JPH1068142A - 建設機械の冷却装置 - Google Patents

建設機械の冷却装置

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JPH1068142A
JPH1068142A JP8227170A JP22717096A JPH1068142A JP H1068142 A JPH1068142 A JP H1068142A JP 8227170 A JP8227170 A JP 8227170A JP 22717096 A JP22717096 A JP 22717096A JP H1068142 A JPH1068142 A JP H1068142A
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cooling
temperature
radiator
cooling fan
engine
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Yoshinori Yamagishi
吉則 山岸
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Caterpillar Mitsubishi Ltd
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Caterpillar Mitsubishi Ltd
Shin Caterpillar Mitsubishi Ltd
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    • F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
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    • F01P5/02—Pumping cooling-air; Arrangements of cooling-air pumps, e.g. fans or blowers
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    • F01P5/043—Pump reversing arrangements
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/08—Superstructures; Supports for superstructures
    • E02F9/0858—Arrangement of component parts installed on superstructures not otherwise provided for, e.g. electric components, fenders, air-conditioning units
    • E02F9/0866—Engine compartment, e.g. heat exchangers, exhaust filters, cooling devices, silencers, mufflers, position of hydraulic pumps in the engine compartment
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H61/00—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
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    • F16H61/40—Control of exclusively fluid gearing hydrostatic
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  • Cooling, Air Intake And Gas Exhaust, And Fuel Tank Arrangements In Propulsion Units (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 油圧機器の暖機運転時間の短縮と、ラジエー
タおよびオイルクーラに詰ったゴミの排出とを図る。 【解決手段】 建設機械のエンジン11に対しラジエータ
12a およびオイルクーラ12b を別置きで配置し、これら
を冷却ファン15によって冷却する。オイルクーラ12b
は、冷却ファン15の逆転時に生ずる空気流にとってラジ
エータ12a よりも下流側に設置する。冷却ファン15は、
ファン駆動回路31の電磁切替弁34により油圧モータ32を
制御して停止、正転または逆転する。電磁切替弁34は、
温度センサ44，45，46を備えた制御装置41により自動的
に切替える。制御装置41は、冷却水温度が設定温度以上
で、作動油温度が設定温度より低い場合は、冷却ファン
15を逆転させ、ラジエータ12a を通過した温風によりオ
イルクーラ12b 内の作動油を暖めるとともに、ラジエー
タ12a などに詰ったゴミを逆風により排出する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、油圧ショベル、ホ
イールローダなどの建設機械の冷却装置に関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】油圧ショベル、ホイールローダなどの建
設機械では、一般にエンジンおよびラジエータの冷却
に、エンジンに直結されたファンをエンジンとともに駆
動し、冷却風を得ている。しかしながら、この形式では
冷却風の取入れおよび排出に十分な開口部が必要であ
り、このため、エンジン音の遮音に限界がある。
【０００３】これに対し、図４に示される油圧ショベル
の上部旋回体上のように、エンジン11と、ラジエータお
よびオイルクーラからなるクーリングユニット12とを別
置きに配置し、エンジン室13を遮音用のエンクロージャ
14により囲繞した配置がある。この配置では、クーリン
グユニット12が備えた専用の冷却ファン15を駆動して、
ラジエータおよびオイルクーラに冷却風を得ている。
【０００４】図５は、風路16中に配置された冷却ファン
15を油圧モータ17により駆動する従来例を示し、油圧モ
ータ17は、エンジン11により回転される油圧ポンプ18か
ら供給される作動油により正転方向のみに駆動される。
【０００５】クーリングユニット12の一方の主要構成部
材であるラジエータ12a は、エンジン11のウォータジャ
ケット（図示されず）と冷却水取出管路21により接続さ
れ、冷却水戻し管路22によりエンジン11のウォータポン
プ（図示されず）の吸込口と接続されている。
【０００６】クーリングユニット12の他方の主要構成部
材であるオイルクーラ12b は、エンジン11により回転さ
れる油圧ポンプ23、この油圧ポンプ23から吐出された作
動油を方向および流量制御するコントロールバルブ24な
どの油圧機器、コントロールバルブ24により制御された
作動油により動作される油圧シリンダなどの油圧アクチ
ュエータ25により構成される油圧回路において、温度上
昇した作動油を冷却するものであり、コントロールバル
ブ24の排油ポートからタンク26に至るタンクライン27中
に介在されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】前記直結式および別置
き式のいずれの形式の場合においも、冷却ファンは一定
方向にしか回転せず、冷却風は吐出あるいは吸込の一方
向流れである。
【０００８】特に、エンジンに直結の冷却ファンの場合
は、一般にファン回転数はエンジン回転数に比例し、エ
ンジン始動直後などの、エンジン冷却水、作動油などの
温度が機械稼働に適した暖機温度になっていないときに
も冷却風をクーリングユニットに送るので、暖機運転に
余計時間がかかっている。
【０００９】また、送風方向が一方向であるから、枯
葉、ゴミなどが冷却風とともにラジエータおよびオイル
クーラに送込まれ、目詰りの原因にもなっている。
【００１０】本発明は、このような点に鑑みなされたも
ので、エンジンと、ラジエータおよびオイルクーラとを
別置きに配置した建設機械の冷却装置において、ラジエ
ータおよびオイルクーラは専用の冷却ファンを駆動して
冷却風を得ていることに着目して、この冷却ファンの回
転方向を正逆反転させることにより、油圧機器の暖機運
転時間の短縮と、ラジエータおよびオイルクーラに詰っ
たゴミの逆風による排出とを図ることを目的とするもの
である。
【００１１】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載された発
明は、エンジンに対し、このエンジンの冷却水を冷却す
るラジエータおよび油圧機器の作動油を冷却するオイル
クーラを別置きで配置し、ラジエータおよびオイルクー
ラを冷却ファンにより強制冷却する建設機械の冷却装置
において、冷却ファンの回転を停止、正転および逆転の
いずれかに切替えることが可能な油圧回路または電気回
路などのファン駆動回路を具備した建設機械の冷却装置
である。
【００１２】そして、冷却ファンの回転を逆転させるこ
とにより、ラジエータおよびオイルクーラに詰ったゴミ
を冷却風の逆流により取除く。
【００１３】請求項２に記載された発明は、エンジンに
対し、このエンジンの冷却水を冷却するラジエータおよ
び油圧機器の作動油を冷却するオイルクーラを別置きで
配置し、ラジエータおよびオイルクーラを冷却ファンに
より強制冷却する建設機械の冷却装置において、冷却フ
ァンの回転を停止、正転および逆転のいずれかに切替え
ることが可能なファン駆動回路と、外気温度、冷却水温
度および作動油温度により冷却ファンの回転を停止、正
転および逆転のいずれかに切替える制御装置とを具備し
た建設機械の冷却装置である。
【００１４】そして、外気温度、冷却水温度および作動
油温度によって、冷却ファンのファン駆動回路を制御装
置により自動的に停止、正転および逆転のいずれかに切
替える。
【００１５】請求項３に記載された発明は、請求項１記
載の建設機械の冷却装置における冷却ファンが、手動に
より回転方向を切替えるものである。
【００１６】そして、冷却ファンのファン駆動回路を建
設機械オペレータの判断による任意の手動操作により切
替え、冷却ファンをラジエータおよびオイルクーラの目
詰り状況に応じて逆転駆動する。
【００１７】請求項４に記載された発明は、請求項２記
載の建設機械の冷却装置におけるオイルクーラが、冷却
ファンの逆転時に生ずる空気流にとってラジエータより
も下流側に位置し、また、制御装置は、エンジン始動時
に、外気温度、冷却水温度および作動油温度がともに設
定温度よりも低い場合は、エンジンが始動しても冷却フ
ァンの回転を停止したままの状態とし、冷却水温度が設
定温度以上に上昇しても作動油温度が設定温度より低い
場合は、冷却ファンを逆転させて、ラジエータを通過し
た温風によりオイルクーラ内の作動油を暖め、冷却水温
度および作動油温度がともに設定温度以上になった場合
は、冷却ファンを正転させて、冷却水および作動油をと
もに冷却するものである。
【００１８】そして、作動油温度が低いときは冷却ファ
ンを逆転させて、比較的容易に早く暖まるラジエータ内
のエンジン冷却水の熱を利用して、この逆転時にラジエ
ータよりも下流側に位置するオイルクーラ内の作動油を
暖め、また油圧機器の暖機を行うとともに、ラジエータ
およびオイルクーラに詰ったゴミを冷却風の逆流により
取除く。
【００１９】請求項５に記載された発明は、請求項２記
載の建設機械の冷却装置における制御装置が、外気温
度、冷却水温度および作動油温度のいずれかが設定温度
よりも高い場合は、エンジン始動時に一定時間、冷却フ
ァンを逆転させ、その後、正転で駆動するものである。
【００２０】そして、エンジン始動時の冷却ファンの逆
転により、ラジエータおよびオイルクーラに詰ったゴミ
を冷却風の逆流により取除く。
【００２１】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の一実施形態を図
１乃至図４を参照しながら説明する。なお、図４に示さ
れたエンジン11およびクーリングユニット12などの配置
は従来と同様であり、また、図５に示された油圧ショベ
ルなどの走行系および作業機系などを制御する油圧機器
としてのコントロールバルブ24および油圧シリンダなど
の油圧アクチュエータ25などからなる油圧回路は、従来
の油圧回路と同様であるから、それらの同一部分には同
一符号を付して、その説明を省略する。
【００２２】図１に示されるように、エンジン11とは別
置きに配置されたクーリングユニット12は、エンジン11
の冷却水を冷却するラジエータ12a および油圧機器の作
動油を冷却するオイルクーラ12b と、これらを強制冷却
するために下側に取付けられた専用の冷却ファン15とに
より構成されている。
【００２３】オイルクーラ12b は、冷却ファン15の正転
時に生ずる空気流れにとってラジエータ12a よりも上流
側に位置する。言い換えると、オイルクーラ12b は、冷
却ファン15の逆転時に生ずる空気流れにとってラジエー
タ12a よりも下流側に位置する。
【００２４】図１は、その冷却ファン15に対して、冷却
ファン15の回転を停止または正転および逆転のいずれか
の回転方向に駆動する切替えが行える油圧式のファン駆
動回路31を設けた例である。
【００２５】すなわち、このファン駆動回路31は、エン
ジン11により回転される油圧ポンプ18と、この油圧ポン
プ18から供給される作動油により作動される正逆反転可
能な油圧モータ32と、油圧ポンプ18およびタンク26と油
圧モータ32の二つのポートとを接続する油圧管路33中に
介在された切替手段としての電磁切替弁34とを備えた油
圧回路である。
【００２６】このファン駆動回路31の電磁切替弁34は、
ファン停止用の中立位置Ｎと、ファン正転用の正転位置
Ａと、ファン逆転用の逆転位置Ｂとを有する３位置４ポ
ート切替弁であり、リターンスプリング35の復帰力とソ
レノイド36で生ずる軸方向推力との相対的な力関係によ
りスプール弁体を動かして、油圧ポンプ18から油圧モー
タ32に供給される作動油を遮断または方向制御すること
により、油圧モータ32の回転を停止、正転または逆転さ
せる。
【００２７】この電磁切替弁34に対し、この電磁切替弁
34をエンジン始動時および運転中に外気温度、エンジン
の冷却水温度および作動油温度によって自動的に切替え
るようにした回転方向などの制御装置41を設ける。
【００２８】この制御装置41は、コントローラ42を中心
として構成され、エンジン11の回転数を検出するエンジ
ン回転数センサ43と、外気温度を検出する外気温度セン
サ44と、冷却水取出管路21に設けられてエンジン冷却水
温度を検出する冷却水温度センサ45と、油圧回路におけ
るオイルクーラ12b の手前位置に設けられて作動油温度
を検出する作動油温度センサ46とが、コントローラ42の
入力端子に接続され、また、このコントローラ42の出力
端子が電磁切替弁34のソレノイド36に接続されている。
【００２９】また、制御装置41に対して手動スイッチ47
が設けられ、この手動スイッチ47により各センサの検出
値に基づく自動制御を中止するとともに、電磁切替弁34
を手動により逆転位置Ｂへ切替えることにより、冷却フ
ァン15を逆転させることができるようにしてある。
【００３０】次に、図示されない実施形態を説明する
と、前記実施形態では冷却ファン15を駆動するファン駆
動回路31を油圧回路により構成したが、エンジン11によ
り駆動された発電機または車両に搭載された大型のバッ
テリなどを電源とする電気回路によって、冷却ファン15
の回転を停止、正転および逆転のいずれかに切替えるこ
とが可能なファン駆動回路を構成しても良い。
【００３１】例えば、油圧モータ32に替えて正逆反転可
能な電動モータを用い、この電動モータの回転を停止、
正転および逆転させる切替手段として電動モータへの給
電回路中に電磁コイルにより作動される電磁切替スイッ
チを設け、さらに、この電磁切替スイッチの電磁コイル
に対し、エンジン始動時および運転中に外気温度、エン
ジンの冷却水温度および作動油温度によって電磁切替ス
イッチを自動的に切替作動する制御装置を接続すると良
い。この電気回路においても、電磁切替スイッチを制御
装置に設けられた手動スイッチにより手動でも切替える
ことができるようにしておくと良い。
【００３２】次に、図２に示されたフローチャートおよ
び図３に示された温度・時間特性図を参照しながら、上
記実施形態の作用を説明する。なお、図２中に記された
丸数字はステップ番号を示す。
【００３３】別置きに配置されたラジエータ12a および
オイルクーラ12b に取付けられた専用の冷却ファン15
は、油圧モータ32あるいは電動モータにより駆動される
が、エンジン11の始動時に、各センサ44，45，46により
検出された外気温度、冷却水温度および作動油温度が共
に設定温度Ｔai，Ｔwa，Ｔoiよりも低い場合は（ステッ
プ１にてＹＥＳ）、エンジン11が始動してもファン駆動
回路31の電磁切替弁34はファン停止用の中立位置Ｎに保
持される（ステップ２）。
【００３４】一般に、エンジン11の冷却水温度は、作動
油温度に比べて早く適温にまで上昇し、冷却水温度が設
定された適温になると（ステップ３）、サーモスタット
が開いて、冷却水がラジエータ12a に流れる。
【００３５】ラジエータ12a に設定温度Ｔwa以上に暖め
られた冷却水が流れてきた時点で、作動油温度が設定温
度Ｔoiより低いことを条件として、制御装置41のコント
ローラ42は、冷却ファン15を逆転方向に駆動するよう
に、ファン駆動回路31の電磁切替弁34または切替スイッ
チを逆転位置Ｂに切替制御する（ステップ４）。
【００３６】この結果、冷却風は、ラジエータ12a 側か
ら吸込まれ、オイルクーラ12b を通って冷却ファン15に
より機体内部の風路16へと排出される。
【００３７】このとき、ラジエータ12a には暖められた
冷却水が流れており、冷却風はラジエータ12a を通過す
るときに暖められ、温風となってオイルクーラ12b に流
れ、オイルクーラ12b 内の作動油を暖める。
【００３８】さらに、温風は、機体内部の風路16中に位
置するコントロールバルブ24などの油圧機器をも暖めた
後、風路16の空気取入部から機体外へ排出される。
【００３９】そして、作動油温度も設定温度Ｔoi以上に
なると（ステップ５）、冷却ファン15の回転方向を正転
に戻すように制御装置41のコントローラ42が働き（ステ
ップ６）、今度は、冷却風は機体内部の風路16の空気取
入部から冷却ファン15へ吸込まれ、オイルクーラ12b お
よびラジエータ12a を通って、機体外へ排出される（ス
テップ７）。
【００４０】次に、外気温度、冷却水温度および作動油
温度のいずれかがファン停止あるいは逆転制御のための
設定温度以上であっても、逆転駆動可能温度域にある場
合は（ステップ１にてＮＯ）、エンジン11の始動直後の
一定時間（さほど長くない時間）は冷却ファン15が逆転
駆動され、その後、冷却ファン15が正転で駆動されるよ
うに、制御装置41のコントローラ42により電磁切替弁34
が自動制御される（ステップ８）。
【００４１】これにより、オイルクーラ12b およびラジ
エータ12a において、定期的に逆方向の送風により目詰
り部の清掃が自動的に行われる。
【００４２】また、冷却ファン15は、手動スイッチ47に
より電磁切替弁34を逆転位置Ｂに手動切替することによ
り、建設機械オペレータの判断による任意の逆転駆動も
可能であり、目詰り状態などの必要に応じて目詰り清掃
を行える。
【００４３】
【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、冷却ファ
ンの回転を逆転させることにより、ラジエータおよびオ
イルクーラに詰ったゴミを冷却風の逆流により取除くこ
とができる。
【００４４】請求項２記載の発明によれば、外気温度、
冷却水温度および作動油温度によって、冷却ファンのフ
ァン駆動回路を制御装置により自動的に停止、正転およ
び逆転のいずれかに切替えることができる。
【００４５】請求項３記載の発明によれば、冷却ファン
のファン駆動回路を建設機械オペレータの判断による任
意の手動操作により切替え、冷却ファンをラジエータお
よびオイルクーラの目詰り状況に応じて逆転駆動するこ
とができる。
【００４６】請求項４記載の発明によれば、作動油温度
が低いときは冷却ファンを逆転させて、比較的容易に早
く暖まるラジエータ内のエンジン冷却水の熱を利用し
て、この逆転時にラジエータよりも下流側に位置するオ
イルクーラ内の作動油を暖め、油圧機器の暖機を行うこ
とができるとともに、ラジエータおよびオイルクーラに
詰ったゴミを冷却風の逆流により取除くことができる。
【００４７】請求項５記載の発明によれば、エンジン始
動時の冷却ファンの逆転により、ラジエータおよびオイ
ルクーラに詰ったゴミを冷却風の逆流により取除くこと
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る建設機械の冷却装置の一実施形態
を示す回路図である。
【図２】同上冷却装置の制御手順を示すフローチャート
である。
【図３】同上冷却装置の作動タイミングを示す温度・時
間特性図である。
【図４】油圧ショベルのエンジンおよびクーリングユニ
ットなどの配置を示す平面図である。
【図５】従来の建設機械の冷却装置を示す回路図であ
る。
【符号の説明】
11 エンジン 12a ラジエータ 12b オイルクーラ 15 冷却ファン 24 油圧機器としてのコントロールバルブ 31 ファン駆動回路 41 制御装置

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 エンジンに対し、このエンジンの冷却水
    を冷却するラジエータおよび油圧機器の作動油を冷却す
    るオイルクーラを別置きで配置し、ラジエータおよびオ
    イルクーラを冷却ファンにより強制冷却する建設機械の
    冷却装置において、 冷却ファンの回転を停止、正転および逆転のいずれかに
    切替えることが可能なファン駆動回路を具備したことを
    特徴とする建設機械の冷却装置。
  2. 【請求項２】 エンジンに対し、このエンジンの冷却水
    を冷却するラジエータおよび油圧機器の作動油を冷却す
    るオイルクーラを別置きで配置し、ラジエータおよびオ
    イルクーラを冷却ファンにより強制冷却する建設機械の
    冷却装置において、 冷却ファンの回転を停止、正転および逆転のいずれかに
    切替えることが可能なファン駆動回路と、 外気温度、冷却水温度および作動油温度により冷却ファ
    ンの回転を停止、正転および逆転のいずれかに切替える
    制御装置とを具備したことを特徴とする建設機械の冷却
    装置。
  3. 【請求項３】 冷却ファンは、手動により回転方向を切
    替えることを特徴とする請求項１記載の建設機械の冷却
    装置。
  4. 【請求項４】 オイルクーラは、冷却ファンの逆転時に
    生ずる空気流にとってラジエータよりも下流側に位置
    し、 制御装置は、エンジン始動時に、外気温度、冷却水温度
    および作動油温度がともに設定温度よりも低い場合は、
    エンジンが始動しても冷却ファンの回転を停止したまま
    の状態とし、冷却水温度が設定温度以上に上昇しても作
    動油温度が設定温度より低い場合は、冷却ファンを逆転
    させて、ラジエータを通過した温風によりオイルクーラ
    内の作動油を暖め、冷却水温度および作動油温度がとも
    に設定温度以上になった場合は、冷却ファンを正転させ
    て、冷却水および作動油をともに冷却することを特徴と
    する請求項２記載の建設機械の冷却装置。
  5. 【請求項５】 制御装置は、外気温度、冷却水温度およ
    び作動油温度のいずれかが設定温度よりも高い場合は、
    エンジン始動時に一定時間、冷却ファンを逆転させ、そ
    の後、正転で駆動することを特徴とする請求項２記載の
    建設機械の冷却装置。
JP8227170A 1996-08-28 1996-08-28 建設機械の冷却装置 Pending JPH1068142A (ja)

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JP8227170A JPH1068142A (ja) 1996-08-28 1996-08-28 建設機械の冷却装置
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