工程车辆液压驱动风扇冷却系统徐工研究院景军清徐新跃朱艳平尹国会液压驱动风扇系统因为具有如下特点而优越于Ｖ形带驱动或直接曲轴驱动的风扇冷却系统：（１）元件安装空间小、可以被安装在车辆的任意位置。（２）风扇转速可以调速控制，风扇转速与发动机转速无关，风扇转速与散热量、被冷却介质（如水、液压油等）温度以及环境温度有关。（３）保证被冷却介质恒温工作。（４）当发动机达到它所要求的工作温度并且保持温度恒定时，能减少发动机磨损，使发动机效率达到最优，降低排放。（５）失效安全功能。当电控失效时，风扇以最高转速运转进行冷却。因此液压驱动风扇冷却系统将会越来越广泛地应用在工程机械（如轮式装载机、凿岩机、起重机、铰接式自卸车）、公共汽车、铁路牵引车、重型货物运输车辆和其它由柴油机驱动的机械上。液压驱动风扇冷却系统可以分为机液控制与电液控制两种，机液控制有定量泵、优先阀、温度－压力阀、定量马达和变量柱塞泵、柱塞马达、温度－压力阀两种控制组合形式；而电液控制有内啮合齿轮泵、内啮合齿轮马达、电液比例压力阀、电子控制器、温度传感器及变量柱塞泵、电液比例压力阀、定量马达、电子控制器、温度传感器两种控制组合形式。机液控制是一种较简单的使用系统，它仅仅控制一个或两个流体参数，而电液控制允许更快的信号处理和更高的控制性能，复杂系统能够检测多个气液温度和开关信号。下面简要介绍几种液压驱动风扇冷却系统。１定量泵及优先阀组成的机液控制液压驱动风扇冷却系统图１所示为由定量泵及优先阀组成的机液控制液压驱动风扇冷却系统。优先阀与定量泵集成在一起，优先阀输出流量由温度－压力阀输出的压力控制，温度－压力阀输出的压力受被冷却介质温度控制，这样就实现了定量泵输出给定量马达的流量由被冷却介质温度控制，多余的液压油通过优先阀回油箱，因此液压驱动的风扇的转速与发动机转速无关而与被冷却介质温度有关。被冷却介质温度越高风扇的转速就越快，被冷却介质温度变低风扇的转速就变慢，实现恒温控制，保证被冷却介质恒温工作。此种系统的主要优点在于：很好的性能/价格比、风扇可以独立安装、结构空间小、风扇的转速与发动机转速无关而与被冷却介质温度有关。２变量柱塞泵组成的机液控制液压驱动风扇冷却系统图２所示为变量柱塞泵组成的机液控制液压驱动风扇冷却系统。变量柱塞泵的斜盘摆角由温度—压力阀输出的压力控制，温度－压力阀输出的压力受冷却介质温度控制，温度－压力阀根据被冷却介质的温度控制变量柱塞泵的斜盘摆角从而控制变量柱塞泵的输出流量，这样就实现了变量柱塞泵输出给柱塞马达的流量由被冷却介质温度控制，同样实现了液压驱动的风扇的转速与发动机转速无关而与被冷却介质温度有关。由于采用的是变量柱塞泵，驱动功率根据冷却的需要进行自动调整，避免了功率的浪费，从而使冷却的能力与产生的热量相平衡。此种系统的主要优点在于：节能、风扇可以独立安装、结构空间小、风扇的转速与发动机转速无关而与被冷却介质温度有关。３内啮合齿轮泵、内啮合齿轮马达组成的电液控制液压驱动风扇冷却系统图３所示为内啮合齿轮泵、内啮合齿轮马达组成的电液控制液压驱动风扇冷却系统。内啮合齿轮马达后部集成有一个旁通阀，旁通阀的旁通流量由电液比例压力阀的压力控制。电液比例压力阀的压力由电子控制器的输出电流控制。电子控制器根据几个传感器采集到的信号作出处理之后输出一定的电流控制电液比例压力阀的压力，从而控制旁通阀的旁通流量，这样就可以控制内啮合齿轮马达的转速及其驱动的风扇的冷却能力。电液比例压力阀采用反比例控制，保证失效安全功能。当电子控制器失效时，风扇以最大的转速运转进行冷却。此种系统的主要优点在于：极小的脉动、工作曲线非常圆滑、失效安全功能、风扇的转速与发动机转速无关而与被冷却介质温度有关、在油温高时转速损失很小、内啮合齿轮马达可消除风扇很高的轴向力和径向力。４变量柱塞泵组成的电液控制液压驱动风扇冷却系统图４所示为变量柱塞泵组成的电液控制液压驱动风扇冷却系统。变量柱塞泵的斜盘摆角由电液比例压力阀输出的压力控制，电液比例压力阀的压力由电子控制器的输出电流控制。电子控制器根据几个传感器采集到的信号作出处理之后输出一定的电流控制电液比例压力阀的压力，从而控制变量柱塞泵的输出流量。整个系统输出流量可以通过电液比例压力阀的电流的调节进行无级控制。被测温度决定电液控制液压驱动风扇冷却系统中电子控制器的输出电流的大小。当发动机的转速变化时，变量柱塞泵可以根据风扇及冷却的需要进行自动调节，使风扇转速始终在需要范围内。当风扇控制器失效时，风扇以最大的驱动功率工作。此种系统的主要优点在于：节能、能够检测多个气液温度和开关信号、失效安全功能、风扇的转速可以无级控制、没有节流损失、自动防止故障和报警功能。通信地址：江苏省徐州经济开发区工业一区（２２１００４）（收稿日期：２００４－０３－２１）