发动机冷却风扇驱动方式对比.pdf

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1、第盎舞豺期内燃机与动力装置I．c．E&Pow。rpl。。。VoFel．b30．20N103．1【综合评述】发动机冷却风扇驱动方式对比周龙刚。孟祥龙，李伟，徐会敢(长安大学道路施工技术与装备教育部重点实验室，陕西西安710064)摘要：文章主要分析了机械驱动式、液压驱动式、硅油离合器式和磁／电流变离合器式冷却风扇的工作原理及其优缺点，并指出智能化的驱动及控制方式将有效改善工程车辆的动力性、燃油经济性和环保噪声等性能，这也是冷却风扇驱动方式的发展方向。关键词：冷却风扇；驱动方式；功率消耗；噪声；智能控制中图分类号：TK403文献标志码：A文章编号：1673-6397(2013)

2、01-0055—03ComparisonAnalysisonMethodsDrivingEngineCoolingFanZHOULong—gang，MENGXiang—long，LIWei，XU／-Iui—gan(KeyLaboratoryforHighwayConstructionTechnologyandEquipmentofMinistryofEducation，Chang’allUniversity，Xi’an710064，China)Abstract：Thispapermainlyanalyzestheworkingprincipleandadvantagesan

3、ddisadvantagesofthefansthataredrivenbymechanical，hydraulicandmethodsorsiliconoilclutchandelectro-magneticclutchmethodsandpointsoutthattheintelligentdrivingandcontrolmethodsmayeffective—lyimprovevehiclesinpower，fuel—economyandnoiseperformance．Thispresentsatrendofthefandrivingmethod．KeyWords

4、：CoolingFan；DrivingMethod；PowerConsumption；Noise；IntelligentControl引言冷却风扇是工程车辆冷却系统的重要部件之一，与散热器及附属部件等构成复杂的冷却系统，其性能的好坏直接影响发动机的动力性、经济性、可靠性和环保噪声等性能。一般的，机器的最佳工作范围在60～80℃之间，为了保证发动机及液压系统等工作在最佳的温度范围，则需要设计独立的冷却系统来散热。由于人们对工程车辆环保节能要求的不断提高，冷却风扇的驱动方式也由机械驱动式向着更加智能和环保节能的驱动方式发展。1机械驱动式冷却风扇机械驱动式冷却风扇安装于发动机前端

5、，通过皮带直接驱动冷却风扇，如图1所示，对冷却液散热器、液压油散热器、中冷器等进行冷却，使散热系统保持在一定的温度范围内。这种类型风扇的直径和转速是按照机器的最大热负荷工况来设计的，通过散热器芯部的风量决定了整机的散热能力。因此，一旦风扇设计选型确定，风扇将按发动机转速以定传动比驱动，这虽然能满足发动机在极端工况下的热平衡，但在常用工况下，冷却装置的散热能力偏大，引起过度冷却¨1。机械驱动式冷却风扇结构简单、性能可靠，但噪声突出、风扇能耗大(一般占到发动机有效功的10％左右)；机械驱动式冷却风扇在发动机低速重载工况时冷却能力不足，而在发动机高速低负荷工况下冷却过度，且发动机

6、的启动阻力大，预热时间长。此外，冷却系统不能随着发动机及其液压系统的热负荷变化而自动调节，也不能自动适应环境温作者简介：周龙剐(1988一)，男，陕西岐山人，硕士研究生，研究方向为工程机械理论与减振降噪技术研究。收稿日期：2012—12—21·56·内燃机与动力装置2013年2月度的变化。这些都会降低整机的燃油经济性，使得风扇的噪声在机器运行过程中普遍过大：图1机械驱动式冷却风扇2液压驱动式冷却风扇出于节能和降噪的综合需要，现在工程车辆采用的容积式液压驱动冷却风扇由发动机分动箱独立驱动柱塞式液压泵，再通过液压马达驱动冷却风扇。如图2所示，风扇在工作过程中，通过温度传感器实时

7、检测散热器中的水温、液压油温以及发动机机体内的空气温度信号，并按照上述优先级顺序，当实测温度超过控制器设定温度时，通过自动调节斜盘控制油缸的电磁阀输入电流来比例控制风扇液压泵的排量，从而实现冷却风扇对系统温度的实时检测及风扇转速的自动调整，以保证良好的散热性能拉o。图2液压驱动式冷却风扇液压驱动式冷却风扇对应的发动机启动力矩小，转速稳定性好；同时这种驱动方式能够根据散热系统的实时温度来自动调节风扇转速，显著地改善了发动机不同负荷工况下冷却系统的散热性能，这样不仅提高了发动机的能量利用率，达到节能的目的，同时也可以有