CN117345397A - 一种悬挂式多风机的柴油机冷却装置 - Google Patents

一种悬挂式多风机的柴油机冷却装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及冷却设备技术领域,且公开了一种悬挂式多风机的柴油机冷却装置,包括对柴油机进行冷却散热的冷却机构,冷却机构由散热器、风机、膨胀水箱和机架四部分组成,散热器安装在机架上方,膨胀水箱为两个且分别设置于散热器和机架连接处的左右两端,机架内部设置有天圆地方且互相分隔的八个风道,每个风道内部均安装有一个风机,实现分档控制,将风机设置为八个轴流风机并分别安装在机架的八个风道内,形成八个独立的风道,避免某一台风机因故障停机后产生串风而影响其他风机的正常运行,同时也使供风流场更加均匀,天圆地方且倾斜式的风道可以使风更集中的吹入散热器,降低风道阻力,增强散热效果。

Description

一种悬挂式多风机的柴油机冷却装置
技术领域
本发明涉及冷却设备技术领域,具体为一种悬挂式多风机的柴油机冷却装置。
背景技术
柴油机冷却设备是依靠柴油机作为动力的机车的配套设备,也是机车核心部件之一,随着机车牵引功率需求不断提升,牵引变压器发热功率也随之不断加大,从而导致冷却设备尺寸越来越大,受机车整体布局和车体尺寸限制,常规冷却设备已经无法满足车体的有限安装空间,冷却设备必须进行结构优化,减小安装尺寸。
目前市场上现有的双源制机车柴油机冷却设备存在如下一些缺陷:
1、冷却设备安装在车体机械间,需占用车体内部较大安装空间;
2、冷却风机采用单风机供风,叶轮尺寸过大,供风流场很不均匀,导致风阻不均匀,风机所需功率较大;
3、单风机供风流场很不均匀,还导致散热器不能充分发挥换热能力;
4、冷却风机噪音大,极大影响车内人员及周围环境。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足,本发明提供了一种悬挂式多风机的柴油机冷却装置,解决了现有的冷却设备存在安装占用空间大、其风机运行功率较大、单风机供风不均而影响散热器功能以及冷却风机噪音较大的问题。
(二)技术方案
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种悬挂式多风机的柴油机冷却装置,包括对柴油机进行冷却散热的冷却机构,冷却机构由散热器、风机、膨胀水箱和机架四部分组成,所述散热器安装在机架上方,膨胀水箱为两个且分别设置于散热器和机架连接处的左右两端,机架内部设置有天圆地方且互相分隔的八个风道,每个风道内部均安装有一个风机,实现分档控制;
所述散热器包括安装在机架顶端的散热器安装梁,散热器安装梁的顶端焊接有散热器芯体,散热器芯体的左右两端分别设置有进油口和出油口;
所述散热器芯体的风道分隔为八个区间,每个区间分别与八个风机相连接,使得每个风机对应一个散热风道,避免串风;
所述膨胀水箱分为大小两个腔体,每个腔体中包含一根进水管和一根出水管,位于大腔体内部设有两个纵向加强筋板和一个横向加强筋板,位于小腔体内设有两个纵向加强筋板,用于提高膨胀水箱的整体强度。
作为优选,所述机架安装在机车顶盖上,散热器和膨胀水箱置于整个车体的外部,机架内部的风道和风机置于车体内部。
作为优选,所述散热器风向为下进上出,风道在机架的内部为倾斜式结构,每个风道由焊接在机架上的两个导流板、侧板和侧梁组成;
所述侧板和侧梁上分别焊接有用于安装风机的安装梁一、安装梁二、安装梁三和安装梁四,每个安装梁上均焊接有两个风机螺母座,用于通过螺栓固定风机。
作为优选,所述机架上位于风道外侧焊接有多个U形板,机架的外部边缘位置焊接有防漏风的密封块一和密封块二;
所述机架的最外侧边缘焊接有螺母座,用于通过螺栓将机架安装在机车顶;
所述机架的顶部边缘焊接有散热器螺母座,用于通过螺栓将散热器安装在其顶端。
作为优选,所述散热器芯体为采用真空钎焊而成的错齿板翅式结构,散热系数较高,进油口和出油口上分别焊接有进油管和出油管。
作为优选,所述风机由风筒、叶轮、导叶和电机组成,风筒通过螺栓固定在风机螺母座上,风筒上焊接有一个螺母座二用于安装电机,螺母座二与电机之间还焊接有四根加强筋和加强板,确保电机平稳运行。
作为优选,所述风机为轴流风机,风筒侧壁通过螺栓安装有接线盒,机车电源线从散热器上方接入接线盒与电机电连接。
作为优选,每个所述风机分别由单独变频器提供控制电源,风机上安装风压开关和温度传感器来实时监测其运行状况。
作为优选,所述膨胀水箱的大腔体最大容积为90L,小腔体最大容积为40L,每个腔体内部均安装有液位传感器及液位开关,实时监测箱内水位。
(三)有益效果
与现有技术相比,本发明提供了一种悬挂式多风机的柴油机冷却装置,具备以下有益效果:
该设备的机架安装在机车顶盖上,散热器和膨胀水箱置于整个车体的外部,机架内部的风道和风机置于车体内部,进一步减少了该设备在机车上的安装空间;
将风机设置为八个轴流风机并分别安装在机架的八个风道内,形成八个独立的风道,避免某一台风机因故障停机后产生串风而影响其他风机的正常运行,同时也使供风流场更加均匀;
天圆地方且倾斜式的风道可以使风更集中的吹入散热器,降低风道阻力,增强散热效果;
每台风机分别由单独变频器提供控制电源,可以根据机车不同的运行工况设置多个档位,不同档位控制的风机数量以及频率可以不同,达到更加节能的效果;
散热器的散热器芯体为采用真空钎焊而成的错齿板翅式结构,错齿板翅的散热系数比平直板翅、波纹板翅的散热系数更高,且既能减少芯体的体积,又能够起到降低冷却设备噪音的效果。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解,构成本申请的一部分,本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请,并不构成对本申请的不当限定。在附图中:
图1为本发明冷却设备外形结构示意图;
图2为本发明散热器外部结构示意图;
图3为本发明机架结构示意图;
图4为本发明冷却风机内部结构剖视图;
图5为本发明机架俯视图;
图6为本发明柴油机冷却设备工作原理示意框图。
附图标记说明:
1、柴油机;2、进油管;3、出油管;4、散热器;5、风机;6、膨胀水箱;7、机架;8、电机;9、加强板;10、安装梁一;11、安装梁二;12、安装梁三;13、安装梁四;14、风机螺母座;15、U形板;16、密封块一;17、密封块二;18、风道;19、散热器螺母座;20、螺母座;21、侧板;22、侧梁;23、散热器芯体;24、进油口;25、出油口;26、散热器安装梁;27、叶轮;28、风筒;29、导叶;30、加强筋。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。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。
图1-6为本发明的实施例一,一种悬挂式多风机的柴油机冷却装置,包括对柴油机1进行冷却散热的冷却机构,冷却机构由散热器4、风机5、膨胀水箱6和机架7四部分组成,散热器4安装在机架7上方,膨胀水箱6为两个且分别设置于散热器4和机架7连接处的左右两端,机架7内部设置有天圆地方且互相分隔的八个风道18,天圆地方风道可以使风更集中的吹入散热器,降低风道阻力,增强散热效果,每个风道18内部均安装有一个风机5,散热器4可分为高温散热器和低温散热器,且机车运行过程中,不同工况下,柴油机的功率也不同,因此将八个风机5分别安装在八个不同的风道18中,可以实现分档控制,避免散热功率的浪费,节约能源,机架7安装在机车顶盖上,散热器4和膨胀水箱6置于整个车体的外部,机架7内部的风道18和风机5置于车体内部,进一步减少了该设备在机车上的安装空间。
进一步的,风机5由风筒28、叶轮27、导叶29和电机8组成,风筒28通过螺栓固定在风机螺母座14上,风筒28上焊接有一个螺母座二用于安装电机8,螺母座二与电机8之间还焊接有四根加强筋30和加强板9,防止电机8运行过程中发生振动使位置偏移,确保电机8平稳运行,风机5为轴流风机,风筒28侧壁通过螺栓安装有接线盒,机车电源线从散热器4上方接入接线盒与电机8电连接来保证风机5供电。
进一步的,每个风机5分别由单独变频器提供控制电源,风机5上安装风压开关和温度传感器来实时监测其运行状况,可以根据机车不同的运行工况,设置多个档位,不同档位控制的风机数量以及频率可以不同。
实施例二,如图3和图5所示,散热器4风向为下进上出,风道18在机架7的内部为倾斜式结构,每个风道18由焊接在机架7上的两个导流板、侧板21和侧梁22组成,侧板21和侧梁22上分别焊接有用于安装风机5的安装梁一10、安装梁二11、安装梁三12和安装梁四13,每个安装梁上均焊接有两个风机螺母座14,用于通过螺栓固定风机5,机架7上位于风道18外侧焊接有多个U形板15,机架7的外部边缘位置焊接有防漏风的密封块一16和密封块二17,机架7的最外侧边缘焊接有螺母座20,用于通过螺栓将机架7安装在机车顶,机架7的顶部边缘焊接有散热器螺母座19,用于通过螺栓将散热器4安装在其顶端,整个机架7采用焊接结构,分别由型材、板材和折弯板构成,具有较高的连接强度及稳定性,为冷却设备的正常运行提供有力的保障。
实施例三,如图1和图2所示,散热器4包括安装在机架7顶端的散热器安装梁26,散热器安装梁26的顶端焊接有散热器芯体23,散热器芯体23的左右两端分别设置有进油口24和出油口25,进油口24和出油口25上可增设开关控制蝶阀,便于对油量的流动进行控制,散热器芯体23为采用真空钎焊而成的错齿板翅式结构,错齿板翅的散热系数比平直板翅、波纹板翅的散热系数更高,且既能减少芯体的体积,又能够起到降低冷却设备噪音的效果,进油口24和出油口25上分别焊接有进油管2和出油管3,散热器芯体23的风道分隔为八个区间,每个区间分别与八个风机5相连接,使得每个风机5对应一个散热风道,避免某一台风机因故障停机后产生串风或漏风,进而避免影响其他风机的正常运行。
实施例四,膨胀水箱6分为大小两个腔体,每个腔体中包含一根进水管和一根出水管,位于大腔体内部设有两个纵向加强筋板和一个横向加强筋板,位于小腔体内设有两个纵向加强筋板,用于提高膨胀水箱6的整体强度,膨胀水箱6的大腔体最大容积为90L,小腔体最大容积为40L,每个腔体内部均安装有液位传感器及液位开关,传感器将水箱内的液位数据传送至驾驶室,便于驾驶员实时监测箱内水位。
工作原理,高温水由高温水泵泵入冷却器,冷却完机油后,其中一路进入机体水腔、气缸盖水腔吸收发动机热量,另一路进入一级空气冷却器,冷却增压空气,两路经汇合后流向高温节温器,若水温低于高温节温器设定值,经旁通管路直接流回高温水泵;若温度高于设定值,则流向散热器4,散热器4冷却后,流回高温水泵,低温水经低温水泵加压进入二级空气冷却器冷却增压空气,然后流向低温节温器,若水温低于低温节温器设定值,经旁通管路直接流回低温水泵;若温度高于设定值,则流向散热器,散热器冷却后,流回低温水泵。
以上只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例,毋庸置疑,对于本领域的普通技术人员,在不偏离本发明的精神和范围的情况下,可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此,上述附图和描述在本质上是说明性的,不应理解为对本发明权利要求保护范围的限制。

Claims (9)

1.一种悬挂式多风机的柴油机冷却装置,包括对柴油机(1)进行冷却散热的冷却机构,冷却机构由散热器(4)、风机(5)、膨胀水箱(6)和机架(7)四部分组成,其特征在于:所述散热器(4)安装在机架(7)上方,膨胀水箱(6)为两个且分别设置于散热器(4)和机架(7)连接处的左右两端,机架(7)内部设置有天圆地方且互相分隔的八个风道(18),每个风道(18)内部均安装有一个风机(5),实现分档控制;
所述散热器(4)包括安装在机架(7)顶端的散热器安装梁(26),散热器安装梁(26)的顶端焊接有散热器芯体(23),散热器芯体(23)的左右两端分别设置有进油口(24)和出油口(25);
所述散热器芯体(23)的风道分隔为八个区间,每个区间分别与八个风机(5)相连接,使得每个风机(5)对应一个散热风道,避免串风;
所述膨胀水箱(6)分为大小两个腔体,每个腔体中包含一根进水管和一根出水管,位于大腔体内部设有两个纵向加强筋板和一个横向加强筋板,位于小腔体内设有两个纵向加强筋板,用于提高膨胀水箱(6)的整体强度。
2.根据权利要求1所述的一种悬挂式多风机的柴油机冷却装置,其特征在于:所述机架(7)安装在机车顶盖上,散热器(4)和膨胀水箱(6)置于整个车体的外部,机架(7)内部的风道(18)和风机(5)置于车体内部。
3.根据权利要求1所述的一种悬挂式多风机的柴油机冷却装置,其特征在于:所述散热器(4)风向为下进上出,风道(18)在机架(7)的内部为倾斜式结构,每个风道(18)由焊接在机架(7)上的两个导流板、侧板(21)和侧梁(22)组成;
所述侧板(21)和侧梁(22)上分别焊接有用于安装风机(5)的安装梁一(10)、安装梁二(11)、安装梁三(12)和安装梁四(13),每个安装梁上均焊接有两个风机螺母座(14),用于通过螺栓固定风机(5)。
4.根据权利要求1所述的一种悬挂式多风机的柴油机冷却装置,其特征在于:所述机架(7)上位于风道(18)外侧焊接有多个U形板(15),机架(7)的外部边缘位置焊接有防漏风的密封块一(16)和密封块二(17);
所述机架(7)的最外侧边缘焊接有螺母座(20),用于通过螺栓将机架(7)安装在机车顶;
所述机架(7)的顶部边缘焊接有散热器螺母座(19),用于通过螺栓将散热器(4)安装在其顶端。
5.根据权利要求1所述的一种悬挂式多风机的柴油机冷却装置,其特征在于:所述散热器芯体(23)为采用真空钎焊而成的错齿板翅式结构,散热系数较高,进油口(24)和出油口(25)上分别焊接有进油管(2)和出油管(3)。
6.根据权利要求3所述的一种悬挂式多风机的柴油机冷却装置,其特征在于:所述风机(5)由风筒(28)、叶轮(27)、导叶(29)和电机(8)组成,风筒(28)通过螺栓固定在风机螺母座(14)上,风筒(28)上焊接有一个螺母座二用于安装电机(8),螺母座二与电机(8)之间还焊接有四根加强筋(30)和加强板(9),确保电机(8)平稳运行。
7.根据权利要求6所述的一种悬挂式多风机的柴油机冷却装置,其特征在于:所述风机(5)为轴流风机,风筒(28)侧壁通过螺栓安装有接线盒,机车电源线从散热器(4)上方接入接线盒与电机(8)电连接。
8.根据权利要求1所述的一种悬挂式多风机的柴油机冷却装置,其特征在于:每个所述风机(5)分别由单独变频器提供控制电源,风机(5)上安装风压开关和温度传感器来实时监测其运行状况。
9.根据权利要求1所述的一种悬挂式多风机的柴油机冷却装置,其特征在于:所述膨胀水箱(6)的大腔体最大容积为90L,小腔体最大容积为40L,每个腔体内部均安装有液位传感器及液位开关,实时监测箱内水位。
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