CN107882624A - 工程车辆双循环冷却系统 - Google Patents

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裴亚成
赵峰
李克锋
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Abstract

本发明属于车辆冷却散热技术领域，涉及一种工程车辆双循环冷却系统，克服了现有技术散热效率低、结构尺寸大、散热耗能多问题，由高温循环冷却系统和低温循环冷却系统组成，高温循环冷却系统由发动机、发动机水泵、液‑液散热器a和高温散热器组成；高温循环冷却液依次流经发动机内冷却腔、液‑液散热器a；低温循环冷却系统由低温散热器、低温循环泵、水冷中冷器和液‑液散热器c组成；低温循环冷却液经低温散热器后，依次流经水冷中冷器、液‑液散热器c；冷却空气先流经低温散热器，再流经高温散热器，实现车辆各系统热量与空气的热交换；本发明减小了散热器结构尺寸，提高了冷却空气散热效率，减少了车辆冷却系统能耗。

Description

工程车辆双循环冷却系统
技术领域
本发明属于车辆冷却散热技术领域，涉及一种工程车辆双循环冷却系统，适用于工程车辆多热源系统、大散热量要求的高效散热方式。
背景技术
工程车辆要满足行驶及作业等多种功能要求，车辆系统具有诸多热源，如发动机水冷系统热源、发动机增压空气热源、车辆传动系统热源、车辆作业装置液压系统热源、发动机燃油供给系统热源、车辆空调系统冷凝器热源等，根据主机系统配置不同，车辆热源略有差异。车辆冷却系统是保障车辆系统中的发动机冷却系统冷却液温度要求、发动机增压空气冷却温度要求、车辆传动系统传动油温度要求、车辆作业装置液压系统液压油温度要求、车辆其他系统温度要求的关键系统。随着车辆系统节能技术的不断发展和车辆排放法规的愈加严格，各种新技术的应用，更增加了车辆冷却系统的热负荷。车辆冷却散热技术是现代车辆关键技术，决定着车辆高效节能、清洁排放、可靠工作。而传统的风扇与多散热器组合的散热方式，受限于风扇尺寸特征、驱动特征、噪声限制，受限于多散热器组合方式，受限于动力舱空间形式，难于高效、可靠地平衡车辆各系统工作温度要求。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服了现有技术存在的工程车辆冷却系统散热效率低、结构尺寸大、散热耗能多等问题，提供了一种工程车辆双循环冷却系统，适应车辆多热源系统的高效散热要求。
为解决上述技术问题，本发明是采用如下技术方案实现的：
一种工程车辆双循环冷却系统，由高温循环冷却系统和低温循环冷却系统组成，所述的高温循环冷却系统主要由发动机1、发动机水泵2、液-液散热器a4和高温散热器6组成；
所述发动机水泵2驱使高温循环冷却系统中冷却液流动；
高温循环冷却系统中冷却液依次流经发动机1内冷却腔获得发动机冷却系统热量、流经液-液散热器a4获得车辆传动系统热量；
高温循环冷却系统中冷却液热量在高温散热器6中与流动的冷却空气实现热交换；
所述的低温循环冷却系统主要由低温散热器7、低温循环泵8、水冷中冷器9和液-液散热器c10组成；
低温循环冷却液由低温循环泵8驱动流动。
低温循环冷却系统中冷却液经低温散热器7后，依次流经水冷中冷器9获得发动机增压空气热量、流经液-液散热器c10获得车辆作业装置液压系统热量；
低温循环冷却系统中冷却液热量在低温散热器7中与流动的冷却空气实现热交换。
技术方案中所述的冷却空气在冷却风扇驱动下流动，冷却空气先流经低温循环冷却系统中的低温散热器7，再流经高温循环冷却系统中的高温散热器6，分别将低温循环冷却系统中冷却液热量与冷却空气实现热交换、高温循环冷却系统中冷却液热量与冷却空气实现热交换。
技术方案中所述的发动机增压空气的冷却在低温循环冷却系统中的水冷中冷器9中实现；低温冷却循环冷却系统中冷却液经低温散热器7后先流经水冷中冷器9，冷却增压空气的温度，减少增压空气压力损失，保障发动机增压空气进入燃烧室的状态要求。
所述高温循环冷却系统还包括液-液散热器b5；
高温循环冷却系统中冷却液依次流经发动机1内冷却腔、液-液散热器a4、液-液散热器b5；
所述低温循环冷却系统还包括液-液散热器d11；
低温循环冷却系统中冷却液经低温散热器7后，依次流经水冷中冷器9、液-液散热器c10、液-液散热器d11。
所述的液-液散热器a4、液-液散热器b5、液-液散热器c10、液-液散热器d11根据其对应车辆热源系统的工作温度要求分别置于高温循环冷却系统中或低温循环冷却系统中，按照高效换热要求，依次采用串联或并联组合方式。
与现有技术相比本发明的有益效果是：
工程车辆双循环冷却系统统筹车辆系统各热源的冷却要求，只在高温散热器和低温散热器中实现与冷却空气的热交换，减小了散热器结构尺寸，提高了冷却空气散热效率，减少了车辆冷却系统能耗。
在水冷中冷器中实现发动机增压空气的冷却，减小了增压空气散热器体积，降低了增压空气流程阻力，提高了增压空气压力，改善了发动机燃烧效果，提高车辆性能，降低排放指标。
工程车辆双循环冷却系统中各单体的液-液散热装置结构尺寸小，提高了在车辆系统上安装的灵活性，易于实现车辆相应热源系统温度的有效控制，相应提高了车辆系统性能。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的说明：
图1是本发明所述工程车辆双循环冷却系统图；
图2是本发明所述工程车辆双循环冷却系统实施例图；
图中：1、发动机，2、发动机水泵，3、发动机节温器，4、液-液散热器a，5、液-液散热器b，6、高温散热器，7、低温散热器，8、低温循环泵，9、水冷中冷器，10、液-液散热器c，11、液-液散热器d；
A表示热液体进出；B表示增压空气进出；C表示冷空气流向；D表示热空气流向。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作详细的描述：
本发明的工程车辆双循环冷却系统，由高温循环冷却系统和低温循环冷却系统组成，将车辆相应系统的热源在相应系统水冷散热装置中分别传热至高温循环冷却液和低温循环冷却液，冷却空气先流经低温循环冷却系统中的低温散热器，再流经高温循环冷却系统中的高温散热器，实现车辆各热源与冷却空气的热交换。
本发明的工程车辆双循环冷却系统由高温循环冷却系统和低温循环冷却系统组成。
参阅图1，所述的高温循环冷却系统主要由发动机1、发动机水泵2、发动机节温器3、液-液散热器a4、高温散热器6组成，高温循环冷却液由发动机水泵2驱动流动，依次流经发动机内冷却腔及相应散热器，高温循环冷却液获得热量，并在高温散热器6中实现与冷却空气的热交换。
所述的低温循环冷却系统主要由低温散热器7、低温循环泵8、水冷中冷器9、液-液散热器c10组成，低温循环泵8由发动机机械能或电能驱动工作，低温循环冷却液由低温循环泵8驱动流动，依次流经相应散热器，低温循环冷却液获得热量，并在低温散热器7中实现与冷却空气的热交换。
所述的冷却空气在冷却风扇等驱动下流动，冷却空气先流经低温循环冷却系统中的低温散热器7，再流经高温循环冷却系统中的高温散热器6，将车辆热源与冷却空气实现热交换。
所述的低温循环冷却系统中冷却液经低温散热器7后先流经水冷中冷器9，冷却增压空气的温度，减少增压空气压力损失，保障发动机增压空气进入燃烧室的状态要求。
所述的各个液-液散热器根据其对应车辆热源系统的工作温度要求分别置于高温循环冷却系统中或低温循环冷却系统中，还可按高效换热要求，依次采用串联或并联等组合方式。
针对工程车辆多热源系统对各自系统工作温度特征的要求，为了避免各系统温度过高而影响车辆系统的高效节能、清洁排放、可靠工作，本发明通过设计一套工程车辆双循环冷却系统，实现车辆各系统热量的高效冷却散热。车辆双循环冷却系统由高温循环冷却系统和低温循环冷却系统组成。
实施例，参阅图2，高温循环冷却系统中发动机1、发动机水泵2、发动机节温器3是车辆动力总成所带功能部件，再加高温散热器6、液-液散热器a4、液-液散热器b5等功能部件组成高温循环冷却系统；
发动机水泵2由发动机机械能驱动工作，发动机水泵2驱使高温循环冷却系统中冷却液流动；
高温循环冷却系统中冷却液依次流经发动机1内冷却腔获得发动机冷却系统热量、流经液-液散热器a获得车辆传动系统热量、流经液-液散热器b获得车辆其他工作温度相对较高系统热量，高温循环冷却系统中冷却液温度高、流量大，高温循环冷却系统中冷却液热量在高温散热器6中与流动的冷却空气实现热交换。
低温循环冷却系统由低温散热器7、低温循环泵8、水冷中冷器9、液-液散热器c10、液-液散热器d11组成；
低温循环泵8由发动机机械能或电能驱动工作，低温循环冷却液由低温循环泵8驱动流动；
低温循环冷却液依次流经水冷中冷器9获得发动机增压空气热量、流经液-液散热器c获得车辆作业装置液压系统热量、流经液-液散热器d获得车辆其他工作温度相对较低系统热量，低温循环冷却系统中冷却液温度较低、流量小，低温循环冷却系统中冷却液热量在低温散热器7中与流动的冷却空气实现热交换。
冷却空气在冷却风扇等驱动下流动，冷却空气先流经低温循环冷却系统中的低温散热器7，再流经高温循环冷却系统中的高温散热器6，分别将低温循环冷却系统中冷却液热量与冷却空气实现热交换、高温循环冷却系统中冷却液热量与冷却空气实现热交换。
低温循环冷却系统中冷却液经低温散热器7降温后先流经水冷中冷器9，冷却发动机增压空气的温度，减少增压空气压力损失，保障发动机增压空气进入燃烧室的状态要求。发动机增压空气的冷却在水冷中冷器9中实现。
所述的液-液散热器a4、液-液散热器b5、液-液散热器c10、液-液散热器d11是车辆相应系统散热单元，根据主机系统配置不同，液-液散热器数量略有差异。各个液-液散热器根据其对应车辆热源系统的工作温度要求分别置于高温循环冷却系统中或低温循环冷却系统中，还可按高效换热要求，依次采用串联或并联等组合方式。

Claims (5)

1.一种工程车辆双循环冷却系统，其特征在于：由高温循环冷却系统和低温循环冷却系统组成；
所述的高温循环冷却系统主要由发动机(1)、发动机水泵(2)、液-液散热器a(4)和高温散热器(6)组成；
所述发动机水泵(2)驱使高温循环冷却系统中冷却液流动；
高温循环冷却系统中冷却液依次流经发动机(1)内冷却腔获得发动机冷却系统热量、流经液-液散热器a(4)获得车辆传动系统热量；
高温循环冷却系统中冷却液热量在高温散热器(6)中与流动的冷却空气实现热交换；
所述的低温循环冷却系统主要由低温散热器(7)、低温循环泵(8)、水冷中冷器(9)和液-液散热器c(10)组成；
低温循环冷却液由低温循环泵(8)驱动流动；
低温循环冷却系统中冷却液经低温散热器(7)后，依次流经水冷中冷器(9)获得发动机增压空气热量、流经液-液散热器c(10)获得车辆作业装置液压系统热量；
低温循环冷却系统中冷却液热量在低温散热器(7)中与流动的冷却空气实现热交换。
2.根据权利要求1所述的一种工程车辆双循环冷却系统，其特征在于：
所述的冷却空气在冷却风扇驱动下流动，冷却空气先流经低温循环冷却系统中的低温散热器(7)，再流经高温循环冷却系统中的高温散热器(6)，分别将低温循环冷却系统中冷却液热量与冷却空气实现热交换、高温循环冷却系统中冷却液热量与冷却空气实现热交换。
3.根据权利要求1所述的一种工程车辆双循环冷却系统，其特征在于：
所述的发动机增压空气的冷却在低温循环冷却系统中的水冷中冷器(9)中实现；低温循环冷却系统中冷却液经低温散热器(7)后先流经水冷中冷器(9)，冷却增压空气的温度，减少增压空气压力损失，保障发动机增压空气进入燃烧室的状态要求。
4.根据权利要求1所述的一种工程车辆双循环冷却系统，其特征在于：
所述高温循环冷却系统还包括液-液散热器b(5)；
高温循环冷却系统中冷却液依次流经发动机(1)内冷却腔、液-液散热器a(4)、液-液散热器b(5)；
所述低温循环冷却系统还包括液-液散热器d(11)；
低温循环冷却系统中冷却液经低温散热器(7)后，依次流经水冷中冷器(9)、液-液散热器c(10)、液-液散热器d(11)。
5.根据权利要求4所述的一种工程车辆双循环冷却系统，其特征在于：
所述的液-液散热器a(4)、液-液散热器b(5)、液-液散热器c(10)、液-液散热器d(11)根据其对应车辆热源系统的工作温度要求分别置于高温循环冷却系统中或低温循环冷却系统中，按照高效换热要求，依次采用串联或并联组合方式。
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