CN204941686U - 用于作业机械冷却包的扩展水箱组件及作业机械 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于作业机械冷却包的扩展水箱组件，所述冷却包包括发动机散热器，所述扩展水箱组件包括：一至少部分在发动机散热器上方的箱体；一通气管，该通气管构造用于使所述发动机散热器的上部集水室和所述箱体保持气体连通；以及一分流管，该分流管构造用于使所述箱体与发动机散热器的下部集水室保持液体连通，其特征在于，所述扩展水箱组件还包括连接箱体的底部和所述上部集水室以实现箱体和所述上部集水室的上部空间之间的流体连通的连通管。本实用新型还涉及具有所述扩展水箱组件的作业机械。

Description

用于作业机械冷却包的扩展水箱组件及作业机械

技术领域

本实用新型涉及一种扩展水箱组件，更具体地涉及用于作业机械冷却包的扩展水箱组件。本实用新型还涉及具有所述扩展水箱组件的作业机械。

背景技术

在作业机械例如液压挖掘机、轮式装载机、非公路卡车、轮式牵引铲运机中，发动机工作时产生的热量通过冷却系统中的冷却液带走，以避免发动机工作温度过高以及因此导致的效率降低。在冷却系统的冷却液循环回路中，冷却液会因温度升高膨胀而出现多余体积的冷却液，也可能因遇冷或因泄漏、蒸发而导致冷却液量过小，因而导致冷却液循环回路管路的压力升高或冷却液的冷却能力达不到要求。现有的冷却系统通常配设有回收罐来收集循环回路中多余的冷却液，但是，当例如作业机械在斜坡面上工作时，回收罐并不能对发动机冷却系统有效地补充防冻液，无法完全将热膨胀出去的冷却液100％回吸，容易导致散热器的上部集水室空出2～3L的空置容积，导致散热器中的流体分布不均以及管板连接处的热应力集中，散热器容易提前出现热疲劳失效。

中国实用新型专利CN202468004U中公开了一种工程机械发动机冷却系统副水箱装置，在该副水箱装置中，散热器上水室中的除气口与副水箱通过第一除气管连通，发动机除气口与副水箱通过第二除气管连通，副水箱溢流口装有溢流管，注水管连接副水箱的底部和散热器下水室连通。但是，该专利所公开的副水箱装置并不能有效解决散热器因冷却液量不足而出现的热应力集中的问题。不仅如此，所述副水箱装置结构复杂，空间布置受到限制。

因此，本实用新型旨在解决上述问题中的一种或多种。

实用新型内容

本实用新型旨在提供了一种用于作业机械冷却包的扩展水箱组件，所述冷却包包括发动机散热器，所述扩展水箱组件包括：一至少部分在发动机散热器上方的箱体；一通气管，该通气管构造用于使所述发动机散热器的上部集水室和所述箱体保持气体连通；以及一分流管，该分流管构造用于使所述箱体与发动机散热器的下部集水室保持液体连通，其特征在于，所述扩展水箱组件还包括连接所述箱体的底部和所述上部集水室以实现箱体和所述上部集水室的上部空间之间的流体连通的连通管。

与传统回收罐相比，根据本实用新型的扩展水箱组件具有较小的容积，(大约为冷却液循环系统总容积的4％)，因此，在倾斜容积要求方面不会受到过多的限制，此外，在本实用新型中，加设有用于初始填充和排气的通气管，分流管可以设计成具有较小的内径，用以形成至下部集水室的旁通流以实现系统除气的目的。由于扩展水箱组件的箱体具有较小的容积，在正常工作的情况下，在最低允许液位处具有约4.1次每分钟的置换速率，对于系统排气非常有利。此外，由于连通管的设置，所述扩展箱体组件能确保在箱体被排空之前始终保持散热器上部集水室充满冷却液，避免了上部集水室与芯体之间的连接处的热应力集中。

有利地，所述箱体布置在所述上部集水室的顶部。该构型简单、方便拆卸，有利于冷却液的流动。

有利地，所述冷却包包括中间冷却器，所述箱体设置在所述上部集水室的顶部位于中间冷却器的入口管和出口管之间。有利地，所述冷却包包括与发动机散热器并列布置的液压油冷却器，所述箱体设置在液压油冷却器的顶部。有利地，所述冷却包包括与发动机散热器并列布置的液压油冷却器，所述箱体设置在发动机散热器和液压油冷却器之间的边界的顶部。所述构型充分利用扩展箱体组件的箱体容积小、布置灵活的优点。

有利地，所述箱体具有上腔室和下腔室，下腔室具有比上腔室的水平截面小的水平截面，所述下腔室的容积小于所述上腔室的容积。有利地，所述连通管的接口位于所述下腔室的底部。通过此构型，能够使得即使在斜坡面上运行作业机械时始终保持冷却液至上部集水室的有利流动，确保冷却系统循环回路中循环有足够的冷却液。

有利地，所述通气管连接在所述箱体的侧壁与所述上部集水室的上表面之间。此构型使得能够充分利用箱体与上部集水室之间形成的角落空间。

有利地，所述通气管在所述箱体的最低允许液位和最高允许液位之间的一高度处连接在所述箱体的侧壁上。由此，能确保所述上部集水室中可能存在的空气经通气管流入到所述箱体中并在所述箱体的上部空间聚集，即确保通气管的正常工作，同时避免了在箱体中出现高压迫使占据箱体上部空间的空气经通气管流入到上部集水室。

有利地，所述箱体的侧壁上设置有观察窗，用以指示在所述箱体的最低允许液位和最高允许液位之间的液位。通过观察窗能实现对箱体内液位的监视，当箱体液位低于最低允许液位时，及时向箱体内注入冷却液，避免发生箱体被排空的情形。

有利地，在所述箱体的顶部设置有盖组件，该盖组件用于覆盖用于向所述箱体内部空间加注冷却液的开孔并设置有用于从所述箱体内部向外排气的阀组件。由此，确保箱体内的压力保持在正常的可接受范围内。

根据本实用新型的另一方面，提供一种作业机械，包括冷却包和用于该冷却包的上述扩展水箱组件。

因此，根据本实用新型的扩展水箱组件实际上是对传统上部集水室的内部容积进行了扩展，避免了因冷却液热膨胀导致的系统压力的上升，同时，通过连通管的设置来防止当上部集水室的冷却液液位由于冷却液的蒸发或泄漏而降低到仅部分上部集水室填充有冷却液的程度时在上部集水室与散热器芯体之间热应力的集中。此外，根据本实用新型的扩展水箱组件结构简单、安装和运行成本低、布置灵活。

附图说明

下文将参考附图进一步描述本实新型的实施例，在附图中：

图1示出根据本实用新型的带有扩展水箱组件的冷却包的透视图；以及

图2示出安装在散热器上部集水室上的本实用新型扩展水箱组件的细节图。

附图标记列表

1冷却包

10散热器

101上部集水室

102下部集水室

103入口接口

104出口接口

11中间冷却器

111入口管

112出口管

20扩展水箱组件

200箱体

201通气管

202连通管

203分流管

204观察窗

205盖组件

具体实施方式

参见图1，其显示了根据本实用新型的安装在作业机械的冷却包1上的扩展水箱组件20。特别地，扩展水箱组件20示出为设置在发动机散热器10的顶部(即放置在发动机散热器的上方)。扩展水箱组件20包括一箱体200。该箱体通过通气管201与发动机散热器的上部集水室101实现气体连通，通过连通管202与上部集水室101实现流体连通，并且还通过分流管203实现与发动机散热器的下部集水室102流体连通。具体地，如图2所示，通气管201构造用于使发动机散热器的上部集水室101和箱体200保持气体连通。连通管202连接箱体200的底部和上部集水室101以实现箱体和上部集水室内的上部空间之间的流体连通。

在本文中，术语“上”、“上部”、“下”、“下部”是指图1中的上方和下方。图1中的“上下”方向构成竖直方向，与该竖直方向垂直的方向则指示“水平”方向。

在图1所示的实施例中，冷却包1包括发动机散热器10和与发动机散热器并排布置的中间冷却器11。中间冷却器11构造用于冷却发动机进气。如图中所示，中间冷却器包括在发动机散热器顶部上方延伸的入口管111和出口管112。扩展水箱组件的箱体200设置在入口管111和出口管112之间并固定在发动机散热器的上部集水室101的顶部上。由此，可以有利地利用可用空间，使得整个冷却包结构更紧凑。

在另一有利的实施例中，冷却包包括与发动机散热器并列布置的液压油冷却器，箱体设置在液压油冷却器的顶部。

在又一有利的实施例中，冷却包包括与发动机散热器并列布置的液压油冷却器，箱体设置在发动机散热器和液压油冷却器之间的边界的顶部。

根据本实用新型，扩展水箱组件的箱体体积小(约占总冷却液循环系统容积的4％)，可灵活布置，而不会受到过多的空间限制。有利地，如图2所示，箱体具有上腔室和下腔室，下腔室具有比上腔室的水平截面小的水平截面，所述下腔室的容积小于所述上腔室的容积。在一具体实施例中，箱体呈横卧的“L”形(其中，下腔室限定L形的短边，上腔室限定L形的长边)并且与发动机散热器的上部集水室的拐角部靠接贴合，由此，进一步提高空间利用率。优选地，连通管202的接口位于所述下腔室的底部，以便于确保冷却液至上部集水室的有利流动。

通气管201设置在上部集水室101和箱体200之间，以用于将上部集水室和箱体内部的除容纳冷却液的容积之外的空间流体连通，使得上部集水室和箱体处于相同的气压下并使得冷却液能够在上部集水室和箱体之间通过连通管202自由流动。通气管201通常具有较小的内径。图2中示出，通气管201连接在箱体200的侧壁与发动机散热器的上部集水室101的上表面之间。有利地，通气管在箱体的最低允许液位和最高允许液位之间的一高度处连接在箱体的侧壁上。通过该高度位置的选择，可以避免箱体上部空间的空气逆流到上部集水室的可能性。如果通气管在高于箱体最高允许液位的位置设置在箱体侧壁上时极有可能出现所述空气逆流现象，原因在于：当箱体中的液位例如由于受热膨胀而逐渐上升逼近最高允许液位时，箱体中压力升高，可能迫使箱体上部空间的空气通过通气管进入到上部集水室，这对于上部集水室的内部空间的充满以及冷却液的流动循环非常不利。当然，当通气管在低于最低允许液位的位置设置在箱体的侧壁上时，此时的通气管则近乎丧失了通气的功能而不能正常工作。

如图2所示，箱体200的侧壁上设置有观察窗204，用以监测或指示在箱体的最低允许液位和最高允许液位之间的液位。优选地，观察窗204设置在箱体200的可接近一侧的侧壁上以方便观看。

在优选的实施例中，在箱体200的顶部设置有盖组件205，该盖组件用于覆盖用于向箱体内部空间加注冷却液的开孔并设置有用于使箱体上部空间所积攒的过量空气排放到大气中的阀组件。该阀组件的设置有利于确保箱体内部空间中的气压压力保持在正常的压力范围内。

通常，在发动机散热器的上部集水室101的侧壁上设置有用于将冷却液引导到上部集水室中的入口接口103。上部集水室中的冷却液通过其中设置的分配器分流到散热器芯体的冷却通道内，流经散热器芯体的冷却液进入到散热器的下部集水室102(如图1所示)并经出口接口104从中流出而流入到待冷却的装置例如发动机冷却套中，从而带走发动机因运行而产生的热并使其降低到可接受的温度水平。

工业实用性

本实用新型可应用于各种带有冷却包的作业机械——其中，有调节冷却包所在的冷却系统循环回路中冷却液的压力以及冷却液量的需要。所公开的扩展水箱组件使得能够快速地补充冷却液并能够准确监视散热器中冷却液量的变化情况，避免散热器的上部集水室部分填充有冷却液的情形发生以及因此避免散热器的提前热疲劳失效。此外，扩展水箱组件可直接用于现有的作业机械的改装，改装成本低。

下面对本实用新型的扩展水箱组件的工作原理进行说明。

在正常情况下，扩展水箱组件20的箱体200通过连通管202与上部集水室101保持液体连通，因此，通过观察窗204显示的箱体内的液位则反映出上部集水室中的液位。当由观察窗所显示的箱体内的液位低于最低允许液位时，则表示上部集水室101中可能出现空置容积，需要向上部集水室中补充冷却液。当由观察窗所显示的箱体内的液位高于最高允许液位时，则表示需要排除过多的冷却液，以保证散热器的正常工作。同时，箱体和上部集水室通过通气管201保持气体连通，因此，确保冷却液循环回路的压力保持在容许的范围内。

来自入口接口103的冷却液(例如为热的冷却液)进入到散热器10的上部集水室101，流经散热器芯体并从下部集水室流出而进入到冷却液循环回路的其他部分。当发热部件温度升高时，冷却液循环回路中的液体受热膨胀，因此，过多的冷却液会从冷却系统的冷却液循环回路经分流管流入到扩展水箱组件20的箱体200内，由此避免了在冷却液循环回路中因受热膨胀的流体而导致的过高压力。此外，箱体上设置的用于加注冷却液的开孔可以用于在冷却液遇冷收缩或冷却液循环回路例如因泄漏而导致的流量过小的情况下加注冷却液，从而使得可以有利地根据作业机械上的发热部件所需的冷负荷来实时调节，更有利地，由于连通管202的液体连通作用，能够快速地补充冷却液，防止散热器中因流量过小而出现的流动分布不均并因此防止散热器提前热疲劳失效。

各种作业机械例如挖掘机、装载机、平地机、推土机、非公路卡车、轮式牵引铲运机等都可受益于本文所公开的内容。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并不用于限制本实用新型，对本领域的技术人员而言，可以在不偏离本实用新型的范围的情况下对本实用新型的装置做出多种改良和变型。本领域的技术人员通过考虑本说明书中公开的内容也可得到其它实施例。本说明书和示例仅应被视为示例性的，本实用新型的真实范围由所附权利要求以及等同方案限定。

Claims (12)

1.一种用于作业机械冷却包的扩展水箱组件，所述冷却包包括发动机散热器，所述扩展水箱组件包括：一至少部分在发动机散热器上方的箱体；一通气管，该通气管构造用于使所述发动机散热器的上部集水室和所述箱体保持气体连通；以及一分流管，该分流管构造用于使所述箱体与发动机散热器的下部集水室保持液体连通，其特征在于，所述扩展水箱组件还包括连接所述箱体的底部和所述上部集水室以实现箱体和所述上部集水室的上部空间之间的流体连通的连通管。

2.根据权利要求1所述的扩展水箱组件，其特征在于，所述箱体布置在所述上部集水室的顶部。

3.根据权利要求1所述的扩展水箱组件，其特征在于，所述冷却包包括中间冷却器，所述箱体设置在所述上部集水室的顶部位于中间冷却器的入口管和出口管之间。

4.根据权利要求1所述的扩展水箱组件，其特征在于，所述冷却包包括与发动机散热器并列布置的液压油冷却器，所述箱体设置在液压油冷却器的顶部。

5.根据权利要求1所述的扩展水箱组件，其特征在于，所述冷却包包括与发动机散热器并列布置的液压油冷却器，所述箱体设置在发动机散热器和液压油冷却器之间的边界的顶部。

6.根据权利要求1所述的扩展水箱组件，其特征在于，所述箱体具有上腔室和下腔室，下腔室具有比上腔室的水平截面小的水平截面，所述下腔室的容积小于所述上腔室的容积。

7.根据权利要求6所述的扩展水箱组件，其特征在于，所述连通管的接口位于所述下腔室的底部。

8.根据权利要求1所述的扩展水箱组件，其特征在于，所述通气管连接在所述箱体的侧壁与所述上部集水室的上表面之间。

9.根据权利要求1所述的扩展水箱组件，其特征在于，所述通气管在所述箱体的最低允许液位和最高允许液位之间的一高度处连接在所述箱体的侧壁上。

10.根据权利要求1-9中的任一项所述的扩展水箱组件，其特征在于，所述箱体的侧壁上设置有观察窗，用以指示在所述箱体的最低允许液位和最高允许液位之间的液位。

11.根据权利要求1-9中的任一项所述的扩展水箱组件，其特征在于，在所述箱体的顶部设置有盖组件，该盖组件用于覆盖用于向所述箱体内部空间加注冷却液的开孔并设置有用于从所述箱体内部向外排气的阀组件。

12.一种作业机械，包括冷却包和用于该冷却包的根据权利要求1-11中任一项所述的扩展水箱组件。