CN112031914A - 用于作业车辆动力系统的冷却和碎屑缓解系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于作业车辆动力系统的冷却和碎屑缓解系统，所述冷却和碎屑缓解系统包括加压空气源、被定位在作业车辆动力系统附近的多个冲击出口、以及将加压空气源以流体连通的方式联接到冲击出口的流动网路。第一涡流管定位在流动网路中，并被构造成将从加压空气源接收到的加压空气流分成热流和温度降低流。第一涡流管包括以流体连通的方式联接到加压空气源的涡流管入口、热流被排放通过的排气端口、以及温度降低流被排放通过的喷嘴。温度降低流撞击作业车辆动力系统的至少一个外部目标区域，以对所述至少一个外部目标区域提供冷却并减少所述至少一个外部目标区域上的碎屑积聚。

Description

用于作业车辆动力系统的冷却和碎屑缓解系统

技术领域

本发明涉及用于在作业车辆动力系统内使用的冷却碎屑和缓解系统，所述作业车辆动力系统例如为联合收割机和在充满碎屑的环境中作业的其它作业车辆的动力系统。

背景技术

某些作业车辆通常在包含相对大量的空气传播的碎屑的环境中作业。例如，在联合收割机和其它作物收割设备的情况下，相对大量的灰尘、小块作物物质和其它碎屑(在本文中通常称为“异物碎屑”或“FOD”)可以变成空气传播的，并且最终可以被吸入到作业车辆的发动机舱中。一旦被吸入，空气传播的FOD可以在发动机舱内循环并停留在发动机和/或位于发动机舱内的其它动力系统部件的区域上。在这种空气传播的FOD可燃的情况下，例如在联合收割机和其它作物收割设备通常摄入有机物质的情况下，产生FOD可能会点燃并发展成为发动机火灾(在此称为“FOD引发的火灾”)的风险。已经提出了某些系统，用于降低联合收割机和类似作业车辆中FOD引发的火灾风险；然而，这种系统通常受到过度的复杂性、高部件数量和过高的集成成本的阻碍。通常，这种提出的系统需要使用氟利昂或另一种循环冷却剂来实现期望的冷却效果。此外，当在现实操作条件下考虑时，这种提出的系统在显著降低作业车辆动力系统内FOD引发的火灾的风险方面可能是无效的。

发明内容

提供了用于与作业车辆的动力系统结合使用的冷却和碎屑缓解系统，所述作业车辆例如是联合收割机和在充满碎屑的周围环境中操作的其它作业车辆。在实施例中，冷却和碎屑缓解系统包括提供第一温度的加压气流的加压空气源、定位在作业车辆动力系统附近以引导气流对着作业车辆动力系统的外部目标区域的多个冲击出口、以及将加压空气源以流体连通的方式联接到多个冲击出口的流动网路。第一涡流管定位在流动网路中，并被构造成将从加压空气源接收到的加压空气流分离成热流和温度降低流。第一涡流管包括以流体连通的方式联接到加压空气源的涡流管入口、热流被排放通过的排气端口、以及喷嘴，温度降低流以低于第一温度的第二温度通过该喷嘴被排放。温度降低流冲击作业车辆动力系统的至少一个外部目标区域，以对所述至少一个外部目标区域提供冷却并减少所述至少一个外部目标区域上的碎屑积聚。温度降低流可以在通过涡流管喷嘴排出之后立即撞击作业车辆动力系统的目标区域；或者相反，温度降低流可以在冲击作业车辆动力系统的目标区域(一个或多个)之前行进通过额外的管道设施特征部(例如，管道)。

在其它实施例中，冷却和碎屑缓解系统包括加压空气源、流动网路和至少一个涡流管。涡流管被构造成将从加压空气源接收到的加压空气流分离成热流和温度降低流。涡流管包括以流体连通的方式联接到加压空气源的涡流管入口、热流被排放通过的排气端口、以及温度降低流被排放通过的喷嘴。所述流动网路包括：供应流动管路，所述供应流动管路将所述加压空气源的出口以流体连通的方式联接到所述涡流管入口；多个冲击出口，所述多个冲击出口围绕所述作业车辆动力系统定位，以引导空气流对着述作业车辆动力系统的外部目标区域；以及歧管流动管路，所述歧管流动管路将涡流管的喷嘴以流体连通的方式联接到所述多个冲击出口。

在另外的实施例中，冷却和碎屑缓解系统包括提供加压空气流的加压空气源、以流体连通的方式联接加压空气源的出口的流动网路、以及定位在流动网路中且在作业车辆动力系统旁边间隔开的涡流管阵列。涡流管阵列包括涡流管入口，所述涡流管入口通过所述流动网路以流体连通的方式联接到所述加压空气源。涡流管的内部流动几何结构，如包括在涡流管阵列中的内部流动几何结构，被构造成将在涡流管入口处接收到的加压空气流分离成热流和温度降低流。涡流管还包括热流被排放通过的排气端口、以及喷嘴，温度降低热流被排放通过所述喷嘴以对着作业车辆动力系统的外部目标区域进行冲击。

在附图和下面的描述中阐述了一个或多个实施例的细节。从说明书、附图和权利要求书中，其它特征和优点将变得显而易见。

附图说明

下文将结合以下附图描述本公开的至少一个示例：

图1是根据本公开的示例性实施例所示的配备有冷却和碎屑缓解系统的作业车辆(这里是联合收割机)的侧面示意图；

图2是示例性冷却和碎屑缓解系统、作业车辆动力系统和某些其它部件的示意图，所述冷却和碎屑缓解系统、作业车辆动力系统和某些其它部件可以集成到图1所示的联合收割机中；

图3是适于包括在图2所示的示例性冷却和碎屑缓解系统中的涡流管的横截面；

图4是图2所示的示例性冷却和碎屑缓解系统的一部分的立体图，示出了冷却和碎屑缓解系统的冲击出口可以绕包含在作业车辆动力系统(一般性地示出)中的发动机和其它部件分布以引导温度降低的空气流对着其外部目标区域的一种方式；

图5和图6分别是示出了更逼真的方式的等距视图和混合视图，其中包括在示例性冷却和碎屑缓解系统中的涡流管阵列可以被定位引导温度降低的空气流对着发动机块的目标区域；

图7是示出了更逼真方式的等距视图，其中本发明的实施例中，包括在示例性冷却和碎屑缓解系统中的其它出口可以绕作业车辆动力系统的部件(这里是高压涡轮区段和低压涡轮区段)定位；以及

图8是类似于图5所示的等距视图，但示出了根据本公开的另一示例性实施例的一种方式，其中非涡流管冲击出口可以被定位成引导温度降低的空气流对着发动机块的目标区域。

在各个附图中相同的附图标记表示相同的元件。为了说明的简单和清楚，可以省略公知特征和技术的描述和细节，以避免不必要地使在随后详细描述中描述的本发明的示例和非限制性实施例不清楚。还应当理解，除非另有说明，出现在附图中的特征或元件不一定按比例绘制。

具体实施方式

本公开的实施例在上面简要描述的附图中被示出。本领域技术人员可以在不背离所附权利要求书所阐述的本发明范围的情况下，对示例性实施例进行各种修改。

概述

以下描述了用于在易受FOD引发的火灾影响的作业车辆内使用的冷却和碎屑缓解系统，所述作业车辆例如是作物收割车辆和在充满碎屑的周围环境中操作的其它作业车辆。如由术语“冷却和碎屑缓解”所示，下述系统的实施例通过引导冷却空气流对着作业车辆动力系统中所包含的部件的外部目标区域而提供冷却和碎屑清除功能，其中所述部件例如为发动机和/或涡轮增压器，否则所述部件可能易于进行碎屑收集并经受局部升高的热极限。基于系统设计和/或当系统可在多个模式下操作时当前操作的模式，对着动力系统被引导的冷却空气流(也被称为“冲击流”)可以作为连续射流、间歇喷气(blast)或作为脉冲流被提供。通过提供目标碎屑清除和主动撞击冷却，在许多情况下，冷却和碎屑缓解系统可以显著降低作业车辆动力系统内FOD引起的火灾风险。

冷却和碎屑缓解系统的实施例提供了在延长的时间段上的可靠操作，并且适合于低成本动力系统集成。这些益处至少部分地通过结合专门的涡流管(也被称为“涡流冷却器”)来实现，其中所述涡流管用于将加压空空气流被动地分离成温度降低的流和加热的排出流。涡流管可以包括很少的(如果有的话)主动移动部件或零件；因此，当在作业车辆经常运行的相对苛刻、高振动、充满碎屑的周围环境中使用时，所述涡流管非常适于提供长时间无故障的操作。另外，当与能够以足够高的压力水平供应加压(优选地经过滤的)空气流的加压空气源配对时，使用这种涡流管能够降低冲击流的温度，且不会依赖于更复杂的冷却装置(例如，与作业车辆动力系统共享的冷却剂流)并且在压力降低方面具有可接受的折衷。冷却和碎屑缓解系统的实施例因此可以经由涡流管将过量的加压空气流转换成温度降低的空气流，这可适于提供适于碎屑清除目的的压力水平与用于目标动力系统热点的撞击冷却的空气流温度降低之间的最佳平衡。

值得注意的是，联合收割机和其它作业车辆通常装备有空气压缩机，以例如在作业车辆不使用时利用空气动力清洁附件(例如，手持棒)为操作者提供清洁作业车辆的便利装置。在作业车辆装备有这种空气压缩机的情况下，冷却和碎屑缓解系统可以利用现有的空气压缩机(可能与其它现有部件一起，例如空气压力罐)用作加压空气源，其中涡流管(一个或多个)可以从所述加压空气源抽吸加压空气流。这可以通过使用或共享作业车辆上装载的现有部件来降低集成成本。此外，通过利用由压缩机(所述压缩机可以在作业车辆运行期间被主动驱动)生成的过量加压空气流来提供下述冷却和碎屑清除功能，可以实现节能。

通过管道和冲击出口的外部特性，可以进一步促进冷却和碎屑缓解系统的集成，其中所述管道和冲击出口围绕作业车辆动力系统的外周边布线，或者以其它方式被战略性地定位成将冲击流输送向目标动力系统区域(一个或多个)。因此，冷却和碎屑缓解系统可以被集成到作业车辆动力系统中，如果对现有的动力系统部件和基础设施进行任何修改，则只需要相对较小的修改；并且在某些情况下，可以通过在原始制造之后进行改造安装而将冷却和碎屑缓解系统集成到给定的作业车辆动力系统中。冷却和碎屑缓解系统的实施例还以高度灵活的设计为特征，所述设计可以适于横跨多个作业车辆平台，并且可扩展以包括任何期望数量的冲击出口，所述冲击出口被定制成适合系统集成到其中的特定动力系统。

现在将结合图1-8论述以车载的方式配置在作业车辆上的示例性冷却和碎屑缓解系统的额外描述。尽管示例性冷却和碎屑缓解系统在下面以特定类型的作业车辆(即，农业联合收割机或联合收割机)为背景进行描述，但是冷却和碎屑缓解系统的实施例可以以车载的方式在多种不同类型的作业车辆上使用。在这点上，冷却和碎屑缓解系统的实施例可以有利地集成到包括易受FOD引发的火灾影响的动力系统的任何作业车辆中，特别是在包含相对大量的空气传播的可燃碎屑的周围环境中进行常规操作的这些作业车辆。冷却和碎屑缓解系统的实施例可以有效地集成到其中的作业车辆的非穷举列表包括其它类型的收割设备，例如拖拉机和棉花收割机；林业作业车辆，例如伐木打捆器；以及包括装载机、推土机、挖掘机和机动平路机的建筑作业车辆。

装备有示例性冷却和碎屑缓解系统的联合收割机

图1示意性地示出了包括如根据本发明的示例性实施例所示的冷却和碎屑缓解系统22的联合收割机20。联合收割机20包括带轮主体或底盘24、和操作员站26。作业车辆底盘24的车轮28通过动力系统驱动，所述动力系统如图1中由框30整体表示(下文中称为“动力系统30”)。如图1所示，在本发明的至少一些实施例中，动力系统30或动力系统30的多个部分可以被认为是冷却和碎屑缓解系统22的一部分。相比之下，框32表示外部可访问的空气压缩机(下文中称为“空气压缩机32”)，所述空气压缩机在实施例中可进一步被包括在冷却和碎屑缓解系统22中。所示的联合收割机20还包括各种其它部件，例如安装到从联合收割机20的前端突出的喂料室36的标准收割台或谷物平台34。这些额外的部件在工业中是已知的，且在此不进行详细描述。然而，可以注意到，各种其它类型的模块化收割台可以与所示的谷物平台34互换，并且适当地附接到喂料室36，以利用收割机20收割不同种类的作物。

当联合收割机20在田地38上行进时，作物由谷物平台34切断，被带入到喂料室36中，并在收割机20的随后部分中被处理。这种活动通常导致产生相对大量的可燃碎屑，例如植物、土壤物质和颗粒灰尘，这些碎屑作为FOD被释放到空气中。然后，空气传播的FOD被吸入到联合收割机20的发动机舱中。吸入后，这种空气传播的FOD往往会绕收割机20的发动机舱以不稳定或湍流的方式回旋或以其它方式循环。循环的FOD可以留在并积聚在被容纳在收割机20的发动机舱内的动力系统30的某些区域上，例如动力系统30的在部件之间具有暴露的配合界面和/或更复杂的外部几何形状的这些区域。基于这种空气传播的FOD燃烧的特性(例如，FOD的燃点)，如果足够量的空气传播的FOD积聚在动力系统30的发生高度升高的局部温度或“热点”的区域上，则可能会出现明显的火灾风险。某些次要因素也可能对这种FOD引发的发动机起火的可能性有贡献，包括例如当前的环境温度和大气湿度水平。因此，为了降低FOD引发的发动机起火的可能性，联合收割机20还装备有冷却和碎屑缓解系统22，现在将结合图2详细描述所述冷却和碎屑缓解系统22的示例。

参照图2，示意性地示出了适合包括在示例性冷却和碎屑缓解系统22中的各种部件的示例。在所示的实施例中，作业车辆动力系统30包括主内燃机40、低压涡轮(LPT)区段42和高压涡轮(HPT)区段44。LPT区段42和HPT部分44以流动串联的方式定位，并且以流体连通的方式连接到发动机40，以便对发动机40提供涡轮增压功能。如图2大致所示，LPT区段42和HPT部分44(统称为涡轮增压器42、44)可以位于发动机40附近或以其他方式被定位成相对紧密地邻近发动机。发动机主机40和涡轮增压器42、44可以各自被容纳在联合收割机20的发动机舱46内，系统22和动力系统30的各种其它部件也是如此。

如上所述，在某些实施例中，冷却和碎屑缓解系统22可以包括空气压缩机32。当存在时，空气压缩机32(或至少空气压缩机32的端口)可以安装在联合收割机20(或其它作业车辆)的外壁48上或穿过所述外壁48安装，以允许在收割机20未被驾驶或以其它方式未使用时手动连接气动工具。例如，如图2所示，空气压缩机32可以包括至少一个外部可访问的出口50，其中手动清洁附件52可以利用例如快速联接器以流体连通的方式连接到所述出口。将手动清洁附件52(例如，手持清洁棒)连结到空气压缩机32的外部出口50的流体连接(在此也称为“手动附件联接器”)由流动管路54表示。这种手动清洁附件52因此可以选择性地联接到空气压缩机32(或联接到下述空气压缩机罐56)；并且当如此联接时，可以从所述空气压缩机接收加压空气流。联合收割机20的操作者然后可以利用从手动清洁附件52排放的加压空气来在不使用联合收割机20时从所述联合收割机清除碎屑和其它物质。

除了空气压缩机32之外，示例性冷却和碎屑缓解系统22还包括空气压缩机罐56、至少一个控制阀58、与计算机可读存储器62相关联的控制器60、多个涡流管64、66、68、70、以及流动网路72、74、76、78。如示意性示出的，流动网路72、74、76、78以流体连通的方式互连冷却和碎屑缓解系统22的各种流体传导部件。具体地，包括在流动网路72、74、76、78中的流动管路72、74将空气压缩机32的出口以流体连通的方式联接到空气压缩机罐56的端口，而流动管路74还将空气压缩机罐56的端口以流体连通的方式联接到控制阀58的入口侧。当流动管路74将加压空气源32、56以流体连通的方式联接到涡流管64的入口并以流体连通的方式联接到其下游的其它涡流管66、68、70时，流动管路74在本文中也可以被称为“供应管路”。最后，还包括在流动网路72、74、76、78中的流动管路76、78将控制阀58的出口侧以流体连通的方式联接到定位在流动网路72、74、76、78中的多个涡流管64、66、68、70。构成流动网路72、74、76、78的流动管路可以利用柔性管、刚性管道、其它导管类型及其组合来实现。在系统22的进一步实施方式中，许多其它配置或流动架构也是可能的。

空气压缩机32和空气压缩机罐56共同用作在系统22的操作期间将加压空气流供应到涡流管64、66、68、70的加压空气源32、56。当存在于联合收割机20(或其它作业车辆)上时，使用外部可访问的空气压缩机32作为加压空气源可以提供部件成本降低和能量节约。通常，当联合收割机20进行作物收割或以其它方式主动导航时，由压缩机32生成的过量的压缩空气流被排放到周围环境或“倾卸到车外”。因此，当提供下述撞击冷却和碎屑清除功能时，通过使用这种过量的压缩空气流可以实现节能。另外，当预先存在于收割机20上的部件时，使用外部可访问的空气压缩机32和/或空气压缩机罐56也可以降低系统22的集成成本，尽管存在这些益处，但是在其它实施例中，示例性冷却和碎屑缓解系统22可以省略空气压缩机32和/或空气压缩机罐56(或者可以利用不同类型的空气压缩机)，只要合适的压缩空气流供应可以用于涡流管64、66、68、70即可。

从压缩空气源32、56到涡流管64、66、68、70的压缩空气流可以通过调节控制阀58来控制。为了调节控制阀58，控制器60选择性地将控制命令传递给机械地连接到控制阀58的阀元件的阀致动器80。这种命令本质上可以是电气的、气动的或液压的，这取决于阀致动器80的设计；例如，在实施例中，阀致动器80可以采取接收来自控制器60的电命令信号的机电阀致动器的形式。阀致动器80可以根据从控制器60接收的命令使容纳在控制阀58中的阀元件在打开位置、关闭位置和可能的中间(部分打开)位置之间移动。控制器60可以命令阀致动器80调制控制阀58，并由此基于任何数量的因素调节加压空气到涡流管64、66、68、70的流动。这些因素可以包括但不限于以下各项的任何组合：从联合收割机20上的一个或多个传感器接收到的数据(由图2中的符号82表示)，(ii)从位于收割机20的操作者台26中的操作者输入装置接收到的操作者命令(由图2中的符号84表示)，和/或(iii)保持在存储器62中的存储数据(例如，计划表或模式方案)。

控制器60可以采取适于执行这里描述的功能的任何形式，且术语“控制器”以非限制性的意义用于通常指冷却和碎屑缓解系统22的处理架构。因此，控制器60可以包括一个或多个处理器、计算机可读存储器(包括或除了存储器62之外)、电源、存储装置、接口卡和其他标准化部件，或者可以与一个或多个处理器、计算机可读存储器(包括或除了存储器62之外)、电源、存储装置、接口卡和其他标准化部件相关联。控制器60还可以包括任何数量的固件和软件程序或计算机可读命令或与任何数量的固件和软件程序或计算机可读命令协作，其中所述固件和软件程序或计算机可读命令被设计成执行本文描述的各种过程任务、计算和控制功能。类似地，存储器62可以包括任何数量和类型的存储介质或区域，所述存储介质或区域适于存储用于控制器60的计算机可读代码或命令，以及用于支持冷却和碎屑缓解系统22的操作的其他数据。

在不太复杂的实施例中，冷却和碎屑缓解系统22可能缺少更先进的智能或逻辑，在这种情况下，控制器60及其相关部件可以从系统22中省略。例如，在某些情况下，在空气压缩机32主动排放压缩空气流的任何接合点处，加压空气流可以被输送到涡流管64、66、68、70，同时空气压缩机罐56被填充。类似地，在实施例中，控制阀58可以由排气阀或减压阀(在图2中也总体地由阀符号58表示)代替，当减压阀两侧的压差超过第一预定压力阈值时，所述排气阀或减压阀打开以允许空气流到达涡流管64、66、68、70。该预定压力阈值可以对应于例如空气压缩机罐56的最大填充压力。因此，空气压缩机32可以初始填充空气压缩机罐56；并且，在空气压缩机罐56已经达到容量之后，减压阀可以打开以将额外的加压空气流从罐56转移到下述涡流管64、66、68、70中。另外，在这样的实施例中，减压阀可以被构造成在小于第一压力差的第二压力差下关闭，以使得空气压缩机罐56在关闭减压阀之前部分地排空。这实际上产生被动生成的脉冲效应，这可以提高冷却和碎屑缓解系统22在清除碎屑方面的效率，否则在至少一些情况下碎屑可能积聚在动力系统30上。

在另外的实施例中，控制器60可以主动地调节控制阀58以在冷却和碎屑缓解系统22的操作期间调节到涡流管64、66、68、70的加压空气流。例如，在一种方法中，当系统22活动时，例如，当联合收割机20操作时(并且可能在收割机关闭之后持续预定时间)或者当(经由输入装置84)接收到请求系统22启动的操作者命令时，控制器60可以简单地命令控制阀58移动到打开位置。在其它情况下，控制器60可以命令控制阀58响应于另一触发事件或触发事件的组合(例如，动力系统30内的监测温度和/或环境温度(由传感器82(一个或多个)测量)超过存储在存储器62中的一个或多个预定阈值)而打开。在确定加压空气流被适当地供应到涡流管64、66、68、70之后，控制器60可以命令控制阀58(通过传输到阀致动器80的命令)以提供通过控制阀58的连续空气流。可选地，控制器60可以相反命令控制阀58的调节以产生期望的空气流变化效应，例如周期性斜坡压力效应、脉动效应或其它非稳态效应。就这点而言，控制器60可以控制控制阀58，从而以产生加压空气脉冲或撞击波的方式使阀58内的阀元件在多个位置(例如，打开位置和关闭位置或部分关闭位置)之间重复地移动，其中所述加压空气脉冲或喷气然后被供应到涡流管64、66、68、70以用于增强碎屑清除。

在某些情况下，控制器60可以以多种模式操作，并且可以根据控制器60当前所处的特定模式来不同地调制控制阀58。作为具体的但非限制性的示例，在某些实施方式中，控制器60可以至少以碎屑清除模式和增强冷却模式操作。当在碎屑清除模式下操作时，控制器60可以命令控制阀58以大于在增强冷却模式下操作时的频率高的频率产生加压空气脉冲。相反，当在增强冷却模式下操作时，控制器60可以控制控制阀58以在给定时间段内提供较少的空气脉冲；或者，替代地，可以向涡流管64、66、68、70提供连续的非脉冲气流。在这种情况下，控制器60可以基于操作者命令84和/或传感器输入82确定当前操作的适当模式。例如，当作业车辆动力系统30内的监测温度(如由传感器82检测的)超过存储在存储器62中的预定阈值时，控制器60可从碎屑清除模式下的操作转变到增强冷却模式下的操作，或者当确定(基于操作者命令84或传感器输入82)联合收割机20当前正在进行作物收割时，控制器60可以从增强冷却模式下的操作转变到碎屑清除模式下的操作。各种其它控制方案也是可能的，包括其中控制器60调节一个或多个控制阀(例如，三通阀或四通阀)以独立地改变对着动力系统30引导的多个不同区域的冲击流的流动的控制方案。

在冷却和碎屑缓解系统22的实施例中可以包括任何数量和类型的涡流管(例如，包括涡流管64、66、68、70的组合)。如本文中出现的，术语“涡流管”是指流体引导装置，所述流体引导装置用于将加压空气流输入分离成热流和温度降低流，且空气流分离至少部分地通过在涡流管的流动主体内引起的涡流或气旋流动作用而实现。相应地，术语“降低温度流”是指从涡流管排放的具有比热排出流(也从涡流管排放)的温度低且比供给到涡流管的加压空气流的温度低的温度的空气流。涡流管可以提供这种流分离功能的一种方式的示例在下面结合图3进一步讨论。

如刚才所述，每一个涡流管64、66、68、70都用于将加压空气流输入分离成热排出流和温度降低流。从涡流管64、66、68、70排放的温度降低流最终作为冲击流撞击被引导对着作业车辆动力系统30的外部目标区域。温度降低流可以在从涡流管64、66、68、70的喷嘴(一个或多个)排放之后立即撞击在动力系统30的目标区域上；或者相反，温度降低流在撞击目标动力系统区域之前，可以行进通过额外的管道或流动管路。比较而言，由涡流管64、66、68、70产生的热流通常将被排出或排放到环境中，无论是通过排放到发动机舱46中还是直接排放到环境大气中。然而，不排除由涡流管64、66、68、70中的一个或多个产生的热流可以以某种方式(例如，用于能量收集或冷却收割机20的其它特别热的部件)被利用的可能性。在图2的示意图中，热流到环境的排放(或可能的利用)仅由涡流管64的箭头85表示。类似地，尽管在图2中未示出，但由其它涡流管66、68、70产生的热流同样可以排放到环境中，或在系统22的操作期间以某种方式被利用。

继续参考图2，冷却和碎屑缓解系统22可以进一步被描述为包括多个冲击出口。如本文所出现的，术语“冲击出口”是指开口或孔口，温度降低流作为冲击流通过该开口或孔口被排放，该冲击流撞击作业车辆动力系统的目标区域。因此，在温度降低流在通过涡流管喷嘴排出之后立即撞击目标动力系统区域的实施例中，温度降低流被排放通过的涡流管66、68、70的喷嘴(或其它出口)可以被认为是“冲击出口”。类似地，在温度降低流在从涡流管喷嘴排放之后且在撞击在动力系统30的目标区域上之前流动通过另外的管道的实施例中，涡流管下游的另外流动管道的出口或喷嘴可以被认为是“冲击出口”。

作业车辆动力系统30的目标区域在图2中由交叉影线区域86、88、90示意性地表示，而冲击流由从涡流管66、68、70的喷嘴延伸到目标区域86、88、90的虚线表示。目标区域86、88、90可以对应于发动机40、LPT区段42和HPT部分44的特定结构特征或区域，这些特定结构特征或区域已经被识别为易于空气传播的FOD积聚和/或在动力系统30的操作期间往往会达到高度升高的局部温度。这些结构特征或区域的示例在下面结合图4-7进行讨论。然而，首先，结合图3提供了对适于用作涡流管64、66、68、70中的任一个或全部涡流管的示例性涡流管的进一步讨论。

现在参考图3，以横截面的方式示出了示例性涡流管92。由于示例性涡流管92适于用作冷却和碎屑缓解系统22的涡流管64、66、68、70中的任一个或全部，因此以下描述同样可应用于图2中示意性示出的涡流管64、66、68、70中的每一个。然而，涡流管64、66、68、70不必在所有情况下都与图3中示出的涡流管92匹配，并且可以采取各种其它形式，只要涡流管64、66、68、70(当存在于系统22内时)均能够将加压输入流分离成热排出流和温度降低流，如本文所述。

示例性涡流管92包括具有涡流管入口96、第一出口或排气端口98和第二出口或喷嘴100的流动主体94。如由箭头102所示，涡流管入口96以流体连通的方式联接到加压空气源32、56，并在控制阀58打开时从所述加压空气源32、56接收加压空气流。流动主体94具有内部几何结构104、106，所述内部几何结构将加压输入流分离成在流动主体94内的热空气体(由图形108表示)和温度降低的空气体(由图形110表示)。具体地，通过涡流管入口96接收的加压空气流切向地进入涡流旋转室104，并且由于该区域中的几何结构(例如，流动孔口的尺寸的差异)而被引导到右侧(在所示取向上)。然后，加压空气在遇到接合到涡流管92的右末端中的锥形端件112之前沿着涡流管流动主体94内的细长流动通道106流动。端件112相对于流动主体94的轴向定位确定通过涡流管排气端口98的环形孔口的流动区域。由于该位置是可调节的(例如，通过端件112与涡流管92的右端之间的螺纹接口)，因此该特征有时本身被称为“控制阀”；然而，端件112在手动定位之后或在涡流管92的操作期间通常不会移动。

由于锥形端件112的存在，较冷的空气流从端件112转回，沿着流动通道106的中心或核心部分流动，流动通过涡流旋转室104，并且最终能够穿过喷嘴100的收缩部分。然后，空气流的这一较冷部分作为温度降低流离开涡流管92，该温度降低流如箭头114所示通过喷嘴100被排放。相反，密度较小且较热的空气流围绕端件112的外周流动，并作为热排出流(由箭头116表示)通过排气端口98离开流动主体94。这样，通过涡流管92的内部流动几何结构104、106、锥形端件112的设置以及在涡流管92的流动主体94内引起的涡流作用，实现了将加压输入流102分离成热流116和温度降低空气流114。此外，实现了温度降低输出流114的产生，且不依赖于移动部件或到循环冷却剂的热传递。涡流管92用作涡流管64、66、68、70(图2)中的任一个或全部因此使得能够以高度可靠的、被动的和连续的方式实现输出流的期望的温度降低。这降低了冷却和碎屑缓解系统22的整体复杂性，同时进一步有助于确保系统22在延长的时间段内进行无故障操作。

如上所述，通过比较空气流输入流102的第一温度(或者，由加压空气源32、56提供的空气流的温度)与通过涡流管92的喷嘴100排放的温度降低的空气流114的第二较低温度的差，可以量化由示例性涡流管92(或图2中所示的涡流管64、66、68、70中的任一个)实现的冷却效果。第一温度与第二温度之间的差将在实施例之间以及在操作过程期间基于任何数量的因素而变化，这些因素包括例如输入流的压力水平和温度、涡流管92的设计以及涡流管92所暴露的外部热负载。然而，已经证明，与图示涡流管92相似或相同的涡流管可以实现温度降低的输出流的显著冷却。在这点上，第一温度(输入流102的温度)与第二温度(降低温度输出流114的温度)之间的差在至少一些情况下如果不超过70摄氏度则可接近。在实施例中，由加压空气源32、56施加到涡流管的输入空气流的压力可以在大约550千帕(kPa)至大约700kPa的范围内。在其它情况下，输入空气流的压力可以大于或小于上述范围。

接下来进行到图4，示出了涡流管64、66、68、70和流动网路72、74、76、78的一部分可以邻近或紧邻发动机40、LPT区段42和HPT区段44布置的一种方式。这里，为了清楚地说明，发动机40、LPT区段42和HPT区段44通常表示为块，而发动机40、LPT区段42和HPT区段44的更逼真的描述出现在如下所述的图5-7中。图4的示例大体上对应于图3的示例，除了涡流管66、68由图4中的非涡流管喷嘴或喷嘴插入件122、124代替之外，如下面进一步描述的。在其它实施例中，位于流动网路72、74、76、78的末端处的任何涡流管66、68、70可以被省略，以有利于简单的管道开口、喷嘴件等，只要系统22包括用于产生温度降低的空气流的至少一个涡流管即可，其中该空气流的至少一部分最终被引导对着作业车辆动力系统的一个或多个目标区域。

如图4所示，歧管流动管路76可以包括弯曲部或肘部118，以至少部分地围绕动力系统30的外周延伸，并将空气流供应至围绕动力系统30定位的冲击出口。流动网路72、74、76、78还包括额外的流动管路120，所述额外的流动管路将歧管流动管路76以流体连通的方式联接到冲击出口，冲击流通过冲击出口对着LPT区段42的目标区域86被排放。在实施例中，该冲击出口可以被设置为流动管路120的敞开末端，例如管或其它管道的敞开端。可选地，如图4所示，流动管路120可以终止于用作冲击出口的喷嘴件或喷嘴插入件122。提供这种喷嘴插入件122可以使得撞击LPT区段42的目标区域86的冲击流能够被赋予增加的速度、提高的精度和/或更好地成形以提供目标区域86的完全覆盖。另外，喷嘴插入件122可以被选择为具有预定的流动阻力(例如，通过在插入件122内的限制性流动孔口的尺寸)以与其它冲击出口相比控制通过插入件122的流速；例如，在实施例中，喷嘴插件122和其它冲击出口可被赋予不同的流动阻力，以在系统22的操作期间实现穿过所有冲击出口的基本上均匀的流量，如以下进一步讨论的。在适当的情况下，诸如计量孔口的流动限制装置也可以放置在流动网路72、74、76、78中，以有助于控制通过系统22的冲击出口的流量。

流动网路72、74、76、78还包括分支流动管路78。分支流动管路78从歧管流动管路76分支，以引导空气流通过与HPT区段44的目标区域88相对应的两个冲击出口。再次，分支流动管路78的开口末端可以用作冲击出口；或者，替代地，流动管路78的末端可以终止于用作冲击出口的喷嘴插入件124。在另外的实施例中，喷嘴插入件124可以由多个涡流管(例如，图2中所示的涡流管68)代替和/或喷嘴插入件122可以由一个涡流管(例如，图2中进一步示出的涡流管66)代替。尽管省略涡流管有利于图4的示例中的(非涡流管)喷嘴插入件122、124，但是由于在喷嘴插入件122、124上游设置至少一个涡流管，温度降低流的一部分仍然通过喷嘴插入件122、124排出。在这点上，并且再次简要地参照图2，一个或多个涡流管可以位于喷嘴插入件122、124(例如，图2中所示的涡流管64)的上游，以向流动管路76、78、120供应由涡流管排出的温度降低流的一部分。然后，温度降低流在流动管路78、120(以及可能的下述涡流管70的阵列)之间被分成冲击流，该冲击流被引导对着作业车辆动力系统30的目标区域86、88。

在所示的示例中，涡流管70的阵列(下文中也称为“涡流管阵列70”)定位在作业车辆动力系统30的发动机主机40旁边。涡流管70以并排关系设置，并且因此以线性阵列分布。在另外的实施例中，涡流管70可以被布置成具有另一空间构造的不同分组或阵列，如基于发动机40的目标为冷却的区域和/或发动机舱46的封装约束所确定的那样。可以提供任何合适的硬件特征或结构接口来将涡流管70保持在其期望的位置。例如，如图3所示，专用夹持装置126可以用于该目的。夹持装置126包括顶板128、底板130和多个紧固件132(例如，螺栓)，其中顶板128和/或底板130具有与涡流管70的外部几何结构相符的凹槽或其它特征，其中夹持装置126围绕所述凹槽或其它特征固定。紧固件132被拧紧以捕获涡流管70的位于板128、130之间的部分，并由此将涡流管70固定在其期望的位置。夹持装置126还可以固定到包括在联合收割机20的发动机舱47中的其它未示出的基础结构(图2)。

如果需要，也可以使用类似的硬件装置(未示出)将流动管路78、120和喷嘴插入件122、124固定在其期望位置和取向，以引导空气流对着目标区域86、88。然而，在流动管路78、120终止于非涡流管喷嘴插入件122、124的实施例中，流动管路78、120可以具有足够的结构刚度，以在没有直接物理支撑的情况下以悬臂方式延伸一定距离。在这样的实施例中，流动管路78、120(以及本文所述的其它流动管路)在实施例中也可以是可定姿势成使得流动管路78、120可以被手动操纵(并且保持其操纵定位)以使喷嘴插入件122、124更好地瞄准在目标区域86、88处。

歧管流动管路76因此包括多个出口，涡流管70的入口端口以流体连通的方式连接到所述多个出口。另外，歧管流动管路76的邻近涡流管阵列70的末端由止挡件或端盖136封闭。如果需要，端盖136可以被移除以允许安装额外的管道和冲击出口，无论是以简单开口、类似于涡流管70的涡流管、类似于喷嘴插入件122、124的喷嘴插入件或其组合的形式提供。这使得冷却和碎屑缓解系统22的扩展能够更好地使系统22适合不同动力系统的需要。类似地，在流动网路72、74、76、78中可以设置用于添加或移除流动管路的其他接口或接合点，以允许设计灵活性和扩展。以这种方式，可以容易地添加或移除额外的管道线路和冲击出口，以最佳地适合特定应用或使得末端用户能够定制系统22。

如上文简要指出的，穿过冲击出口的流动区域可以被调整以实现通过冲击出口的期望流量，特别是当以流体连通的方式并联联接且同时被供应有加压空气流时。例如，如果在目标区域86、88、90的特定子集中需要额外的冷却或碎屑清除，则与该目标区域86、88、90的子集相对应的一个或多个冲击出口可以被赋予较低的流动阻力(流动系数)，以提供与冷却和碎屑缓解系统22的其它冲击出口相比通过所述冲击出口的更高的气流流量。此外，在某些实施例中，可能希望提供穿过所有冲击出口或冲击出口的子集的基本上均匀的流量，然后可以相应地确定其尺寸。考虑到图4-6中所示的涡流管阵列70作为示例，与该涡流管上游的涡流管相比，加压空气源32、65更下游的涡流管70可以被赋予较低的流动阻力(穿过所述涡流管的较低的压降)，以提供穿过阵列70内的涡流管的基本上均匀的流量。换句话说，多个涡流管70可以被选择成具有不同的流动阻力或流动系数，以便在冷却和碎屑缓解系统22的操作期间增加穿过涡流管70的流量的均匀性。类似地，喷嘴插入件122、124的尺寸可以被设计成在这些位置处实现期望的流量或限制，同时确保到涡流管70的足够的压力供应。此外，如上所述，计量孔口或其它受控的流动限制装置也可以被引入到选定的冲击出口之间的流动网路72、74、76、78中，以用于该目的。

发动机主机40的目标为局部冷却和碎屑清除的特定区域将在系统22的实施例之间变化。以示例的方式，且现在参照图5和图6，涡流管70可以被定位成引导冲击流对着发动机主机40的选定的歧管顶部安装螺栓138，该选定的歧管顶部安装螺栓还可以包括其它歧管顶部安装螺栓140。这种安装螺栓138和围绕螺栓138的区域在发动机40的操作期间可能达到高度升高的温度。此外，由于螺栓138与发动机歧管之间的几何结构(例如，缝隙和紧密配合或配合表面)，这些区域可能易于积聚FOD。因此，如图5和图6中所示，涡流管70可以被定位成将涡流管喷嘴指向或引导在发动机主机40的目标区域90处，该目标区域包含歧管顶部安装螺栓138中的一些或全部。同时，涡流管70可以被定位成使排气端口(热流通过该排气端口被排放)指向远离目标区域90的方向。在其它情况下，涡流管70的排气端口可以连接到将加热的排出流引导到发动机舱46外部的额外管道(管子或管)。最后，在图5和图6的示例中，涡流管70的入口端口被定向在大致向上的方向上并通过歧管流动线路76的末端段134以流体连通的方式并联联接。在其它实施例中，其它定向和定位是可能的，只要涡流管70被定位成引导温度降低流对着发动机主机40的目标区域90即可。

接下来转到图7，LPT区段42和HPT区段44的某些特征或区域被识别，这可由系统22有用地作为目标用于碎屑清除和冲击冷却。如虚线区域88所示，对应于喷嘴插入件124的冲击出口可以对着级间弯头夹具142和/或HPT区段44的包括螺栓144的歧管连接件排放冷却的空气流。相比之下，对应于喷嘴插入件122(在图7中隐藏)的冲击出口可以对着LPT区段42的安装脚146排放冷却的冲击流。再次，至少部分地由于FOD可能被截留或嵌入的这些区域中的复杂外部几何结构和/或配合界面，这些区域已经被识别为易于FOD收集。在动力系统运行期间，在没有由冷却和碎屑缓解系统22提供的撞击冷却的情况下，这种区域也可能达到高度升高的温度，从而可能超过吸入到发动机舱46(图2)中的FOD的燃点。提供冷却和碎屑缓解系统22，其将目标冲击冷却和碎屑清除传递到这些关键区域，因此显著地提高了动力系统30对FOD引发的发动机起火的抵抗力。

如上所述，冷却和碎屑缓解系统22的可选实施例可以包括任何实际数量的涡流管，所述涡流管可以定位在流动网路72、74、76、78内的各种不同位置处。在某些实施例中，冷却和碎屑缓解系统22可以仅包括在冲击出口上游的围绕动力系统30定位的单个涡流管(或少量涡流管)。在这种实施例中，图2和图4-6中所示的涡流管阵列70可以被终止于开口端的管道所代替，所述开口端于是用作撞击出口。进一步强调这一点，图8示出了冷却和碎屑缓解系统22(部分示出)的替代实施例，其中涡流管70被歧管流动管路148代替，多个相对较短的管构件或区段150以并排关系从该歧管流动管路延伸。管段150可以终止于开口端，所述开口端将冲击流排放在动力系统30的目标区域上，例如排放在发动机40的包含一排类似于图6所示的顶部安装螺栓的顶部安装螺栓(未示出)的区域。此外，一个或多个涡流管设置在歧管流动管路148(例如，图2中所示的涡流管64)的上游，以提供期望的流分离功能，并向歧管流动管路148以及因此向冲击出口供应温度降低流的一部分，以用于冲击冷却和碎屑清除目的。在另外的实施例中，与上述喷嘴插入件122、124类似的喷嘴件或插入件可以接合到管段150的开口端；或者管段150的末端可以被成形(例如，收缩)为提供例如收敛喷嘴流动几何结构。

冷却和碎屑缓解系统的列举示例

为了便于参考，进一步提供冷却碎屑和缓解系统的以下示例并对其编号。

1.一种用于作业车辆动力系统的冷却和碎屑缓解系统，包括：加压空气源，所述加压空气源提供处于第一温度的加压空气流；多个冲击出口，所述多个冲击出口被定位在作业车辆动力系统附近以引导空气流对着作业车辆动力系统的外部目标区域；流动网路，所述流动网路将加压空气源以流体连通的方式联接到多个冲击出口；以及第一涡流管，所述第一涡流管定位在流动网路中。第一涡流管被构造成将从加压空气源接收到的加压空气流分离成热流和温度降低流。第一涡流管包括以流体连通的方式联接到加压空气源的涡流管入口、热流被排放通过的排气端口、以及喷嘴，温度降低流以低于第一温度的第二温度通过该喷嘴被排放。温度降低流冲击在作业车辆动力系统的至少一个外部目标区域上，以对所述至少一个外部目标区域提供冷却并减少在所述至少一个外部目标区域上的碎屑积聚。

2.根据示例1所述的冷却和碎屑缓解系统，其中，所述加压空气源包括空气压缩机罐以及空气压缩机，所述空气压缩机罐通过所述流动网路以流体连通的方式联接到所述涡流管入口，所述空气压缩机以流体连通的方式联接到所述空气压缩机罐并且被构造成向所述空气压缩机罐供应加压空气流。

3.根据示例2所述的冷却和碎屑缓解系统，其中，所述空气压缩机包括用于手动附接至少一个加压清洁附件的手动附件联接器。所述手动附件联接器可从包括所述作业车辆动力系统的作业车辆的外部访问。

4.根据示例2所述的冷却和碎屑缓解系统，其中，所述加压空气源还包括减压阀，所述减压阀构被造成当超过所述空气压缩机罐的最大填充压力时将加压空气流从所述空气压缩机罐排出到所述涡流管入口。

5.根据示例2所述的冷却和碎屑缓解系统，还包括：控制阀，所述控制阀在所述流动网路中被定位在所述空气压缩机罐的下游且在所述涡流管入口的上游；以及控制器，所述控制器可操作地联接到控制阀，并且调节控制阀以在作业车辆动力系统的操作期间调节从空气压缩机罐到涡流管入口的加压空气流。

6.根据示例5所述的冷却和碎屑缓解系统，其中，所述控制器被配置为以产生供应到所述涡流管入口的加压空气脉冲的方式调节所述控制阀。

7.根据示例5所述的冷却和碎屑缓解系统，其中，控制器至少可在碎屑清除模式和增强冷却模式中操作。当在碎屑清除模式下操作时，控制器命令控制阀以比在增强冷却模式下操作时的频率高的频率产生加压空气脉冲。

8.根据示例1所述的冷却和碎屑缓解系统，其中，流动网路包括歧管流动管路，所述歧管流动管路具有包括在多个冲击出口中的歧管出口；并且其中，所述第一涡流管的所述喷嘴以流体连通的方式联接到所述歧管流动管路的入口。

9.根据示例8所述的冷却和碎屑缓解系统，其中，所述作业车辆动力系统还包括涡轮增压器；并且其中所述多个冲击出口还包括至少一个涡轮增压器冲击出口，所述至少一个涡轮增压器冲击出口以流体连通的方式联接到所述第一涡流管的喷嘴，并且被定位成引导所述温度降低流的一部分对着所述涡轮增压器的外部目标区域。

10.根据示例8所述的冷却和碎屑缓解系统，其中，所述作业车辆动力系统包括歧管顶部安装螺栓；并且其中歧管出口被定位成引导温度降低流的一部分对着作业车辆动力系统的与歧管顶部安装螺栓相对应的外部目标区域。

11.根据示例8所述的冷却和碎屑缓解系统，其中，所述歧管流动管路至少部分地围绕所述作业车辆动力系统的外周边缠绕。

12.根据示例1所述的冷却和碎屑缓解系统，还包括多个涡流管，其中所述第一涡流管包括在所述多个涡流管中，所述多个涡流管通过所述流动网路以流体连通的方式并联联接。

13.根据示例12所述的冷却和碎屑缓解系统，其中，所述多个涡流管被布置成大致线性阵列，所述线性阵列在所述作业车辆动力系统旁边间隔开。

14.根据示例12所述的冷却和碎屑缓解系统，其中，多个涡流管被选择以提供不同的流动阻力，从而在冷却和碎屑缓解系统的操作期间增加穿过多个涡流管的流量的均匀性。

15.在另外的实施例中，与作业车辆动力系统一起使用的冷却和碎屑缓解系统包括加压空气源、流动网路和涡流管，该涡流管被构造成将从加压空气源接收到的加压空气流分离成热流和温度降低流。涡流管具有以流体连通的方式联接到加压空气源的涡流管入口、热流被排放通过的排气端口、以及温度降低流被排放通过的喷嘴。所述流动网路又包括将加压空气源的出口以流体连通的方式联接到涡流管入口的供应流动管路、围绕所述作业车辆动力系统定位以引导空气流对着所述作业车辆动力系统的外部目标区域的多个冲击出口、以及将所述涡流管的喷嘴以流体连通的方式联接到所述多个冲击出口的歧管流动管路。

结论

因此，已经提供了与作业车辆的动力系统结合使用的冷却和碎屑缓解系统的实施例，所述作业车辆例如为联合收割机和在充满碎屑的周围环境中操作的其它作业车辆。该冷却和碎屑缓解系统通过对作业车辆动力系统的目标区域提供冷却和碎屑清除来降低FOD引发的发动机起火的可能性。冷却和碎屑缓解系统的实施例可以包括一个或多个涡流管，以将高度加压的供应流分离成加热的排出流和温度降低流。有利地，涡流管可以提供连续可靠被动的操作，同时通过压力降低中的受控折衷来实现冲击流的期望冷却。在至少一些情况下，冷却和碎屑缓解系统平衡了过量空气压力的可用性，以便转换成温度降低的空气流，这非常适合于动力系统热点的冲击冷却，并且保持足够的压力以用于碎屑清除目的。在某些实施例中，冷却和碎屑缓解系统还可以利用由空气压缩机提供的过量空气流来用作供给涡流管的加压空气源。冷却和碎屑缓解系统的实施例还以可扩展的、可适应的设计为特征，该设计适于低成本地集成到作业车辆动力系统中，如果对现有部件和基础设施进行任何修改的话，只需要对现有部件和基础设施进行很小的修改。

如本文所用，单数形式“一”、“一个”和“该或所述”旨在也包括复数形式，除非上下文另有明确指示。还将理解，术语“包括”和/或“包含”在本说明书中使用时指定所陈述的特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件的存在，但不排除一个或多个其它特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或其群组的存在或添加。

已经出于说明和描述的目的呈现了本公开的描述，但是其不旨在是穷尽的或限于所公开的形式的公开。在不背离本公开的范围和精神的情况下，许多修改和变化对于本领域普通技术人员将是显而易见的。选择和描述了本文明确引用的实施例，以便最好地解释本公开的原理及其实际应用，并且使本领域的其他普通技术人员能够理解本公开并认识到对所描述的示例(一个或多个)的许多替代、修改和变化。因此，除了明确描述的这些实施例和实施方式之外，各种实施例和实施方式都在所附权利要求的范围内。

Claims (20)

1.一种用于作业车辆动力系统的冷却和碎屑缓解系统，所述冷却和碎屑缓解系统包括：

加压空气源，所述加压空气源提供处于第一温度的加压空气流；

多个冲击出口，所述多个冲击出口定位在所述作业车辆动力系统附近以引导空气流对着所述作业车辆动力系统的外部目标区域；

流动网路，所述流动网路将所述加压空气源以流体连通的方式联接到所述多个冲击出口；和

第一涡流管，所述第一涡流管定位在所述流动网路中，并且被构造成将从所述加压空气源接收到的加压空气流分离成热流和温度降低流，所述第一涡流管包括：

涡流管入口，所述涡流管入口以流体连通的方式联接到所述加压空气源；

排气端口，所述热流通过所述排气端口被排出；和

喷嘴，所述温度降低流以低于所述第一温度的第二温度通过所述喷嘴被排出，所述温度降低流冲击在所述作业车辆动力系统的所述外部目标区域中的至少一个外部目标区域上，以对所述至少一个外部目标区域提供冷却并减少所述至少一个外部目标区域上的碎屑积聚。

2.如权利要求1所述的冷却和碎屑缓解系统，其中，所述加压空气源包括：

空气压缩机罐，所述空气压缩机罐通过所述流动网路以流体连通的方式联接到所述涡流管入口；和

空气压缩机，所述空气压缩机以流体连通的方式联接到所述空气压缩机罐，并且被构造成向所述空气压缩机罐供应加压空气流。

3.如权利要求2所述的冷却和碎屑缓解系统，其中，所述空气压缩机包括用于手动附接至少一个加压清洁附件的手动附件联接器，所述手动附件联接器能够从包括所述作业车辆动力系统的作业车辆的外部访问。

4.如权利要求2所述的冷却和碎屑缓解系统，其中，所述空气压缩机罐具有最大填充压力；以及

其中，所述加压空气源还包括减压阀，所述减压阀被构造成当超过所述空气压缩机罐的最大填充压力时将加压空气流从所述空气压缩机罐排出到所述涡流管入口。

5.如权利要求2所述的冷却和碎屑缓解系统，还包括：

控制阀，所述控制阀在所述空气压缩机罐的下游且在所述涡流管入口的上游定位在所述流动网路中；以及

控制器，所述控制器能够操作地联接到所述控制阀，并且调节所述控制阀以在所述冷却和碎屑缓解系统的操作期间调节从所述空气压缩机罐到所述涡流管入口的加压空气流。

6.如权利要求5所述的冷却和碎屑缓解系统，其中，所述控制器被配置成以产生供应到所述涡流管入口的加压空气脉冲的方式调节所述控制阀。

7.如权利要求5所述的冷却和碎屑缓解系统，其中，所述控制器至少能够在碎屑清除模式和增强冷却模式中操作；并且

其中，当在所述碎屑清除模式中操作时，所述控制器命令所述控制阀产生加压空气脉冲，所述加压空气脉冲具有比当在所述增强冷却模式中操作时大的频率。

8.如权利要求1所述的冷却和碎屑缓解系统，其中，所述流动网路包括具有多个出口的歧管流动管路；并且

其中，所述第一涡流管的喷嘴以流体连通的方式联接到所述歧管流动管路的入口。

9.如权利要求8所述的冷却和碎屑缓解系统，其中，所述作业车辆动力系统还包括涡轮增压器；并且

其中，所述多个冲击出口还包括至少一个涡轮增压器冲击出口，所述至少一个涡轮增压器冲击出口以流体连通的方式联接到所述第一涡流管的喷嘴，并且被定位成引导所述温度降低流的一部分对着所述涡轮增压器的外部目标区域。

10.如权利要求8所述的冷却和碎屑缓解系统，其中，所述作业车辆动力系统包括歧管顶部安装螺栓；并且

其中，所述歧管出口被定位成引导所述温度降低流的一部分对着所述作业车辆动力系统的与所述歧管顶部安装螺栓对应的外部目标区域。

11.如权利要求8所述的冷却和碎屑缓解系统，其中，所述歧管流动管路至少部分地围绕所述作业车辆动力系统的外周边缠绕。

12.如权利要求1所述的冷却和碎屑缓解系统，还包括多个涡流管，在所述多个涡流管中包括第一涡流管，所述多个涡流管通过所述流动网路以流体连通的方式并联联接。

13.如权利要求12所述的冷却和碎屑缓解系统，其中，所述多个涡流管被布置成大致线性阵列，所述大致线性阵列在作业车辆动力系统旁边与作业车辆动力系统间隔开。

14.如权利要求12所述的冷却和碎屑缓解系统，其中，所述多个涡流管被选择以提供不同的流动阻力，从而在所述冷却和碎屑缓解系统的操作期间增加穿过所述多个涡流管的流量的均匀性。

15.一种与作业车辆动力系统一起使用的冷却和碎屑缓解系统，所述冷却和碎屑缓解系统包括：

加压的空气源：

涡流管，所述涡流管被构造成将从所述加压空气源接收到的加压空气流分离成热流和温度降低流，所述涡流管包括：

涡流管入口，所述涡流管入口以流体连通的方式联接到所述加压空气源；

排气端口，所述热流通过所述排气端口被排出；和

喷嘴，所述温度降低流通过所述喷嘴被排出；以及

流动网路，所述流动网路包括：

供应流动管路，所述供应流动管路将所述加压空气源的出口以流体连通的方式联接到所述涡流管入口；

多个冲击出口，所述多个冲击出口围绕所述作业车辆动力系统定位，以引导空气流对着所述作业车辆动力系统的外部目标区域；和

歧管流动管路，所述歧管流动管路将所述涡流管的喷嘴以流体连通的方式联接到所述多个冲击出口。

16.如权利要求15所述的冷却和碎屑缓解系统，其中，所述加压空气源包括：

空气压缩机，所述空气压缩机具有能够从所述作业车辆外部访问的至少一个手动附件联接器；和

空气压缩机罐，所述空气压缩机罐以流体连通的方式联接到所述空气压缩机，并且被构造成从所述空气压缩机接收加压空气流，所述空气压缩机罐具有通过所述供应流动线路以流体连通的方式联接到涡流管入口的出口。

17.一种与作业车辆动力系统一起使用的冷却和碎屑缓解系统，所述冷却和碎屑缓解系统包括：

加压空气源，所述加压空气源提供加压空气流；

流动网路，所述流动网路以流体连通的方式联接所述加压空气源的出口；和

涡流管阵列，所述涡流管阵列定位在所述流动网路中，并且在所述作业车辆动力系统统旁边与所述作业车辆动力系统统间隔开，所述涡流管阵列包括：

涡流管入口，所述涡流管入口通过所述流动网路以流体连通的方式联接到所述加压空气源；

内部流动几何结构，所述内部流动几何结构被构造成将在所述涡流管入口处接收到的加压空气流分离成热流和温度降低流；

排气端口，所述热流通过所述排气端口被排出；和

喷嘴，所述温度降低流通过所述喷嘴被排出，以撞击作业车辆动力系统的外部目标区域。

18.如权利要求17所述的冷却和碎屑缓解系统，其中，所述加压空气源包括：

空气压缩机，所述空气压缩机具有能够从作业车辆外部访问的至少一个手动附件联接器；和

空气压缩机罐，所述空气压缩机罐以流体连通的方式联接到所述空气压缩机，并且被构造成从所述空气压缩机接收加压空气流，所述空气压缩机罐具有通过所述流动网路以流体连通的方式联接到涡流管入口的出口。

19.如权利要求17所述的冷却和碎屑缓解系统，还包括：

控制阀，所述控制阀在所述空气压缩机罐的下游且在所述涡流管入口的上游定位在所述流动网路中，所述控制阀包括阀元件；和

控制器，所述控制器能够操作地联接到所述控制阀，并且在所述作业车辆动力系统的操作期间命令所述阀元件移动以调节从所述空气压缩机罐到所述涡流管入口的加压空气流。

20.如权利要求17所述的冷却和碎屑缓解系统，其中，所述流动网路包括歧管流动管路，所述歧管流动管路具有被包括在所述多个冲击出口中的歧管出口；并且

其中，所述第一涡流管的喷嘴以流体连通的方式联接到所述歧管流动管路的入口。

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