液压驱动风扇控制器的研制

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1、第40卷2009年3月工程机械TestandResearch试验·研*究液压驱动风扇控制器的研制1，2132李毅，李远才，姚高尚，刘景平（1.华中科技大学材料学院；2.广东大华仁盛科技有限公司；3.三一重工股份有限公司）111111111111111111111111111111111111111111摘要：液压驱动风扇冷却系统由多个散热器、温度传感器、控制器、液压泵、液压马达、调节装置、油11箱、过滤器等组成，控制器不断检测温度传感器的温度信号和其它输入信号，经过处理和运算后输出至调11节装置，使冷却系统能够根据冷却介质温度的高低，自动调节

2、风扇转速，提高散热能力。开发一种基于11XC164微控制器的液压驱动风扇控制器，由微控制器、电源电路、信号处理电路、驱动及保护电路、通信及111接口电路等组成。介绍系统的基本原理、控制器硬件结构和控制算法，对控制器进行功能测试，并应用于轮111式装载机上进行试验。结果表明：该控制器能根据冷却介质的温度变化使风扇转速产生连续变化，使各种11冷却介质的温度维持在最佳范围内111。1111111111111111111111111111111111111关键词：液压驱动；风扇；控制器工程机械在作业过程中需要进行合理的冷却，其在工程机械上的应用情况。

3、以保证发动机及液力装置、液压系统能够在适宜的1控制器的原理及硬件结构和算法温度状态下工作。传统冷却系统中风扇的驱动一般为机械传动，风扇转速与发动机转速基本相当或成1.1基本原理正比，不能依据冷却介质温度的高低而发生变化，发所研制的液压驱动风扇冷却系统由多个散热动机在不同的工作状态和不同的环境下,难以得到器、温度传感器、控制器、液压泵、液压马达、调节装最佳冷却，因而在使用过程中易产生过热（高温环境置、油箱、过滤器等组成，图1为其控制原理图。控制或高海拔地区）和过冷（低温）问题。而采用液压驱动器不断检测温度传感器的温度信号和其它输入信的风扇冷却系

4、统，可以根据冷却介质温度的高低调号，并进行处理和运算，然后将控制信号输出至调节节风扇转速，有效解决以上过热或过冷问题，缩短预装置。当冷却介质温度较高时，调节装置调整马达的热时间，实现最佳温度控制，大量减少发动机的传热工作压力和流量，使马达转速提高，驱动风扇高速运损失，并可降低油耗。控制器是液压驱动风扇冷却系统的核心元件，国外很多厂商如德国博世力士乐（BorschRexroth）、美国的派克（Parker）、海德福斯（HydraForce）、伊顿（Eaton）、丹佛斯（SauerDan－foss）、芬兰的艾佩克（EPEC）等都生产此类控制器，但

5、销售价格普遍较高。国内某主机厂与高校联合开发研制了一种专用的控制器，打破了国外企业对该项技术的垄断，降低了控制器的生产成本。本文介绍此液压驱动风扇控制器的工作原理、软硬件设计及图1电控液力驱动风扇冷却系统原理示意图*基金项目：国家火炬计划（2006GH041367）。作者简介：李毅（1975—），男，讲师，华中科技大学材料学院博士生在读。—41—TestandResearch工程机械第40卷2009年3月转；冷却介质温度较低时，则降低风扇转速。工程机试验·械常用冷却介质的最佳温度范围通常为：发动机冷却液85℃~96℃、变矩器油85℃~110℃

6、、液压油55研℃~75℃。究1.2控制器硬件设计控制器的输入信号主要有温度传感器信号（电阻信号）、转速信号（频率信号）及开关信号等；输出主要为脉宽调试（PWM）、开关及状态指示等信号；控制器还要具有常规的调试及通讯接口（CAN总线及RS232）。图2控制器硬件结构框图对控制器可靠性方面的要求，大致包括以下内容：CAN接口，方便与其它设备（如PC机等）进行通讯，1）必须要有高的电磁兼容性（EMC）。包括辐射实现监控以及参数设置等功能。干扰、传导干扰等达到汽车电子产品相关要求，且静为了提高系统的可靠性，电源部分采取了多项电放电也须考虑；措施，包括

7、宽电压输入、防静电和浪涌设计、输入输2）结构坚固，满足行走机械应用的要求。主要出的滤波及可靠隔离等。微控制器的电源与功率输表现在抗振动性、抗冲击性、耐潮、抗盐雾能力须达出部分相对分离，两部分电源相对独立，并通过保护到相关标准要求，对温度、湿度须有较宽的工作范及监控电路进行监控。围，且防水等级须在IP67以上；开关信号输入接口主要输入的是强制制冷输入3）必须有宽电压工作范围，输入输出要有短信号和过滤器堵塞信号，此类信号为高低电平信号，路、反极性保护等功能。经信号处理电路处理后，送入微控制器的输入端口；本控制器的硬件设计，采取的主要措施有：转速信

8、号输入接口主要输入风扇转速信号、发动机1）在元器件的选择上，按汽车级及以上标准选转速信号等，这些频率信号需经过整形及变换后输择，工作温度必须达－40℃～125℃的要