具有带扁平顶部的弯曲散热片的冷却系统技术方案

技术编号:2494301 阅读:180 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
一种用于换热器的冷却通道,包括:    第一侧部构件;    对着所述第一侧部构件非平行地设置的第二侧部构件,该第二侧部构件与所述第一侧部构件在第一方向上隔开;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,所述冷却通道在大致垂直于所述第一方向的方向上沿其长度周期性地移位,以形成从所述第一和第二侧部构件看时为重复的基本类似正弦形的曲线;并且    所述端部构件在所述基本类似正弦形的曲线的顶部处的一段大致平坦,因此所述基本类似正弦形的曲线不连贯。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术总体上涉及一种冷却系统,尤其涉及一种具有带扁平顶部的弯 曲散热片的冷却系统。
技术介绍
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。这些换热器通常靠拢在一 起并且/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, 并且占用发动机抢内的空间。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曰公布的授予Tolinson等人的美国专利 US6,422,306(,306号专利)记栽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铍褶。纵向定位的通道 壁部分在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^f艮高。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。本专利技术的冷却系统目的在于克服前述问题的一项或多项。
技术实现思路
一方面,本专利技术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、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。所述第二侧部构件可以对着第一 侧部构件非平行地设置,并且与所述第一侧部构件在第一方向上隔开。冷 却通道在大致垂直于所述第一方向的方向上沿其长度周期性地移位,以形 成从所述第 一和第二侧部构件看时为重复的基本类似正弦形的曲线。所述 端部构件在基本类似正弦形的曲线的顶部处的一段可以大致平坦,因此所 述基本类似正弦形的曲线不连贯。另一方面,本专利技术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。所述第二侧部构件可以对 着第一侧部构件非平行地设置,并且与所述第一侧部构件在第一方向上隔 开。所述冷却通道在大致垂直于所述第一方向的方向上沿其长度周期性地 移位,以形成从所述第一和第二侧部构件看时为重复的基本类似正弦形的 曲线。所述冷却通道也在所述第一方向上沿其长度周期性地移位,以形成 从所述端部构件看时为重复的基本类似正弦形的第二曲线。附图说明图l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。机器10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IO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.机器10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)。可以想到,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。为了描述本专利技术,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l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。可以想到,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释方文出的热量。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 (本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种用于换热器的冷却通道,包括: 第一侧部构件; 对着所述第一侧部构件非平行地设置的第二侧部构件,该第二侧部构 件与所述第一侧部构件在第一方向上隔开;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,所述冷却通道在大致垂直于所述第一方向的方向上沿其长度周 期性地移位,以形成从所述第一和第二侧部构件看时为重复的基本类似正 弦形的曲线;并且 所述端部构件在所述基本类似正弦形的曲线的顶部处的一段大致平 坦,因此所述基本类似正弦形的曲线不连贯。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:马久波王路林李乐
申请(专利权)人:卡特彼勒技术研发中国有限公司
类型:发明
国别省市:

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