用于空气对空气后冷却器的管对集管滑动接头制造技术

公开了一种配置成冷却来自空气压缩机(26)的压缩空气的空气对空气后冷却器(ATAAC)(20)。ATAAC(20)可以包括在冷端(46)处的集管(52)和多个芯管(58)。芯管(58)的每一个可以具有第一端部(60)和第二端部(62)。ATAAC(20)还可以包括多个垫圈(96)，每个垫圈将芯管(58)中的一个的第二端部(62)连接到集管(52)的槽(70)。垫圈(96)的每一个可以包括接触芯管(58)的内表面(101)和接触集管(52)的槽(70)的外表面(102)。垫圈(96)的内表面(101)可以包括接触芯管(58)的径向向内突出区域(104)，和提供垫圈(96)和芯管(58)之间的间隙的凹陷区域(106)。

Pipe-to-manifold sliding joint for air-to-air rear cooler

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于空气对空气后冷却器的管对集管滑动接头
本公开总体上涉及空气对空气后冷却器，并且更具体地，涉及具有管对集管滑动接头的空气对空气后冷却器。
技术介绍
用于许多机器、车辆和设备的发动机系统包括进气系统，所述进气系统将进气输送到内燃发动机以与燃料一起燃烧。进气系统可以包括空气压缩机，所述空气压缩机对进气加压以迫使更多空气进入发动机以进行燃烧。在较高的发动机功率密度下，压缩机出口处的压缩空气的温度可以接近或甚至超过350℃。在较新的发动机设计中，在较高的发动机功率密度下可能存在更加高的压缩机出口温度。为了在引入发动机中之前冷却压缩空气，进气系统还可以包括空气压缩机下游的空气对空气后冷却器(ATAAC)。ATAAC可以包括热压缩空气进入冷却器的入口端(或热端)，冷却的压缩空气离开冷却器的出口端(或冷端)，以及将压缩空气从热端输送到冷端的管芯组件。流动通过管的压缩空气可以通过与围绕管外部流动的较冷的环境空气进行热交换来冷却。芯组件的管可以成排布置并且使用机械连接、钎焊连接或使用橡胶复合垫圈的滑动接合连接到热端处的第一集管和冷端处的第二集管。例如，复合垫圈可以装配到集管的槽中，并且管可以插入复合垫圈中以提供允许管随着热膨胀和收缩而轴向滑动的“滑动”接头。与散热器中的管生长相比，在ATAAC中随着热膨胀的管生长程度可能更大。虽然是有效的，但当前复合垫圈可能在大接触面积上接触管。在一些情况下，复合垫圈可以沿着从上边缘到下边缘的垫圈的整个长度接触管。垫圈之间的大接触面积可能增加摩擦，由此增加允许管在垫圈内的“滑动”所需要的所需负载或力。增加的负载或力可能使垫圈磨损或表现出材料故障，可能导致垫圈和管之间的空气泄漏。另外，增加的负载或力可能使垫圈从集管脱离或拉出集管。美国专利号5,954,345公开了用于传输油填充管的垫圈，管可以通过所述垫圈推进以在管和传输壳体之间形成密封。垫圈包括沿着外壁和内壁的肋。然而，垫圈不用于将ATAAC管连接到集管。显然，需要用于ATAAC中的管对集管滑动接头的改进垫圈设计。
技术实现思路
根据本公开的一个方面，公开了一种配置成冷却来自空气压缩机的压缩空气的空气对空气后冷却器(ATAAC)。所述ATAAC可以具有配置成接收来自所述空气压缩机的压缩空气的热端，和配置成释放冷却的压缩空气的冷端。所述ATAAC可以包括在所述热端处的第一集管，和在所述冷端处的第二集管。所述第二集管可以包括多个槽。所述ATAAC还可以包括配置成将压缩空气从所述热端运载到所述冷端的多个芯管。所述芯管的每一个可以在所述第一集管和所述第二集管之间延伸，并且所述芯管的每一个可以具有第一端部和第二端部。所述ATAAC还可以包括多个垫圈，每个垫圈将所述芯管中的一个的第二端部连接到所述第二集管的所述槽中的相应一个。所述垫圈的每一个可以插入所述第二集管的所述槽中的相应一个中，并且可以包括接触所述芯管的内表面和接触所述第二集管的所述槽的外表面。所述垫圈的内表面可以包括接触所述芯管的径向向内突出区域，以及提供所述垫圈和所述芯管之间的间隙的凹陷区域。根据本公开的另一方面，公开了一种机器。所述机器可以包括内燃发动机和进气系统，所述进气系统配置成将进气引导至所述内燃发动机。所述进气系统可以包括空气压缩机，所述空气压缩机配置成加压并增加进气的温度。所述机器还可以包括空气对空气后冷却器(ATAAC)，所述空气对空气后冷却器在所述空气压缩机的下游并且配置成冷却来自所述空气压缩机的压缩空气。所述ATAAC可以包括在所述ATAAC的热端处的第一集管，和在所述ATAAC的冷端处的第二集管。所述第二集管可以包括多个槽。所述机器还可以包括在所述第一集管和所述第二集管之间延伸的多个芯管，并且所述芯管的每一个可以具有第一端部和第二端部。所述机器还可以包括多个滑动接头，每个滑动接头将所述芯管中的一个的第二端部连接到所述第二集管的所述槽中的相应一个。所述滑动接头可以允许所述芯管在热膨胀和收缩时在所述槽内轴向滑动。所述滑动接头的每一个可以包括插入所述第二集管的所述槽中的一个中的垫圈。所述垫圈可以沿着轴线延伸，并且包括接触所述芯管的内表面和接触所述第二集管的所述槽的外表面。所述垫圈的内表面可以包括接触所述芯管的径向向内突出区域，以及提供所述垫圈和所述芯管之间的间隙的凹陷区域。根据本公开的另一方面，公开了一种将芯管连接到空气对空气后冷却器(ATAAC)的冷端处的集管的方法。所述方法可以包括将垫圈插入所述集管的槽中。所述垫圈可以由复合材料形成，并且可以包括内表面和接触所述第二集管的所述槽的外表面。所述垫圈的内表面可以包括径向向内突出区域和凹陷区域。所述垫圈的外表面可以包括径向向外突出肋。所述方法还可以包括将所述芯管的端部插入所述垫圈中，使得所述径向向内突出区域接触所述芯管并且所述凹陷区域与所述芯管间隔。所述方法还可以包括通过使所述径向向外突出肋与所述集管的所述槽中的倒角接合将所述垫圈锁定在所述槽中。当结合附图阅读时，本公开的这些和其它方面以及特征将更加易于理解。附图说明图1是根据本公开构造的机器的透视图。图2是根据本公开构造的机器的发动机系统的示意图。图3是根据本公开构造的发动机系统的空气对空气后冷却器(ATAAC)的侧视图，其中为清楚起见移除了ATAAC的许多芯管。图4是根据本公开构造的芯管和ATAAC的入口端(或热端)处的第一集管之间的机械接头的透视图。图5是根据本公开构造的通过芯管中的一个的中心部分的横截面图。图6是根据本公开构造的通过图4的截面6-6的横截面图。图7是根据本公开构造的机械接头的C形环的透视图。图8是根据本公开构造的芯管和ATAAC的出口端(或冷端)处的第二集管之间的滑动接头的透视图。图9是根据本公开构造的滑动接头的横截面图。图10是根据本公开构造的单独示出的滑动接头的垫圈的透视图。图11是根据本公开构造的ATAAC的芯组件的一部分的透视图。图12是根据本公开构造的图10的芯组件的俯视图。图13是根据本公开构造的用于支撑芯组件的芯管的夹子的透视图。图14是根据本公开构造的处于打开位置的夹子的侧视图。图15是根据本公开的方法的将芯管连接到第二集管中涉及的一系列步骤的流程图。图16是根据本公开的另一方法的将芯管连接到第一集管中涉及的一系列步骤的流程图。图17是根据本公开构造的使用夹子组装芯组件中涉及的一系列步骤的流程图。具体实施方式现在参考附图，并且具体参考图1，示出了机器10。通常，机器10可以包括内燃发动机12以提供动力以驱动机器10的运动，以及其它可选特征，例如车轮14(或履带)，以及操作员控制站16。例如，机器10可以是采矿卡车18，但是它也可以是其它类型的移动或固定机器，例如但不限于轮式装载机、挖掘机、推土机、钻机、电铲、或材料处理机。在其它示例中，机器10可以是任何类型的移动或固定机器(有人或无人)，其包括用于冷却压缩进气的空气对空气后冷却器(ATAAC)20(参见图2)。转到图2，示出了机器10的发动机系统22。发动机系统22可以包括进气系统24，所述进气系统将进气引导至内燃发动机12以进行燃烧。进气系统24可以包括空气压缩机26，所述空气压缩机是加压并增加进气的温度的涡轮增压器28的一部分，以及ATAAC20，在输送到发动机12之前所本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种配置成冷却来自空气压缩机(26)的压缩空气的空气对空气后冷却器(ATAAC)(20)，所述ATAAC(20)具有配置成释放冷却的压缩空气的冷端(46)，其包括：在所述冷端(46)处的集管(52)，所述集管(52)包括多个槽(70)；多个芯管(58)，每个芯管具有第一端部(60)和第二端部(62)；以及多个垫圈(96)，每个垫圈将所述芯管(58)中的一个的第二端部(62)连接到所述集管(52)的所述槽(70)中的相应一个，所述垫圈(96)的每一个插入所述集管(52)的所述槽(70)中的相应一个中，并且包括接触所述芯管(58)的内表面(101)和接触所述集管(52)的所述槽(70)的外表面(102)，所述垫圈(96)的内表面(101)包括接触所述芯管(58)的径向向内突出区域(104)和提供所述垫圈(96)和所述芯管(58)之间的间隙的凹陷区域(106)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2017.02.07 US 15/4265541.一种配置成冷却来自空气压缩机(26)的压缩空气的空气对空气后冷却器(ATAAC)(20)，所述ATAAC(20)具有配置成释放冷却的压缩空气的冷端(46)，其包括：在所述冷端(46)处的集管(52)，所述集管(52)包括多个槽(70)；多个芯管(58)，每个芯管具有第一端部(60)和第二端部(62)；以及多个垫圈(96)，每个垫圈将所述芯管(58)中的一个的第二端部(62)连接到所述集管(52)的所述槽(70)中的相应一个，所述垫圈(96)的每一个插入所述集管(52)的所述槽(70)中的相应一个中，并且包括接触所述芯管(58)的内表面(101)和接触所述集管(52)的所述槽(70)的外表面(102)，所述垫圈(96)的内表面(101)包括接触所述芯管(58)的径向向内突出区域(104)和提供所述垫圈(96)和所述芯管(58)之间的间隙的凹陷区域(106)。2.根据权利要求1所述的ATAAC(20)，其中所述垫圈(96)还包括沿着所述内表面(101)的上内边缘(108)，并且其中所述上内边缘(108)包括从所述内表面(101)突出的径向向内突出肋(112)，所述径向向内突出肋接触所述芯管(58)并且阻止外部碎屑在所述垫圈(96)和所述芯管(58)之间通过。3.根据权利要求2所述的ATAAC(20)，其中所述垫圈(96)还包括沿着所述外表面(102)的上外边缘(114)，并且其中所述上外边缘(114)包括接触所述集管(52)的表面(122)的凸缘(118)。4.根据权利要求3所述的ATAAC(20)，其中所述垫圈(96)还包括沿着所述内表面(101)的下内边缘(110)，并且其中所述径向向内突出区域(104)中的至少一个靠近所述下内边缘(110)。5.根据权利要求4所述的ATAAC(20)，其中所述垫圈(96)还包括沿着所述外...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·L·肯尼迪，C·E·扎博塔，N·谢思，J·M·沃尔克，
申请(专利权)人：卡特彼勒公司，
类型：发明
国别省市：美国,US