[发明专利]具有策略性排列的换热器列的冷却系统

说明书

技术领域

本发明总体上涉及一种具有多个换热器的冷却系统，尤其涉及具有策略性排列成多列以有效地散热的多个换热器的冷却系统。

背景技术

机器，包括履带式拖拉机、轮式装载机、拖运卡车以及其它重型建筑和采矿装备，被用于各种各样的作业。为了完成这些作业，在典型情况下，机器包括有内燃机，如柴油机、汽油机或者通过燃烧燃料/空气混合物产生大量动力的气体燃料发动机。这种燃烧过程产生大量的热量，为了保证发动机的正常、高效运行，需要冷却系统来对流入或流出发动机的流体进行冷却。

例如，内燃机通常流体连接到多个不同的液体到空气和/或空气到空气换热器，以冷却在发动机中循环的液体和气体。这些换热器通常靠拢在一起并且/或者靠近发动机以节省机器上的空间。由发动机驱动的风扇设置在发动机/换热器组件的前面以吹动空气使之穿过换热器和发动机，或者设置在换热器和发动机之间，以抽吸空气使之经过换热器且将空气吹过发动机。

发动机的尺寸和功率输出至少部分取决于对发动机所提供的冷却量。也就是说，发动机可以具有最大的温度范围和最有效的运行温度范围，发动机的运行受到使发动机的温度维持在最大极限值以下以及最佳范围内的相关换热器的容量的限制。此外，在给定特定发动机外壳的空间约束的情况下，换热器的尺寸也可能受到限制。因此，有必要在给定的空间约束下使冷却效率最大化。

使冷却效率最大化是困难的，特别是当多个发动机的换热器和非发动机的换热器组装在一起时。也就是说，在某些构造下，变速系统和/或液压油的冷却器与发动机换热器共处在一起以利用由发动机驱动的风扇产生的空气流。在这些情况下，油冷却器的传热会影响发动机的散热器的传热，并且占用发动机舱内的空间。

在给定发动机舱内使机器冷却最大化的一个示例记载在2004年3月11日公开的Jaura等的专利US2004/0045749(’749号公开文件)中。该’749号公开文件说明了一种用于混合电动车辆的冷却系统。该冷却系统包括电扇、空调冷凝器、变速器油冷却器以及散热器，所有这些导入电扇产生的空气流，电扇设置在抽吸装置中，以基本均匀的方式抽吸空气使之穿过电子控制模块。由42伏电源驱动的电扇产生的冷却空气流能基于车辆速度和环境空气温度而可控制地改变，从而实现足够地冷却这种对冷却要求很严的车辆系统。

尽管’749号公开文件的冷却系统可以通过串联组装在一起的多个换热器在有限空间内提供充分的冷却，但是该冷却系统缺少最佳散热所需的效率。也就是说，一些换热器，与同一组件内的其它换热器比较，运行在较高平均温度下并且/或者释放给冷却空气更多的热量。在这种情况下，如果较高温度的换热器(即，具有较高平均温度和散热量的换热器)设置在较冷的下游换热器的上游，或者设置在下游换热器的较冷部分的上游，下游换热器的效率可能受到显著的不利影响。’749号公开文件的冷却系统没有说明这些情形。

本发明的冷却系统目的在于克服前述问题的一项或多项。

发明内容

一方面，本发明涉及一种冷却系统。该冷却系统包括具有第一散热量的第一换热器以及基本与第一换热器共面的第二换热器。第二换热器具有大于第一散热量的第二散热量。该冷却系统还可包括与第一换热器和第二换热器不共面且具有入口温度和较低出口温度的第三换热器。所述第三换热器可以这样布置：第三换热器的接收处于入口温度的流体的部分设置成接收导入所述第二换热器的空气流，且第三换热器的排出处于较低出口温度的流体的部分设置成接收导入所述第一换热器的空气流。

另一方面，本发明涉及一种冷却方法。该方法包括：产生压力流体第一流、压力流体第二流以及压力流体第三流。压力流体第二流的平均温度大于压力流体第一流的平均温度。压力流体第二流的流动方向与压力流体第一流的流动方向基本相同。压力流体第三流的方向基本垂直于压力流体第一流和第二流。该方法还包括引导空气流从所述压力流体第一流、第二流和第三流带走热量。所述第三流压力流体首先由也被引导以冷却流体第二流的空气来冷却，然后，第三流压力流体由也被引导以冷却压力流体第一流的空气来冷却。

附图说明

图1是示例性公开的机器的示意图；

图2是用于图1中机器的示例性公开的冷却系统的示意和原理图；

图3是用于图2中冷却系统的换热器的示意图；

图4是用于图3中冷却系统的示例性公开的冷却散热片的部分示意图；

图5A和5B是图4中示例性公开的冷却散热片的横截面图；以及

图6是图4中示例性公开的冷却散热片的部分示意图。