CN102410759A

CN102410759A - 多系统整体冷却模块

Info

Publication number: CN102410759A
Application number: CN201110211020XA
Authority: CN
Inventors: 孔丽君; 苗苗; 张晓军
Original assignee: CNR Dalian Locomotive Research Institute Co Ltd
Current assignee: CRRC Dalian Institute Co Ltd
Priority date: 2011-07-26
Filing date: 2011-07-26
Publication date: 2012-04-11

Abstract

一种多系统整体冷却模块，包括水散热器(44)、空-空中冷器(41)、传动油散热器(42)、液压油散热器(43)，每个散热器都有独立的被冷却介质进出法兰、进出腔体、几个散热器共用一个冷却芯体集成(45)，但这个冷却芯体集成(45)被分隔墙分成不同区域的小芯体，分别完成对不同介质的冷却。本发明采用整体配套设计方法，为铁路牵引装备和工程机械提供一种换热能力强、日常维护工作量小、结构紧凑、便于安装的多系统整体冷却模块，可取代已有技术中使用的独立分体式散热器，解决目前冷却装置体积大、重量重，成本高、可维护性差、可靠性低等问题。最终降低冷却装置的寿命周期费用，为用户创造更高的经济效益。

Description

多系统整体冷却模块

技术领域

本发明涉及一种机车、动车组、工程机械水系统、油系统、空气系统等多系统用冷却模块，具体涉及一种包括水散热器、空-空中冷器、传动油散热器、液压油散热器，每个散热器都有独立的被冷却介质进出法兰、进出腔体、小冷却芯体的多系统整体冷却模块。

背景技术

内燃机车、动车组、工程机械等通过能量转换实现动力传递，完成规定的功能和作用。在内燃机车、动车组、工程机械工作时，柴油机、液力传动装置、静液压装置等在做功的过程中，会产生能量损耗，散发热量。如果不及时地把这些热量带走，会使相应的机械部件产生热负荷，降低机械强度，或使相应部件效率下降，最终导致系统不能正常工作。为了确保内燃机车、动车组、工程机械正常高效运行，通常在上述整机的相关部件(如柴油机、增压器、液力传动装置、液压装置)上设置高温水冷却系统、增压空气冷却系统、传动油冷却系统、液压油冷却系统，对应各冷却系统，设置高温水冷却装置、增压空气冷却装置、传动油冷却装置、液压油冷却装置，或将几个冷却装置集成为一个或两个大的集成式冷却装置。但是，目前，多个冷却系统的散热器通常采用独立分体式结构，即各种散热器单独作为各自冷却系统的一个部件布置在不同的冷却系统中。每种散热器都包括进出液体法兰、进液体腔、冷却芯体、出液体腔等零部件。这种设计，散热器总体累计体积大，重量重，成本高；相关连接管路复杂，安装维护不方便。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足之处，为内燃机车、动车组、和工程机械提供一种换热能力强、日常维护工作量小、结构紧凑、便于安装的高度集成的多系统整体冷却模块，通过将多系统冷却装置用散热器集成为一个整体冷却模块，解决目前冷却装置体积大、重量重，成本高、可维护性差、可靠性低等问题。最终降低冷却装置的寿命周期费用，为用户创造更高的经济效益。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种多系统整体冷却模块，包括水散热器、空-空中冷器、传动油散热器、液压油散热器，每个散热器都有独立的被冷却介质进出法兰、进出腔体、几个散热器共用一个冷却芯体集成，但这个冷却芯体集成被分隔墙分成不同区域的小芯体，分别完成对不同介质的冷却。

所述的多系统整体冷却模块的冷却芯体集成采用板翅式结构，由侧板、冷空气侧封条、冷空气侧翅片、液体侧(或热空气侧)封条、液体侧(或热空气侧)翅片、隔板等零件构成。左、右两块隔板和上、下两根液体侧(或热空气侧)封条构成一个液体(或热空气侧)流道，在液体(或热空气侧)流道内设置内翅片。在液体(或热空气侧)流道的两侧，由前、后两个空气侧封条和左、右两张隔板构成冷却空气流道，在空气流道中设置冷空气侧翅片。具体而言，其中空-空中冷器小芯体由冷却空气侧封条、热空气侧封条、隔板、热空气侧翅片、冷空气侧翅片构成；传动油散热器小芯体由冷却空气侧封条、油侧封条、油侧翅片、隔板、冷却空气侧翅片构成；液压油散热器小芯体由冷却空气侧封条、油侧封条、油侧翅片、隔板、冷却空气侧翅片构成；水散热器小芯体由冷却空气侧封条、水侧封条、水侧翅片、隔板、冷却空气侧翅片构成。

所述多系统整体冷却模块工作时，增压空气通过外部管路流过进气法兰，然后进入进气腔，均匀通过冷却芯体内的热空气流道，在出气腔汇集后流过出气法兰，流向外部管路；传动油或液压油通过外部管路流过进油法兰，然后进入进油腔，均匀通过冷却芯体内的油流道，在出油腔汇集后流过出油法兰，流向外部管路；与此类似，柴油机高温水通过外部管路流过进水法兰，然后进入进水腔，均匀通过冷却芯体内的高温水流道，在出水腔汇集后流过出水法兰，流向外部管路。

冷却空气在外部风机组带动下，从多系统冷却模块进风侧进入冷却模块，在冷却芯体集成内与被冷却介质进行热交换，吸收高温流体带来的热量，然后从多系统冷却模块出风侧流向环境当中。

所述的多系统整体冷却模块，根据被冷却介质物理性质(指粘度和密度等)的差异，设置不同的空气侧翅片和内翅片的结构形式、流道高度和流道宽度。对空-空中冷器，热空气侧翅片一般采用百叶窗形、锯齿形、波纹形或其它切口形结构；对油散热器，油侧翅片一般采用锯齿形、波纹形或其它切口形结构；对水散热器，水侧翅片一般采用锯齿形、波纹形、穿孔形或其它切口形结构。流道高度和流道宽度的设置应使液体或气体流速在适宜的范围内。这种结构设计，可以提高散热器单位体积散热量和单位耗功散热量，减小散热器总体体积，使结构更紧凑。

所述的多系统整体冷却模块，其芯体上，在相邻的不同的流体流道之间设置流体分隔墙，该流体分隔墙可以是一个端部封闭的带内翅片的流体流道，该流体流道的端部封闭方式可以直接采用等高液体侧封条随芯体钎焊，或采用氩弧焊焊接方式。该流体分隔墙也可以是端部封闭的两张侧板，两张侧板的端部封闭方式采用焊接方式。每张侧板厚度在2～10mm之间。

所述的多系统整体冷却模块，在空气腔与油腔、油腔与水腔、油腔与油腔之间设置分隔板，相邻两腔可以共用一块分隔板，也可以两块分隔板并列设置。分隔板与冷却芯体集成上的分隔墙端部采用焊接方式连接。这种分隔墙+分隔板的结构设计，可以避免相邻两腔不同流体之间的相互渗透，极大地提高冷却模块的可靠性。

根据冷却系统总体布置要求和各系统性能要求，水散热器、空-空中冷器、传动油散热器、液压油散热器可采用不同的位置布置方式。水散热器、空-空中冷器、传动油散热器、液压油散热器可并联布置；也可将两个散热器串联布置后再与其它散热器并联布置，在这种布置方式下，通常是将液压油散热器与柴油机高温水散热器串联后再与空空中冷器和传动油散热器并联；也可以把空-空中冷器与柴油机高温水散热器串联、液压油散热器与传动油散热器串联后，再把上述两个散热器并联；或采用其它的串、并联方式。

所述的多系统整体冷却模块，在水散热器、空-空中冷器、传动油散热器、液压油散热器的每个被冷却介质进出腔体上，设置两个或多个被冷却介质进出法兰。这种设计，使被冷却介质通过外部管路流过法兰后均匀通过小芯体，有利于提高冷却芯体集成的散热效率，增大换热能力。

所述的多系统整体冷却模块，其冷却芯体集成一般采用一次性组装+一次性炉中钎焊而成。对于尺寸较大的冷却模块，也可以分成两个或多个芯体组装+钎焊后再总成焊接在一起，构成多系统整体冷却模块。该设计最大限度地简化了工艺过程，提高了生产效率；同时由于采用一次性炉中钎焊，最大限度地降低了动力消耗，节省能源。

上述多系统整体冷却模块各散热器可根据需要增减。

本发明的多系统整体冷却模块可取代已有技术中使用的独立分体式散热器，采用整体配套设计方法，为铁路牵引装备和工程机械提供一种换热能力强、日常维护工作量小、结构紧凑、便于安装的高度集成的多系统整体冷却模块，通过将多系统冷却装置用散热器集成为一个整体冷却模块，解决目前冷却装置体积大、重量重，成本高、可维护性差、可靠性低等问题。最终降低冷却装置的寿命周期费用，为用户创造更高的经济效益。

附图说明

图1是本发明多系统整体冷却模块结构示意图。

图2是本发明多系统整体冷却模块冷却芯体集成结构示意图。

具体实施方式

现结合附图对本发明作进一步说明：请参照图1，多系统整体冷却模块包括：空-空中冷器41、传动油散热器42、液压油散热器43、水散热器44等。空-空中冷器41由进气腔1、进气法兰2、小芯体18、出气腔20和出气法兰19构成；传动油散热器42由进油腔4、进油法兰5、小芯体16、出油腔17和出油法兰15构成；液压油散热器43由进油腔10、进油法兰11、小芯体13、出油腔14和出油法兰12构成；水散热器44由进水腔7、进水法兰8、小芯体、出水腔和出水法兰构成，水散热器44小芯体在液压油散热器43小芯体的下方，其出水腔和出水法兰在进水腔和进水法兰的对侧。在空-空中冷器41和传动油散热器42之间设置分隔板3；在液压油散热器43、水散热器44和传动油散热器42之间设置分隔板6；在液压油散热器43和水散热器44之间设置分隔板9。

请参照图2，多系统整体冷却模块冷却芯体集成按功能划分为几个部分：空-空中冷器小芯体18、传动油散热器小芯体16、液压油散热器小芯体13、水散热器小芯体等。空-空中冷器小芯体18由冷却空气侧封条21、热空气侧封条22、隔板23、热空气侧翅片24、冷空气侧翅片39构成；传动油散热器小芯体16由冷却空气侧封条26、油侧封条27、油侧翅片28、隔板29、冷却空气侧翅片38构成；液压油散热器小芯体13由冷却空气侧封条31、油侧封条32、油侧翅片36、隔板34、冷却空气侧翅片37构成；水散热器小芯体由冷却空气侧封条31、水侧封条32、水侧翅片33、隔板34、冷却空气侧翅片37构成；其中水散热器小芯体和液压油散热器小芯体13共用冷却空气侧封条31、水(油)侧封条32、隔板34、冷却空气侧翅片37。在空-空中冷器小芯体18和传动油散热器小芯体16之间设置分隔墙25；在液压油散热器小芯体13、水散热器小芯体和传动油散热器小芯体16之间设置分隔墙30；在液压油散热器小芯体13和水散热器小芯体之间设置分隔墙35。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims

1.一种多系统整体冷却模块，包括空-空中冷器(41)、传动油散热器(42)、液压油散热器(43)、水散热器(44)，每个散热器都有独立的被冷却介质进出法兰、进出腔体、小芯体，其特征在于：各散热器共用一个冷却芯体集成(45)。

2.根据权利要求1所述的多系统整体冷却模块，其特征在于：所述冷却芯体集成(45)按功能划分为几个部分：空-空中冷器小芯体(18)、传动油散热器小芯体(16)、液压油散热器小芯体(13)、水散热器小芯体。

3.根据权利要求2所述的多系统整体冷却模块，其特征在于：所述冷却芯体集成(45)采用一次性组装+一次性炉中钎焊而成。

4.根据权利要求2所述的多系统整体冷却模块，其特征在于：所述冷却芯体集成(45)采用两个或多个芯体组装+钎焊后再总成焊接在一起。

5.根据权利要求2所述的多系统整体冷却模块，其特征在于：所述空-空中冷器小芯体(18)由冷却空气侧封条(21)、热空气侧封条(22)、隔板(23)、热空气侧翅片(24)、冷空气侧翅片(39)构成；传动油散热器小芯体(16)由冷却空气侧封条(26)、油侧封条(27)、油侧翅片(28)、隔板(29)、冷却空气侧翅片(38)构成；液压油散热器小芯体(13)由冷却空气侧封条31、油侧封条32、油侧翅片36、隔板34、冷却空气侧翅片(37)构成；水散热器小芯体由冷却空气侧封条(31)、水侧封条(32)、水侧翅片(33)、隔板(34)、冷却空气侧翅片(37)构成。

6.根据权利要求5所述的多系统整体冷却模块，其特征在于：所述空-空中冷器(41)的热空气侧翅片(24)采用百叶窗形、锯齿形、波纹形；传动油散热器(42)的油侧翅片(27)采用锯齿形、波纹形结构；液压油散热器(43)的油侧翅片(36)采用锯齿形、波纹形；水散热器(44)的水侧翅片(33)采用锯齿形、波纹形、穿孔形结构。

7.根据权利要求2所述的多系统整体冷却模块，其特征在于：在所述空-空中冷器小芯体(18)和传动油散热器小芯体(16)之间设置分隔墙(25)；在液压油散热器小芯体(13)、水散热器小芯体和传动油散热器(42)小芯体(16)之间设置分隔墙(30)；在液压油散热器小芯体(13)和水散热器小芯体之间设置分隔墙(35)。

8.根据权利要求7所述的多系统整体冷却模块，其特征在于：所述流体分隔墙(25、30、35)是一个端部封闭的带内翅片的流体流道，或者是端部封闭的两张侧板，两张侧板的端部封闭方式采用焊接方式，每张侧板厚度在2～10mm之间。

9.根据权利要求2所述的多系统整体冷却模块，其特征在于：在所述空气腔与油腔、油腔与水腔、油腔与油腔之间设置分隔板，相邻两腔可以共用一块分隔板，或两块分隔板并列设置。

10.根据权利要求2至9其中之一权利要求所述的多系统整体冷却模块，其特征在于：所述水散热器(44)、空-空中冷器(41)、传动油散热器(42)、液压油散热器(43)并联布置，或将两个散热器串联布置后再与其它散热器并联布置。