專利名稱：使用單個(gè)軸流式風(fēng)機(jī)的多個(gè)空氣流路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于諸如裝載機(jī)的緊湊型工作車輛的冷卻空氣控制系統(tǒng)，其利用用于向發(fā)動(dòng)機(jī)部件提供冷卻空氣的單個(gè)軸流式風(fēng)機(jī)，并且其具有引導(dǎo)流動(dòng)通過多個(gè)空氣流路的能力。
背景技術(shù)：
具有已經(jīng)提出的用于發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣處理系統(tǒng)，其利用流動(dòng)引導(dǎo)開口以冷卻發(fā)動(dòng)機(jī)艙，但其依賴徑流式風(fēng)機(jī)。一個(gè)例子是美國(guó)專利NO. 6257359。顯示滑動(dòng)操縱裝載機(jī)中的空氣處理系統(tǒng)的另一個(gè)現(xiàn)有專利是美國(guó)專利No. 4815550。然而，這些專利不使用單個(gè)、容易控制的軸流式風(fēng)機(jī)用于空氣流動(dòng)系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及一種用于諸如緊湊型裝載機(jī)之類的緊湊工作車輛的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)， 其被布置用于將空氣引向發(fā)動(dòng)機(jī)艙或者從發(fā)動(dòng)機(jī)艙引出空氣，并且引導(dǎo)空氣跨過需要冷卻的部件。單個(gè)軸流式風(fēng)機(jī)使用合適的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)，并且風(fēng)機(jī)葉片安裝在周圍的護(hù)罩內(nèi)。護(hù)罩具有開口端，從而當(dāng)風(fēng)機(jī)被驅(qū)動(dòng)時(shí)空氣可以進(jìn)入和退出護(hù)罩。當(dāng)風(fēng)機(jī)在第一方向旋轉(zhuǎn)以將空氣推入第二護(hù)罩并且通過所示的多個(gè)開口在大致垂直于風(fēng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸的方向上排出空氣時(shí)，第二護(hù)罩或外殼，如圖所示，接收來自軸流式風(fēng)機(jī)高壓側(cè)的空氣。在另一個(gè)方面，轉(zhuǎn)換風(fēng)機(jī)電機(jī)以使風(fēng)機(jī)葉片在第二方向上轉(zhuǎn)動(dòng)在第二護(hù)罩中產(chǎn)生低于大氣壓力的壓力，以使空氣被抽吸進(jìn)第二護(hù)罩并且在相反方向上從風(fēng)機(jī)退出。


圖1是具有本發(fā)明的空氣冷卻系統(tǒng)的一個(gè)典型緊湊型裝載機(jī)的一般表示；圖2是圖1的緊湊型裝載機(jī)的后部的部分示意性垂直剖視圖，顯示使用根據(jù)本發(fā)明的軸流式風(fēng)機(jī)的空氣冷卻系統(tǒng)；圖3是沿著圖2的線3-3截取的局部部分示意視圖；圖4是與本發(fā)明一起使用的護(hù)罩系統(tǒng)的示意性前下透視圖；和圖5是從圖4的相反側(cè)截取的與本發(fā)明一起使用的護(hù)罩和風(fēng)機(jī)的示意性頂部透視圖。
具體實(shí)施例方式如在圖1中整體標(biāo)注為10的裝載機(jī)所示的緊湊型工作車輛具有安裝在裝載機(jī)的機(jī)架12上的驅(qū)動(dòng)車輪11。驅(qū)動(dòng)車輪11被驅(qū)動(dòng)以正常方式移動(dòng)裝載機(jī)。操作者駕駛室14 位于裝載機(jī)的前端，在顯示為16的區(qū)域指示的后發(fā)動(dòng)機(jī)艙容納發(fā)動(dòng)機(jī)18(見圖2、4和5)。 發(fā)動(dòng)機(jī)可以空氣冷卻或液體冷卻型的，并且在當(dāng)前的設(shè)備中，顯示為液體冷卻型發(fā)動(dòng)機(jī)。緊湊型裝載機(jī)包括使用合適的液壓缸22在期望的路徑中升高和降低的提升臂20。發(fā)動(dòng)機(jī)18和靜液力泵組用來提供加壓液壓流體，以向地面驅(qū)動(dòng)電機(jī)和其它液壓元件供給動(dòng)力。在諸如緊湊型裝載機(jī)的緊湊型工作車輛中，總長(zhǎng)度是一個(gè)重要的因素，并且因而用于安裝元件的整體空間是有限的。重要的是為冷卻元件使用最小的空間，冷卻元件例如為發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻散熱器、液壓油冷卻器、空調(diào)冷凝器和/或用于冷卻發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒空氣的中間冷卻器或者填充空氣冷卻器(如果安裝)。需要為發(fā)動(dòng)機(jī)艙部件有效地提供冷卻空氣。本發(fā)明采用由合適馬達(dá)或電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的單個(gè)軸流式風(fēng)機(jī)，所述馬達(dá)例如為液壓馬達(dá)或電動(dòng)馬達(dá)，并且其可以安裝在緊湊空間中，可以(如果需要)顛倒，并且包括用于在多流路中提供冷卻空氣的管道和端口。圖2是發(fā)動(dòng)機(jī)艙16以及風(fēng)機(jī)和冷卻系統(tǒng)艙沈的橫截面視圖。冷卻系統(tǒng)艙沈定位在發(fā)動(dòng)機(jī)艙16和駕駛室14之間的空間中，駕駛室14在圖2中示意地顯示為座位28。冷卻系統(tǒng)艙沈通過位于冷卻系統(tǒng)艙的后部處的擋板或壁板32與發(fā)動(dòng)機(jī)艙隔開。 冷卻系統(tǒng)艙用壁板34與駕駛室14隔開，壁板34是駕駛者艙或室的后壁板，并且具有豎立部分36。水平支撐壁板38連接豎立壁板部分36，并且壁板38的后邊緣連接發(fā)動(dòng)機(jī)艙隔板 32。冷卻系統(tǒng)包括第一風(fēng)機(jī)護(hù)罩40，第一風(fēng)機(jī)護(hù)罩40是環(huán)形護(hù)罩，具有第一或進(jìn)氣喉管42 和第二或排氣喉管44。應(yīng)該指出，喉管形成到第一風(fēng)機(jī)罩的內(nèi)部并且形狀大致相同的開口， 以通過喉管提供平滑的空氣流動(dòng)，無論空氣是進(jìn)入或是流出。包括馬達(dá)52的軸流式風(fēng)機(jī)組件46安裝在支撐壁板38上，使用合適的支架48支撐馬達(dá)52。還應(yīng)指出的是，支撐壁板部分38具有大的開口 50，空氣可以通過開口 50流入第一風(fēng)機(jī)罩。風(fēng)機(jī)驅(qū)動(dòng)馬達(dá)52具有使軸流式風(fēng)機(jī)組件46的葉片59旋轉(zhuǎn)的輸出軸。由喉管42和44形成的開口面對(duì)風(fēng)機(jī)組件46。在空氣流動(dòng)的第一方向中，如箭頭56所示，通過冷卻系統(tǒng)艙的上進(jìn)氣喉管42吸入空氣。發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑散熱器58在第一喉管開口 42的頂部處安裝在護(hù)罩40上。油冷卻器 60安裝在散熱器58之上，因此當(dāng)風(fēng)機(jī)葉片在第一方向上旋轉(zhuǎn)時(shí)由風(fēng)機(jī)葉片59吸入的空氣在到達(dá)軸流式風(fēng)機(jī)葉片之前將通過油冷卻器和散熱器。中間冷卻器或中冷器(charge air cooler)和空調(diào)冷凝器可以添加在護(hù)罩40之上(如果使用它們)。當(dāng)風(fēng)機(jī)在第一方向上旋轉(zhuǎn)時(shí)，喉管開口 42在風(fēng)機(jī)的低壓或負(fù)壓(低于大氣壓)側(cè)，并且如圖所示，喉管44是在風(fēng)機(jī)的高壓側(cè)。由風(fēng)機(jī)組件46移動(dòng)至高壓側(cè)喉管44的空氣將是進(jìn)入第二護(hù)罩62形成的室 61的排出空氣，第二護(hù)罩62通過開口 50通向第一護(hù)罩40。第二護(hù)罩62具有形成側(cè)面排氣口 64的壁板，側(cè)面排氣口 64由大開口格柵66覆蓋。大部分空氣流排出開口格柵66?？梢钥闯?，第二護(hù)罩形成為使得在如圖2所示的截面中，其從它連接發(fā)動(dòng)機(jī)艙隔板32的位置分叉到第二護(hù)罩的前壁板68。軸流式風(fēng)機(jī)驅(qū)動(dòng)馬達(dá)52是可逆馬達(dá)，優(yōu)選地，而且根據(jù)需要可以是可逆電動(dòng)機(jī)、 可逆液壓馬達(dá)或者其它類型的馬達(dá)。如果它是液壓馬達(dá)，其能夠以合適的換向閥70操作， 設(shè)置有來自泵72的加壓液壓流體，泵72由發(fā)動(dòng)機(jī)18驅(qū)動(dòng)，并且是緊湊型車輛或裝載機(jī)10 的液壓泵組的一部分。電動(dòng)機(jī)將具有換向開關(guān)。當(dāng)使用液體冷卻發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，來自軸流式風(fēng)機(jī)的空氣流將確保發(fā)動(dòng)機(jī)散熱器58、液壓油冷卻器60、以及空調(diào)冷凝器和中冷器(如果設(shè)置)被充分地冷卻。然而，除此之外，軸流式風(fēng)機(jī)的一個(gè)特征在于，在風(fēng)機(jī)葉片59的正上方，在喉管區(qū)域42中有容易接近的低壓或負(fù)壓區(qū)域，以便形成從喉管或低壓側(cè)42進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)艙18的端口的管道76提供如箭頭78 所示的從發(fā)動(dòng)機(jī)艙進(jìn)入喉管42和護(hù)罩40的熱空氣的流出。
可以設(shè)置多個(gè)端口或管道76。在圖3中，圖示了示出的單個(gè)端口。管道的尺寸可以變化，以使有效數(shù)量的熱空氣可以從發(fā)動(dòng)機(jī)艙通過風(fēng)機(jī)吸入風(fēng)機(jī)護(hù)罩，用于通過風(fēng)機(jī)排出。此外，發(fā)動(dòng)機(jī)艙16和冷卻系統(tǒng)沈之間的隔板或擋板32包括封閉第二護(hù)罩62的一端的下壁板部32A。下壁板部32A設(shè)置有開口 82 (圖4)以調(diào)整從第二護(hù)罩進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)艙罩的空氣流，用于附加冷卻。管道76和開口 82形成輔助冷卻空氣流開口。風(fēng)機(jī)護(hù)罩40的低壓區(qū)域容易被分流用于管道和端口 76，直接通向發(fā)動(dòng)機(jī)艙，用于從發(fā)動(dòng)機(jī)艙排放空氣。第二護(hù)罩62與發(fā)動(dòng)機(jī)艙下?lián)醢宀?2A —起形成或鄰近發(fā)動(dòng)機(jī)艙下?lián)醢宀?2A，從而容易地設(shè)置具有不同尺寸和位置的開口，用于提供從第二護(hù)罩到發(fā)動(dòng)機(jī)艙中的較高壓力空氣的流出。應(yīng)當(dāng)注意，在發(fā)動(dòng)機(jī)艙的上方具有頂部空氣流格柵(在圖1中可見)。此外，軸流式風(fēng)機(jī)組件46可通過發(fā)轉(zhuǎn)馬達(dá)52而轉(zhuǎn)向，如果需要，用于通過第二護(hù)罩的側(cè)開口 64抽吸冷空氣，并且還從發(fā)動(dòng)機(jī)艙通過開口 82抽吸空氣進(jìn)入第二護(hù)罩，并且然后通過散熱器58和油冷卻器60以及端口或管道76將它排出。風(fēng)機(jī)的這種轉(zhuǎn)換方向的能力有利于與緊湊型工作車輛在其中工作的環(huán)境相關(guān)的合適冷卻。轉(zhuǎn)換風(fēng)機(jī)旋轉(zhuǎn)方向可以僅通過轉(zhuǎn)換閥70而做到，或者是電動(dòng)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)風(fēng)機(jī)葉片，可以通過使用換向開關(guān)轉(zhuǎn)換。容易地控制電機(jī)52，用于在任一方向上提供軸向空氣流，并且在第一風(fēng)機(jī)護(hù)罩中提供可逆的低壓和高壓區(qū)域。只需要單個(gè)風(fēng)機(jī)，用于提供多個(gè)空氣流路和流動(dòng)方向可逆性。雖然已參照優(yōu)選實(shí)施例描述了本發(fā)明，本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，在沒有違背本發(fā)明的精神和范圍的情況下在形式和細(xì)節(jié)上可以進(jìn)行修改。
權(quán)利要求
1.一種用于冷卻包括車輛發(fā)動(dòng)機(jī)的車輛的部件的空氣流動(dòng)系統(tǒng)，所述車輛具有 發(fā)動(dòng)機(jī)艙和冷卻系統(tǒng)艙；在冷卻系統(tǒng)艙的至少部分和發(fā)動(dòng)機(jī)艙之間的發(fā)動(dòng)機(jī)艙壁板； 安裝在冷卻系統(tǒng)艙中的第一護(hù)罩；位于第一護(hù)罩中的單個(gè)軸流式風(fēng)機(jī)，所述第一護(hù)罩圍繞軸流式風(fēng)機(jī)的風(fēng)機(jī)葉片，并且具有用于空氣在風(fēng)機(jī)的軸向方向上流動(dòng)的多個(gè)空氣流動(dòng)開口；第二護(hù)罩，通向第一護(hù)罩的所述多個(gè)空氣流動(dòng)開口的一個(gè)，并且所述第二護(hù)罩具有第二護(hù)罩空氣流開口，空氣流從第二護(hù)罩空氣流開口運(yùn)送；發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻開口，在發(fā)動(dòng)機(jī)艙壁板中，通向第二護(hù)罩的內(nèi)部，以允許發(fā)動(dòng)機(jī)艙和第二護(hù)罩之間的空氣流動(dòng)；流管，在發(fā)動(dòng)機(jī)艙和第一護(hù)罩之間，在風(fēng)機(jī)的與第二護(hù)罩相對(duì)一側(cè)上；和馬達(dá)，用于驅(qū)動(dòng)風(fēng)機(jī)以在第一護(hù)罩和第二護(hù)罩之間產(chǎn)生空氣流并且所述空氣流通過發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻開口和流管。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空氣流動(dòng)系統(tǒng)，其中驅(qū)動(dòng)風(fēng)機(jī)的馬達(dá)是可逆馬達(dá)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空氣流動(dòng)系統(tǒng)，其中所述第二護(hù)罩空氣流開口通向車輛的外部。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空氣流動(dòng)系統(tǒng)，其中所述第一護(hù)罩具有位于其一側(cè)上的、限定第一風(fēng)機(jī)開口的第一喉管，和位于其相反側(cè)上的、限定第二風(fēng)機(jī)開口的第二喉管，所述風(fēng)機(jī)位于第一風(fēng)機(jī)開口和第二風(fēng)機(jī)開口之間的第一護(hù)罩中。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空氣流動(dòng)系統(tǒng)，其中散熱器安裝在第一護(hù)罩上的合適位置上，以在風(fēng)機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí)引起空氣通過散熱器。
6.一種用于緊湊型工作車輛的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)，具有 發(fā)動(dòng)機(jī)艙；在發(fā)動(dòng)機(jī)艙中的發(fā)動(dòng)機(jī)； 發(fā)動(dòng)機(jī)散熱器；單個(gè)軸流式風(fēng)機(jī)，用于為發(fā)動(dòng)機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)散熱器提供冷卻空氣； 風(fēng)機(jī)護(hù)罩，所述風(fēng)機(jī)護(hù)罩圍繞軸流式風(fēng)機(jī)并且具有在風(fēng)機(jī)護(hù)罩的第一側(cè)上流體地通向發(fā)動(dòng)機(jī)散熱器的開口；第二護(hù)罩，在風(fēng)機(jī)護(hù)罩的第二側(cè)上形成用于運(yùn)送由軸流式風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的空氣流的空氣通道；管道，從風(fēng)機(jī)護(hù)罩的第一側(cè)通向發(fā)動(dòng)機(jī)艙；和馬達(dá)，被連接以驅(qū)動(dòng)軸流式風(fēng)機(jī)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)，所述風(fēng)機(jī)護(hù)罩具有用于將空氣流引導(dǎo)至軸流式風(fēng)機(jī)的進(jìn)氣喉管和用于從軸流式風(fēng)機(jī)引出空氣流的排氣喉管，所述管道通向所述喉管中的一個(gè)和發(fā)動(dòng)機(jī)艙之間。
8.一種將冷卻空氣提供到工作車輛的發(fā)動(dòng)機(jī)艙中的發(fā)動(dòng)機(jī)的方法，包括下述步驟 在具有進(jìn)氣喉管和排氣喉管的護(hù)罩中設(shè)置單個(gè)軸流式風(fēng)機(jī)；打開在所述喉管中的第一個(gè)和發(fā)動(dòng)機(jī)艙之間的管道；和從所述喉管中的第二個(gè)排出空氣。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，還包括用可逆馬達(dá)驅(qū)動(dòng)所述單個(gè)軸流式風(fēng)機(jī)。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，還包括設(shè)置通向第二喉管的第二護(hù)罩，并且設(shè)置用于在第二護(hù)罩和發(fā)動(dòng)機(jī)艙之間的空氣流動(dòng)的開口。
全文摘要
本發(fā)明公開一種用于諸如緊湊型裝載機(jī)(10)之類的緊湊型車輛的冷卻系統(tǒng)，該緊湊型車輛具有發(fā)動(dòng)機(jī)(18)和發(fā)動(dòng)機(jī)艙(16)，該冷卻系統(tǒng)包括由護(hù)罩(40)圍繞并且具有高壓側(cè)(44)和低壓側(cè)(42)的單個(gè)軸流式風(fēng)機(jī)(46)。由風(fēng)機(jī)(46)產(chǎn)生的空氣流被用于冷卻緊湊型車輛(10)的部件(58，60)，并且從第二護(hù)罩排出熱空氣。輔助開口(82)設(shè)置在發(fā)動(dòng)機(jī)艙和護(hù)罩之間，用于在風(fēng)機(jī)(46)旋轉(zhuǎn)時(shí)在發(fā)動(dòng)機(jī)艙(16)和所述護(hù)罩(40，62)中的一個(gè)或兩個(gè)之間提供空氣流。驅(qū)動(dòng)風(fēng)機(jī)(46)的馬達(dá)(52)是可逆的。
文檔編號(hào)F01P5/06GK102159813SQ200980137107
公開日2011年8月17日 申請(qǐng)日期2009年9月15日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月22日
發(fā)明者布朗東·J·基西 申請(qǐng)人:克拉克設(shè)備公司