CN102159813A - 使用单个轴流式风机的多个空气流路 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种用于诸如紧凑型装载机(10)之类的紧凑型车辆的冷却系统，该紧凑型车辆具有发动机(18)和发动机舱(16)，该冷却系统包括由护罩(40)围绕并且具有高压侧(44)和低压侧(42)的单个轴流式风机(46)。由风机(46)产生的空气流被用于冷却紧凑型车辆(10)的部件(58，60)，并且从第二护罩排出热空气。辅助开口(82)设置在发动机舱和护罩之间，用于在风机(46)旋转时在发动机舱(16)和所述护罩(40，62)中的一个或两个之间提供空气流。驱动风机(46)的马达(52)是可逆的。

Description

使用单个轴流式风机的多个空气流路

技术领域

本发明涉及一种用于诸如装载机的紧凑型工作车辆的冷却空气控制系统，其利用用于向发动机部件提供冷却空气的单个轴流式风机，并且其具有引导流动通过多个空气流路的能力。

背景技术

具有已经提出的用于发动机的空气处理系统，其利用流动引导开口以冷却发动机舱，但其依赖径流式风机。一个例子是美国专利NO.6257359。显示滑动操纵装载机中的空气处理系统的另一个现有专利是美国专利No.4815550。然而，这些专利不使用单个、容易控制的轴流式风机用于空气流动系统。

发明内容

本发明涉及一种用于诸如紧凑型装载机之类的紧凑工作车辆的发动机冷却系统，其被布置用于将空气引向发动机舱或者从发动机舱引出空气，并且引导空气跨过需要冷却的部件。单个轴流式风机使用合适的马达驱动，并且风机叶片安装在周围的护罩内。护罩具有开口端，从而当风机被驱动时空气可以进入和退出护罩。当风机在第一方向旋转以将空气推入第二护罩并且通过所示的多个开口在大致垂直于风机的旋转轴的方向上排出空气时，第二护罩或外壳，如图所示，接收来自轴流式风机高压侧的空气。在另一个方面，转换风机电机以使风机叶片在第二方向上转动在第二护罩中产生低于大气压力的压力，以使空气被抽吸进第二护罩并且在相反方向上从风机退出。

附图说明

图1是具有本发明的空气冷却系统的一个典型紧凑型装载机的一般表示；

图2是图1的紧凑型装载机的后部的部分示意性垂直剖视图，显示使用根据本发明的轴流式风机的空气冷却系统；

图3是沿着图2的线3-3截取的局部部分示意视图；

图4是与本发明一起使用的护罩系统的示意性前下透视图；和

图5是从图4的相反侧截取的与本发明一起使用的护罩和风机的示意性顶部透视图。

具体实施方式

如在图1中整体标注为10的装载机所示的紧凑型工作车辆具有安装在装载机的机架12上的驱动车轮11。驱动车轮11被驱动以正常方式移动装载机。操作者驾驶室14位于装载机的前端，在显示为16的区域指示的后发动机舱容纳发动机18(见图2、4和5)。发动机可以空气冷却或液体冷却型的，并且在当前的设备中，显示为液体冷却型发动机。紧凑型装载机包括使用合适的液压缸22在期望的路径中升高和降低的提升臂20。发动机18和静液力泵组用来提供加压液压流体，以向地面驱动电机和其它液压元件供给动力。

在诸如紧凑型装载机的紧凑型工作车辆中，总长度是一个重要的因素，并且因而用于安装元件的整体空间是有限的。重要的是为冷却元件使用最小的空间，冷却元件例如为发动机冷却散热器、液压油冷却器、空调冷凝器和/或用于冷却发动机燃烧空气的中间冷却器或者填充空气冷却器(如果安装)。需要为发动机舱部件有效地提供冷却空气。

本发明采用由合适马达或电动机驱动的单个轴流式风机，所述马达例如为液压马达或电动马达，并且其可以安装在紧凑空间中，可以(如果需要)颠倒，并且包括用于在多流路中提供冷却空气的管道和端口。

图2是发动机舱16以及风机和冷却系统舱26的横截面视图。冷却系统舱26定位在发动机舱16和驾驶室14之间的空间中，驾驶室14在图2中示意地显示为座位28。

冷却系统舱26通过位于冷却系统舱的后部处的挡板或壁板32与发动机舱隔开。冷却系统舱用壁板34与驾驶室14隔开，壁板34是驾驶者舱或室的后壁板，并且具有竖立部分36。水平支撑壁板38连接竖立壁板部分36，并且壁板38的后边缘连接发动机舱隔板32。冷却系统包括第一风机护罩40，第一风机护罩40是环形护罩，具有第一或进气喉管42和第二或排气喉管44。应该指出，喉管形成到第一风机罩的内部并且形状大致相同的开口，以通过喉管提供平滑的空气流动，无论空气是进入或是流出。包括马达52的轴流式风机组件46安装在支撑壁板38上，使用合适的支架48支撑马达52。还应指出的是，支撑壁板部分38具有大的开口50，空气可以通过开口50流入第一风机罩。风机驱动马达52具有使轴流式风机组件46的叶片59旋转的输出轴。由喉管42和44形成的开口面对风机组件46。

在空气流动的第一方向中，如箭头56所示，通过冷却系统舱的上进气喉管42吸入空气。发动机冷却剂散热器58在第一喉管开口42的顶部处安装在护罩40上。油冷却器60安装在散热器58之上，因此当风机叶片在第一方向上旋转时由风机叶片59吸入的空气在到达轴流式风机叶片之前将通过油冷却器和散热器。中间冷却器或中冷器(charge air cooler)和空调冷凝器可以添加在护罩40之上(如果使用它们)。当风机在第一方向上旋转时，喉管开口42在风机的低压或负压(低于大气压)侧，并且如图所示，喉管44是在风机的高压侧。由风机组件46移动至高压侧喉管44的空气将是进入第二护罩62形成的室61的排出空气，第二护罩62通过开口50通向第一护罩40。

第二护罩62具有形成侧面排气口64的壁板，侧面排气口64由大开口格栅66覆盖。大部分空气流排出开口格栅66。可以看出，第二护罩形成为使得在如图2所示的截面中，其从它连接发动机舱隔板32的位置分叉到第二护罩的前壁板68。

轴流式风机驱动马达52是可逆马达，优选地，而且根据需要可以是可逆电动机、可逆液压马达或者其它类型的马达。如果它是液压马达，其能够以合适的换向阀70操作，设置有来自泵72的加压液压流体，泵72由发动机18驱动，并且是紧凑型车辆或装载机10的液压泵组的一部分。电动机将具有换向开关。

当使用液体冷却发动机时，来自轴流式风机的空气流将确保发动机散热器58、液压油冷却器60、以及空调冷凝器和中冷器(如果设置)被充分地冷却。然而，除此之外，轴流式风机的一个特征在于，在风机叶片59的正上方，在喉管区域42中有容易接近的低压或负压区域，以便形成从喉管或低压侧42进入发动机舱18的端口的管道76提供如箭头78所示的从发动机舱进入喉管42和护罩40的热空气的流出。

可以设置多个端口或管道76。在图3中，图示了示出的单个端口。管道的尺寸可以变化，以使有效数量的热空气可以从发动机舱通过风机吸入风机护罩，用于通过风机排出。此外，发动机舱16和冷却系统26之间的隔板或挡板32包括封闭第二护罩62的一端的下壁板部32A。下壁板部32A设置有开口82(图4)以调整从第二护罩进入发动机舱罩的空气流，用于附加冷却。管道76和开口82形成辅助冷却空气流开口。

风机护罩40的低压区域容易被分流用于管道和端口76，直接通向发动机舱，用于从发动机舱排放空气。第二护罩62与发动机舱下挡板部32A一起形成或邻近发动机舱下挡板部32A，从而容易地设置具有不同尺寸和位置的开口，用于提供从第二护罩到发动机舱中的较高压力空气的流出。

应当注意，在发动机舱的上方具有顶部空气流格栅(在图1中可见)。

此外，轴流式风机组件46可通过发转马达52而转向，如果需要，用于通过第二护罩的侧开口64抽吸冷空气，并且还从发动机舱通过开口82抽吸空气进入第二护罩，并且然后通过散热器58和油冷却器60以及端口或管道76将它排出。风机的这种转换方向的能力有利于与紧凑型工作车辆在其中工作的环境相关的合适冷却。转换风机旋转方向可以仅通过转换阀70而做到，或者是电动马达驱动风机叶片，可以通过使用换向开关转换。容易地控制电机52，用于在任一方向上提供轴向空气流，并且在第一风机护罩中提供可逆的低压和高压区域。只需要单个风机，用于提供多个空气流路和流动方向可逆性。

虽然已参照优选实施例描述了本发明，本领域技术人员将认识到，在没有违背本发明的精神和范围的情况下在形式和细节上可以进行修改。

Claims (10)

1.一种用于冷却包括车辆发动机的车辆的部件的空气流动系统，所述车辆具有：

发动机舱和冷却系统舱；

在冷却系统舱的至少部分和发动机舱之间的发动机舱壁板；

安装在冷却系统舱中的第一护罩；

位于第一护罩中的单个轴流式风机，所述第一护罩围绕轴流式风机的风机叶片，并且具有用于空气在风机的轴向方向上流动的多个空气流动开口；

第二护罩，通向第一护罩的所述多个空气流动开口的一个，并且所述第二护罩具有第二护罩空气流开口，空气流从第二护罩空气流开口运送；

发动机冷却开口，在发动机舱壁板中，通向第二护罩的内部，以允许发动机舱和第二护罩之间的空气流动；

流管，在发动机舱和第一护罩之间，在风机的与第二护罩相对一侧上；和

马达，用于驱动风机以在第一护罩和第二护罩之间产生空气流并且所述空气流通过发动机冷却开口和流管。

2.根据权利要求1所述的空气流动系统，其中驱动风机的马达是可逆马达。

3.根据权利要求1所述的空气流动系统，其中所述第二护罩空气流开口通向车辆的外部。

4.根据权利要求1所述的空气流动系统，其中所述第一护罩具有位于其一侧上的、限定第一风机开口的第一喉管，和位于其相反侧上的、限定第二风机开口的第二喉管，所述风机位于第一风机开口和第二风机开口之间的第一护罩中。

5.根据权利要求1所述的空气流动系统，其中散热器安装在第一护罩上的合适位置上，以在风机旋转时引起空气通过散热器。

6.一种用于紧凑型工作车辆的发动机冷却系统，具有：

发动机舱；

在发动机舱中的发动机；

发动机散热器；

单个轴流式风机，用于为发动机和发动机散热器提供冷却空气；

风机护罩，所述风机护罩围绕轴流式风机并且具有在风机护罩的第一侧上流体地通向发动机散热器的开口；

第二护罩，在风机护罩的第二侧上形成用于运送由轴流式风机产生的空气流的空气通道；

管道，从风机护罩的第一侧通向发动机舱；和

马达，被连接以驱动轴流式风机。

7.根据权利要求6所述的发动机冷却系统，所述风机护罩具有用于将空气流引导至轴流式风机的进气喉管和用于从轴流式风机引出空气流的排气喉管，所述管道通向所述喉管中的一个和发动机舱之间。

8.一种将冷却空气提供到工作车辆的发动机舱中的发动机的方法，包括下述步骤：

在具有进气喉管和排气喉管的护罩中设置单个轴流式风机；

打开在所述喉管中的第一个和发动机舱之间的管道；和

从所述喉管中的第二个排出空气。

9.根据权利要求8所述的方法，还包括用可逆马达驱动所述单个轴流式风机。

10.根据权利要求8所述的方法，还包括设置通向第二喉管的第二护罩，并且设置用于在第二护罩和发动机舱之间的空气流动的开口。

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