CN113062784B - 冷却装置及发动机系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及换热装置技术领域，尤其是涉及一种冷却装置及发动机系统。本发明提供的冷却装置，包括：底座、第一换热器和第二换热器；所述第一换热器和所述第二换热器均与所述底座可拆卸连接；所述底座上设有总进液流道，所述第一换热器和所述第二换热器均与所述总进液流道连通。本发明提供的冷却装置将传统的冷却器化整为零，并且集成在同一底座上，结构紧凑，占用空间少。

Description

冷却装置及发动机系统

技术领域

本发明涉及换热装置技术领域，尤其是涉及一种冷却装置及发动机系统。

背景技术

机油冷却器是一种加速润滑机油散热使其保持较低温度的装置。尤其在高性能、大功率的强化发动机上，由于热负荷大，必须装设机油冷却器。可以根据发动机机体结构或者对散热性能的要求等来选择冷却器的形式(例如：囿盘式冷却器、板翅式冷却器或者箱体式冷却器等)。

随着科技的发展，发动机系统集成了更多装置，发动机系统的结构更加紧凑，发动机系统内的预留安装冷却器的空间更加有限、安装空间条件欠佳。传统的冷却器结构规整，而且散热性能高的冷却器体积大，对安装空间要求较高，不适用于安装空间有限、安装空间条件欠佳的发动机系统。

发明内容

本发明的目的在于提供，以在一定程度上解决现有技术中存在的冷却器对安装空间要求较高，不适用于安装空间有限、安装空间条件欠佳的发动机系统的技术问题。

本发明提供一种冷却装置，包括：底座、第一换热器和第二换热器；所述第一换热器和所述第二换热器均与所述底座可拆卸连接；所述底座上设有总进液流道，所述第一换热器和所述第二换热器均与所述总进液流道连通。

进一步地，所述底座上还设有总出液流道，所述第一换热器包括第一进液通道和第一出液通道，所述第二换热器包括第二进液通道和第二出液通道；所述第一进液通道和所述第二进液通道均与所述总进液流道连通，所述第一出液通道和所述第二出液通道均与所述总出液流道连通。

进一步地，所述冷却装置还包括滤油器、滤前进油管道和滤后出油管道；所述滤前进油管道和所述滤后出油管道均与所述底座连接；所述滤前进油管道与所述滤油器的进口连通，所述滤后出油管道与所述滤油器的出口连通；所述滤后出油管道与所述总进液流道连通；或者，所述滤前进油管道与所述总出液流道连通。

进一步地，所述滤前进油管道和所述滤后出油管道设置在所述底座的同一侧。

进一步地，所述第一换热器和所述第二换热器位于所述底座的同一侧，或者所述第一换热器和所述第二换热器分别位于所述底座的两侧。

作为一种可选方案，所述总进液流道与所述第一进液通道的连通处、所述总进液流道与所述第二进液通道的连通处均设有进油密封圈。

作为一种可选方案，所述主出液流与所述第一换热器连接的一侧开口设置，所述总出液流道的开口侧的边沿设有第一密封圈，所述总出液流道上还设有机油总出口以及与所述第二出液通道连通的通孔，所述通孔处设有出油密封圈。

作为一种可选方案，所述底座上设有第一环形凸台，所述第一换热器与所述第一环形凸台连接，所述第一环形凸台与所述第一换热器之间设有第二密封圈；所述第一进液通道在所述底座上的投影和所述第一出液通道在所述底座上投影均位于所述第一环形凸台的圈定区域内；

和/或，所述底座上设有第二环形凸台，所述第二换热器与所述第二环形凸台连接，所述第二环形凸台与所述第二换热器之间设有第三密封圈；所述第二进液通道在所述底座上的投影和所述第二出液通道在所述底座上投影均位于所述第二环形凸台的圈定区域内。

进一步地，所述冷却装置还包括旁通阀，所述旁通阀的进口与所述滤后出油管道连通，所述旁通阀的出口与所述总进液流道连通。

进一步地，所述冷却装置还包括至少一个第三换热器，所述第三换热器包括第三进液通道和第三出油口，所述第三进液通道与所述总进液流道连通，所述第三出油口与所述总出液流道连通。

本发明提供一种发动机系统，包括上述冷却装置。

本发明提供的冷却装置，包括：底座、第一换热器和第二换热器；所述第一换热器和所述第二换热器均与所述底座可拆卸连接；所述底座上设有总进液流道，所述第一换热器和所述第二换热器均与所述总进液流道连通。

采用本发明提供的冷却装置对机油进行冷却时，将待冷却机油供入底座的总进液油道，待冷却机油进入总进液流道后，一部分待冷却机油进入第一换热器进行换热，另一部分待冷却机油进入第二换热器进行换热，经过第一换热器和第二换热器冷却的机油由冷却装置流出至发动机机体中循环使用。

第一换热器和第二换热器均与底座可拆卸连接，两者在形状结构上相互独立，则可以实现根据发动机系统的预留安装冷却器的空间的形状和大小，来选择第一换热器和第二换热器的规格和类型，从而可以使得冷却装置更好的与发动机系统的预留安装空间相匹配，该冷却装置既能够安装在有限的预留安装空间内，又能够保障较好的散热效果。而传统的冷却器，为了能够安装在有限的、条件不高的预留安装空间，采用体积较小的冷却器，无法保障较好的换热效果。本发明提供的冷却装置将传统的冷却器化整为零，并且集成在同一底座上，结构紧凑，占用空间少。

应当理解，前述的一般描述和接下来的具体实施方式两者均是为了举例和说明的目的并且未必限制本公开。并入并构成说明书的一部分的附图示出本公开的主题。同时，说明书和附图用来解释本公开的原理。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例的冷却装置结构示意图；

图2为图1所示的冷却装置的进油侧切面图；

图3为图1所示的冷却装置的出油侧切面图；

图4为图1所示的冷却装置中底座的第一视角的结构示意图；

图5为图1所示的冷却装置中底座的第二视角的结构示意图。

图标：10-底座；11-总进液流道；12-总出液流道；13-第二环形凸台；20-第一换热器；21-第一换热芯体；22-第一进液通道；23-第一出液通道；30-第二换热器；31-第二换热芯体；32-第二进液通道；33-第二出液通道；40-滤油器；50-滤前进油管道；60-滤后出油管道；70-旁通阀；80-第一密封圈；90-第三密封圈。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

通常在此处附图中描述和显示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。

基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“第一”、“第二”、第三仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

需要说明的是，本发明实施例提供的冷却装置适用于但不局限用于发动机系统，还可以用在其他用来换热的装置、设备或者系统中。

如图1至图5所示，本发明提供一种冷却装置，包括底座10、第一换热器20和第二换热器30；第一换热器20和第二换热器30均与底座10可拆卸连接；底座10上设有总进液流道11，第一换热器20和第二换热器30均与总进液流道11连通。

其中第一换热器20和第二换热器30均可以采用公开的能够进行换热的装置，例如：囿盘式换热器、板翅式换热器或者箱体式换热器等。

第一换热器20可以包括第一换热芯体21、第一进液通道22、第一出液通道23、第一冷却介质进入通道和第一冷却介质流出通道，第一换热芯体21包括相互交替设置第一油通道和第一冷却介质流出通道；第一进液通道22和第一出液通道23均与第一油通道连通，第一冷却介质进入通道和第一冷却介质流出通道均与第一冷却介质流出通道连通；机油由第一进液通道22进入第一换热芯体21的第一油通道，冷却介质由第一冷却介质进入通道进入第一换热芯体21的第一冷却介质流出通道，机油和冷却介质进行换热，然后机油由第一油通道流入第一出油通道，从而由第一换热芯体21流出，冷却介质由第一冷却介质流出通道流入第一介质流出通道，从而由第一换热芯体21流出。

同理，第二换热器30可以包括第二换热芯体31、第二进液通道32、第二出液通道33、第二冷却介质进入通道和第二冷却介质流出通道，第二换热芯体31包括相互交替设置第二油通道和第二冷却介质流出通道；第二进液通道32和第二出液通道33均与第二油通道连通，第二冷却介质进入通道和第二冷却介质流出通道均与第二冷却介质流出通道连通；机油由第二进液通道32进入第二换热芯体31的第二油通道，冷却介质由第二冷却介质进入通道进入第二换热芯体31的第二冷却介质流出通道，机油和冷却介质进行换热，然后机油由第二油通道流入第二出油通道，从而由第二换热芯体31流出，冷却介质由第二冷却介质流出通道流入第二介质流出通道，从而由第二换热芯体31流出。

第一换热器和第二换热器为相互独立的个体。第一换热器和第二换热器的结构可以相同，也可以不同。

采用本实施例提供的冷却装置对机油进行冷却时，将待冷却机油供入底座10的总进液流道11，待冷却机油进入总进液流道11后，一部分待冷却机油进入第一换热器20进行换热，另一部分待冷却机油进入第二换热器30进行换热，也即第一换热器20和第二换热器30并联对待冷却机油进行冷却，经过第一换热器20和第二换热器30冷却的机油由冷却装置流出至发动机机体中循环使用。

第一换热器20和第二换热器30均与底座10可拆卸连接(例如：通过螺栓连接或者卡接等)，两者在形状结构上相互独立，则可以实现根据发动机系统的预留安装冷却器的空间的形状和大小，来选择第一换热器20和第二换热器30的规格和类型，从而可以使得冷却装置更好的与发动机系统的预留安装空间相匹配，该冷却装置既能够安装在有限的预留安装空间内，又能够保障较好的散热效果。而对于传统的冷却器，为了能够安装在有限的、条件不高的预留安装空间，常采用体积较小的冷却器，无法保障较好的换热效果。本实施例提供的冷却装置将传统的冷却器化整为零，并且集成在同一底座10上，结构紧凑，占用空间少。

另外，可以根据需要来设置油液进入第一换热器和进入第二换热器的阻力大小(例如：根据相应的阻力设置油液由总进液流道到第一换热器之间的管路的横截面积，以及油液由总进液流道到第二换热器之间的管路的横截面积；或者在相应的管路内设置凸起等增加阻力的结构)，从而实现油液以设定比例分流至第一换热器和第二换热器，进而实现预期的换热效果。第一换热器和第二换热器并联设置，相较于同高度的换热器，油液到达第一换热器的最外层第一油通道(远离第一进液通道与总进液流道的连通处的一层第一油通道)以及到达第二换热器的最外层的第二油通道，油液的流动阻力小，能够更快的流到换热器的各个位置，从而提高换热性能和换热效果；换热器的换热性能由靠近油液进口的位置向远离油液进口的位置递减，那么相较于同样高度的换热器，本实施例中的第一换热器和第二换热器并联设置，两者的高度低，换热性能好，整个冷却装置的换热性能好、换热效果好(当然可以根据具体需要来选择本实施例提供的冷却装置或者常规的包括单个换热器的冷却装置)。

在上述任一实施例基础之上，进一步地，冷却装置还包括至少一个第三换热器，第三换热器包括第三进液通道和第三出油口，第三进液通道与总进液流道连通，第三出油口与总出液流道连通。

本实施例中，第一换热器20、第二换热器30和第三换热器三者并联，对待冷却机油进行分流。其中，第三换热器至少为一个，例如：一个、两个、三个或者四个等等。当第三换热器为多个时，多个第三换热器的结构、规格和类型可以相同，可以部分相同，也可以完全不相同。第一换热器20、第二换热器30和第三换热器三者的结构、规格和类型可以相同也可以不相同，可以根据具体需要来设置。设置更多并联的换热器，能够进一步提高降低油液的流动阻力，提高冷却装置的换热性能和换热效果。

其中，第一换热器20中的机油和第二换热器30中的机油可以相互独立分别流出冷却介质，从而进入发动机机体。

作为一种可选方案，如图3至图5所示，底座10上还设有总出液流道12，第一出液通道23和第二出液通道33均与总出液流道12连通。

本实施例中，经过第一换热器20换热的机油通过第一出液通道23进入底座10上的总出液流道12，经过第二换热器30换热的机油通过第二出液通道33进入底座10上的总出液通道，两部分机油可以在总出液流道12内混合，然后排出冷却装置而进入发动机机体；在底座10上设置总出液流道12，一方面能够保障由冷却装置流出的机油温度均匀一致，另一方面，避免设置外部的引流管道，提高冷却装置的集成化，使得冷却装置的结构更加紧凑。

如图1和图2所示，在上述实施例基础之上，进一步地，冷却装置还包括滤油器40、滤前进油管道50和滤后出油管道60；滤前进油管道50和滤后出油管道60均与底座10连接；滤前进油管道50与滤油器40的进口连通，滤后出油管道与滤油器40的出口连通。

可以设置滤后出油管道与总进液流道连通，也即冷却装置实现先对机油进行过滤再对机油进行冷却(也即机油先滤后冷)。本实施例中，待冷却机油首先进入滤前进油管道50，然后由滤前进油管道50进入滤油器40，然后由滤油器40进入滤后出油管道60，然后再由滤后出油管道60进入总进液流道11，然后再分流流入第一换热器20和第二换热器30中进行换热。在总进液流道11前设置滤油器40能够对进入冷却装置的油液进行过滤，避免杂质进入冷却装置，避免总进液流道11堵塞，进而避免杂质进入发动机机体。

还可以，滤前进油管道与总出液流道连通，也即冷却装置实现对机油先冷却再过滤(也即机油先冷后滤)，避免机油中的杂质进入发动机机体中；将滤油器设置在换热器下游，能够延长滤油器的使用寿命。

机油先冷后滤还是先滤后冷主要是根据工况而定，工况较好的(比如公交车、货车等)车辆可以选择机油先冷后滤，工况较差的(比如挖掘机等工程车)的车辆可以选择先滤后冷。

需要说明的是，滤油器可以采用在先公开、常规的滤油器结构。

具体地，滤前进油管道50和滤后出油管道60设置在底座10的同一侧，使得冷却装置的结构更加紧凑，占用空间更加少，更适用于空间紧凑，安装空间条件欠佳的发动机系统。

在上述任一实施例基础之上，进一步地，第一换热器20和第二换热器30可以设置在底座10的同一侧。或者第一换热器20和第二换热器30分别位于底座10的两侧，也即第一换热器20和第二换热器30位于底座10的不同侧。

作为一种可选方案，总进液流道11与第一进液通道22的连通处、总进液流道11与第二进液通道32的连通处均设有进油密封圈。本实施例中，在总进液流道11与第一进液通道22的连通处设置进油密封圈，在总进液流道与第二进液通道32的连通处也设置进油密封圈，从而提高冷却装置的密封性，避免油液泄漏。

在上述实施例基础之上，总出液流道12可以设置在底座10的内部。作为一种可选方案，如图4所示，总出液流道12与第一换热器20连接的一侧开口设置，这种结构有利于实现底座10的冲压成型；总出液流道12的开口侧的边沿设有第一密封圈80，总出液流道12上还设有机油总出口(机油可以由机油总出口流出冷却装置，之后进入发动机机体内)以及与第二出液通道33连通的通孔，通孔处设有出油密封圈，第一密封圈80和出油密封圈能够提高冷却装置的密封性。

作为一种可选方案，如图5所示，底座上设有第一环形凸台，第一换热器与第一环形凸台连接，第一环形凸台与第一换热器之间设有第二密封圈；第一进液通道在底座上的投影和第一出液通道在底座上投影均位于第一环形凸台的圈定区域内。本实施例中，可以在第一环形凸台的顶部(与第一换热器连接的部位)上设置第一环形凹槽，第二密封圈卡设在第一环形凹槽内，第二密封圈对第一换热器的周边进行整体密封。

底座上设有第二环形凸台13，第二换热器与第二环形凸台13连接，第二环形凸台13与第二换热器之间设有第三密封圈；第二进液通道在底座上的投影和第二出液通道在底座上投影均位于第二环形凸台的圈定区域内。可以在第二环形凸台的顶部(与第二换热器连接的部位)上设置第二环形凹槽，第三密封圈90卡设在第二环形凹槽内，第三密封圈对第二换热器的周边进行整体密封。

其中，可以在底座上只设置第一环形凸台，也即通过第一环形凸台实现第一换热器和底座之间的密封，可以在第二换热器与底座的连通处设置密封圈从而实现第二换热器与底座之间的密封；或者只设置第二环形凸台，也即通过第二环形凸台实现第二换热器和底座之间的密封，可以在第一换热器与底座的连通处设置密封圈从而实现第一换热器与底座之间的密封，例如：通过采用上述的进油密封圈、第一密封圈和出油密封圈实现第一换热器和底座之间的密封；或者即设置第一环形凸台又设置第二环形凸台。

如图1所示，在上述实施例基础之上，进一步地，冷却装置还包括旁通阀70，旁通阀70的进口与滤后出油管道60连通，旁通阀70的出口与总进液流道11连通。本实施例中，当冷却装置中的油液的压力超过设定压力时，油液将旁通阀70打开以对冷却装置内的油液进行泄压，从而提高冷却装置的安全性和稳定性。

本发明的实施例还提供了一种发动机系统，包括上述任一技术方案的冷却装置，因而，具有该冷却装置的全部有益技术效果，在此，不再赘述。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各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，或者对其中部分或者全部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范围。在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。

Claims (8)

1.一种冷却装置，其特征在于，包括：底座、第一换热器和第二换热器；所述第一换热器和所述第二换热器均与所述底座可拆卸连接；所述底座上设有总进液流道，所述第一换热器和所述第二换热器均与所述总进液流道连通；所述第一换热器和所述第二换热器为相互独立的个体，所述第一换热器和所述第二换热器的结构不同；所述底座上还设有总出液流道，所述第一换热器包括第一进液通道和第一出液通道，所述第二换热器包括第二进液通道和第二出液通道；所述第一进液通道和所述第二进液通道均与所述总进液流道连通，所述第一出液通道和所述第二出液通道均与所述总出液流道连通；所述总出液流道与所述第一换热器连接的一侧开口设置，所述总出液流道的开口侧的边沿设有第一密封圈；

通过设置油液进入所述第一换热器和进入所述第二换热器的阻力大小，从而实现油液以设定比例分流至所述第一换热器和所述第二换热器；

所述底座上设有第一环形凸台，所述第一换热器与所述第一环形凸台连接，所述第一环形凸台与所述第一换热器之间设有第二密封圈；所述第一进液通道在所述底座上的投影和所述第一出液通道在所述底座上投影均位于所述第一环形凸台的圈定区域内；

所述底座上设有第二环形凸台，所述第二换热器与所述第二环形凸台连接，所述第二环形凸台与所述第二换热器之间设有第三密封圈；所述第二进液通道在所述底座上的投影和所述第二出液通道在所述底座上投影均位于所述第二环形凸台的圈定区域内。

2.根据权利要求1所述的冷却装置，其特征在于，所述冷却装置还包括滤油器、滤前进油管道和滤后出油管道；所述滤前进油管道和所述滤后出油管道均与所述底座连接；所述滤前进油管道与所述滤油器的进口连通，所述滤后出油管道与所述滤油器的出口连通；

所述滤后出油管道与所述总进液流道连通；或者，所述滤前进油管道与所述总出液流道连通。

3.根据权利要求1或2所述的冷却装置，其特征在于，所述第一换热器和所述第二换热器位于所述底座的同一侧，或者所述第一换热器和所述第二换热器分别位于所述底座的两侧。

4.根据权利要求1所述的冷却装置，其特征在于，所述总进液流道与所述第一进液通道的连通处、所述总进液流道与所述第二进液通道的连通处均设有进油密封圈。

5.根据权利要求1所述的冷却装置，其特征在于，所述总出液流道上还设有机油总出口以及与所述第二出液通道连通的通孔，所述通孔处设有出油密封圈。

6.根据权利要求2所述的冷却装置，其特征在于，所述冷却装置还包括旁通阀，所述旁通阀的进口与所述滤后出油管道连通，所述旁通阀的出口与所述总进液流道连通。

7.根据权利要求1所述的冷却装置，其特征在于，所述冷却装置还包括至少一个第三换热器，所述第三换热器包括第三进液通道和第三出油口，所述第三进液通道与所述总进液流道连通，所述第三出油口与所述总出液流道连通。

8.一种发动机系统，其特征在于，包括如权利要求1-7中任一项所述的冷却装置。

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