EA025849B1 - Трактор виндроуэра с параллельными теплообменниками для охлаждения двигателя и связанных с ним текучих сред - Google Patents

Abstract

Сельскохозяйственный трактор, имеющий двигатель, отделенный промежутком в продольном направлении вдоль своей рамы от кабины оператора, имеет отличительный признак в виде по меньшей мере двух теплообменников, содержащихся на раме в положении, находящемся в продольном направлении между кабиной оператора и двигателем, для осуществления воздушного охлаждения по меньшей мере одной текучей среды, связанной с двигателем. Два теплообменника расположены параллельно таким образом, чтобы каждый принимал впускаемую струю окружающего воздуха, которая является независимой от выпускаемой струи отработанного воздуха из другого теплообменника. Соответственно, каждый теплообменник использует наиболее холодный воздух, способный сделать максимальным охлаждающий потенциал системы. Выпускаемая струя воздуха из теплообменников выталкивается назад, чтобы избежать рециркуляции данного нагретого воздуха по мере того, как машина движется вперед, и для направления отработанного воздуха мимо двигателя для дополнительного охлаждающего эффекта.

Description

Представленное изобретение, в общем, относится к системам охлаждения для тракторов виндроуэров или валкоукладчиков и, в частности, к усовершенствованной системе охлаждения, использующей теплообменники, расположенные между кабиной оператора и двигателем, в конфигурации, использующей параллельные впускные отверстия для окружающего воздуха для минимизации температуры воздуха на впуске каждого теплообменника для максимальной теплопередачи.

Уровень техники

Строгие стандарты выбросов повышают требования к отводу тепла систем охлаждения дизельных двигателей. В результате требуются более эффективные средства охлаждения данных двигателей. Виндроуэры работают в условиях высоких пожнивных остатков, которые засоряют системы охлаждения. Повышение требований к охлаждению требует большего воздушного потока через охладители, результатом чего является либо более высокая скорость воздуха, на одной и той же площади, или более большая поверхность охладителя при равных или уменьшенных скоростях воздуха. Исторически система охлаждения в виндроуэрах имела теплообменники, установленные последовательно, т.е. со струей выходящего воздуха из одного теплообменника, образующей струю входящего воздуха следующего теплообменника, со значительным понижением их общей эффективности. Наиболее эффективный теплообменник имеет большую фронтальную площадь поверхности и гонкую сердцевину, подвергаемую воздействию окружающего воздуха.

1ойи Эссгс. №\у Но11аиб и выпускаемый в настоящее время МасИои \Утбго\уег все используют аналогичные системы, которые втягивают воздух в систему охлаждения в задней части машины, через ряд теплообменников, выпускающих горячий воздух в направлении движения, в котором движется машина во время работы в поле (с тяжелой нагрузкой, поэтому там требования к охлаждению являются наивысшими). Подобная общепринятая компоновка схематично проиллюстрирована на фиг. 1, где трактор для виндроуэра 1 приводится в движение в рабочем направлении Р вперед, в котором жатка 23А виндроуэра 1 идет впереди рамы 11, на которой содержатся кабина 30 оператора, двигатель 24 и теплообменники 50а, 50Ь. Двигатель 24 находится между кабиной 30 оператора и теплообменниками 50а, 50Ь, которые установлены один за другим на задней части рамы трактора. Установленный последним теплообменник 50а втягивает окружающий воздух 52 сзади трактора для охлаждения одной или более связанных с двигателем текучих сред (например, охлаждающей жидкости, масла двигателя, поступающего в двигатель воздуха), а затем воздух продолжает движение вперед через второй теплообменник 50Ь для охлаждения еще одной или более связанных с двигателем текучих сред. Входящий воздух второго теплообменника 50Ь, являясь тем же самым воздухом, который выходит из первого теплообменника 50а, соответственно имеет более высокую температуру, чем окружающий воздух, используемый первым теплообменником.

Данная общепринятая конфигурация втягивания воздуха для системы охлаждения в задней части машины и выпуска горячего воздуха в направлении передней части машины (т.е. в направлении движения) работает с предварительным нагревом воздуха, втягиваемого в систему. То есть передний выпуск отработанного воздуха 54 из теплообменников 50а, 50Ь создает проблему в том, что рабочее направление Р машины вперед движет трактор вперед мимо только что выпущенного воздуха 54, что означает, что некоторая часть данного отработанного воздуха 54 рециркулирует через теплообменники, как показано пунктирными линиями 56, понижая соответственно температуру поступающего воздуха и понижая соответственно эффективность работы теплообменника.

Один известный виндроуэр НеккФи, схематично показанный на фиг. 2, отличается от конфигурации выше, имея вместо этого теплообменники 50а, 50Ь, расположенные между кабиной 30 и двигателем, для втягивания окружающего воздуха 52 позади кабины 30 сверху капота 58 двигателя, а затем для выпуска отработанного воздуха 59 назад. Однако большинство теплообменников 50а, 50Ь или охладителей в данной конфигурации все-таки расположены последовательно.

На фиг. 9 и 10 схематично показана более поздняя конструкция Некк1ои. Данная конструкция использует параллельные теплообменники, расположенные в коробообразной конфигурации позади двигателя, при этом два теплообменника 50х-1 и 50х-2 обращены назад, а два других 50у, 50ζ обращены в боковом направлении наружу. Окружающий воздух 52 втягивается вперед и в боковом направлении в задней части машины посредством вентилятора 59, который расположен напротив задних теплообменников 50х-1, 50х-2 и между двумя боковыми теплообменниками 50у, 50ζ, при этом воздух соответственно проходит через теплообменники 50х-1, 50х-2, 50у и 50ζ, а затем выходит вперед в направлении двигателя перед выходом в боковом направлении и назад из моторного отсека. Несмотря на то, что использование параллельных потоков входящего воздуха для различных теплообменников предоставляет некоторое преимущество над рядом более общепринятых конфигураций, направление отработанного воздуха, выпускаемого из теплообменников, снова создает потенциальные пути 56 рециркуляции воздуха, которые могут ограничивать эффективность теплообмена.

Соответственно, существует необходимость в предоставлении усовершенствованной системы охлаждения для двигателя трактора виндроуэра или валкоукладчика.

- 1 025849

Сущность изобретения

Согласно первому аспекту изобретения предоставлен сельскохозяйственный трактор, содержащий раму, расположенную в продольном направлении трактора;

множество вращающихся ходовых колес, соединенных с рамой, для транспортировки рамы по земле, включая ведущие колеса, выполненные с возможностью приведения трактора в движение в рабочем направлении вперед вдоль продольного направления трактора;

кабину оператора, содержащуюся на раме;

двигатель, установленный в моторном отсеке на раме, в положении, отделенном промежутком в продольном направлении от кабины в направлении назад, противоположном рабочему направлению вперед; и по меньшей мере два теплообменника, содержащихся на раме в положении, находящемся в продольном направлении между кабиной оператора и двигателем, и выполненных с возможностью осуществления воздушного охлаждения по меньшей мере одной текучей среды, связанной с двигателем, при этом каждый из двух теплообменников выполнен с возможностью приема впускаемой струи окружающего воздуха, которая является независимой от выпускаемой струи отработанного воздуха из другого из двух теплообменников, при охлаждении по меньшей мере одной текучей среды, связанной с двигателем; и конфигурацию выпускного отверстия для отработанного воздуха, выполненного с возможностью направления выпускаемой струи воздуха из каждого из двух теплообменников в направлении выпуска, не имеющем передней составляющей в продольном направлении.

Предпочтительно конфигурация выпускного отверстия для отработанного воздуха выполнена с возможностью направления выпускаемой струи воздуха из каждого из двух теплообменников в направлении назад.

Предпочтительно конфигурация выпускного отверстия для отработанного воздуха выполнена с возможностью направления выпускаемой струи воздуха из каждого из двух теплообменников мимо двигателя.

Предпочтительно теплообменники выполнены с возможностью наличия впускаемой струи окружающего воздуха, проходящей через них в поперечном направлении, пересекающем продольное направление.

Предпочтительно впускные отверстия для окружающего воздуха, через которые впускаемые потоки окружающего воздуха поступают в два теплообменника, отделены промежутком друг от друга.

Впускные отверстия для окружающего воздуха могут быть расположены на противоположных сторонах продольной центральной линии рамы. В качестве альтернативы, впускные отверстия для окружающего воздуха могут находиться в центральном положении на продольной центральной линии рамы, расположенной, например, сверху теплообменников.

Отверстия для впуска окружающего воздуха могут быть обращены в боковом направлении наружу для приема окружающего воздуха из соответствующих источников на противоположных сторонах трактора.

В качестве альтернативы, отверстия для впуска окружающего воздуха обращены вверх для приема окружающего воздуха сверху трактора. Еще один вариант осуществления может использовать комбинации впускных отверстий для окружающего воздуха, открывающихся в боковом направлении и вверх.

Предпочтительно два теплообменника расположены таким образом, чтобы воздух протекал через теплообменники в центральное пространство между ними.

Может быть предоставлен корпус, окружающий центральное пространство между теплообменниками, и вентилятор, установленный в корпусе для перемещения воздуха через теплообменники в корпус, а затем в продольном направлении назад через конфигурацию выпускного отверстия для отработанного воздуха.

В качестве альтернативы, для каждого из двух теплообменников может быть предоставлен соответствующий вентилятор и направляющие воздушного потока, расположенные в пространстве между двумя теплообменниками, при этом вентиляторы выполнены с возможностью перемещения воздуха через теплообменники в пространство между ними, причем направляющие воздушного потока затем перенаправляют воздух в продольном направлении назад. Данные вентиляторы могут приводиться в движение независимо или посредством общего вала.

Предпочтительно каждый вентилятор представляет собой вентилятор с переменной скоростью.

Может быть предоставлен контроллер вентилятора, выполненный с возможностью изменения рабочей скорости вентилятора согласно условиям, определяемым указанным контроллером.

Одно или более условий, определяемых указанным контроллером, могут включать условия окружающего воздуха.

Дополнительно или в качестве альтернативы, одно или более условий, определяемых указанным контроллером, могут включать условия нагрузки на двигатель, температуру охлаждающей жидкости двигателя, наддувочного воздуха или маслоохладителя гидросистемы.

Предпочтительно каждый вентилятор представляет собой реверсивный вентилятор, действующий в

- 2 025849 режиме теплообмена, вращаясь в первом направлении для перемещения окружающего воздуха внутрь через теплообменники из окружающей среды, и в режиме очистки, вращаясь в противоположном направлении для перемещения воздуха наружу через теплообменники в окружающую среду для вытеснения загрязняющих веществ, засоряющих зоны впуска теплообменников.

Каждый вентилятор может иметь гидравлический привод.

Вместо или в дополнение к одному или более реверсивным вентиляторам, для уменьшения ограничения воздушного потока, обусловленного накоплением мусора, на путях прохождения впускаемых потоков окружающего воздуха могут быть вмонтированы известные типы самоочищающихся экранов.

Краткое описание чертежей

На сопровождающих чертежах, которые иллюстрируют типичные варианты осуществления представленного изобретения фиг. 1 представляет собой схематичный вид сверху одного типа трактора валкоукладчика предыдущего уровня техники, иллюстрирующий воздушный поток через установленные сзади теплообменники, расположенные последовательно позади двигателя на заднем конце трактора, для охлаждения одной или более связанных с двигателем текучих сред.

Фиг. 2 представляет собой схематичный вертикальный вид сбоку еще одного типа трактора валкоукладчика предыдущего уровня техники, иллюстрирующий воздушный поток через установленные промежуточно теплообменники, расположенные последовательно позади кабины оператора, но впереди установленного сзади двигателя.

Фиг. 3 представляет собой схематичный вид сверху трактора валкоукладчика, иллюстрирующий воздушный поток через компоновку параллельных теплообменников с боковой подачей согласно первому варианту осуществления представленного изобретения.

Фиг. 4 представляет собой более подробный схематичный вид сверху трактора валкоукладчика, иллюстрирующий воздушный поток через компоновку параллельных теплообменников с верхней подачей согласно второму варианту осуществления представленного изобретения.

Фиг. 5 представляет собой перспективный вид сзади еще одного узла теплообменника с боковой подачей, аналогичного теплообменнику фиг. 3.

Фиг. 6 представляет собой перспективный вид сзади узла теплообменника с верхней подачей фиг. 4.

Фиг. 7 представляет собой схематичное перспективное изображение капота двигателя для трактора валкоукладчика фиг. 3.

Фиг. 8 представляет собой схематичное перспективное изображение капота двигателя для трактора валкоукладчика фиг. 4.

Фиг. 9 представляет собой схематичный вид сверху еще одного типа трактора валкоукладчика предыдущего уровня техники, иллюстрирующий воздушный поток через установленные сзади теплообменники, расположенные параллельно позади двигателя на заднем конце трактора для охлаждения одной или более связанных с двигателем текучих сред.

Фиг. 10 представляет собой схематичный вид сбоку в разрезе трактора валкоукладчика предыдущего уровня техники фиг. 9.

Подробное описание изобретения

Со ссылкой на фиг. 4 трактор валкоукладчика, обозначенный в общем 10, содержит раму 11, которая располагается на первой паре управляемых ходовых колес 12 и 13 и на второй паре неуправляемых самоустанавливающихся колес 14 и 15. Управляемые колеса 12 и 13 установлены на подходящих опорах 16, которые поддерживают ходовые колеса от рамы 11. Каждое из управляемых ходовых колес 12 и 13 приводится в движение гидравлическим двигателем 17, содержащимся на опоре 16, который принимает гидравлическую жидкость под давлением из питающей магистрали и приводит в движение ходовое колесо со скоростью вращения, зависящей от скорости потока гидравлической жидкости.

Колеса 14 и 15 установлены на общепринятых поворотных кронштейнах 18, которые поворачиваются вокруг оси 19 поворотного кронштейна. Ходовые колеса 14 и 15 являются неуправляемыми и просто установлены в опорном кронштейне 20, который может поворачиваться вокруг оси 19 поворотного кронштейна таким образом, чтобы самоустанавливающиеся колеса следовали движению транспортного средства, управляемого управляемыми колесами 12 и 13. Соответственно скоростью транспортного средства по земле управляют посредством скорости вращения колес 12 и 13, а рулевое управление контролируют посредством различия в скорости между колесами 12 и 13.

Рама показана только схематично, поскольку она может широко варьировать в соответствии с требованиями, как хорошо известно квалифицированному специалисту в данной области. На управляемом конце 11А рамы установлены подходящие опоры 21 и 22 для расположения жатки 23А. И снова данные элементы хорошо известны квалифицированным специалистам в данной области, причем может использоваться ряд различных конструкций. Соответственно опорные элементы 21, 22 на жатке, расположенной таким образом, показаны только схематично. Может быть использовано множество различных типов жаток, включая косилки дискового типа или косилки ножевого типа. Ширина жатки может значительно варьировать в зависимости от типа сельскохозяйственной культуры и используемой режущей системы. Предпочтительно жатка расположена на тракторе, а не на отдельных опорах, и трактор содержит подъ- 3 025849 емный механизм, схематично обозначенный 23, выполненный с возможностью поднимания и опускания жатки на тракторе между различными рабочими положениями, и между рабочими положениями и поднятым положением, освобожденным от земли для перемещения жатки по земле, когда она не находится в рабочем положении.

Трактор содержит двигатель 24, содержащийся на раме 11 рядом со вторым концом 11В рамы. Двигатель выполнен с возможностью приведения в действие ряда насосов 25, 26 и 27 для выработки находящейся под давлением гидравлической жидкости для приведения в действие различных составных элементов трактора. Как показано, могут быть использованы отдельные насосы, или может быть использован единственный насос с вырабатываемой таким образом гидравлической жидкостью под давлением, разделяемой в отдельные регулируемые проходы для жидкости для управления различными составными элементами, или с параллельной компоновкой, такой как на виндроуэрах М-серии, изготавливаемых обладателем настоящего патента.

На управляемом конце 11А рамы предоставлена кабина 30, которая установлена на управляемом конце между управляемыми колесами 12 и 13, чтобы оператор мог смотреть за жаткой 23А в процессе работы в поле. Кабина 30 заключает пульт оператора, обозначенный в общем 31, который содержит сиденье 32, рулевое устройство 33, такое как общепринятый штурвал управления, устройство 34 управления скоростью и вспомогательное устройство 35 управления. Штурвал 33 управления относится к общепринятому типу и установлен на пульте перед сиденьем с помощью подходящих установочных приспособлений, которые позволяют оператору садиться на сиденье и удобно располагаться на сиденье позади штурвала управления. Справа от оператора предоставлено устройство 34 управления скоростью в общем в виде рычага, который может поворачиваться вперед и назад между обратным положением сзади, нейтральным положением в центре и передним положением спереди. Вследствие этого, оператор может интуитивным образом тянуть рычаг назад для движения назад и толкать рычаг вперед для движения вперед, со скоростью движения, регулируемой посредством относительного положения рычага вдоль его скольжения. В дополнение предоставлен переключатель 34А, который может быть задействован для выбора диапазонов скоростей для скорости движения транспортного средства.

Справа от оператора, на том же самом рычаге, что и устройство управления скоростью для удобного доступа для руки оператора, предоставлено вспомогательное устройство 35 управления, которое содержит ряд переключателей и рычагов для управления положением и рабочими параметрами жатки, прикрепленной к трактору. Переключатели могут включать управление высотой и углом жатки посредством четырехпозиционного (двухкоординатного) переключателя, управление высотой мотовила и передним местоположением посредством четырехпозиционного (двухкоординатного) переключателя и двухпозиционного однокоординатного переключателя управления скоростью мотовила так, чтобы квалифицированный оператор мог управлять параметрами жатки в процессе работы. Жатка включается главным рычагом управления движением во многих случаях, также направляется в обратную сторону в случае блокировки, и соответственно будет содержать переключатель для предоставления возможности подобного реверсирования.

Многие из составных элементов выше являются хорошо известными и общепринятыми, и могут быть обнаружены во многих различных конструкциях подобных тракторов, изготавливаемых рядом изготовителей, включая обладателя настоящего патента.

Пульт 31 оператора может относиться к типу, описанному в Патенте США № 7159687 обладателя настоящего патента, где пульт выполнен с возможностью поворота вокруг вертикальной оси между первым положением (проиллюстрированным на фиг. 4), где сиденье обращено к ведущему концу 11А машины, и вторым положением (не показано), в котором сиденье обращено к концу 11В двигателя машины. Первое из данных положений известно здесь как полевой режим или режим кабина впереди, где пульт оператора обращен к жатке 23А для использования ее в поле с машиной, приводимой в движение в проиллюстрированном рабочем направлении Р. Другое положение может быть известно, как транспортировочный режим или режим двигатель впереди, где пульт оператора обращен к концу 11В двигателя машины для транспортировки машины по дороге за счет приведения ее в движение в противоположном направлении, в котором двигатель находится впереди кабины. Так как представленное изобретение главным образом касается работы системы охлаждения трактора в полевом режиме, где как жатка, так и система привода прикладывает нагрузку на двигатель по сравнению с транспортировочным режимом, где жатка не используется, термины передний/вперед и задний/сзади/назад используются относительно рабочего направления Р вперед, показанного на чертежах, где конец 11А жатки рамы 11 и кабина 30, установленная на данном конце рамы, находятся впереди двигателя в данном направлении, и соответственно определяют передний конец машины.

Со ссылкой на фиг. 3 и 4, где трактор 10 валкоукладчика представленного изобретения наиболее заметно отличается от тракторов предыдущего уровня техники фиг. 1 и 2 по расположению двух своих теплообменников 50с, 50ά между кабиной 30 и двигателем 24 в конфигурации, направленной на снабжение каждого теплообменника 50с, 50ά соответствующей струей окружающего входящего воздуха 52а, 52Ъ, который втягивается позади кабины 30 и отделен и является независимым от струи 54а, 54Ъ отработанного воздуха другого теплообменника, которая направлена назад вдоль продольной оси Ь машины,

- 4 025849 мимо двигателя 24 и из заднего конца капота двигателя на заднем конце рамы. Использование термина независимый для описания взаимного расположения между струей входящего воздуха, следующего в каждый теплообменник, и отработанной струей, выходящей из другого теплообменника, применяется для обозначения, что входящий воздух каждого теплообменника не содержит отработанного воздуха из другого теплообменника. Термин независимый не обязательно диктует, что воздушные потоки, двигающиеся через теплообменники, остаются разделенными (свободными друг от друга) на всем своем продвижении через машину, так как например, отработанный воздух из двух теплообменников может смешиваться вместе после прохождения через теплообменники.

Двумя теплообменниками могут быть теплообменники для множества текучих сред, каждый из которых обеспечивает воздушное охлаждение двух или более текучих сред. Два теплообменника могут обеспечивать всего четыре теплообменных соотношения, например, в виде масляного охладителя, охладителя конденсатора кондиционера, радиатора двигателя и охладителя воздуха турбонаддува, с необязательным охладителем топлива, обеспечивающим пятое теплообменное соотношение.

В проиллюстрированных вариантах осуществления, два теплообменника 50с, 50й с поперечным потоком разделены промежутком на противоположных соответствующих сторонах продольной центральной линии Ь рамы 11, с площадью поперечного сечения каждого теплообменника 52с, 52й (т.е. плоскостью теплообменника, которая является перпендикулярной общему направлению воздушного потока через него), выполненной с возможностью располагаться более параллельно, чем перпендикулярно продольному направлению рамы 11, с площадью поперечного сечения, обращенной в боковом направлении от центральной линии Ь рамы. Один или более вентиляторов выполнены с возможностью втягивания воздуха внутрь через теплообменники в центральное пространство, оставленное между ними, при этом воздух перенаправляется для продвижения назад вдоль центральной линии Ь рамы, мимо двигателя 24, и гидравлических насосов 25, 26, 27 и какого-либо другого оборудования с приводом от двигателя 24а (альтернативного, компрессора кондиционирования воздуха и т.д.) для выхода через задний конец капота, который заключает моторный отсек.

В узле теплообменника фиг. 3 и 5, каждый теплообменник 50с, 50й установлен на наружной поверхности корпуса 60 соответствующего вентилятора, расположенного на соответствующей стороне центральной линии Ь рамы 11. Противоположная внутренняя поверхность 60а корпуса 60 вентилятора обращена в направлении центральной линии Ь рамы 11 трактора и имеет отличительный признак в виде пары рельсов 62 крепления двигателя, расположенных по ширине круглого отверстия через корпус 60 вентилятора для того, чтобы содержать гидравлический двигатель 64 вентилятора 66, который поддерживается с возможностью вращения в круглом отверстии корпуса 60 для вращения с приводом от выходного вала гидравлического двигателя 64. Направляющие воздушного потока или дефлекторы 68 расположены между корпусами 60 вентиляторов теплообменников, и могут соединять их вместе. Каждая направляющая воздушного потока имеет отличительный признак в виде вертикальной передней стенки 68а, выступающей внутрь из соответствующего корпуса вентилятора перед отверстием вентилятора, и изгибающейся на девяносто градусов вокруг вертикальной оси. Центральный вертикальный делитель 68Ь затем проходит прямолинейно назад вдоль центральной линии Ь рамы 11 трактора мимо отверстий вентилятора от изогнутых передних стенок 68а направляющих 68 воздушного потока и может быть образован единственной центральной стенкой, общей для двух направляющих воздушных потоков, или обращенными друг к другу стенками двух направляющих воздушных потоков. В проиллюстрированном варианте осуществления, каждая направляющая 68 воздушного потока завершается верхней стенкой 68с, выступающей наружу из корпуса вентилятора над отверстием вентилятора в нем к центральному делителю. Верхние стенки могут представлять собой отдельные стенки или могут быть образованы в виде единого целого общей верхней стенкой, полностью протянутой между двумя корпусами вентиляторов.

При вращении каждого вентилятора 66 в предварительно заданном направлении своим соответствующим гидравлическим двигателем 64, например, при вращении двух вентиляторов в одном и том же направлении с лопастями вентилятора противоположного угла установки, вентиляторы втягивают воздух через соответствующие теплообменники в пространство между ними, где направляющие воздушных потоков затем перенаправляют отработанный воздушный поток из теплообменников назад через капот 58' двигателя трактора. Каждый гидравлический вентилятор является реверсивным, посредством чего работа вентиляторов в противоположном направлении будет продувать воздух обратно через теплообменники из пространства между ними для того, чтобы расшатать частицы или мусор, который застрял внутри теплообменника. Работа вентиляторов в первом направлении соответственно определяет режим теплообмена работы вентилятора, в котором окружающий воздух снаружи капота двигателя втягивается в него в боковом направлении через каждый теплообменник, охлаждая за счет этого одну или более связанных с двигателем текучих сред, циркулирующих через трубопроводы теплообменника с поперечным течением. Работа вентиляторов во втором направлении определяет режим очистки, толкая воздух в обратном направлении изнутри капота двигателя в окружающую среду.

Каждый теплообменник может быть выполнен с возможностью проведения охлаждения одной или более текучих сред, связанных с двигателем 24. Например, со ссылкой на фиг. 3 и 5, первым теплообменником 50с, расположенным рядом с левой стороной трактора, при установке, может быть объединен- 5 025849 ный масляный охладитель и охладитель конденсатора кондиционера. Второй теплообменник 506 справа фигуры может представлять собой радиатор двигателя, имеющий впускной и выпускной порты охлаждающей жидкости двигатель и крышку герметизированной системы, а также представлять собой охладитель воздуха турбонаддува для охлаждения сжатого воздуха из турбокомпрессора по пути в двигатель для использования в процессе сгорания. Это только пример одной возможной конфигурации, и следует учитывать, что количество и тип текучих сред, охлаждаемых каждым теплообменником, и распределение данных текучих сред между двумя теплообменниками может изменяться, все-таки получая в то же время пользу от использования в представленном изобретении параллельных воздушных потоков через два теплообменника для получения в каждом преимущества окружающего воздуха с низкой температурой. В дополнение к параллельным теплообменникам, последовательно может быть добавлен небольшой дополнительный теплообменник (например, охладитель топлива), если пространственные ограничения или другие ограничения оправдывают или требуют подобной конфигурации без существенных побочных эффектов достигнутого преимущества поступающего воздуха с более низкой температурой для параллельных теплообменников по сравнению с последовательными конструкциями предыдущего уровня техники.

Фиг. 6 показывает конфигурацию второго варианта осуществления параллельных теплообменников. И снова, каждый из двух теплообменников 50с, 506 расположен на соответствующей стороне центрального пространства, оставленного между ними, таким образом, чтобы находиться с соответствующей стороны продольной центральной линии Ь трактора, но вместо того, чтобы быть установленными соответствующим образом на двух отдельных корпусах вентиляторов, теплообменники установлены на наружных в боковом направлении боковых стенках более большого единственного корпуса 60' вентилятора, который окружает пространство между двумя теплообменниками. Вместо двух вентиляторов, имеющих оси вращения, расположенные поперек продольной центральной линии трактора, единственный вентилятор 66' поддерживается в единственном отверстии корпуса 60' вентилятора в его задней стенке 74 для управляемого вращения вокруг в общем горизонтальной оси, параллельной продольному направлению рамы 11 трактора. И снова, вентилятор может иметь гидравлический привод и быть реверсивным для работы как в режиме теплообмена, так и в режиме очистки. В режиме теплообмена, вентилятор втягивает воздух через теплообменники в пространство между ними, затем выдувает воздух назад из корпуса вентилятора с прохождением мимо двигателя, и возможно управляемых двигателем насосов и оборудования в зависимости от схемы моторного отсека, для выхода из моторного отсека через подходящие отверстия в задней стенке капота двигателя. В одном варианте осуществления узел теплообменника, показанный на фиг. 6, может быть установлен поверх гидравлических насосов, причем в данном случае существующий воздушный поток не будет протекать непосредственно над насосами. Например, модель шестицилиндрового двигателя может иметь такую конфигурацию, где насосы находятся под узлом теплообменника, тогда как четырехцилиндровая модель может иметь насос, расположенный позади узла теплообменника, где они могут быть открыты для потока выпускаемого воздуха из теплообменников. Часть воздуха, выпускаемого назад из теплообменников, может двигаться вниз и выходить из машины под моторным отсеком.

Вариант осуществления фиг. 6 также отличается от варианта осуществления фиг. 5 добавлением впускных каналов 76, образованных на наружных поверхностях теплообменников. Каждый впускной канал имеет переднюю и заднюю стенки 76а, 76Ь, выступающие из теплообменника в боковом направлении наружу, и внешнюю стенку 76с, взаимно соединяющую переднюю и заднюю стенки канала на их дистальных концах, расположенных напротив теплообменника. Передняя и задняя стенки являются скошенными по ширине, причем каждая сужается от своего верхнего конца к нижней точке, при том, что внешняя стенка 76с наклонно скошена относительно внешней поверхности теплообменника. Канал открыт на своем верхнем конце, создавая впускное отверстие 766, ограниченное верхними концами стенок канала и верхним концом внешней поверхности теплообменника. Благодаря комическим передней и задней стенкам и скошенной наружной стенке, канал вследствие этого также является коническим, чтобы меньше расти, переходя от своего открытого верхнего конца к своему закрытому нижнему концу на дне теплообменника.

Также со ссылкой на вариант осуществления фиг. 6, каждый теплообменник косо наклонен вокруг горизонтальной оси от вертикальной ориентации приблизительно на 20 градусов с наклоном своего верхнего конца внутрь в направлении центральной продольной оси Ь машины, создавая соответственно пространство для конических впускных каналов, которые являются более широкими на своих верхних впускных концах без увеличения ширины всего узла теплообменника. Каждый теплообменник также косо наклонен вокруг вертикальных осей отклонения от ориентации, параллельной продольной оси Ь машины, таким образом, чтобы два теплообменника находились в плоскостях, которые горизонтально расходятся в направлении заднего конца машины. Данное расхождение теплообменников назад улучшает воздушный поток внутри корпуса 60' в том, что два потока отработанного воздуха сходятся лучше, уменьшая за счет этого турбулентность и увеличивая в результате общую эффективность. В дополнение, данная конфигурация уменьшает ширину всего узла теплообменника около задней части кабины оператора, что обеспечивает возможность улучшенной видимости поворотных колес 14, 15 из кабины опера- 6 025849 тора, а также уменьшает общее пространство, занимаемое узлом.

В первом варианте осуществления фиг. 5 отсутствуют подобные впускные каналы, оставляя вместо этого обращенные в боковом направлении наружу стороны теплообменников открытыми для сообщения с окружающей средой снаружи капота двигателя через загороженные соответствующим образом отверстия 78 в сторонах капота 58' двигателя (фиг. 7) около переднего конца капота, который находится позади кабины, когда капот находится в закрытом положении. Во втором варианте осуществления, капот 58 двигателя (фиг. 8) имеет отличительный признак в виде отверстий 80 в своей верхней стенке в соответствующих положениях рядом со сторонами капота для сообщения с возможностью прохождения текучей среды внешней среды с впускными отверстиями 766 впускных каналов, которые находятся под отверстиями капота, когда узел теплообменника установлен, а капот закрыт. В проиллюстрированном варианте осуществления фиг. 8, впускные отверстия 80 в капотах не загорожены. Вместо с того, экран для каждого теплообменника обнаруживается внутри соответствующего впускного канала 76 с ориентацией, расположенной параллельно теплообменнику, чтобы сделать максимальным площадь экрана и за счет этого увеличить продолжительность времени для накапливания мусора до достаточного уровня, который будет значительно ограничивать воздушный поток.

В дополнение к данным различным положениям впускных отверстий для воздуха в капоте, фиг. 7 и 8, также схематично иллюстрируют загороженную или другую компоновку отверстий 82 для воздушного потока в вертикальном заднем конце капота так, чтобы отработанный воздух, выходящий назад из узла теплообменника внутри капота двигателя мог выходить из задней части моторного отсека после следования минуя двигатель и управляемых двигателем насосов и оборудования. Как показано на фиг. 3 и 4, топливный бак 84 трактора установлен за пределами капота двигателя в боковом положении на соответствующей стороне рамы 11 для того, чтобы не образовывать препятствия для отработанного воздуха, протекающего назад через моторный отсек для выхода через задний конец капота. Данный задний выпуск воздуха из теплообменников позволяет данной струе отработанного воздуха накапливать дополнительное тепло от двигателя и управляемых двигателем составных элементов внутри капота по мере того, как она движется мимо них назад, дополнительно улучшая за счет этого общую охлаждающую функциональность системы.

С двигателем, ориентированным для размещения колоколообразного кожуха двигателя и больших управляемых им гидравлических насосов 25, 26, 27, на переднем конце двигателя, размещая соответственно меньшую группу другого управляемого двигателем оборудования 24а на противоположном заднем конце двигателя, блок двигателя может быть размещен как можно дальше назад на раме, максимально увеличивая за счет этого эффект балласта двигателя для противодействия массе жатки 23А, содержащейся на переднем конце рамы. Расположение гидравлических насосов впереди двигателя также уменьшает длину гидравлических трубопроводов до гидравлических двигателей колес и жатки.

В дополнение к реверсивности, вентилятор или вентиляторы узла теплообменника могут иметь возможность варьирования скорости, используя, например, контроллер вентилятора (схематично показан как 86 на фиг. 4) для автоматического регулирования скорости вентилятора, используя один или более входных сигналов от датчиков для отслеживания одного или более условий, таких как температура окружающего воздуха, измеряемая снаружи капота двигателя посредством внешнего температурного датчика 88, или температуры или другие условия, отражающие нагрузку на двигатель внутри капота двигателя посредством внутреннего датчика 90. Температуры окружающего воздуха охладителя означают большую разницу между температурой охлаждающего воздуха и охлаждаемой жидкостью двигателя, и соответственно более большую теплопередачу между ними, обеспечивая за счет этого возможность уменьшения скорости вентилятора, что в свою очередь уменьшает нагрузку на двигатель. Условия высокой нагрузки на двигатель увеличивают потребность в охлаждении, и соответственно обнаруживаемые условия высокой нагрузки могут быть использованы для увеличения скорости вентилятора с целью увеличения объемной скорости потока охлаждающего воздуха через теплообменники. Известны контроллеры гидропривода вентилятора, использующие электронные датчики для управления клапанами в соединениях гидравлической жидкости, которые могут быть использованы для автоматического управления вентилятором в представленном изобретении. В качестве альтернативы, в других вариантах осуществления можно использовать электрические вентиляторы вместо вентиляторов с механическим приводом. В дополнительных альтернативных вариантах осуществления можно использовать системы очистки экранов других типов в дополнение или вместо систем очистки на основе реверсивного вентилятора.

Описанные варианты осуществления делают максимальной площадь, доступную для всех теплообменников. Со всеми теплообменниками, открытыми для окружающего воздуха, система является более эффективной, уменьшая общий объем, необходимый для теплообменников. Данная большая площадь содержится чистой за счет использования системы предварительной очистки экрана и/или системы реверсивного вентилятора, которая также предусматривает опцию пониженной скорости вентилятора в условиях легкой нагрузки и/или в условиях низкой окружающей температуры для экономии энергии. Теплообменники расположены непосредственно позади кабины, при этом в данном месте втягивается чистый воздух. Все теплообменники расположены параллельно, максимально увеличивая свой потенциал теплопередачи. При эксплуатации машины под нагрузкой в поле горячий воздух выбрасывается сзади

- 7 025849 машины, в противоположном направлении движения.

Большая площадь поверхности максимально увеличивает эффективность теплообменника, минимизируя размер теплообменника. Большая площадь поверхности предоставляет возможность уменьшения толщины сердцевины, снижая мощность вентилятора, требующуюся для передвижения объема воздуха, необходимого теплообменнику. Со всеми охладителями, открытыми для окружающего воздуха, перепад температур между охлаждающей жидкостью и охлаждаемой жидкостью становится более большим, и в результате, эффективность повышается, предоставляя возможность уменьшения размера охладителя. Большая площадь поверхности уменьшает скорость всасывания свежего воздуха системой охлаждения, понижая за счет этого накопление грязи. Вентиляторы с переменной скоростью могут быть использованы для подачи только количества воздуха, который требуется для охлаждения системы, снижая общее потребление энергии вентилятора. Воздух втягивается в продольном центре машины точно позади кабины, при этом минимизируется пыль и грязь, создаваемая управляемыми колесами и зерноуборочными машинами, в то время как горячий отработанный воздух системы охлаждения выходит в задней части машины во время работы в поле для минимизации или устранения возможной рециркуляции горячего воздуха через систему охлаждения.

Описанное расположение теплообменников между кабиной оператора и двигателем, представляет дополнительное преимущество, в контексте упомянутых выше машин с поворачиваемым пультом, где пульт кабины оператора обращен в противоположных направлениях для режимов работы полевой/кабина-вперед и транспортировочный/двигатель-вперед, так как физическая сторона теплообменников может быть увеличена для предоставления более большой поверхности для более эффективного охлаждения с меньшим ущербом для обзорности оператора мимо конца двигателя машины, минимизируя за счет этого влияние более больших теплообменников на видимость при двигателе впереди по сравнению со схемами, где теплообменники находятся на стороне двигателя напротив кабины оператора.

Поскольку в изобретении, которое описано выше в данном документе, могут быть сделаны различные модификации, и множество несомненно самых различных вариантов осуществления изобретения может быть сделано в пределах сущности и объема правовых притязаний формулы изобретения без выхода за пределы этой сущности и объема правовых притязаний, предусматривается, что весь материал, содержащийся в сопровождающем описании, следует интерпретировать только как иллюстративные, а не в смысле ограничения.

Claims (11)

1. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

   1. Трактор-валкоукладчик, содержащий раму, проходящую в продольном направлении трактора;

   опорные элементы, несущие жатку на переднем конце рамы для срезания сельскохозяйственной культуры на корню для формирования валка;

   множество вращающихся ходовых колес, соединенных с рамой, для транспортировки рамы по земле, причем ходовые колеса включают в себя ведущие колеса на переднем конце рамы, выполненные с возможностью приведения трактора в движение в рабочем направлении вперед вдоль продольного направления трактора, при этом ведущие колеса выполнены с возможностью управления рулевым управлением трактора посредством различия в скорости между ведущими колесами, причем ходовые колеса включают в себя пару самоустанавливающихся колес на заднем конце рамы, которые выполнены с возможностью самоориентирования в ответ на рулевое управление трактором;

   кабину оператора, расположенную на переднем конце рамы позади жатки;

   двигатель, установленный в моторном отсеке на раме в положении, отстоящем в продольном направлении от кабины, на заднем конце рамы;

   по меньшей мере два теплообменника, расположенных на раме в положении, находящемся в продольном направлении между кабиной оператора и двигателем, причем каждый из двух теплообменников имеет впускное отверстие для воздуха, которое является независимым от выпускаемой струи отработанного воздуха из другого из двух теплообменников;

   по меньшей мере один вентилятор, выполненный с возможностью втягивания воздуха через теплообменники; и выпускную направляющую систему для отработанного воздуха, выполненную с возможностью направления выпускаемой струи воздуха из каждого из двух теплообменников в направлении выпуска назад к двигателю и минуя его к задней стороне трактора.
2. 2. Трактор по п.1, в котором впускные отверстия теплообменников обращены друг к другу в поперечном направлении.
3. 3. Трактор по п.1 или 2, в котором впускные отверстия двух теплообменников отстоят друг от друга.
4. 4. Трактор по п.3, в котором впускные отверстия двух теплообменников расположены с противопо- 8 025849 ложных сторон продольной центральной линии рамы.
5. 5. Трактор по п.3, в котором впускные отверстия двух теплообменников обращены в боковом направлении наружу для приема окружающего воздуха из соответствующих источников на противоположных сторонах трактора.
6. 6. Трактор по п.3, в котором впускные отверстия двух теплообменников обращены вверх для приема окружающего воздуха сверху трактора.
7. 7. Трактор по любому из пп.1-6, в котором выпускная направляющая система для отработанного воздуха расположена в центральном пространстве между теплообменниками.
8. 8. Трактор по п.7, в котором выпускная направляющая система для отработанного воздуха содержит корпус, окружающий центральное пространство между теплообменниками, и по меньшей мере один вентилятор установлен в корпусе для перемещения воздуха через теплообменники в корпус, а затем в продольном направлении назад.
9. 9. Трактор по любому из пп.1-8, содержащий соответствующий вентилятор для каждого из двух теплообменников и направляющие воздушного потока.
10. 10. Трактор по п.8, в котором указанный по меньшей мере один вентилятор представляет собой вентилятор с переменной скоростью.
11. 11. Трактор по любому из пп.1-10, в котором указанный по меньшей мере один вентилятор представляет собой реверсивный вентилятор, работающий в режиме теплообмена с вращением в первом направлении для перемещения окружающего воздуха внутрь через теплообменники из окружающей среды, а в режиме очистки с вращением в противоположном направлении для перемещения воздуха наружу через теплообменники в окружающую среду для вытеснения загрязняющих веществ, засоряющих зоны впуска теплообменников.