CN208347910U - 具有强化散热功能的冷却装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种具有强化散热功能的冷却装置，包括散热器、中冷器、冷凝器和主导风扇，其中，散热器通过导风罩与主导风扇相连，主导风扇布置在散热器后方，中冷器布置在散热器的正前方，覆盖散热器上主导风扇的投影区域；冷凝器布置在中冷器的正下方，位于散热器的迎风区域。本实用新型的冷却装置有效提高了发动机的散热能力，提高了散热器的整体利用率，能够满足发动机工作在低速大扭矩、缓速器或者AT变速箱的瞬间需要大散热能力的需求。
Description
技术领域
本发明属于汽车冷却***技术领域，特别涉及一种具有强化散热功能的冷却装置，
背景技术
目前商用车的发动机功率越来越大，为了能够保证发动机能可靠运行，发动机冷却***的冷却模块的尺寸越来越大，风扇的直径越来越大。现有的风扇和散热器布置的相对位置如附图1所示，A为风扇投影区域，B为散热器迎风区域，受整车机舱内空间布置条件的限制，风扇与散热器很难达到对中，风扇相对散热器偏心较大，风扇在散热器迎风面上的投影面积较小。这种散热器的冷空气流动分布区域如图2所示，H为高风速区域，L为低风速区域，这种风扇散热器结构会使通过散热器的冷空气流动均匀性变差，远离风扇投影区域的风速往往低于风扇投影区域风速的50％，使低风速区域的散热能力降低，从而导致散热器的整体热效率降低，***的散热能力下降。冷空气流动均匀性问题一方面会导致散热器的利用率降低，导致能源利用率降低，另一方面会使散热器的重量以及成本会增加。如果能有效的利用低风速区域，可以有效提高冷却***的散热量，相同散热器情况下，可以满足更大的散热需求，同时可用于缓速器冷却或者AT冷却，使缓速器的使用时间延长，提供更大的制动功率。
实用新型内容
针对以上存在的散热器利用率低的问题，本实用新型提供一种具有强化散热功能的冷却***，在现有散热器冷却模块的基础上，将空调冷凝器布置在散热器前方，中冷器下部，在冷凝器前方布置电子风扇。当电子风扇开启时，可以增加远离风扇低风速区域的冷空气流速，可以有效提高该区域散热器的散热能力，提高散热器的整体利用率，能够满足发动机工作在低速大扭矩、缓速器或者AT变速箱的瞬间需要大散热能力的需求，是整车在这些工况下能满足其使用需求。这样的设计可以在整车停车使用空调时，使用电子风扇对冷凝器进行冷却，不用启动发动机使用发动机自带的电控硅油风扇提供冷却气流，有利于在提供空调制冷的前提下，节约燃料，降低燃油消耗量。在发动机低负荷工作时，电子风扇不参与工作，电控硅油风扇提供的冷却气流就可以满足发动机的散热需求，当使用缓速器时，使电控硅油风扇和电子风扇同时投入工作，提供最大的散热能力，以延长缓速器的辅助制动使用时间。
研究表明当风扇与散热器不能对中，风扇相对散热器偏心较大时，风扇在散热器迎风面上的投影面积较小。这种风扇散热器结构会使通过散热器的冷空气流动均匀性变差，远离风扇投影区域的风速往往低于风扇投影区域风速的50％，使低风速区域的散热能力降低，从而导致散热器的整体热效率降低，***的散热能力下降。本发明旨在提高散热器上冷空气流动均匀性，从而提供散热***的散热能力。本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：
一种具有强化散热功能的冷却装置，包括散热器、中冷器、冷凝器和主导风扇，其中，散热器通过导风罩与主导风扇相连，主导风扇布置在散热器后方，中冷器布置在散热器的前方，覆盖散热器上主导风扇的投影区域；冷凝器布置在散热器的前方、中冷器的正下方，位于散热器的迎风区域。
进一步，该冷却装置还包括电子风扇，电子风扇布置在冷凝器的正前方。
进一步，所述电子风扇数量不少于两个，且电子风扇在冷凝器上的投影覆盖到冷凝器朝向电子风扇一侧的整个表面。
进一步，电子风扇通过与发动机相对独立的驱动装置单独控制，驱动装置和节温器均连锁至发动机控制器，发动机控制器配置为当主导风扇达到啮合温度时，控制驱动装置驱动电子风扇启动。
进一步，离合器、电子风扇的驱动装置、主导风扇均连锁至发动机控制器，发动机控制器配置为当离合器完全啮合时，控制驱动装置驱动电子风扇输出最大转速。
进一步，所述主导风扇为电控硅油风扇，与电控硅油离合器连锁，电控硅油风扇配置为其所提供的冷却空气能够满足发动机在外特性的最大扭矩工况下的散热需求。
进一步，所述导风罩覆盖整个散热器芯体区域。
进一步，所述散热器、中冷器、冷凝器和主导风扇之间按照相应位置关系通过紧固件连接为一体。
进一步，具有强化散热功能的冷却装置包括散热器、中冷器、空调冷凝器、主导风扇、电子风扇和发动机节温器，其中，主导风扇连接在发动机上；散热器的出水管和进水管连接至发动机，发动机出水管处设置有发动机节温器，节温器上设有出水温度传感器；导风罩覆盖散热器芯体区域，散热器通过导风罩与主导风扇相连，中冷器布置在散热器的前方，覆盖散热器上主导风扇的投影区域；空调冷凝器布置在散热器的前方、中冷器的正下方，位于散热器的迎风区域；电子风扇布置在空调冷凝器的正前方，通过独立于发动机的驱动装置单独控制，且驱动装置、离合器和缓速器均连锁至发动机控制器，发动机控制器配置为发动机低负荷工作时保持电子风扇为静默状态，当使用缓速器时控制驱动装置启动电子风扇，且当离合器完全啮合时，电子风扇输出最大转速。
本实用新型的使用原理是：发动机从散热器出口吸水，通过发动机水泵加压进入发动机冷却水套，对发动机的缸体和缸盖进行冷却。冷却完发动机的冷却液进入节温器前，当节温器全开以后，冷却液通过散热器进水管进入到散热器，在散热器内进行热交换。散热器正前方布置的是中冷器，中冷器下方是空调冷凝器和电子风扇。电控硅油风扇布置在散热器后方，导风罩将电控硅油风扇和散热器连接在一起，形成一个流体通道。车辆正常运行时，电控硅油风扇单独工作，电控硅油风扇提供的冷却空气完全能够满足发动机的正常散热需求。当车辆在高温环境下重载低速爬坡或者车辆原地全功率取力时，发动机会工作在外特性的最大扭矩工况下，同时车辆迎风速度低或者无风，此时发动机散热量大。但是由于发动机转速低，导致风扇和水泵的转速降低，冷却***的整体散热能力降低，此时可以电子风扇投入工作，在低流速区域提供额外的冷却空气流量，提高散热器的散热能力，保证发动机满足极其恶劣工况下的散热需求。当发动机下坡过程中使用液力缓速器时，此时冷却***由液力缓速器制动产生的热负荷往往大于发动机的最大热负荷，短时间内需要的散热量非常大。缓速器投入工作时，电控硅油离合器全啮合，电子风扇输出最大转速，这样可以提供冷却***最大的散热量，延长液力缓速器的使用时间。在外界环境温度较高，而发动机低负荷低转速运行时，电控硅油风扇运行转速低，无法满足空调***的热负荷，此时可以使电子风扇投入工作，满足空调的使用需求，提高车辆夏季运行的舒适性。本实用新型在设计时充分考虑了制造、装配的可行性，未改变原有散热器的外形尺寸和安装尺寸，适用性强。
附图说明
图1所示为现有技术的主导风扇和散热器布置示意图；
图2所示为现有技术中冷空气流动均匀性分布图；
图3所示为本实用新型的具有强化散热功能的冷却装置的原理示意图；
图4所示为本实用新型的具有强化散热功能的冷却装置的主视图示意图；
图5所示为本实用新型的具有强化散热功能的冷却装置的侧视图示意图；
图6所示为本实用新型的具有强化散热功能的冷却装置的装配后的示意图。
图7所示为本实用新型的具有强化散热功能的冷却装置的装配示意图。
图中：
1-变速器； 9-电子风扇；
2-发动机； 10-冷凝器；
3-节温器； 11-散热器出水管；
4-散热器进水管； 12-导风罩；
5-主导风扇； 13-发动机控制器；
6-散热器； 14-出水温度传感器；
7-中冷器； 15-离合器；
8-驾驶室底板； 16-电子风扇驱动电机。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的优选实施例加以说明：
实施例1：
本实施例提供一种具有强化散热功能的冷却装置，包括散热器6、中冷器7、冷凝器10和主导风扇5，其中，散热器6通过导风罩12与主导风扇5相连，主导风扇5布置在散热器6后方，中冷器7布置在散热器6的前方，覆盖散热器6上主导风扇的投影区域A；冷凝器10布置在散热器的前方、中冷器7的正下方，位于散热器的迎风区域B。
在某一具体实施例中，该冷却装置还包括电子风扇9，电子风扇9布置在冷凝器10的正前方；电子风扇9通过与发动机相对独立的驱动装置16单独控制，驱动装置16和节温器均连锁至发动机控制器13，发动机控制13器配置为当主导风扇5达到啮合温度时，控制驱动装置16驱动电子风扇9启动。离合器、电子风扇9的驱动装置、主导风扇5均连锁至发动机控制器13，发动机控制器13配置为当离合器完全啮合时，控制驱动装置16驱动电子风扇9输出最大转速。
在某一具体实施例中，电子风扇9数量不少于两个，且电子风扇9在冷凝器10上的投影覆盖到冷凝器10朝向电子风扇9一侧的整个表面。
在某一具体实施例中，主导风扇5为电控硅油风扇，与电控硅油离合器连锁，电控硅油风扇配置为其所提供的冷却空气能够满足发动机在外特性的最大扭矩工况下的散热需求。
在某一具体实施例中，导风罩12覆盖整个散热器芯体区域。
在某一具体实施例中，散热器6、中冷器7、冷凝器10和主导风扇5之间按照相应位置关系通过紧固件连接为一体。
在某一具体实施例中，具有强化散热功能的冷却装置包括散热器6、中冷器7、空调冷凝器10、主导风扇5、电子风扇9和发动机节温器3，其中，主导风扇5连接在发动机上；散热器6的出水管11和进水管4连接至发动机2，发动机出水管处设置有发动机节温器3，节温器3上设有出水温度传感器14；导风罩12覆盖散热器芯体区域，散热器6通过导风罩12与主导风扇5相连，中冷器7布置在散热器6的前方，覆盖散热器6上主导风扇5的投影区域A；空调冷凝器10布置在散热器的前方、中冷器7的正下方，位于散热器6的迎风区域B；电子风扇9布置在空调冷凝器10的正前方，通过独立于发动机的驱动装置16单独控制，且驱动装置16、离合器和缓速器均连锁至发动机控制器13，发动机控制器13配置为发动机低负荷工作时保持电子风扇9为静默状态，当使用缓速器时控制驱动装置16启动电子风扇9，且当离合器完全啮合时，电子风扇9输出最大转速。
实施例2：
本实施例在实施例1的基础上对具有强化散热功能的冷却装置的运行方式加以说明，本实施例中主导风扇5为电控硅油风扇，如图3所示为***原理图，发动机2从散热器6出口吸水，通过发动机水泵加压进入发动机2冷却水套，对发动机的缸体和缸盖进行冷却。冷却完发动机的冷却液进入节温器3前，当节温器3全开以后，冷却液通过散热器进水管4进入到散热器6，在散热器内进行热交换。散热器6正前方布置的是中冷器7，中冷器7下方是空调冷凝器10和电子风扇9。电控硅油风扇5布置在散热器6后方，导风罩12将电控硅油风扇5和散热器6连接在一起，形成一个流体通道。车辆正常运行时，电控硅油风扇5单独工作，电控硅油风扇提供的冷却空气完全能够满足发动机的正常散热需求。当车辆在高温环境下重载低速爬坡或者车辆原地全功率取力时，发动机会工作在外特性的最大扭矩工况下，同时车辆迎风速度低或者无风，此时发动机散热量大。但是由于发动机转速低，导致风扇和水泵的转速降低，冷却***的整体散热能力降低，此时可以电子风扇9投入工作，在低流速区域提供额外的冷却空气流量，提高散热器的散热能力，保证发动机满足极其恶劣工况下的散热需求。当发动机下坡过程中使用液力缓速器时，此时冷却***由液力缓速器制动产生的热负荷往往大于发动机的最大热负荷，短时间内需要的散热量非常大。缓速器投入工作时，电控硅油离合器全啮合，电子风扇输出最大转速，这样可以提供冷却***最大的散热量，延长液力缓速器的使用时间。在外界环境温度较高，而发动机低负荷低转速运行时，电控硅油风扇运行转速低，无法满足空调***的热负荷，此时可以使电子风扇投入工作，满足空调的使用需求，提高车辆夏季运行的舒适性。
最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离方案的精神，其均应涵盖在本案请求保护的技术方案范围当中。
Claims (9)
1.一种具有强化散热功能的冷却装置，其特征在于，包括散热器(6)、中冷器(7)、冷凝器(10)和主导风扇(5)，其中，散热器(6)通过导风罩(12)与主导风扇(5)相连，主导风扇(5)布置在散热器(6)后方，中冷器(7)布置在散热器(6)的前方，覆盖散热器(6)上主导风扇的投影区域(A)；冷凝器(10)布置在散热器的前方、中冷器(7)的正下方，位于散热器的迎风区域(B)。
2.根据权利要求1所述的一种具有强化散热功能的冷却装置，其特征在于，该冷却装置还包括电子风扇(9)，电子风扇(9)布置在冷凝器(10)的正前方。
3.根据权利要求2所述的一种具有强化散热功能的冷却装置，其特征在于，所述电子风扇(9)数量不少于两个，且电子风扇(9)在冷凝器(10)上的投影覆盖到冷凝器(10)朝向电子风扇(9)一侧的整个表面。
4.根据权利要求2所述的一种具有强化散热功能的冷却装置，其特征在于，电子风扇(9)通过与发动机相对独立的驱动装置(16)单独控制，驱动装置(16)和节温器均连锁至发动机控制器(13)，发动机控制器(13)配置为当主导风扇(5)达到啮合温度时，控制驱动装置(16)驱动电子风扇(9)启动。
5.根据权利要求2所述的一种具有强化散热功能的冷却装置，其特征在于，离合器、电子风扇(9)的驱动装置、主导风扇(5)均连锁至发动机控制器(13)，发动机控制器(13)配置为当离合器完全啮合时，控制驱动装置(16)驱动电子风扇(9)输出最大转速。
6.根据权利要求1—4任一所述的一种具有强化散热功能的冷却装置，其特征在于，所述主导风扇(5)为电控硅油风扇，与电控硅油离合器连锁，电控硅油风扇配置为其所提供的冷却空气能够满足发动机在外特性的最大扭矩工况下的散热需求。
7.根据权利要求1—4任一所述的一种具有强化散热功能的冷却装置，其特征在于，所述导风罩(12)覆盖整个散热器芯体区域。
8.根据权利要求1—4任一所述的一种具有强化散热功能的冷却装置，其特征在于，所述散热器(6)、中冷器(7)、冷凝器(10)和主导风扇(5)之间按照相应位置关系通过紧固件连接为一体。
9.根据权利要求1—4任一所述的一种具有强化散热功能的冷却装置，其特征在于，包括散热器(6)、中冷器(7)、空调冷凝器(10)、主导风扇(5)、电子风扇(9)和发动机节温器(3)，其中，主导风扇(5)连接在发动机上；
散热器(6)的出水管(11)和进水管(4)连接至发动机(2)，发动机出水管处设置有发动机节温器(3)，节温器(3)上设有出水温度传感器(14)；
导风罩(12)覆盖散热器芯体区域，散热器(6)通过导风罩(12)与主导风扇(5)相连，中冷器(7)布置在散热器(6)的前方，覆盖散热器(6)上主导风扇(5)的投影区域(A)；空调冷凝器(10)布置在散热器的前方、中冷器(7)的正下方，位于散热器(6)的迎风区域(B)；
电子风扇(9)布置在空调冷凝器(10)的正前方，通过独立于发动机的驱动装置(16)单独控制，且驱动装置(16)、离合器和缓速器均连锁至发动机控制器(13)，发动机控制器(13)配置为发动机低负荷工作时保持电子风扇(9)为静默状态，当使用缓速器时控制驱动装置(16)启动电子风扇(9)，且当离合器完全啮合时，电子风扇(9)输出最大转速。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201820668746.3U CN208347910U (zh) | 2018-05-07 | 2018-05-07 | 具有强化散热功能的冷却装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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| CN201820668746.3U CN208347910U (zh) | 2018-05-07 | 2018-05-07 | 具有强化散热功能的冷却装置 |
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| CN201820668746.3U Active CN208347910U (zh) | 2018-05-07 | 2018-05-07 | 具有强化散热功能的冷却装置 |
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| CN (1) | CN208347910U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20220056832A1 (en) * | 2020-08-19 | 2022-02-24 | Komatsu America Corp. | Multi-fan cooling system |
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2018
- 2018-05-07 CN CN201820668746.3U patent/CN208347910U/zh active Active
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20220056832A1 (en) * | 2020-08-19 | 2022-02-24 | Komatsu America Corp. | Multi-fan cooling system |
| US11753983B2 (en) * | 2020-08-19 | 2023-09-12 | Komatsu America Corp. | Multi-fan cooling system |
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