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    重庆时时彩杏彩走势图: 具有非平行冷却散热片的冷却系统.pdf

    关 键 词:
    具有 平行 冷却 散热片 冷却系统
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    摘要
    申请专利号:

    CN200610156696.2

    申请日:

    2006.12.30

    公开号:

    CN101210780A

    公开日:

    2008.07.02

    当前法律状态:

    终止

    有效性:

    无权

    法律详情: 未缴年费专利权终止IPC(主分类):F28D 1/053申请日:20061230授权公告日:20101020终止日期:20171230|||授权|||专利申请权、专利权的转移(专利申请权的转移)变更项目:申请人变更前权利人:卡特彼勒技术研发(中国)有限公司 申请人地址:北京市朝阳区朝阳门外大街16号中国人寿大厦17层 邮政编码:100020变更后权利人:卡特彼勒公司 申请人地址:美国伊利诺伊州登记生效日:2009.12.4|||实质审查的生效|||公开
    IPC分类号: F28D1/053; F28F1/30 主分类号: F28D1/053
    申请人: 卡特彼勒技术研发(中国)有限公司
    发明人: 马久波; 王路林; 李 乐
    地址: 100020北京市朝阳区朝阳门外大街16号中国人寿大厦17层
    优先权:
    专利代理机构: 北京市中咨律师事务所 代理人: 吴 鹏
    PDF完整版下载: PDF下载
    法律状态
    申请(专利)号:

    CN200610156696.2

    授权公告号:

    |||101210780B|||||||||

    法律状态公告日:

    2018.12.21|||2010.10.20|||2010.01.06|||2009.12.30|||2008.07.02

    法律状态类型:

    专利权的终止|||授权|||专利申请权、专利权的转移(专利申请权的转移)|||实质审查的生效|||公开

    摘要

    本发明公开了一种用于换热器的冷却通道。所述热量冷却通道可以具有第一侧部构件、非平行相对的第二侧部构件以及沿所述第一和第二侧部构件的长度连接所述第一和第二侧部构件的端部构件。至少一个形成在所述第一和第二侧部构件中的一个构件与所述端部构件之间的内角沿所述冷却通道的长度周期性地变化。所述第一侧部构件、第二侧部构件和端部构件形成一种大致敞开的、具有梯形形状的三面结构。所述端部构件的宽度沿所述端部构件的长度周期性地变化。

    权利要求书

    权利要求书
    1.  一种用于换热器的冷却通道,包括:
    第一侧部构件;
    非平行相对的第二侧部构件;以及
    沿所述第一和第二侧部构件的长度连接所述第一和第二侧部构件的端部构件;
    其中,至少一个形成在所述第一和第二侧部构件中的一个构件与所述端部构件之间的内角沿所述冷却通道的长度周期性地变化。

    2.  如权利要求1所述的冷却通道,其特征在于:
    所述第一侧部构件、第二侧部构件和端部构件形成一种大致敞开的、具有梯形形状的三面结构。

    3.  如权利要求2所述的冷却通道,其特征在于,所述至少一个内角包括:
    形成在所述第一侧部构件与所述端部构件之间的第一内角;以及
    形成在所述第二侧部构件与所述端部构件之间的第二内角,该第二内角与第一内角基本相同。

    4.  如权利要求1所述的冷却通道,其特征在于,所述至少一个内角在锐角和钝角之间变化。

    5.  如权利要求1所述的冷却通道,其特征在于,所述端部构件的宽度根据所述至少一个内角的变化而沿所述端部构件的长度周期性地变化。

    6.  如权利要求5所述的冷却通道,其特征在于,所述冷却通道沿其长度周期性地横向移位。

    7.  如权利要求6所述的冷却通道,其特征在于,从所述端部构件来看,所述横向移位形成基本为正弦形的曲线。

    8.  如权利要求7所述的冷却通道,其特征在于,所述端部构件的最大宽度出现在基本为正弦形的曲线的顶点处。

    9.  如权利要求8所述的冷却通道,其特征在于,所述端部构件的最小宽度出现在基本为所述顶点之间的中间点处。

    10.  如权利要求1所述的冷却通道,其特征在于,所述冷却通道的横截面积沿其长度基本保持不变。

    11.  如权利要求1所述的冷却通道,其特征在于,所述第一和第二侧部构件中的至少一个构件也构成相邻倒置的冷却通道的一部分。

    12.  一种用于换热器的冷却通道,包括:
    第一侧部构件;
    非平行相对的第二侧部构件;以及
    沿所述第一和第二侧部构件的长度连接所述第一和第二侧部构件的端部构件;
    其中,所述第一侧部构件、第二侧部构件和端部构件形成一种大致敞开的、具有梯形形状的三面结构;并且
    所述端部构件的宽度沿所述端部构件的长度周期性地变化。

    13.  如权利要求12所述的冷却通道,其特征在于,所述冷却通道沿其长度周期性地横向移位。

    14.  如权利要求12所述的冷却通道,其特征在于,从所述端部构件来看,所述横向移位形成基本为正弦形的曲线。

    15.  如权利要求14所述的冷却通道,其特征在于,所述端部构件的最大宽度出现在基本为正弦形的曲线的顶点处。

    16.  如权利要求15所述的冷却通道,其特征在于,所述端部构件的最小宽度出现在基本为所述顶点之间的中间点处。

    17.  如权利要求12所述的冷却通道,其特征在于,所述冷却通道的横截面积沿其长度基本保持不变。

    18.  如权利要求12所述的冷却通道,其特征在于,所述第一和第二侧部构件中的至少一个构件也构成相邻倒置的冷却通道的一部分。

    19.  一种换热器,包括:
    间隔排列成多排的用于接收流体流的多根管道;以及
    在多排间隔的管道排中的两排之间横向排列的用于接收空气流的多个冷却通道,多个冷却通道中的每一个都具有:
    第一侧部构件;
    非平行相对的第二侧部构件;以及
    沿着所述第一和第二侧部构件的长度连接所述第一和第二侧部构件的端部构件;
    其中,至少一个形成在所述第一和第二侧部构件中的一个构件与所述端部构件之间的内角沿着所述冷却通道的长度周期性地变化;
    所述第一侧部构件、第二侧部构件和端部构件形成一种大致敞开的、具有梯形形状的三面结构;并且
    所述端部构件的宽度根据所述至少一个变化的内角沿所述端部构件的长度周期性地变化。

    20.  如权利要求19所述的换热器,其特征在于:
    所述至少一个内角在锐角和钝角之间变化;并且
    所述通道沿其长度周期性地横向移位。

    说明书

    说明书具有非平行冷却散热片的冷却系统
    技术领域
    本发明总体上涉及一种冷却系统,尤其涉及一种具有非平行散热片的冷却系统。
    背景技术
    机器,包括履带式拖拉机、轮式装载机、拖运卡车以及其它的重型建筑和采矿设备,被用于各种各样的作业。为了完成这些作业,在典型情况下,机器包含有内燃机,例如柴油机、汽油机或者通过燃烧燃料/空气混合物产生大量动力的气体燃料发动机。这种燃烧过程产生大量的热量,为了保证发动机的正常、高效运行,需要冷却系统来对流入或流出发动机的流体进行冷却。
    例如,内燃机通常流体连接到多个不同的液体到空气和/或空气到空气换热器,以冷却在发动机中循环的液体和气体。这些换热器通??柯T谝黄鸩⑶?或者靠近发动机以节省机器上的空间。由发动机驱动的风扇设置在发动机/换热器组件的前面以吹动空气使之穿过换热器和发动机,或者设置在换热器和发动机之间,抽吸空气使之经过换热器且将使空气穿过发动机。
    发动机的尺寸和功率输出至少部分取决于对发动机所提供的冷却量。也就是说,发动机可以具有最大的温度范围和最有效的运行温度范围,发动机的运行受到使发动机的温度维持在最大极限值以下以及最佳范围内的相关换热器的容量的限制。此外,在给定特定发动机外壳的空间约束的情况下,换热器的尺寸也可能受到限制。因此,有必要在给定的空间约束下使冷却效率最大化。
    使冷却效率最大化是困难的,特别是当多个发动机的换热器和非发动机的换热器组装在一起时。也就是说,在某些构造下,变速器油和/或液压油的冷却器与发动机换热器共处在一起以利用由发动机驱动的风扇产生的空气流。在这些情况下,油冷却器的传热会影响发动机的散热器的传热,并且占用发动机舱内的空间。为此,单个换热器的设计,特别是与换热器内部流动通道有关的散热片的设计非常重要。
    2002年7月23日公布的授予Tolinson等人的美国专利US6,422,306(’306号专利)记载了一种独特散热片设计的实例。该’306号专利说明了一种与高炉一起使用的换热器,其包括多个换热器元件。每个换热器元件包括一纵轴。一对凹陷部设置在一对相应的蛤壳部件(clamshell)内。所述凹陷部相互面对,以形成通道壁和位于该通道壁之间的蜿蜒流体通道。所述蜿蜒流体通道的至少一部分沿着纵轴延伸。在凹陷部内并在部分蜿蜒流体通道内形成有多个增强结构。所述多个增强结构伸入蜿蜒流体通道内。每个增强结构构成纵向截面基本为梯形的皱褶。纵向定位的通道壁部分在用于每个蛤壳部件的两个相邻设置的增强结构之间延伸。
    由于从’306号专利的高炉中排出的热废空气流过所述对蛤壳部件,鼓风机逼迫空气经过该蛤壳部件并穿过所述凹陷部以吸收热量。蜿蜒通道内的增强结构以及蜿蜒通道本身都改善了从废气向空气的导热性。
    尽管’306号专利的换热器可以改善典型管翅式换热器的传输特性,但是其结构复杂、制造昂贵而且易于泄漏。具体而言,由于蛤壳部件、凹陷部、以及增强结构的复杂几何结构,所述换热器的部件成本很高。为此,组装该换热器可能困难并且费时,这进一步增加了成本。而且,由于容纳废气的通道是由两个分开的部件半体(即,蛤壳部件)结合在一起而形成的,废气有可能从接头泄漏到流经换热器的空气中去。尽管些许泄漏对于空气到空气的应用是可以接受的,但是,对于液体到空气的应用,例如汽车水箱或油冷却器应用,液体的任何泄漏都是不允许的。
    本发明的冷却系统目的在于克服前述问题的一项或多项。
    发明内容
    一方面,本发明涉及一种用于换热器的冷却通道。该冷却通道可以包括第一侧部构件、非平行相对的第二侧部构件以及沿所述第一和第二侧部构件的长度连接所述第一和第二侧部构件的端部构件。至少一个形成在所述第一和第二侧部构件中的一个构件与所述端部构件之间的内角沿所述冷却通道的长度周期性地变化。
    另一方面,本发明公开了另一种冷却通道。该冷却通道可以包括第一侧部构件、非平行相对的第二侧部构件以及沿所述第一和第二侧部构件的长度连接所述第一和第二侧部构件的端部构件。所述第一侧部构件、第二侧部构件和端部构件可以形成一种大致敞开的、具有梯形形状的三面结构(three sided structure),并且所述端部构件的宽度沿所述端部构件的长度周期性地变化。
    附图说明
    图1是示例性公开的机器的示意图;
    图2是用于图1中机器的示例性公开的冷却系统的示意和原理图;
    图3是用于图2中冷却系统的换热器的示意图;
    图4是用于图3中冷却系统的示例性公开的冷却散热片的部分示意图;
    图5A和5B是图4中示例性公开的冷却散热片的横截面图;以及
    图6是图4中示例性公开的冷却散热片的部分示意图。
    具体实施方式
    图1示出具有发动机12的机器10?;?0可以执行与例如采矿业、建筑业、农业、发电或本领域已知的任何其它行业相关的一些操作。例如,机器10具体可以是一种运土机器,例如推土机、装载机、挖土机、挖掘机、平地机、自卸卡车或任何其它合适的运土机器?;?0也可以是一种固定式机器例如发电机组、泵,或者另一种形式的作业机器。
    发动机12可以包括多个部件,所述多个部件协同燃烧燃料/空气混合物并产生输出功率。特别地,发动机12可以包括发动机体14,发动机体14包括多个汽缸16、可滑动地设置在每个汽缸16内部的活塞18以及每个汽缸16对应的汽缸头(未示出)??梢韵氲?,发动机12可包括附加的或不同的部件,例如每个汽缸头的相应气门组件、一个或多个燃料喷射器以及本领域公知的其它部件。为了描述本发明,发动机12图示和描述为一种四冲程柴油机。但是,本领域技术人员将会认识到,发动机12可以是任何其它类型的内燃机,例如汽油或气体燃料发动机。
    汽缸16、活塞18和汽缸头可以形成燃烧室20。在所示实施例中,发动机12包括四个燃烧室20。但是,可以想到,发动机12可以包括更多或更少的燃烧室20,并且,燃烧室20可以设置成直列式构造、“V”形构造或者任何其它合适的构造。
    如同图1也示出的,发动机12可以包括有利于机器10运行和发动机12功率输出的一个或多个系统。特别地,机器10可以包括发动机12的空气吸气系统22、将发动机12可操作地连接到一个或多个地面接合装置26的变速系统24、安装到机器10上的操作工具30的液压执行系统28以及冷却组件32,该冷却组件32设置成用来除去发动机12、吸气系统22、变速系统24以及液压执行系统28中的热量??梢韵氲?,发动机12可以包括附加的系统,例如燃料系统、润滑系统、制动系统、空调系统、控制系统以及其它这类已知的系统,这些系统可用于方便机器的运行并且也可利用冷却组件32释放出的热量。
    空气吸气系统22可以包括将增压空气引入发动机12的燃烧室20的装置。例如,空气吸气系统22可以包括与每个汽缸头的一个或多个入口(未示出)流体连通的一个或多个压缩机35(图1中仅示出了一个)??梢韵氲?,空气吸气系统22内可以包括附加的部件和/或其它部件,例如,一个或多个空气过滤器、废气门或旁通阀、节流阀、再循环阀以及本领域中已知的用于向燃烧室20引入增压空气的其它装置。
    压缩机35可以将流入发动机12的空气压缩到预定的压力级。压缩机35可以并联设置,压缩机具体可以是固定几何形状的压缩机、可变几何形状的压缩机或者本领域中已知的任何其它类型的压缩机??梢韵氲?,压缩机也可以改为串联设置,或者空气吸气系统22可以仅包括一个压缩机35。
    变速系统24包括相互作用以将动力在一输出速比的范围内从发动机12传递到地面接合装置26的元件。其中的一个元件可以包括变矩器34。变矩器34可以包括例如一对相对的由压力油驱动的液压叶轮,所述液压叶轮使发动机12与一机械步进变速系统/有级变速器(未示出)选择性连接、局部连接和/或解除连接。变矩器34可以允许发动机12在某种程度上独立于变速系统转动。通过调整供给变矩器34的油压,可以改变发动机12和所述变速系统之间的独立转动量。
    液压执行系统28包括多个协同移动操作工具30的流体部件。特别地,液压执行系统28可以包括一个或多个由压力油驱动的液压线性致动机构36,液压线性致动机构36响应操作者的命令而选择性地伸出和缩回,从而相对于机器10提高和降低操作工具30??梢韵氲?,如果需要的话,液压执行系统28也可以包括或者可选地包括用于旋转操作工具30的旋转式致动机构(未示出),并且/或者所述液压致动机构36可以用来操纵机器10、制动机器10,或者完成其它的与机器相关的任务。
    冷却组件32可以包括共同配合以从发动机12、吸气系统22、变速系统24和液压执行系统28中带走热量的部件。例如,冷却组件32可以包括共面换热器第一列38、共面换热器第二列40以及设置在发动机12和第一列38、第二列40之间的冷却风扇42。
    冷却风扇42可以由发动机12间接驱动。特别地,如图2所示,冷却风扇42可以包括输入设备44,例如皮带传动滑轮、液压驱动马达或者安装到发动机12或机器10上的电动机以及固定或可调地连接在该输入设备44上的风扇叶片46。冷却风扇42可以由发动机12供电,以促使风扇叶片46吹动空气使之依次穿过第一列38和第二列40。
    第一列38可以包括两个相对于重力方向水平定位的换热器48、50?;蝗绕?8可以垂直设置在换热器50的上方,并且与空气吸气系统22相连。例如,换热器48可以是流体连接以用于在空气流入发动机12之前冷却压缩机35上游或下游空气的空气到空气后冷却器(ATAAC)。来自压缩机35的空气流可以垂直向下,穿过换热器48的上部第一侧52的入口到达第一端54。从入口空气流的方向可改变约90°,以基本水平地流过换热器48到达相对的第二端56,并再次改变约90°的方向,以与空气进入方向相反地垂直向上流过上部第一侧52的出口?;蝗绕?8的上部第一侧52可以与换热器50相对设置。
    换热器48,与换热器50相比,会具有更高的平均运行温度,并且释放出更多的热量。也就是说,当机器10在额定情况下工作时,换热器48的入口温度大约为150℃,入口质量流速大约为0.188千克/秒。这样,当冷却风扇42排出的空气温度大约为40℃时,换热器48的出口温度大约为62℃,释放出大约30kW的热量。
    换热器50,具体例如液压油冷却器(HOC),可以与液压执行系统28相连。流入和/或流出液压致动机构36的油流可以水平流过换热器50的第一端58上的入口,并穿过相对的第二端60上的出口流出。当机器10在额定情况下工作时,换热器50的入口温度大约为86℃,入口流速大约为80L/min。这样,当冷却风扇42排出的空气温度大约为40℃时,换热器50的出口温度大约为76℃,释放出大约20kW的热量。
    相对于冷却风扇42产生的空气流,第二列40设置在第一列38的下游,第二列40包括两个垂直取向的换热器62、64?;蝗绕?2可以被设置成分别接收来自换热器48、50的端56、60的空气流,而换热器64可以被设置成接收来自相对端54、58的空气流。类似地,两个换热器62、64的上端(即,与热的流体流入流有关的端)可以被设置成接收来自换热器48的空气流,而两个换热器62、64的下端(与冷的流体流出流有关的端)可以被设置成接收来自换热器50的空气流。两个换热器62、64,与换热器48、50中的任何一个相比,都可以具有更高的平均运行温度,并且释放出更多的热量。
    换热器62,具体为散热器,设置成用来释放在发动机12内循环的水、乙二醇、水/乙二醇混合物或者混合的空气混合物的热量。来自发动机12的冷却剂可以垂直向下流动,沿着与重力基本平行的方向穿过换热器62的上部第一端66上的入口,到达相对的下部第二端68。
    换热器62,与换热器64相比,可以具有较低的平均运行温度,并且释放更少的热量。也就是说,当机器10在额定情况下工作时,换热器62的入口温度大约为99℃,入口流速大约为250L/min。这样,当冷却风扇42排出的空气温度大约为40℃时,换热器62的出口温度大约为86℃,释放出大约56.5kW的热量。
    换热器64,具体例如变矩器油冷却器(TCOC),可以与变速系统24相连。流入和/或流出变矩器34的油流也可以垂直向下流过换热器64的第一端70上的入口,并穿过相对的第二端72上的出口流出。当机器10在额定情况下工作时,换热器64的入口温度大约为117℃,入口流速大约为80L/min。这样,当冷却风扇42排出的空气温度大约为40℃时,换热器64的出口温度大约为94℃,释放出大约61kW的热量。
    图3示出一个示例性换热器的实施例。尽管图3的实施例被描述成与换热器50的实施例类似,或者被描述成一种连接到内燃机和建筑机器上的液压油冷却器,换热器48、62和64能正好具有同样或相似的硬件构造?;箍梢韵氲?,尽管图3的换热器实施例被描述为一种空气到液体的换热器,在需要的情况下,该换热器也能可选地结合两种液体冷却剂或者两种气体冷却剂来使用。
    换热器50可以包括第一端盖74、第二端盖76、在第一端盖74和第二端盖76之间延伸的多根管道78以及在两层管道78之间横向设置的多个散热片80。管道78可以是由导热金属例如铝、铜或不锈钢制成的基本上中空笔直的流体导管,其由第一端58穿过第一和第二端盖74、76延伸到第二端60。从液压执行系统28中流出的油可以分散地流入在第一端58上的管道78,并从第二端60上的管道78聚集以返回到液压执行系统28。在一个实施例中,每个共面排中可以布置三根管道78。
    散热片80可以导热地连接到管道78上并且设置在两排管道78之间。具体地,多个由导热金属如铝、铜或不锈钢制成的散热片80可以基本垂直于管道78的长度方向布置,并设置在两排管道78之间,从而冷却风扇42排出的空气可以流动穿过在两散热片80之间形成的通道。由于空气流过通道以及油流过导管78,空气可以接触散热片80和/或者管道78的外表面,以将管道78内的油携带的热量传导释放??掌陀土秸叩奈露群土魉倩嵊跋炝秸咧涞拇攘?。
    如图4所示,多个基本呈梯形的通道82可由冷却散热片80形成。也就是说,冷却散热片80可以被看成分开各通道82的侧壁部分。每个散热片80可以不平行于直接相邻的散热片,但是平行于与其间隔的散热片,从而可以重复形成基本相同的通道82。此外,每个散热片80可以是两个直接相邻的通道82a、82b的侧壁部分,直接相邻的通道82a、82b中的每一个相互倒置。这样,流经一个通道例如通道82a的空气可以与上排管道78的外表面直接接触,而流经相邻通道例如通道82b的空气可以与下排管道78的外表面直接接触。
    每个通道82可以横向弯曲。也就是说,在每个通道82的长度方向上,穿过通道82的流体可能周期性弯曲、横向移位或者扭曲,从而形成为具有基本类似正弦曲线的重复S形84,重复S形84定位在每个通道82的水平横平面上(当从边界表面88看时)?;痪浠八?,在每个通道82长度方向上的第一距离处,通道82的对称中心线86可以距离第一端盖74第一距离设置(参照图3),而在每个通道82长度方向上的第二距离处,中心线86可以距离第一端盖74第二距离设置。
    每个通道82在连接两个直接相邻的散热片80的边界表面88处的宽度“w”可在每个通道82的长度方向上周期性变化。也就是说,每个通道82可以具有一个高度尺寸“h”,两相邻散热片80关于该通道基本对称。尺寸“h”沿每个通道82的长度方向可以保持基本恒定。但是,边界表面88和直接相邻的散热片80之间形成的内角θ可以周期性地变化。例如,图5A所示的横截面图示出通道82的长度方向上在第一距离处(即,基本处于正弦曲线的相邻顶点之间的中间点),边界表面88和直接相邻的散热片80之间形成的内角θ1可以是钝角。相似地,图5B所示的示例性横截面示出通道82的长度方向上在第二距离处(即,正弦曲线的顶点部分),边界表面88和直接相邻的散热片80之间形成的内角θ2可以是锐角。这种钝角-锐角-钝角-锐角的角度模式可以在通道82的长度方向上重复。因此,通道82上横向正弦曲线的顶点处的宽度“w1”可以大于基本位于两顶点之间的中间点处的宽度“w2”,并且这种w1-w2-w1-w2的宽度模式可以重复,与上述角度模式相应。应注意到,即便考虑所述横向正弦曲线、边界表面88的宽度变化以及角度θ(即,散热片80相对于边界表面88的角度方向)的交替钝角-锐角特性,通道82沿长度方向上任何限定位置处的横截面面积以及由此造成的约束可以保持基本恒定。
    在图6所示的替代实施例中,通道82可以替换为在基本垂直于每个通道82长度方向的另一个方向上弯曲,或者除具有所述的横向取向的正弦曲线之外,在基本垂直于每个通道82长度方向的另一个方向上也有弯曲。也就是说,在高度尺寸“h”的方向上,每个通道82可以形成为具有基本类似于正弦曲线的重复S形90,该重复S形90在任何限定位置处相邻散热片80关于其对称的垂直平面内定位?;痪浠八?,在每个通道82长度方向上的第一距离处,通道82的边界表面88可以距离第一排管道78第一距离设置(参照图3),而在每个通道82长度方向上的第二距离处,边界表面88可以距离第一排管道78第二距离设置。
    每个通道82的垂直弯曲可以不连贯。具体地,每个正弦曲线的凸顶点和凹顶点处的边界表面88的段92(即边界表面的内部和外部)可以大致为平的,并且基本上相互平行。段92的长度可以改变,这取决于其应用、导入并通过换热器50的冷却剂流体、冷却剂的温度和/或者流体的流速。
    工业实用性
    本发明的冷却系统可以用在必须将多个换热器紧密组装以及高效散热很重要的任何机器和动力系统应用中。特别地,本发明的冷却系统可以提供独特的换热器组装策略,该策略使得在有限的空间内提高散热效率。本发明的系统也提供了新颖的散热片布置,该布置用在换热器中使传热最大化,同时对流动的约束最小。现在说明冷却组件32的运行。
    在机器10运行过程中,发动机12内的各种流体、吸气系统22、变速系统24以及液压执行系统28会被加热。例如,为了冷却,发动机冷却剂可以在发动机体14、汽缸16的外壁和/或者汽缸头内循环流动并从中吸收热量。压缩机35压缩的空气会因为被压缩而升温,并且,当与燃料混合并燃烧时温度会升高更多。流过变矩器34的叶轮的压力油可能连续地工作,这会使其温度升高。类似地,用于移动操作工具30的压力油会连续地工作并被加热。如果不解决的话,升高的温度可能削弱有效性,或者甚至导致这些相应系统发生故障。
    为了保持各种机器和发动机系统的正常运行温度,各系统的流体可以导入专用的换热器来散热。例如,压缩机35的上游或下游空气可以导入并流过换热器48(ATAAC)。来自变矩器34的油可以导入并流过换热器64(TCOC)。来自液压致动机构36的油可以导入并流过换热器50(HOC)。来自发动机12的冷却剂可以导入并流过换热器62(散热器)。当这些流体流过它们各自的换热器时,可使冷却风扇42旋转,从而产生首先导入并穿过换热器48和50,然后穿过换热器62和64的空气流。
    因为具有最高平均温度以及最大散热量的一列共面换热器的换热器与另一列换热器的最热部分串联布置,所以冷却组件32的效率可以最优。也就是说,热空气会对冷的下游换热器有很大的影响,但对较热的下游换热器影响不大或者至少较小,这是因为较热的下游换热器仍然与进入的空气之间存在较大的温差。相反,在遇到热空气时,较冷的下游换热器与空气之间存在较小的温差,从而能释放给空气的热量较小。
    下面说明一个示例性换热器的运行。当油流过换热器50的管道78时,冷却风扇42排出的空气可以导入并穿过通道82且吸收散热片80、边界表面88以及管道78的外表面的热量。因为所述的横向正弦曲线以及边界表面88的周期性变化的宽度和内角θ(参见图4),可能导致引入每个通道82的空气微粒与散热片80碰撞。例如,由于空气微粒首先穿过通道82的角度θ基本为钝角的第一段,然后遇到通道82的角度θ基本为锐角的一段,微??赡茉谏⑷绕?0的与边界表面88相对的端部与散热片80碰撞,并被迫朝着边界表面88向内向上到达发生膨胀的位置。类似地,当空气微粒穿过通道82的角度θ基本为锐角的第二段,然后遇到通道82的角度θ基本为钝角的一段,边界表面88附近的微??赡苡肷⑷绕?0碰撞,并被迫向内向下离开边界表面88到达发生膨胀的位置。这些碰撞可导致空气微粒的三维运动,提高换热器50的湍流混合效应。并且,由于通道82整个长度上的任何限定位置处的总横截面积可以保持不变,所以流体穿过通道的约束影响不大。
    至于图6中的实施例,也可以实现与图4中的实施例大致相同的运行并获得相同的效果。但是,与图4的实施例相比,如上所述,图6的正弦曲线可以在其顶点处包括平坦部92。由于图4的实施例中的空气微粒向前流动并与顶点相反侧碰撞,微粒有可能由于轨迹的极度角度变化而反射离开边界表面88。平坦部92可以用来减弱这种极度角度变化以及反射离开边界表面88的可能性,起到提高换热器50的传热能力和/或效率的作用。
    对于所属领域技术人员而言,在不脱离本发明范围的情况下,显然可以对本发明的冷却系统进行各种修改和变型??悸堑秸饫锕睦淙聪低车乃得骱褪导?,所述冷却系统的其它实施例对所属领域技术人员而言是显而易见的。应该意识到,上述说明和示例应被认为仅仅是示例性的,本发明的真正范围由所附权利要求以及它们的对等物来界定。
    附图标记
    10.机器                    12.发动机
    14.发动机体                16.汽缸
    18.活塞                    20.燃烧室
    22.空气吸气系统            24.变速系统
    26.地面接合系统            28.液压执行系统
    30.操作工具                32.冷却组件
    34.变矩器                  36.液压线性致动机构
    38.第一列                  40.第二列
    42.冷却风扇                44.输入设备
    46.风扇叶片                48.换热器(ATAAC)
    50.换热器(HOC)             52.上部第一侧(换热器48)
    54.第一端(换热器48)        56.第二端(换热器48)
    58.第一端(换热器50)        60.第二端(换热器50)
    62.换热器(散热器)          64.换热器(TCOC)
    66.上部第一端(换热器62)    68.下部第二端(换热器62)
    70.第一端(换热器64)        72.第二端(换热器64)
    74.第一端盖                76.第二端盖
    78.管道                    80.散热片
    82.通道       82a通道      82b通道
    84.S形                     86.中心线
    88.边界表面                90.S形

    关于本文
    本文标题:具有非平行冷却散热片的冷却系统.pdf
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