專利名稱：具有帶扁平頂部的彎曲散熱片的冷卻系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明總體上涉及一種冷卻系統(tǒng)，尤其涉及一種具有帶扁平頂部的彎 曲散熱片的冷卻系統(tǒng)。
背景技術：
機器，包括履帶式拖拉機、輪式裝載機、拖運卡車以及其它的重型建 筑和采礦設備，被用于各種各樣的作業(yè)。為了完成這些作業(yè)，在典型情況 下，機器包含有內燃機，例如柴油機、汽油機或者通過燃燒燃料/空氣混合 物產生大量動力的氣體燃料發(fā)動機。這種燃燒過程產生大量的熱量，為了 保證發(fā)動機的正常、高效運行，需要冷卻系統(tǒng)來對流入或流出發(fā)動機的流 體進行冷卻。例如，內燃機通常流體連接到多個不同的液體到空氣和/或空氣到空氣 換熱器，以冷卻在發(fā)動機中循環(huán)的液體和氣體。這些換熱器通?？繑n在一 起并且/或者靠近發(fā)動機以節(jié)省機器上的空間。由發(fā)動機驅動的風扇設置在 發(fā)動機/換熱器組件的前面以吹動空氣使之穿過換熱器和發(fā)動機，或者設置 在換熱器和發(fā)動機之間，抽吸空氣使之經過換熱器且將使空氣穿過發(fā)動機。發(fā)動機的尺寸和功率輸出至少部分取決于對發(fā)動機所提供的冷卻量。 也就是說，發(fā)動機可以具有最大的溫度范圍和最有效的運行溫度范圍，發(fā) 動機的運行受到使發(fā)動機的溫度維持在最大極限值以下以及最佳范圍內的 相關換熱器的容量的限制。此外，在給定特定發(fā)動機外殼的空間約束的情 況下，換熱器的尺寸也可能受到限制。因此，有必要在給定的空間約束下 使冷卻效率最大化。使冷卻效率最大化是困難的，特別是當多個發(fā)動機的換熱器和非發(fā)動
機的換熱器組裝在一起時。也就是說，在某些構造下，變速器油和/或液壓 油的冷卻器與發(fā)動機換熱器共處在一起以利用由發(fā)動機驅動的風扇產生的 空氣流。在這些情況下，油冷卻器的傳熱會影響發(fā)動機的散熱器的傳熱， 并且占用發(fā)動機搶內的空間。為此，單個換熱器的設計，特別是與換熱器 內部流動通道有關的散熱片的設計非常重要。2002年7月23曰公布的授予Tolinson等人的美國專利 US6,422,306(，306號專利)記栽了一種獨特散熱片設計的實例。該，306號專 利說明了一種與高爐一起使用的換熱器，其包括多個換熱器元件。每個換 熱器元件包括一縱軸。 一對凹陷部設置在一對相應的蛤殼部件(clamshell) 內。所述凹陷部相互面對，以形成通道壁和位于該通道壁之間的蜿蜒流體 通道。所述蜿蜒流體通道的至少一部分沿著縱軸延伸。在凹陷部內并在部 分蜿蜒流體通道內形成有多個增強結構。所述多個增強結構伸入蜿蜒流體 通道內。每個增強結構構成縱向截面基本為梯形的鈹褶。縱向定位的通道 壁部分在每個蛤殼部件的兩個相鄰設置的增強結構之間延伸。由于從，306號專利的高爐中排出的熱廢空氣流過所述對蛤殼部件，鼓 風機逼迫空氣經過該蛤殼部件并穿過所述凹陷部以吸收熱量。蜿蜒通道內 的增強結構以及蜿蜒通道本身都改善了從廢氣向空氣的導熱性。盡管，306號專利的換熱器可以改善典型管翅式換熱器的傳輸特性，但 是其結構復雜、制造昂貴而且易于泄漏。具體而言，由于蛤殼部件、凹陷 部以及增強結構的復雜幾何結構，所述換熱器的部件成^f艮高。為此，組 裝該換熱器可能困難并且費時，這進一步增加了成本。而且，由于容納廢 氣的通道是由兩個分開的部件半體(即，蛤殼部件)結合在一起而形成的， 廢氣有可能從接頭泄漏到流經換熱器的空氣中去。盡管些許泄漏對于空氣 到空氣的應用是可以接受的，但是，對于液體到空氣的應用，例如汽車水 箱或油冷卻器應用，液體的任何泄漏都是不允許的。本發(fā)明的冷卻系統(tǒng)目的在于克服前述問題的一項或多項。

發(fā)明內容
一方面，本發(fā)明涉及一種用于換熱器的冷卻通道。該冷卻通道可以包 括第一側部構件、第二側部構件以及沿所述第一和第二側部構件的長度連 接所述第一和第二側部構件的端部構件。所述第二側部構件可以對著第一 側部構件非平行地設置，并且與所述第一側部構件在第一方向上隔開。冷 卻通道在大致垂直于所述第一方向的方向上沿其長度周期性地移位，以形 成從所述第 一和第二側部構件看時為重復的基本類似正弦形的曲線。所述 端部構件在基本類似正弦形的曲線的頂部處的一段可以大致平坦，因此所 述基本類似正弦形的曲線不連貫。另一方面，本發(fā)明公開了另一種冷卻通道。該冷卻通道可以包括第一 側部構件、非平行相對的第二側部構件以及沿所述第一和第二側部構件的長度連接所述第一和第二側部構件的端部構件。所述第二側部構件可以對 著第一側部構件非平行地設置，并且與所述第一側部構件在第一方向上隔 開。所述冷卻通道在大致垂直于所述第一方向的方向上沿其長度周期性地 移位，以形成從所述第一和第二側部構件看時為重復的基本類似正弦形的 曲線。所述冷卻通道也在所述第一方向上沿其長度周期性地移位，以形成 從所述端部構件看時為重復的基本類似正弦形的第二曲線。


圖l是示例性公開的機器的示意圖；圖2是用于圖1中機器的示例性公開的冷卻系統(tǒng)的示意和原理圖； 圖3是用于圖2中冷卻系統(tǒng)的換熱器的示意圖； 圖4是用于圖3中冷卻系統(tǒng)的示例性公開的冷卻散熱片的部分示意圖； 圖5A和5B是圖4中示例性公開的冷卻散熱片的橫截面圖；以及 圖6是圖4中示例性公開的冷卻散熱片的部分示意圖。
具體實施方式
圖1示出具有發(fā)動機12的機器10。機器10可以執(zhí)行與例如采礦業(yè)、 建筑業(yè)、農業(yè)、發(fā)電或本領域已知的任何其它行業(yè)相關的一些操作。例如,
機器IO具體可以是一種運土機器，例如推土機、裝載機、挖土機、挖掘機、 平地機、自卸卡車或任何其它合適的運土機器.機器10也可以是一種固定式機器例如發(fā)電機組、泵，或者另一種形式的作業(yè)機器。發(fā)動機12可以包括多個部件，所述多個部件協(xié)同燃燒燃料/空氣混合 物并產生輸出功率。特別地，發(fā)動機12可以包括發(fā)動機體14，發(fā)動機體 14包括多個汽缸16、可滑動地設置在每個汽缸16內部的活塞18以及每個 汽缸16對應的汽缸頭(未示出)。可以想到，發(fā)動機12可包括附加的或 不同的部件，例如每個汽缸頭的相應氣門組件、 一個或多個燃料噴射器以 及本領域公知的其它部件。為了描述本發(fā)明，發(fā)動機12圖示和描述為一種 四沖程柴油機。但是，本領域技術人員將會認識到，發(fā)動機12可以是任何 其它類型的內燃機，例如汽油或氣體燃料發(fā)動機。汽缸16、活塞18和汽缸頭可以形成燃燒室20。在所示實施例中，發(fā) 動機12包括四個燃燒室20。但是，可以想到，發(fā)動機12可以包括更多或 更少的燃燒室20，并且，燃燒室20可以設置成直列式構造、"V"形構造 或者任何其它合適的構造。如同圖l也示出的，發(fā)動機12可以包括有利于機器10運行和發(fā)動機 12功率輸出的一個或多個系統(tǒng)。特別地，機器10可以包括發(fā)動機12的空 氣吸氣系統(tǒng)22、將發(fā)動機12可操作地連接到一個或多個地面接合裝置26 的變速系統(tǒng)24、安裝到機器10上的操作工具30的液壓執(zhí)行系統(tǒng)28以及 冷卻組件32,該冷卻組件32設置成用來除去發(fā)動機12、吸氣系統(tǒng)22、變 速系統(tǒng)24以及液壓執(zhí)行系統(tǒng)28中的熱量。可以想到，發(fā)動機12可以包括 附加的系統(tǒng)，例如燃料系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)、制動系統(tǒng)、空調系統(tǒng)、控制系統(tǒng) 以及其它這類已知的系統(tǒng)，這些系統(tǒng)可用于方便機器的運行并且也可利用 冷卻組件32釋方文出的熱量?？諝馕鼩庀到y(tǒng)22可以包括將增壓空氣引入發(fā)動機12的燃燒室20的裝 置。例如，空氣吸氣系統(tǒng)22可以包括與每個汽缸頭的一個或多個入口 (未 示出)流體連通的一個或多個壓縮機35 (圖1中僅示出了一個)?？梢韵?到，空氣吸氣系統(tǒng)22內可以包括附加的部件和/或其它部件，例如， 一個 或多個空氣過濾器、廢氣門或旁通閥、節(jié)流閥、再循環(huán)閥以及本領域中已知的用于向燃燒室20引入增壓空氣的其它裝置.壓縮機35可以將流入發(fā)動機12的空氣壓縮到預定的壓力級。壓縮機 35可以并聯(lián)設置，壓縮機具體可以是固定幾何形狀的壓縮機、可變幾何形 狀的壓縮機或者本領域中已知的任何其它類型的壓縮機?？梢韵氲?，壓縮 機也可以改為串聯(lián)設置，或者空氣吸氣系統(tǒng)22可以僅包括一個壓縮機35。變速系統(tǒng)24包括相互作用以將動力在一輸出速比的范圍內從發(fā)動機 12傳遞到地面接合裝置26的元件。其中的一個元件可以包括變矩器34。 變矩器34可以包括例如一對相對的由壓力油驅動的液壓葉輪，所述液壓葉 輪使發(fā)動機12與一機械步進變速系統(tǒng)沐級變速器(未示出)選擇性連接、 局部連接和/或解除連接。變矩器34可以允許發(fā)動機12在某種程度上獨立 于變速系統(tǒng)轉動。通過調整供給變矩器34的油壓，可以改變發(fā)動機12和 所述變速系統(tǒng)之間的獨立轉動量。液壓執(zhí)行系統(tǒng)28包括多個協(xié)同移動操作工具30的流體部件。特別地， 液壓執(zhí)行系統(tǒng)28可以包括一個或多個由壓力油驅動的液壓線性致動機構 36,液壓線性致動機構36響應操作者的命令而選擇性地伸出和縮回，從而 相對于機器10提高和降低操作工具30?？梢韵氲?，如果需要的話，液壓 執(zhí)行系統(tǒng)28也可以包括或者可選地包括用于旋轉操作工具30的旋轉式致 動機構(未示出)，并且/或者所述液壓致動機構36可以用來操縱機器10、 制動機器IO,或者完成其它的與機器相關的任務。冷卻組件32可以包括共同配合以從發(fā)動機12、吸氣系統(tǒng)22、變速系 統(tǒng)24和液壓執(zhí)行系統(tǒng)28中帶走熱量的部件。例如，冷卻組件32可以包括 共面換熱器第一列38、共面換熱器第二列40以及設置在發(fā)動機12和第一 列38、第二列40之間的冷卻風扇42。冷卻風扇42可以由發(fā)動機12間接驅動。特別地，如圖2所示，冷卻 風扇42可以包括輸入設備44,例如皮帶傳動滑輪、液壓驅動馬達或者安 裝到發(fā)動機12或機器10上的電動機以及固定或可調地連接在該輸入設備 "上的風扇葉片46。冷卻風扇42可以由發(fā)動機12供電，以促使風扇葉片 46吹動空氣使之依次穿過第一列38和第二列40。第一列38可以包括兩個相對于重力方向水平定位的換熱器48、 50. 換熱器48可以垂直設置在換熱器50的上方，并且與空氣吸氣系統(tǒng)22相連。 例如，換熱器48可以是流體連接以用于在空氣流入發(fā)動機12之前冷卻壓 縮機35上游或下游空氣的空氣到空氣后冷卻器(ATAAC)。來自壓縮機 35的空氣流可以垂直向下，穿過換熱器48的上部第一側52的入口到達第 一端54。從入口空氣流的方向可改變約90° ,以基本水平地流過換熱器 48到i^目對的第二端56,并再次改變約卯。的方向，以與空氣進入方向 相反地垂直向上流過上部第一側52的出口。換熱器48的上部第一側52 可以與換熱器50相對設置。換熱器48，與換熱器50相比，會具有更高的平均運行溫度，并且釋 放出更多的熱量。也就是說，當機器10在額定情況下工作時，換熱器48 的入口溫度大約為150"C，入口質量流速大約為0.188千克/秒。這樣，當 冷卻風扇42排出的空氣溫度大約為40C時，換熱器48的出口溫度大約為 62°C，釋放出大約30kW的熱量。換熱器50，具體例如液壓油冷卻器(HOC),可以與液壓執(zhí)行系統(tǒng) 28相連。流入和/或流出液壓致動機構36的油流可以水平流過換熱器50 的第一端58上的入口，并穿it^目對的第二端60上的出口流出。當機器IO 在額定情況下工作時，換熱器50的入口溫度大約為86匸，入口流速大約 為80L/min。這樣，當冷卻風扇42排出的空氣溫度大約為40X:時，換熱 器50的出口溫度大約為76t:，釋放出大約20kW的熱量。相對于冷卻風扇42產生的空氣流，第二列40設置在第一列38的下游， 第二列40包括兩個垂直取向的換熱器62、 64。換熱器62可以被設置成分 別接收來自換熱器48、 50的端56、 60的空氣流，而換熱器64可以被設置 成接收來自相對端54、 58的空氣流。類似地，兩個換熱器62、 64的上端 (即，與熱的流體流入流有關的端)可以被設置成接收來自換熱器48的空 氣流，而兩個換熱器62、 64的下端(與冷的流體流出流有關的端)可以被 設置成接收來自換熱器50的空氣流。兩個換熱器62、 64，與換熱器48、 50中的任何一個相比，都可以具有更高的平均運行溫度，并且釋放出更多 的熱量。換熱器62，具體為散熱器，設置成用來釋放在發(fā)動機12內循環(huán)的水、 乙二醇、水/乙二醇混合物或者混合的空氣混合物的熱量。來自發(fā)動機12 的冷卻劑可以垂直向下流動，沿著與重力基本平行的方向穿過換熱器62 的上部第一端66上的入口，到達相對的下部第二端68。換熱器62,與換熱器64相比，可以具有較低的平均運行溫度，并且 釋放更少的熱量。也就是說，當機器10在額定情況下工作時，換熱器62 的入口溫度大約為99X:，入口流速大約為250L/min。這樣，當冷卻風扇 42排出的空氣溫度大約為40'C時，換熱器62的出口溫度大約為86'C，釋 》文出大約56.5 kW的熱量。換熱器64,具體例如變矩器油冷卻器(TCOC)，可以與變速系統(tǒng) 24相連。流入和/或流出變矩器34的油流也可以垂直向下流過換熱器64 的第一端70上的入口，并穿過相對的第二端72上的出口流出。當機器IO 在額定情況下工作時，換熱器64的入口溫度大約為117"C,入口流速大約 為80L/min。這樣，當冷卻風扇42排出的空氣溫度大約為40tl時，換熱 器64的出口溫度大約為94'C,釋放出大約61kW的熱量。圖3示出一個示例性換熱器的實施例。盡管圖3的實施例被描述成與 換熱器50的實施例類似，或者被描述成一種連接到內燃機和建筑機器上的 液壓油冷卻器，換熱器48、 62和64能正好具有同樣或相似的硬件構造。 還可以想到，盡管圖3的換熱器實施例被描述為一種空氣到液體的換熱器， 在需要的情況下，該換熱器也能可選地結合兩種液體冷卻劑或者兩種氣體 冷卻劑來使用。換熱器50可以包括第一端蓋74、第二端蓋76、在第一端蓋74和第 二端蓋76之間延伸的多根管道78以及在兩層管道78之間橫向設置的多個 散熱片80。管道78可以是由導熱金屬例如鋁、銅或不銹鋼制成的基本上 中空筆直的流體導管，其由第一端58穿過第一和第二端蓋74、 76延伸到 第二端60。從液壓執(zhí)行系統(tǒng)28中流出的油可以^ft地流入在第一端58上
的管道78，并從第二端60上的管道78聚集以返回到液壓執(zhí)行系統(tǒng)28。在 一個實施例中，每個共面排中可以布置三根管道78.散熱片80可以導熱地連接到管道78上并且設置在兩排管道78之間。 具體地，多個由導熱金屬如鋁、銅或不銹鋼制成的散熱片80可以基本垂直 于管道78的長度方向布置，并設置在兩排管道78之間，從而冷卻風扇42 排出的空氣可以流動穿過在兩散熱片80之間形成的通道。由于空氣流過通 道以及油流過導管78，空氣可以接觸散熱片80和/或者管道78的外表面， 以將管道78內的油攜帶的熱量傳導釋放?？諝夂陀蛢烧叩臏囟群土魉贂?響兩者之間的傳熱量。如圖4所示，多個基本呈梯形的通道82可由冷卻散熱片80形成。也 就是說，冷卻散熱片80可以被看成分開各通道82的側壁部分。每個散熱 片80可以不平行于直接相鄰的散熱片，但是平行于與其間隔的散熱片，從 而可以重復形成基本相同的通道82。此外，每個散熱片80可以是兩個直 接相鄰的通道82a、 82b的側壁部分，直接相鄰的通道82a、 82b中的每一 個相互倒置。這樣，流經一個通道例如通道82a的空氣可以與上排管道78 的外表面直接接觸，而流經相鄰通道例如通道82b的空氣可以與下排管道 78的外表面直接接觸。每個通道82可以橫向彎曲。也就是說，在每個通道82的長度方向上， 穿過通道82的流體可能周期性彎曲、橫向移位或者扭曲，從而形成為具有 基本類似正弦曲線的重復S形84，重復S形84定位在每個通道82的水平 橫平面上(當從邊界表面88看時)。換句話說，在每個通道82長度方向 上的第一距離處，通道82的對稱中心線86可以距離第一端蓋74第一距離 設置(參照圖3),而在每個通道82長度方向上的第二距離處，中心線86 可以距離第一端蓋74第二距離設置。"w"可在每個通道82的長度方向上周期性變化。也就是說，每個通道 82可以具有一個高度尺寸"h"，兩相鄰散熱片80關于該通il^本對稱。 尺寸"h"沿每個通道82的長度方向可以保持基本恒定。但是，邊界表面88和直接相鄰的散熱片80之間形成的內角e可以周期性地變化。例如，圖5A所示的橫截面圖示出通道82的長度方向上在第一距離處(即，基本 處于正弦曲線的相鄰頂部之間的中間點)，邊界表面88和直接相鄰的散熱 片80之間形成的內角e,可以是鈍角。相似地，圖5B所示的示例性橫截 面示出通道82的長度方向上在第二距離處(即，正弦曲線的頂點部分)， 邊界表面88和直接相鄰的散熱片80之間形成的內角6 2可以是銳角。這種 鈍角-銳角-鈍角-銳角的角度模式可以在通道82的長度方向上重復。因此， 通道82上橫向正弦曲線的頂部的寬度"wl"可以大于基本位于兩頂部之 間的中間點處的寬度"w2"，并且這種wl-w2-wl-w2的寬度模式可以重 復，與上述角度模式相應。應注意到，即便考慮所迷橫向正弦曲線、邊界 表面88的寬度變化以及角度6 (即，散熱片80相對于邊界表面88的角度 方向)的交替鈍角-銳角特性，通道82沿長度方向上任何限定位置處的橫 截面面積以及由此造成的約束可以保持基本恒定。在圖6所示的替代實施例中，通道82可以替換為在基本垂直于每個通 道82長度方向的另一個方向上彎曲，或者除具有所述的橫向取向的正弦曲 線之外，在基本垂直于每個通道82長度方向的另一個方向上也有彎曲。也 就是說，在高度尺寸"h"的方向上，每個通道82可以形成為具有基本類 似于正弦曲線的重復S形90，該重復S形90在任何限定位置處相鄰散熱 片80關于其對稱的垂直平面內定位。換句話說，在每個通道82長度方向 上的第 一距離處，通道82的邊界表面88可以距離第 一排管道78第 一距離 設置(參照圖3)，而在每個通道82長度方向上的第二距離處，邊界表面 88可以距離第一排管道78第二距離設置。每個通道82的垂直彎曲可以不連貫。具體就是，每個正弦曲線的凸頂 點和凹頂點處的邊界表面88的段92 (即邊界表面的內部和外部)可以大 體扁平或平坦，并且基本上相互平行。段92的長度可以改變，這取決于其 應用、導入并通過換熱器50的冷卻劑流體、冷卻劑的溫度和/或者流體的流速o
工業(yè)實用性本發(fā)明的冷卻系統(tǒng)可以用在必須將多個換熱器緊密組裝以及高效散熱 很重要的任何機器和動力系統(tǒng)應用中。特別地，本發(fā)明的冷卻系統(tǒng)可以提 供獨特的換熱器組裝策略，該策略使得在有限的空間內提高散熱效率。本 發(fā)明的系統(tǒng)也提供了新穎的散熱片布置，該布置用在換熱器中4吏傳熱最大化，同時對流動的約束最小。現(xiàn)在說明冷卻組件32的運行。在機器10運行過程中，發(fā)動機12內的各種流體、吸氣系統(tǒng)22、變速 系統(tǒng)24以及液壓執(zhí)行系統(tǒng)28會被加熱。例如，為了冷卻，發(fā)動機冷卻劑 可以在發(fā)動機體14、汽缸16的外壁和/或者汽缸頭內循環(huán)流動并從中吸收 熱量。壓縮機35壓縮的空氣會因為被壓縮而升溫，并且，當與燃料混合并 燃燒時溫度會升高更多。流過變矩器34的葉輪的壓力油可能連續(xù)地工作， 這會使其溫度升高。類似地，用于移動操作工具30的壓力油會連續(xù)地工作 并被加熱。如果不解決的話，升高的溫度可能削弱有效性，或者甚至導致 這些相應系統(tǒng)發(fā)生故障。為了保持各種機器和發(fā)動機系統(tǒng)的正常運行溫度，各系統(tǒng)的流體可以 導入專用的換熱器來散熱。例如，壓縮機35的上游或下游空氣可以導入并 流過換熱器48 (ATAAC )。來自變矩器34的油可以導入并流過換熱器64 (TCOC )。來自液壓致動機構36的油可以導入并流過換熱器50(HOC )。 來自發(fā)動機12的冷卻劑可以導入并流過換熱器62 (散熱器)。當這些流 體流過它們各自的換熱器時，可使冷卻風扇42旋轉，從而產生首先導入并 穿過換熱器48和50，然后穿過換熱器62和64的空氣流。因為具有最高平均溫度以及最大散熱量的一列共面換熱器的換熱器與 另一列換熱器的最熱部分串聯(lián)布置，所以冷卻組件32的效率可以最優(yōu)。也 就是說，熱空氣會對冷的下游換熱器有很大的影響，但對較熱的下游換熱 器影響不大或者至少較小，這是因為較熱的下游換熱器仍然與進入的空氣 之間存在較大的溫差。相反，在遇到熱空氣時，較冷的下游換熱器與空氣 之間存在較小的溫差，從而能釋放給空氣的熱量較小。下面說明 一個示例性換熱器的運行。當油流過換熱器50的管道78時，
冷卻風扇42排出的空氣可以導入并穿過通道82且吸收散熱片80、邊界表 面88以及管道78的外表面的熱量。因為所述的橫向正弦曲線以及邊界表 面88的周期性變化的寬度和內角6 (參見圖4),可能導致引入每個通道 82的空氣微粒與散熱片80碰撞。例如，由于空氣微粒首先穿過通道82的 角度e基本為鈍角的第一段，然后遇到通道82的角度e基本為銳角的一 段，微粒可能與散熱片80與邊界表面88相對的端部的散熱片80碰撞，并 被迫朝著邊界表面88向內向上到達發(fā)生膨脹的位置。類似地，當空氣微粒 穿過通道82的角度6基本為銳角的第二段，然后遇到通道82的角度6基 本為鈍角的一段，邊界表面88附近的孩M立可能與散熱片80碰撞，并被迫 向內向下離開邊界表面88到達發(fā)生膨脹的位置。這些碰撞可導致空氣微粒 的三維運動，提高換熱器50的湍流混合效應。并且，由于通道82整個長 度上的任何限定位置處的總橫截面積可以保持不變，所以流體穿過通道的 約束影響不大。至于圖6中的實施例，也可以實現(xiàn)與圖4中的實施例大致相同的運行 并獲得相同的效果。但是，與圖4的實施例相比，如上所述，圖6的正弦 曲線可以在其頂點處包括平坦部92。由于圖4的實施例中的空氣孩i粒向前 流動并與頂點相反側碰撞，微粒有可能由于軌跡的極度角度變化而反射離 開邊界表面88。平坦部92可以用來減弱這種極度角度變化以及反射離開 邊界表面88的可能性，起到提高換熱器50的傳熱能力和/或效率的作用。對于所屬領域技術人員而言，在不脫離本發(fā)明范圍的情況下，顯然可 以對本發(fā)明的冷卻系統(tǒng)進行各種修改和變型?？紤]到這里公開的冷卻系統(tǒng) 的說明和實踐，所迷冷卻系統(tǒng)的其它實施例對所屬領域技術人員而言是顯 而易見的。應該意識到，上述說明和示例應被認為僅僅是示例性的，本發(fā) 明的真正范圍由所附權利要求以及它們的對等物來界定。
附圖標記10.機器12.發(fā)動機14.發(fā)動機體16.汽缸18.活塞20.燃燒室22.空氣吸氣系統(tǒng)24.變速系統(tǒng)26.地面接合系統(tǒng)28.液壓執(zhí)行系統(tǒng)30.操作工具32.冷卻組件34.變矩器36.液壓線性致動機構38.第一列40.第二列42.冷卻風扇44.輸入設備46.風扇葉片48.換熱器(ATAAC)50.換熱器(HOC)52.上部第一側(換熱器48)54.第一端(換熱器48)56.第二端(換熱器48)58.第一端(換熱器50)60.第二端(換熱器50)62.換熱器(散熱器)64.換熱器(TCOC )66.上部第一端(換熱器62)68.下部第二端(換熱器62)70.第一端(換熱器64)72.第二端(換熱器64)74.第一端蓋76.第二端蓋78.管道80.散熱片82.通道82a通道82b通道84.S形86.中心線88.邊界表面90.S形
權利要求
1. 一種用于換熱器的冷卻通道，包括第一側部構件；對著所述第一側部構件非平行地設置的第二側部構件，該第二側部構件與所述第一側部構件在第一方向上隔開；以及沿所述第一和第二側部構件的長度連接所述第一和第二側部構件的端部構件；其中，所述冷卻通道在大致垂直于所述第一方向的方向上沿其長度周期性地移位，以形成從所述第一和第二側部構件看時為重復的基本類似正弦形的曲線；并且所述端部構件在所述基本類似正弦形的曲線的頂部處的一段大致平坦，因此所述基本類似正弦形的曲線不連貫。
2. 如權利要求1所述的冷卻通道，其特征在于，至少一個形成在所 述第一和第二側部構件中的一個構件與所述端部構件之間的內角沿所述冷卻通道的長度周期性地變化。
3. 如權利要求2所述的冷卻通道，其特征在于，所述至少一個內角 在銳角和鈍角之間變化。
4. 如權利要求3所述的冷卻通道，其特征在于，所述端部構件的寬 度根據所述至少一個內角的變化而沿所述端部構件的長度周期性地變化。
5. 如權利要求4所述的冷卻通道，其特征在于，所述端部構件的最 大寬度出現(xiàn)在所述基本類似正弦形的曲線的頂部。
6. 如權利要求5所述的冷卻通道，其特征在于，所述端部構件的最 小寬度出現(xiàn)在基本為所述頂部之間的中間點處。
7. 如權利要求1所述的冷卻通道，其特征在于，所述第一側部構件、 笫二側部構件和端部構件形成一種大致敞開的、具有梯形形狀的三面結構。
8. 如權利要求1所迷的冷卻通道，其特征在于，所述冷卻通道也在 所述第一方向上沿其長度周期性地移位，以形成從所述端部構件看時為重 復的基本類似正弦形的第二曲線。
9. 如權利要求1所述的冷卻通道，其特征在于，所述冷卻通道的橫 截面積沿其長度基本保持不變。
10. 如權利要求1所述的冷卻通道，其特征在于，所述第一和第二側 部構件中的至少一個構件也構成相鄰倒置的冷卻通道的一部分。
11. 一種用于換熱器的冷卻通道，包括 第一側部構件；對著所迷第一側部構件非平行地"i殳置的第二側部構件，該第二側部構 件與所述第一側部構件在第一方向上隔開；以及沿所述第 一和第二側部構件的長度連接所述第 一和笫二側部構件的 端部構件；其中，所述冷卻通道在大致垂直于所述第一方向的方向上沿其長度周 期性地移位，以形成從所述第一和第二側部構件看時為重復的基本類似正 弦形的曲線；并且所述冷卻通道也在所述第 一方向上沿其長度周期性地移位，以形成從 所述端部構件看時為重復的基本類似正弦形的第二曲線。
12. 如權利要求11所述的冷卻通道，其特征在于，至少一個形成在 所述第一和第二側部構件中的一個構件與所述端部構件之間的內角沿所述 冷卻通道的長度周期性地變化。
13. 如權利要求12所述的冷卻通道，其特征在于，所述至少一個內 角在銳角和鈍角之間變化。
14. 如權利要求13所述的冷卻通道，其特征在于，所述端部構件的 寬度根據所述至少一個內角的變化而沿所述端部構件的長度周期性地變 化。
15. 如權利要求14所述的冷卻通道，其特征在于，所述端部構件的 最大寬度出現(xiàn)在所述第一方向上的基本類似正弦形的曲線的頂部。
16. 如權利要求15所述的冷卻通道，其特征在于，所述端部構件的最小寬度出現(xiàn)在基本為所述頂部之間的中間點處。
17. 如權利要求11所迷的冷卻通道，其特征在亍，所迷笫一側部構 件、第二側部構件和端部構件形成一種大致敞開的、具有梯形形狀的三面 結構。
18. 如權利要求11所述的冷卻通道，其特征在于，所述冷卻通道的 橫截面積沿其長度基本保持不變。
19. 一種換熱器，包括間隔排列成多排的用于接收流體流的多根管道；以及 在多排間隔的管道排中的兩排之間橫向排列的用于接收空氣流的多個 冷卻通道，多個冷卻通道中的每一個都具有 第一側部構件；對著第一側部構件非平行地設置的第二側部構件，該第二側部構件與 所述第一側部構件在第一方向上隔開；以及沿所述第一和第二側部構件的長度連接所述第一和第二側部構件以形 成一種大致敞開的、具有梯形形狀的三面結構的端部構件；其中，所述冷卻通道在大致垂直于所述第 一方向的方向上沿其長度周 期性地移位，以形成從所述第一和第二側部構件看時為重復的基本類似正 弦形的曲線；并且所述端部構件在所述基本類似正弦形的曲線的頂部處的一段大致平 坦，因此所述基本類似正弦形的曲線不連貫；并且所述冷卻通道也在所述第 一方向上沿其長度周期性地移位，以形成從 所述端部構件看時為重復的基本類似正弦形的第二曲線。
20. 如權利要求19所迷的換熱器，其特征在于 至少一個形成在所述第一和第二側部構件中的一個構件與所述端部構且所述端部構件的寬度根據所述至少一個內角的變化而沿所述端部構件 的長度周期性地變化，使得所述端部構件的最大寬度出現(xiàn)在所述基本類似 正弦形的曲線的頂部，而所述端部構件的最小寬度出現(xiàn)在基本為所述頂部之間的中間點處。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于換熱器的冷卻通道。該冷卻通道可以包括第一側部構件、第二側部構件以及沿所述第一和第二側部構件的長度連接所述第一和第二側部構件的端部構件。所述第二側部構件可以對著所述第一側部構件非平行地設置，并且與所述第一側部構件在第一方向上隔開。所述冷卻通道在大致垂直于所述第一方向的方向上沿其長度周期性地移位，以形成從所述第一和第二側部構件看時為重復的基本類似正弦形的曲線。所述端部構件在所述基本類似正弦形的曲線的頂部處的一段可以大致平坦，因此所述基本類似正弦曲形的曲線不連貫。
文檔編號F28D1/04GK101210779SQ20061015669
公開日2008年7月2日 申請日期2006年12月30日 優(yōu)先權日2006年12月30日
發(fā)明者樂 李, 王路林, 馬久波 申請人:卡特彼勒技術研發(fā)(中國)有限公司