專利名稱：多系統(tǒng)整體冷卻模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種機(jī)車、動(dòng)車組、工程機(jī)械水系統(tǒng)、油系統(tǒng)、空氣系統(tǒng)等多系統(tǒng)用冷卻模塊，具體涉及一種包括水散熱器、空-空中冷器、傳動(dòng)油散熱器、液壓油散熱器，每個(gè)散熱器都有獨(dú)立的被冷卻介質(zhì)進(jìn)出法蘭、進(jìn)出腔體、小冷卻芯體的多系統(tǒng)整體冷卻模塊。
背景技術(shù)：
內(nèi)燃機(jī)車、動(dòng)車組、工程機(jī)械等通過能量轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)動(dòng)力傳遞，完成規(guī)定的功能和作用。在內(nèi)燃機(jī)車、動(dòng)車組、工程機(jī)械工作時(shí)，柴油機(jī)、液力傳動(dòng)裝置、靜液壓裝置等在做功的過程中，會(huì)產(chǎn)生能量損耗，散發(fā)熱量。如果不及時(shí)地把這些熱量帶走，會(huì)使相應(yīng)的機(jī)械部件產(chǎn)生熱負(fù)荷，降低機(jī)械強(qiáng)度，或使相應(yīng)部件效率下降，最終導(dǎo)致系統(tǒng)不能正常工作。為了確保內(nèi)燃機(jī)車、動(dòng)車組、工程機(jī)械正常高效運(yùn)行，通常在上述整機(jī)的相關(guān)部件(如柴油機(jī)、增壓器、液力傳動(dòng)裝置、液壓裝置)上設(shè)置高溫水冷卻系統(tǒng)、增壓空氣冷卻系統(tǒng)、傳動(dòng)油冷卻系統(tǒng)、液壓油冷卻系統(tǒng)，對(duì)應(yīng)各冷卻系統(tǒng)，設(shè)置高溫水冷卻裝置、增壓空氣冷卻裝置、傳動(dòng)油冷卻裝置、液壓油冷卻裝置，或?qū)讉€(gè)冷卻裝置集成為一個(gè)或兩個(gè)大的集成式冷卻裝置。但是，目前，多個(gè)冷卻系統(tǒng)的散熱器通常采用獨(dú)立分體式結(jié)構(gòu)，即各種散熱器單獨(dú)作為各自冷卻系統(tǒng)的一個(gè)部件布置在不同的冷卻系統(tǒng)中。每種散熱器都包括進(jìn)出液體法蘭、進(jìn)液體腔、 冷卻芯體、出液體腔等零部件。這種設(shè)計(jì)，散熱器總體累計(jì)體積大，重量重，成本高；相關(guān)連接管路復(fù)雜，安裝維護(hù)不方便。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處，為內(nèi)燃機(jī)車、動(dòng)車組、和工程機(jī)械提供一種換熱能力強(qiáng)、日常維護(hù)工作量小、結(jié)構(gòu)緊湊、便于安裝的高度集成的多系統(tǒng)整體冷卻模塊，通過將多系統(tǒng)冷卻裝置用散熱器集成為一個(gè)整體冷卻模塊，解決目前冷卻裝置體積大、重量重，成本高、可維護(hù)性差、可靠性低等問題。最終降低冷卻裝置的壽命周期費(fèi)用， 為用戶創(chuàng)造更高的經(jīng)濟(jì)效益。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種多系統(tǒng)整體冷卻模塊，包括水散熱器、空-空中冷器、傳動(dòng)油散熱器、液壓油散熱器，每個(gè)散熱器都有獨(dú)立的被冷卻介質(zhì)進(jìn)出法蘭、進(jìn)出腔體、幾個(gè)散熱器共用一個(gè)冷卻芯體集成，但這個(gè)冷卻芯體集成被分隔墻分成不同區(qū)域的小芯體，分別完成對(duì)不同介質(zhì)的冷卻。所述的多系統(tǒng)整體冷卻模塊的冷卻芯體集成采用板翅式結(jié)構(gòu)，由側(cè)板、冷空氣側(cè)封條、冷空氣側(cè)翅片、液體側(cè)(或熱空氣側(cè))封條、液體側(cè)(或熱空氣側(cè))翅片、隔板等零件構(gòu)成。左、右兩塊隔板和上、下兩根液體側(cè)(或熱空氣側(cè))封條構(gòu)成一個(gè)液體(或熱空氣側(cè)) 流道，在液體(或熱空氣側(cè))流道內(nèi)設(shè)置內(nèi)翅片。在液體(或熱空氣側(cè))流道的兩側(cè)，由前、后兩個(gè)空氣側(cè)封條和左、右兩張隔板構(gòu)成冷卻空氣流道，在空氣流道中設(shè)置冷空氣側(cè)翅片。具體而言，其中空-空中冷器小芯體由冷卻空氣側(cè)封條、熱空氣側(cè)封條、隔板、熱空氣側(cè)翅片、冷空氣側(cè)翅片構(gòu)成；傳動(dòng)油散熱器小芯體由冷卻空氣側(cè)封條、油側(cè)封條、油側(cè)翅片、隔板、冷卻空氣側(cè)翅片構(gòu)成；液壓油散熱器小芯體由冷卻空氣側(cè)封條、油側(cè)封條、油側(cè)翅片、隔板、冷卻空氣側(cè)翅片構(gòu)成；水散熱器小芯體由冷卻空氣側(cè)封條、水側(cè)封條、水側(cè)翅片、隔板、 冷卻空氣側(cè)翅片構(gòu)成。所述多系統(tǒng)整體冷卻模塊工作時(shí)，增壓空氣通過外部管路流過進(jìn)氣法蘭，然后進(jìn)入進(jìn)氣腔，均勻通過冷卻芯體內(nèi)的熱空氣流道，在出氣腔匯集后流過出氣法蘭，流向外部管路；傳動(dòng)油或液壓油通過外部管路流過進(jìn)油法蘭，然后進(jìn)入進(jìn)油腔，均勻通過冷卻芯體內(nèi)的油流道，在出油腔匯集后流過出油法蘭，流向外部管路；與此類似，柴油機(jī)高溫水通過外部管路流過進(jìn)水法蘭，然后進(jìn)入進(jìn)水腔，均勻通過冷卻芯體內(nèi)的高溫水流道，在出水腔匯集后流過出水法蘭，流向外部管路。冷卻空氣在外部風(fēng)機(jī)組帶動(dòng)下，從多系統(tǒng)冷卻模塊進(jìn)風(fēng)側(cè)進(jìn)入冷卻模塊，在冷卻芯體集成內(nèi)與被冷卻介質(zhì)進(jìn)行熱交換，吸收高溫流體帶來的熱量，然后從多系統(tǒng)冷卻模塊出風(fēng)側(cè)流向環(huán)境當(dāng)中。所述的多系統(tǒng)整體冷卻模塊，根據(jù)被冷卻介質(zhì)物理性質(zhì)(指粘度和密度等)的差異，設(shè)置不同的空氣側(cè)翅片和內(nèi)翅片的結(jié)構(gòu)形式、流道高度和流道寬度。對(duì)空-空中冷器， 熱空氣側(cè)翅片一般采用百葉窗形、鋸齒形、波紋形或其它切口形結(jié)構(gòu)；對(duì)油散熱器，油側(cè)翅片一般采用鋸齒形、波紋形或其它切口形結(jié)構(gòu)；對(duì)水散熱器，水側(cè)翅片一般采用鋸齒形、波紋形、穿孔形或其它切口形結(jié)構(gòu)。流道高度和流道寬度的設(shè)置應(yīng)使液體或氣體流速在適宜的范圍內(nèi)。這種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，可以提高散熱器單位體積散熱量和單位耗功散熱量，減小散熱器總體體積，使結(jié)構(gòu)更緊湊。所述的多系統(tǒng)整體冷卻模塊，其芯體上，在相鄰的不同的流體流道之間設(shè)置流體分隔墻，該流體分隔墻可以是一個(gè)端部封閉的帶內(nèi)翅片的流體流道，該流體流道的端部封閉方式可以直接采用等高液體側(cè)封條隨芯體釬焊，或采用氬弧焊焊接方式。該流體分隔墻也可以是端部封閉的兩張側(cè)板，兩張側(cè)板的端部封閉方式采用焊接方式。每張側(cè)板厚度在 2 IOmm之間。所述的多系統(tǒng)整體冷卻模塊，在空氣腔與油腔、油腔與水腔、油腔與油腔之間設(shè)置分隔板，相鄰兩腔可以共用一塊分隔板，也可以兩塊分隔板并列設(shè)置。分隔板與冷卻芯體集成上的分隔墻端部采用焊接方式連接。這種分隔墻+分隔板的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，可以避免相鄰兩腔不同流體之間的相互滲透，極大地提高冷卻模塊的可靠性。根據(jù)冷卻系統(tǒng)總體布置要求和各系統(tǒng)性能要求，水散熱器、空-空中冷器、傳動(dòng)油散熱器、液壓油散熱器可采用不同的位置布置方式。水散熱器、空-空中冷器、傳動(dòng)油散熱器、液壓油散熱器可并聯(lián)布置；也可將兩個(gè)散熱器串聯(lián)布置后再與其它散熱器并聯(lián)布置，在這種布置方式下，通常是將液壓油散熱器與柴油機(jī)高溫水散熱器串聯(lián)后再與空空中冷器和傳動(dòng)油散熱器并聯(lián)；也可以把空-空中冷器與柴油機(jī)高溫水散熱器串聯(lián)、液壓油散熱器與傳動(dòng)油散熱器串聯(lián)后，再把上述兩個(gè)散熱器并聯(lián)；或采用其它的串、并聯(lián)方式。所述的多系統(tǒng)整體冷卻模塊，在水散熱器、空-空中冷器、傳動(dòng)油散熱器、液壓油散熱器的每個(gè)被冷卻介質(zhì)進(jìn)出腔體上，設(shè)置兩個(gè)或多個(gè)被冷卻介質(zhì)進(jìn)出法蘭。這種設(shè)計(jì)，使被冷卻介質(zhì)通過外部管路流過法蘭后均勻通過小芯體，有利于提高冷卻芯體集成的散熱效率，增大換熱能力。所述的多系統(tǒng)整體冷卻模塊，其冷卻芯體集成一般采用一次性組裝+ —次性爐中釬焊而成。對(duì)于尺寸較大的冷卻模塊，也可以分成兩個(gè)或多個(gè)芯體組裝+釬焊后再總成焊接在一起，構(gòu)成多系統(tǒng)整體冷卻模塊。該設(shè)計(jì)最大限度地簡(jiǎn)化了工藝過程，提高了生產(chǎn)效率；同時(shí)由于采用一次性爐中釬焊，最大限度地降低了動(dòng)力消耗，節(jié)省能源。上述多系統(tǒng)整體冷卻模塊各散熱器可根據(jù)需要增減。本發(fā)明的多系統(tǒng)整體冷卻模塊可取代已有技術(shù)中使用的獨(dú)立分體式散熱器，采用整體配套設(shè)計(jì)方法，為鐵路牽引裝備和工程機(jī)械提供一種換熱能力強(qiáng)、日常維護(hù)工作量小、 結(jié)構(gòu)緊湊、便于安裝的高度集成的多系統(tǒng)整體冷卻模塊，通過將多系統(tǒng)冷卻裝置用散熱器集成為一個(gè)整體冷卻模塊，解決目前冷卻裝置體積大、重量重，成本高、可維護(hù)性差、可靠性低等問題。最終降低冷卻裝置的壽命周期費(fèi)用，為用戶創(chuàng)造更高的經(jīng)濟(jì)效益。


圖1是本發(fā)明多系統(tǒng)整體冷卻模塊結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本發(fā)明多系統(tǒng)整體冷卻模塊冷卻芯體集成結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明請(qǐng)參照?qǐng)D1，多系統(tǒng)整體冷卻模塊包括 空-空中冷器41、傳動(dòng)油散熱器42、液壓油散熱器43、水散熱器44等?？?空中冷器41由進(jìn)氣腔1、進(jìn)氣法蘭2、小芯體18、出氣腔20和出氣法蘭19構(gòu)成；傳動(dòng)油散熱器42由進(jìn)油腔4、進(jìn)油法蘭5、小芯體16、出油腔17和出油法蘭15構(gòu)成；液壓油散熱器43由進(jìn)油腔10、 進(jìn)油法蘭11、小芯體13、出油腔14和出油法蘭12構(gòu)成；水散熱器44由進(jìn)水腔7、進(jìn)水法蘭 8、小芯體、出水腔和出水法蘭構(gòu)成，水散熱器44小芯體在液壓油散熱器43小芯體的下方， 其出水腔和出水法蘭在進(jìn)水腔和進(jìn)水法蘭的對(duì)側(cè)。在空-空中冷器41和傳動(dòng)油散熱器42 之間設(shè)置分隔板3 ；在液壓油散熱器43、水散熱器44和傳動(dòng)油散熱器42之間設(shè)置分隔板6 ； 在液壓油散熱器43和水散熱器44之間設(shè)置分隔板9。請(qǐng)參照?qǐng)D2，多系統(tǒng)整體冷卻模塊冷卻芯體集成按功能劃分為幾個(gè)部分空-空中冷器小芯體18、傳動(dòng)油散熱器小芯體16、液壓油散熱器小芯體13、水散熱器小芯體等。 空-空中冷器小芯體18由冷卻空氣側(cè)封條21、熱空氣側(cè)封條22、隔板23、熱空氣側(cè)翅片24、 冷空氣側(cè)翅片39構(gòu)成；傳動(dòng)油散熱器小芯體16由冷卻空氣側(cè)封條沈、油側(cè)封條27、油側(cè)翅片28、隔板四、冷卻空氣側(cè)翅片38構(gòu)成；液壓油散熱器小芯體13由冷卻空氣側(cè)封條31、油側(cè)封條32、油側(cè)翅片36、隔板34、冷卻空氣側(cè)翅片37構(gòu)成；水散熱器小芯體由冷卻空氣側(cè)封條31、水側(cè)封條32、水側(cè)翅片33、隔板34、冷卻空氣側(cè)翅片37構(gòu)成；其中水散熱器小芯體和液壓油散熱器小芯體13共用冷卻空氣側(cè)封條31、水(油)側(cè)封條32、隔板34、冷卻空氣側(cè)翅片37。在空-空中冷器小芯體18和傳動(dòng)油散熱器小芯體16之間設(shè)置分隔墻25 ；在液壓油散熱器小芯體13、水散熱器小芯體和傳動(dòng)油散熱器小芯體16之間設(shè)置分隔墻30 ；在液壓油散熱器小芯體13和水散熱器小芯體之間設(shè)置分隔墻35。最后應(yīng)說明的是以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制；盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種多系統(tǒng)整體冷卻模塊，包括空-空中冷器Gl)、傳動(dòng)油散熱器G2)、液壓油散熱器(43)、水散熱器(44)，每個(gè)散熱器都有獨(dú)立的被冷卻介質(zhì)進(jìn)出法蘭、進(jìn)出腔體、小芯體， 其特征在于各散熱器共用一個(gè)冷卻芯體集成G5)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多系統(tǒng)整體冷卻模塊，其特征在于所述冷卻芯體集成G5) 按功能劃分為幾個(gè)部分空-空中冷器小芯體(18)、傳動(dòng)油散熱器小芯體(16)、液壓油散熱器小芯體(13)、水散熱器小芯體。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的多系統(tǒng)整體冷卻模塊，其特征在于所述冷卻芯體集成05) 采用一次性組裝+ —次性爐中釬焊而成。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的多系統(tǒng)整體冷卻模塊，其特征在于所述冷卻芯體集成05) 采用兩個(gè)或多個(gè)芯體組裝+釬焊后再總成焊接在一起。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的多系統(tǒng)整體冷卻模塊，其特征在于所述空-空中冷器小芯體(18)由冷卻空氣側(cè)封條(21)、熱空氣側(cè)封條(22)、隔板(23)、熱空氣側(cè)翅片(M)、冷空氣側(cè)翅片(39)構(gòu)成；傳動(dòng)油散熱器小芯體(16)由冷卻空氣側(cè)封條( )、油側(cè)封條(27)、油側(cè)翅片( )、隔板( )、冷卻空氣側(cè)翅片(38)構(gòu)成；液壓油散熱器小芯體(13)由冷卻空氣側(cè)封條31、油側(cè)封條32、油側(cè)翅片36、隔板34、冷卻空氣側(cè)翅片(37)構(gòu)成；水散熱器小芯體由冷卻空氣側(cè)封條(31)、水側(cè)封條(32)、水側(cè)翅片(33)、隔板(34)、冷卻空氣側(cè)翅片(37) 構(gòu)成。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的多系統(tǒng)整體冷卻模塊，其特征在于所述空-空中冷器Gl) 的熱空氣側(cè)翅片04)采用百葉窗形、鋸齒形、波紋形；傳動(dòng)油散熱器G2)的油側(cè)翅片(XT) 采用鋸齒形、波紋形結(jié)構(gòu)；液壓油散熱器的油側(cè)翅片(36)采用鋸齒形、波紋形；水散熱器G4)的水側(cè)翅片(33)采用鋸齒形、波紋形、穿孔形結(jié)構(gòu)。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的多系統(tǒng)整體冷卻模塊，其特征在于在所述空-空中冷器小芯體(18)和傳動(dòng)油散熱器小芯體(16)之間設(shè)置分隔墻05)；在液壓油散熱器小芯體 (13)、水散熱器小芯體和傳動(dòng)油散熱器02)小芯體(16)之間設(shè)置分隔墻(30)；在液壓油散熱器小芯體(13)和水散熱器小芯體之間設(shè)置分隔墻(35)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的多系統(tǒng)整體冷卻模塊，其特征在于所述流體分隔墻(25、30、 35)是一個(gè)端部封閉的帶內(nèi)翅片的流體流道，或者是端部封閉的兩張側(cè)板，兩張側(cè)板的端部封閉方式采用焊接方式，每張側(cè)板厚度在2 IOmm之間。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的多系統(tǒng)整體冷卻模塊，其特征在于在所述空氣腔與油腔、油腔與水腔、油腔與油腔之間設(shè)置分隔板，相鄰兩腔可以共用一塊分隔板，或兩塊分隔板并列設(shè)置。
10.根據(jù)權(quán)利要求2至9其中之一權(quán)利要求所述的多系統(tǒng)整體冷卻模塊，其特征在于 所述水散熱器(44)、空-空中冷器(41)、傳動(dòng)油散熱器(42)、液壓油散熱器03)并聯(lián)布置， 或?qū)蓚€(gè)散熱器串聯(lián)布置后再與其它散熱器并聯(lián)布置。
全文摘要
一種多系統(tǒng)整體冷卻模塊，包括水散熱器(44)、空-空中冷器(41)、傳動(dòng)油散熱器(42)、液壓油散熱器(43)，每個(gè)散熱器都有獨(dú)立的被冷卻介質(zhì)進(jìn)出法蘭、進(jìn)出腔體、幾個(gè)散熱器共用一個(gè)冷卻芯體集成(45)，但這個(gè)冷卻芯體集成(45)被分隔墻分成不同區(qū)域的小芯體，分別完成對(duì)不同介質(zhì)的冷卻。本發(fā)明采用整體配套設(shè)計(jì)方法，為鐵路牽引裝備和工程機(jī)械提供一種換熱能力強(qiáng)、日常維護(hù)工作量小、結(jié)構(gòu)緊湊、便于安裝的多系統(tǒng)整體冷卻模塊，可取代已有技術(shù)中使用的獨(dú)立分體式散熱器，解決目前冷卻裝置體積大、重量重，成本高、可維護(hù)性差、可靠性低等問題。最終降低冷卻裝置的壽命周期費(fèi)用，為用戶創(chuàng)造更高的經(jīng)濟(jì)效益。
文檔編號(hào)F28F9/00GK102410759SQ201110211020
公開日2012年4月11日 申請(qǐng)日期2011年7月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月26日
發(fā)明者孔麗君, 張曉軍, 苗苗 申請(qǐng)人:中國(guó)北車集團(tuán)大連機(jī)車研究所有限公司