,將此體積的液壓油封入液壓風扇內部,液壓風扇在此角度狀態下工作;本發明的液壓執行裝置為一種控制液壓油通斷的相互組合工作的閥類裝置,液壓執行裝置進油口通過液壓油管直接或間接連接液壓源,液壓執行裝置的供油管連接液壓風扇,液壓執行裝置的回油和泄油管油路直接或間接連接液壓油箱;本發明的熱交換裝置為一種用于車輛水冷卻或者油冷卻的熱量交換裝置,熱交換裝置通過水管或者油管連接相關單元形成冷卻循環;本發明的傳感裝置為一種可傳遞溫度信號、轉速或壓力的傳感器及其輔助電路連接元件,傳感裝置一般安裝在循環水路,循環油路當中或旋轉軸附近,實時傳遞水溫,油溫,轉速或壓力信號給控制單元,控制單元實時監測和響應傳感裝置所傳遞的溫度信號和轉速信號;本發明的智能散熱系統以液壓風扇為終端執行部件,液壓風扇前端安裝有熱交換裝置,熱交換裝置的經水管或者油管相連形成冷卻循環,發動冷卻循環水路和油路中安裝有溫度傳感裝置,相關的轉動軸附近安裝有轉速傳感裝置,傳感裝置實時監測溫度和轉速,溫度信號和轉速信號傳遞給控制單元,控制單元根據所接收的溫度信號和轉速信號做出響應,響應信號最終以液壓執行裝置得電時間的形式控制液壓執行裝置動作,完成液壓風扇無級變角度動作。
當車輛處于冷車狀態即風扇驅動裝置剛啟動時,溫度信號、轉速信號和壓力信號可能均低于設定值,此時控制單元控制液壓執行裝置進入節能狀態,液壓風扇扇葉垂直于旋轉軸線,保證車輛冷車狀態下快速啟動。當傳感裝置檢測的溫度和轉速高于設定值時,液壓風扇進入散熱狀態,在散熱狀態設有多個角度區間或經計算有多個角度區間,區間對應特定溫度信號和轉速信號,當傳感裝置傳遞實時溫度或轉速給控制單元時,控制單元會結合當前轉速做出響應,控制液壓風扇調整到最佳扇葉角度狀態。智能散熱系統可控制液壓風扇在工作設定時間后進入除雜模式,也可手動切換風扇進入除雜模式。
本發明應用的可變角度液壓風扇,通過電磁閥控制油壓進而控制風扇旋轉角度,其具體結構已在公開文本中記載,在此不做贅述;當風扇角度大于0°時,風扇以一定角度吹風,滿足對發動機冷卻要求,當風扇角度小于0°時,風扇吹風,實現碎片雜質從散熱器中被吹出,當風扇角度等于0°時,風扇風量最小。以上角度均指風扇扇葉與熱交換裝置所成的角度。
如圖3所示,本發明基于可變角度液壓風扇的智能散熱系統的控制方案,包括以下幾個步驟:
(1)采用傳感裝置監測以下控制參數并將其傳遞給控制單元:
①水溫信號k1,k2,k3,...,kn-1,kn;
②油溫信號k1,k2,k3,...,kn-1,kn;
③空調壓縮機轉速信號ω1,ω2,ω3,...,ωn-1,ωn;
④風扇轉速信號v1,v2,v3,...,vn-1,vn;
⑤記錄的當前風扇角度θ1,θ2,θ3,...,θn-1,θn;
⑥計算的最佳風扇角度β1,β2,β3,...,βn-1,βn;步驟(1)中每組數值為從小到大的順序排列;對應的功耗由小到大;
(2)控制單元接收、處理傳感裝置輸出的信號并將處理結果以電信號的形式傳遞給液壓執行裝置,液壓執行裝置接收控制單元的電信號,控制液壓風扇的風扇葉完成變角度動作、改變風扇風量:
①如控制單元以公式計算得出最佳扇葉角度,其控制方案如下:
在控制單元中設置有一個最大允許角度差值γ0,傳感裝置將實時溫度kn、kn和轉速ωn、vn傳遞給控制單元,控制單元經計算后采用就高原則得出最佳風扇角度βn,并且進一步計算γn=|βn-θn|,如γn≥γ0,控制單元控制液壓風扇改變角度為計算得到的βn,如γn<γ0,控制單元控制液壓風扇保持為當前的θn繼續工作,直到控制單元輸出下一指令改變其工作狀態;
②如控制單元以設定數據庫計算最佳角度,在控制單元中以轉速v1為例(其它轉速vn以此類推),做如下設定:
當水溫小于k1且油溫小于k1且空調壓縮機轉速小于ω1時,風扇為節能狀態,此時對應最佳角度為β1;
當水溫大于k1小于k2時,或者油溫大于k1小于k2或者空調壓縮機轉速大于ω1小于ω2時風扇進入散熱狀態,此時對應最佳角度為β2;
當水溫大于k2小于k3或者油溫大于k2小于k3或者空調壓縮機轉速大于ω2小于ω3時,此時對應最佳角度為β3;
...
當水溫大于kn-1小于kn或者油溫大于kn-1小于kn或者空調壓縮機轉速大于ωn-1小于ωn時,此時對應最佳角度為βn;
將實時水溫信號kn,kn和轉速信號ωn,vn作為數據輸入傳遞給控制單元計算,若當前檢測的kn,kn,ωn,vn中散熱需求最大的信號仍在之前設定區間內,液壓風扇保持在原θn角度下工作,若當前檢測的kn,kn,ωn,vn中散熱需求最大的信號超出之前設定區間,控制單元給液壓執行裝置信號控制液壓風扇角度變為當前設定區間對應的βn并記錄此角度為θn;
當智能散熱系統控制液壓風扇在某一角度θn下工作超過設定時間t時,控制單元控制液壓風扇角度變為比當前角度θn功耗小一級的相鄰角度θn-1。
③如控制單元為自動尋找熱平衡點的智能控制裝置,其控制方案如下:
所述控制單元設置有一個最佳水溫kn或者最佳水溫范圍kn-1至kn作為熱平衡點的標準,當水溫小于設定最優值或者最優范圍時,說明風量過剩,風扇存在多余功耗,此時控制單元的智能控制裝置會控制液壓執行裝置從而控制扇葉增大或減小當前角度θn,實現減小風量和功耗目的,直到水溫達到設定的最優值或者最優范圍并保持穩定,此時所述控制單元的智能控制裝置記憶當前工況下的各個參數并記憶此時角度θn為當前參數下最佳角度,當傳感裝置再次監測到相同工況時,所述控制單元智能控制裝置根據記憶給液壓執行裝置指令直接控制扇葉角度變為θn,當水溫高于設定最優值或者最優范圍時,說明風量不足,風扇散熱量不夠,此時控制單元的智能控制裝置會控制液壓執行裝置從而控制扇葉增大或減小當前角度θn,實現增大風量的目的,直到水溫達到設定的最優值或者最優范圍并保持穩定,此時所述控制單元的智能控制裝置記憶當前工況下的各個參數并記憶此時角度θn為當前參數下最佳角度,當傳感裝置再次監測到相同工況時,所述控制單元智能控制裝置根據記憶給液壓執行裝置指令直接控制扇葉角度變為θn,以上控制方案僅以水溫參數為優選方案作為熱平衡衡量標準,但不僅限于此,其他并列輸入參數作為自動尋找熱平衡的標準的更改同樣落入此發明范圍之內。
本發明基于可變角度液壓風扇的智能散熱系統的控制方案中,以上液壓風扇變角度的過程是在當前角度θn的基礎上實現,也可以采用以下方式:控制單元設置有一個初始扇葉角度θ0,初始扇葉角度θ0對應扇葉復位狀態下的角度,復位后,角度從θ0變為βn。
本發明可以進一步結合空調壓縮機壓力、中冷器溫度等類似控制參數,應用到具體執行的控制方案中,但不僅限于此。
本發明基于可變角度液壓風扇的智能散熱系統的控制方案,可將實時水溫信號kn,kn和轉速信號ωn,vn作為數據輸入傳遞給控制單元計算,若當前檢測的kn,kn,ωn,vn中散熱需求最大的信號仍在之前設定區間內,液壓風扇保持在原θn角度下工作,若當前檢測的kn,kn,ωn,vn中散熱需求最大的信號超出之前設定區間,控制單元給液壓執行裝置信號控制液壓風扇角度變為當前設定區間對應的βn并記錄此角度為θn,本控制方案能計算并選擇出風扇角度,根據實際散熱需求調節風扇角度,進而調節風扇風量,方案可靠,且具有節能減耗的優點。
參照圖3,本發明基于可變角度液壓風扇的智能散熱系統的控制方案,在控制單元13輸入設定溫度范圍等參數,控制單元13依據實際傳感裝置2傳遞的溫度和空調壓縮機轉速以及壓力并結合當前轉速計算出扇葉最佳角度,如當前角度和所計算角度一致,液壓風扇6繼續保持原角度狀態工作,如當前角度與計算角度不一致,控制單元13按照計算的最佳工作扇葉角度給液壓執行裝置信號,液壓執行裝置8動作,調整扇葉角度至控制單元13計算的最佳角度。當液壓風扇在散熱狀態下持續工作設定時間時,控制單元13通過控制液壓執行裝置8控制液壓風扇6復位一次,此復位功能用于補償液壓油的微量滲漏,具有防錯功能,復位動作完成后再次調整到最佳工作狀態角度保證散熱。
以上所述的實施例僅僅是對本發明的優選實施方式進行描述,并非對本發明的范圍進行限定,在不脫離本發明設計精神的前提下,本領域普通技術人員對本發明的技術方案作出的各種變形和改進,均應落入本發明權利要求書確定的保護范圍內。