EZ控制液压系统在车辆风扇传动上的优化应用

徐诗辉，田小燕，买靖东，夏焕文

（中国北方车辆研究所，北京 100072）

EZ控制液压系统在车辆风扇传动上的优化应用

徐诗辉，田小燕，买靖东，夏焕文

（中国北方车辆研究所，北京 100072）

文章较详细地阐述了如何通过增加辅助控制回路，使EZ阀电气两点控制形式的闭式泵，在车辆风扇调速系统中达到较为完美的应用，使其两点控制转变为理想的无级控制。

EZ阀；温控阀；无级控制

10.16638/j.cnki.1671-7988.2015.09.020

CLC NO.: U463.8 Document Code: A Article ID:1671-7988(2015)09-57-03

引言

液压传动以其工作状态平稳、与电气控制配合简单和总体方案布置灵活等诸多的优点，从而成为目前特种车辆辅助系统中冷却风扇传动形式的首选方案。然而除非采用电液比例控制方式的闭式泵，否则其他的控制方式，直接使用都将无法实现风扇液压传动无级化调速。但电液比例控制方式，必须需要整车CAN总线给其提供温度信号，否则也无法实现。通过对泵回路图的认真分析、理论计算及试验研究，得出了给泵再增加一个简单的辅助控制回路，就可以使其较完美的达到风扇调速无级化的目的。

1、EZ阀电气两点控制形式介绍

1.1EZ阀控制的概述

EZ阀是泵的一种变量控制装置，为电气两点控制，通过两个开关电磁铁实现。

此种控制方式，通过使开关电磁铁a或b（如图1所示）通电或断电，可由EZ控制装置为油泵的行程缸供油。这样，斜盘亦即排量可在Vg=0与Vgmax 之间调节。每个电磁铁对应一个液流方向。

1.2EZ阀控制原理

泵变量控制装置为EZ阀时，标准型回路如图2所示。

通过操作开关电磁铁（a和b），就能使泵的变量活塞得到相应的控制压力，以达到改变斜盘的开度，从而实现泵的变量控制。电磁铁动作后，相应的液流方向及压力油口如表1所示。

表1 旋转-控制-液流方向的关系

由上表可知，电磁铁不同动作，泵的控制是多样化的。为了说明问题方便，本文仅针对上表第2种状态来介绍。

1.3应用中存在的问题

车辆风扇传动采用的液压传动（泵-马达传动）方式，除因其布置灵活外，还因其可实现无级调速。而大多数泵-马达传动要实现调速的功能，基本上都采用变量泵+定量马达的搭配方式，通过调节变量泵的排量去实现。然而仅如图2所示的采用EZ阀电气两点控制，泵斜盘的摆角只能实现在最小值与最大值之间变换，而不能达到真正意义上的无级调速。

2、应用优化方案的设计实施

2.1温控阀的工作原理

目前市面上可购得的热敏式溢流阀（俗称温控阀），均为常开式的，即随着感受到的温度的逐渐升高，温控阀的溢流量是逐渐减少，直到温控阀被关死溢流量为零。可以看出，该阀是为开式变量泵设计，无法单独直接应用于闭式泵的控制回路。

2.2优化方案的设计实施

通过对EZ阀控制原理及应用中存在的问题分析，只能采用如图3所示的回路，即泵的变量活塞控制带X4定位压力油口。在X4口增加如图4所示的辅助控制回路，即可真正实现完美的风扇无级调速的设计期望。

分析图2、图3回路，可得知动作电磁铁b，辅助泵出口的液压油通过EZ阀的左位进入泵斜盘控制行程缸左侧油缸，其压力由辅助泵出口的溢流阀设定。分析图4泵辅助控制回路，可以发现，将温控阀应用于辅助控制回路，因其为常开阀，主泵出口油液可通过其进入泵斜盘控制行程缸的右侧，其初始压力由溢流阀设定到与泵斜盘控制行程缸左侧相同。因温控阀安装在发动机的出水管上，随着水温的升高，温控阀逐渐关闭直到完全关死，在此过程中，泵斜盘控制行程缸的右侧压力由最大逐渐变为零，此时，泵的斜盘摆角在最大位置，泵输出流量最大。

3、应用实例

如图5所示，其为某型号车采用这种优化方案完整的风扇传动原理图。控制逻辑为：a） 升温过程，温控阀感受发动机出水温度 T0＜T1℃，风扇泵斜盘摆角为零，冷却风扇不工作；T0≥T1℃，风扇泵斜盘摆角由零逐渐增大，冷却风扇运转；T0≥T2℃，风扇泵斜盘摆角在最大位置，冷却风扇转速达到设计值。b） 降温过程，温控阀感受温度T0＞T2′℃，风扇泵斜盘摆角至最大，冷却风扇转速为设计值；T0≤T2′℃，风扇泵斜盘摆角减小，冷却风扇转速下降；T0≤T1′℃，风扇泵斜盘摆角为零，冷却风扇停转。（注：T1，T1′，T2，T2′为给定的温度控制点，该控制点与车辆的热平衡有关。）

4、结论

通过原理分析、理论计算、试验研究等多方面的分析研究，确认此种优化方案，已经能完美实现当初的设计要求。经过多个型号几轮样车的实车试验考核，其功能性、可靠性及实用性，都得到了很高评价。甚至数个量产的车型，车辆风扇传动装置，都采用了该方案。为以后风扇传动方式的选型，又多了一种可靠的选择。

[1] 田小燕，徐诗辉，于艳秋等.电液比例液压系统在车辆冷却风扇上的应用[J].液压与气动，2011(11)：113-114.

[2] 田小燕，刘海兵，徐诗辉等.车辆冷却风扇电液比例液压系统分析及试验研究[J].机床与液压，2013(01)：70-71.

[3] 张利平.液压控制系统及设计[M].北京：化工工业出版社，2006.

[4] 王进军.电液比例负载敏感控制变量柱塞泵技术研究[D].杭州：浙江大学，2006.

[5] Rexroth.行走机械用液压及电子控制元件[Z]. 北京：Rexroth Bosch Group，2008.

Optimizing Application of the EZ Control Hydraulic System for the Vehicle Cooling Fan Transmission

Xu Shihui, Tian Xiaoyan, Mai Jingdong, Xia Huanwen
( China north vehicle research institute, Beijing 100072 )

An optimizing EZ control hydraulic system for the vehicle cooling fan transmission was achieved by appending an assistant control circuit. It changed a two steps control into a stepless control, which made cooling fan transmission match the vehicle better.

EZ valve; thermostatic valve; stepless control

U463.8

A

1671-7988（2015）09-57-03

徐诗辉，就职于中国北方车辆研究所，主要从事风扇传动（液压传动）技术方面的科研工作。