隨著世界各國(guó)對(duì)環(huán)境的重視及簽定京都協(xié)議的國(guó)家越來越多，各個(gè)城市對(duì)工程機(jī)械排放的要求也越來越嚴(yán)格，而為了達(dá)到相應(yīng)的排放標(biāo)準(zhǔn)，在進(jìn)行整機(jī)設(shè)計(jì)時(shí)就應(yīng)該考慮燃料的充分利用，而要作到這一點(diǎn)就應(yīng)該對(duì)整機(jī)的功率分配上進(jìn)行良好的優(yōu)化。為了最優(yōu)利用發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油效率，確保排放保持在EURO-3(歐洲第三階段排放)排放標(biāo)準(zhǔn)限定量最高值以下，并且使整機(jī)的磨損最小，發(fā)動(dòng)機(jī)必須快速達(dá)到它要求的工作溫度并且保持恒定。冷卻系統(tǒng)的目的是使冷卻系統(tǒng)散發(fā)從發(fā)動(dòng)機(jī)帶入水箱的熱量并冷卻發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體及冷卻其它系統(tǒng)的散熱器(見圖1)。而我國(guó)現(xiàn)有柴油發(fā)動(dòng)機(jī)均為V型帶或發(fā)動(dòng)機(jī)直接帶動(dòng)冷卻風(fēng)扇冷卻，冷卻能力只隨發(fā)動(dòng)機(jī)變化而變化，功率調(diào)節(jié)范圍非常小，在應(yīng)用過程中有極大的浪費(fèi)，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)低溫應(yīng)用時(shí)存在過冷現(xiàn)象，造成發(fā)動(dòng)機(jī)損傷。因此，就很有必要研究智能獨(dú)立冷卻系統(tǒng)，使發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載快速變化時(shí)，冷卻系統(tǒng)仍能保持進(jìn)氣和冷卻水的溫度在一個(gè)很小的誤差范圍內(nèi)。

　　1?獨(dú)立冷卻系統(tǒng)原理獨(dú)立冷卻系統(tǒng)由液壓泵、驅(qū)動(dòng)馬達(dá)、風(fēng)扇、水箱和溫度壓力閥等構(gòu)成，其工作原理如下：當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)后，溫度傳感器對(duì)水溫及油溫進(jìn)行測(cè)試，若溫度較低，不需冷卻，則溫度壓力閥控制液壓泵的流量或驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的轉(zhuǎn)速使其為零，則風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速為零，無散熱功率損失。若溫度上升，則溫度壓力閥將溫度根據(jù)一定的計(jì)算公式轉(zhuǎn)換為液壓泵的排量或馬達(dá)的轉(zhuǎn)速，并使其隨溫度動(dòng)態(tài)變化，從而達(dá)到控制風(fēng)扇轉(zhuǎn)速的目的，使風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速與圖1所要求的一致，散熱功率損失達(dá)到最小，整機(jī)的功率利用燃油率達(dá)到最優(yōu)化。

　　2?智能獨(dú)立冷卻系統(tǒng)的主要優(yōu)點(diǎn)：散熱風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速可以從最大到最小進(jìn)行無級(jí)調(diào)速。散熱風(fēng)扇可以獨(dú)立裝配，能夠被安裝在車輛的任意位置，對(duì)整機(jī)進(jìn)行造型設(shè)計(jì)及空間布置上有很大優(yōu)勢(shì)。冷卻系統(tǒng)對(duì)多個(gè)工作參數(shù)同時(shí)檢測(cè)，可以對(duì)水溫、液壓油溫、傳動(dòng)油溫等同時(shí)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。系統(tǒng)具備精確的功率的控制，沒有節(jié)流損失，消耗能源低；自動(dòng)防故障裝置功能，保證系統(tǒng)的正常運(yùn)行。風(fēng)扇轉(zhuǎn)速不依賴于發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速而是根據(jù)散熱量決定。水箱的冷卻性能由它的冷卻能力和空氣質(zhì)量流量決定，它也依賴于水箱的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、導(dǎo)致輪廊和風(fēng)扇輪的直徑，也與風(fēng)扇速度有關(guān)，因此可以配不同性能的水箱達(dá)到不同的效果。

　　3?智能獨(dú)立冷卻系統(tǒng)的幾種風(fēng)扇驅(qū)動(dòng)控制形式：智能獨(dú)立冷卻系統(tǒng)的風(fēng)扇驅(qū)動(dòng)控制形式如圖2所示，有機(jī)液控制和電流控制兩種：機(jī)液控制是一種簡(jiǎn)單使用系統(tǒng)，換句話說，僅僅只有一個(gè)或兩個(gè)流體參數(shù)被控制，所用液壓動(dòng)力源可選定量齒輪泵或變量柱塞泵，執(zhí)行裝置為恒速馬達(dá)，而溫度壓力閥則對(duì)所控制的參數(shù)進(jìn)行反饋進(jìn)而控制馬達(dá)的轉(zhuǎn)速，達(dá)到控制目的。如圖所示：兩種控制形式不同之處在于：圖a為定量泵系統(tǒng)，流量不可以變，當(dāng)溫度變化時(shí)，溫度傳感器將電信號(hào)傳遞給溫度壓力閥，改變溫度壓力閥的出油壓力，從而改變優(yōu)先閥的控制油壓，使泵到馬達(dá)的流量發(fā)生變化，從而控制風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速。圖b為變量泵，所以變量泵的流量直接受溫度壓力閥的出油壓力控制，不存在優(yōu)先閥，更能減少功率的損失。電液控制的優(yōu)點(diǎn)是允許更快的信號(hào)處理和一個(gè)更高控制性能。復(fù)雜系統(tǒng)能夠檢測(cè)多個(gè)氣液溫度和開關(guān)信號(hào)。電液控制原理圖電液控制原理基本等同與機(jī)液控制，但是所控制的參數(shù)可以根據(jù)整機(jī)的監(jiān)控器的需要進(jìn)行增加，并在整機(jī)監(jiān)控器上進(jìn)行編程，從而對(duì)不同參數(shù)分配不同的散熱功率，從而達(dá)到更佳的效果，提高燃油的利用率。降低功耗。

　　4?獨(dú)立冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)及應(yīng)用范圍：獨(dú)立冷卻系統(tǒng)的適應(yīng)工作溫度范圍從40℃到100℃，特別適宜用于散熱片污染或在高海拔工作時(shí)當(dāng)水箱性能降低時(shí)，風(fēng)扇轉(zhuǎn)速會(huì)自動(dòng)增加，當(dāng)電控失效的情況下風(fēng)扇以最高功率運(yùn)轉(zhuǎn)，從而保證系統(tǒng)的正常運(yùn)行。如果有些要求特別的產(chǎn)品，如：排放及噪音等，盡管發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載變化很快，所有這些要求和標(biāo)準(zhǔn)可能需要一個(gè)用變量泵液壓驅(qū)動(dòng)的風(fēng)扇。設(shè)計(jì)冷卻系統(tǒng)應(yīng)重點(diǎn)注意以下幾點(diǎn)：發(fā)動(dòng)機(jī)的最小和最大轉(zhuǎn)速發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速滿足風(fēng)扇最大能力風(fēng)扇的最大驅(qū)動(dòng)功率假若一個(gè)變量泵因空間或成本原因不能安裝在柴油機(jī)上，定量泵通過旁路控制，并且驅(qū)動(dòng)功率在10～15KW是一個(gè)好的方案。根據(jù)需要，靜壓驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇可選機(jī)液控制或電液控制。機(jī)液控制一般用在簡(jiǎn)單的有一個(gè)或兩個(gè)輸入口的系統(tǒng)中。越復(fù)雜的有很多的輸入口的系統(tǒng)一般用柱塞泵或外嚙齒輪驅(qū)動(dòng)的電液控制系統(tǒng)。應(yīng)用范圍：能獨(dú)立冷卻系統(tǒng)現(xiàn)在被廣泛使用在建筑機(jī)械、公共汽車、鐵路牽引車，重型貨物運(yùn)輸車輛和其它由柴油機(jī)驅(qū)動(dòng)的機(jī)械上。