一种用于制动工质的循环冷却装置的制作方法

1.本发明涉及刹车制动技术领域，尤其涉及一种用于制动工质的循环冷却装置。


背景技术：

2.目前，大型车辆普遍采用气动制动系统实现刹车制动，其原理是通过空压机产生大量高压气体，并将高压气体输入制动系统从而完成刹车制动作业。
3.然而，空压机向制动系统输入高压气体时，高压气体的温度是极高的，通常情况下，高压气体温度一般在170
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180摄氏度范围内，而在高负载状态下，甚至高达在200摄氏度；而输出至制动系统的温度，则要求夏季温度不超过50摄氏度，而冬季在零摄氏度以上；因此如果将高压气体直接通入制动系统，一方面高温会对制动系统内的各部件造成不良影响，甚至会导致部件损坏，另一方面高温气体在流经过程中会逐渐降温，高压气体的压力会逐步降低，进而可能造成压强较低导致制动作业失效。因此，高压气体在通入制动系统时，会首先经过油水分离器，清除气体内可能残留的杂质，再经过蛇形管进行降温，使高压气体的温度快速降低至适当摄氏温度，最终输送至储气罐待用。
4.然而，技术人员发现在实际情况中，蛇形管的冷却效果较差，难以实现对高压气体有效且快速的降温，而效果较好的蛇形管，不仅设备昂贵，且布置难度大，针对于不同车辆也需要进行定制。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本发明提出了一种布置难度小，能够集成制冷却动系统蛇形管功能，且大幅提高散热效果和效率的用于制动工质的循环冷却装置。
6.本发明的技术方案是这样实现的：本发明提供了一种用于制动工质的循环冷却装置，包括具有一冷风口的散热部件，还包括护风罩、空气压缩机和制动系统；护风罩设置于散热部件具有冷风口的一侧，护风罩包括罩体和连通管道，罩体中部开设风道，风道两端贯通罩体沿轴向方向延伸的两侧，散热部件用于将冷风吹向风道，罩体内设置腔体，罩体上分别设置进口和出口，连通管道设置于腔体内，连通管道两端分别连通进口和出口；空气压缩机与进口连通，空气压缩机通过连通管道向制动系统输送制动工质；制动系统与出口连通；其中，散热部件向风道吹出的冷风与空气压缩机送入连通管道内的制动工质进行热交换。
7.在以上技术方案的基础上，优选的，腔体设置在罩体环绕风道轮廓位置的内部。
8.在以上技术方案的基础上，优选的，连通管道靠近风道一侧的外侧壁与腔体内壁相抵持。
9.更进一步优选的，连通管道外周壁均与腔体内壁相抵持。
10.更进一步优选的，连通管道与腔体内壁之间的间隔内设置换热结构，换热结构用于提高制动工质与连通管道的内表面的接触面积，以及提高连通管道与腔体内部环境的接触面积。
11.更进一步优选的，换热结构包括若干凸齿，各凸齿设置于腔体和\或连通管道内
壁，相邻的凸齿交替设置于相邻的壁面上，若干凸齿间隔设置。
12.在以上技术方案的基础上，优选的，护风罩还包括聚风组件，聚风组件设置于罩体内，聚风组件与罩体间隔设置且与风道内壁之间形成通道，通道用于聚集吹向风道内壁的冷风并延长冷风沿着风道内壁的流动距离。
13.更进一步优选的，聚风组件包括环体和若干个隔板，环体设置于罩体内且与罩体间隔设置，各隔板间隔设置在环体与罩体之间，相邻的隔板之间与风道内壁以及环体的外周壁合围成若干通道，通道与风道连通。
14.更进一步优选的，环体朝向散热部件一端的径向断面的内径小于环体远离散热部件一端的径向断面的内径。
15.更进一步优选的，环体的径向断面为正多边形或圆形。
16.本发明的一种用于制动工质的循环冷却装置相对于现有技术具有以下有益效果：
17.(1)本发明将空气压缩机输送的制动工质流经护风罩内部，从而使制动工质能够通过与散热部件吹出的冷风进行热交换，从而对护风罩进行了创新的利用，而且能够快速且高效的对制动工质进行冷却，从而集成制动系统蛇形管的散热功能。
18.(2)在腔体和连通管道内壁设置散热齿，以及设置连通管道在腔体内形成迷宫结构，能够提高制动工质与护风罩的接触面以及延长接触时间，从而提升散热效果和效率。
19.(3)在护风罩的风道内设置聚风组件，使冷风能够聚集并流经聚风组件与风道内壁之间形成的通道，从而提高冷风与流动通道内的制动工质的热交换效果。
附图说明
20.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
21.图1为本发明的循环冷却装置的侧视图；
22.图2为本发明的护风罩的立体图；
23.图3为本发明的罩体的进出口的部分正剖图；
24.图4为本发明的罩体的第一种实施例的部分侧剖图；
25.图5为本发明的罩体的进出口的部分侧剖图；
26.图6为本发明的罩体的第二种实施例的部分侧剖图；
27.图7为本发明的罩体的第三种实施例的轴向截面图；
28.图8为本发明的罩体的第四种实施例的部分侧剖图；
29.图9为本发明的罩体的第四种实施例的正视图；
30.图10为本发明的罩体的第五种实施例的正视图。
31.图中：1、散热部件；11、冷风口；2、护风罩；21、罩体；211、腔体；212、进口；213、出口；22、风道；23、换热结构；24、聚风组件；241、环体；242、隔板；25、通道；26、连通管道；3、空气压缩机；4、制动系统。
具体实施方式
32.下面将结合本发明实施方式，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
33.首先需要说明的是，目前大型车辆的制动系统普遍采用气动制动方式，通过空压机压缩空气产生高压气体，经过油水分离器等装置的净化后，输送至制动系统内用于刹车制动作业。然而，由中国汽车工业总公司等制定的《汽车用空压机技术条件》等汽车行业标准中，可以明确的知道，空压机喷出的高压气体具有极高的温度，不同功率的空压机普遍的排气温度都在200摄氏度左右。为了解决这个问题，常规的技术手段是在将高压空气输入制动系统之前，先经过蛇形管进行冷却，然后经过油水分离器等装置除去气体中的杂质和水分后，输送至储气罐贮存待用。
34.蛇形管设备越大，自然对高压空气的冷却效果越好；然而由于车辆结构设计等客观因素下，蛇形管的体积与安装部位往往受到严格的限制，这就导致蛇形管的冷却效果和效率往往不尽人意。通常来说，技术人员针对于这种情况，会想方设法对蛇形管的原理或结构进行改进，从而提高蛇形管的冷却效果，然而这就不可避免的会导致蛇形管设备体积和结构的变化，也需要对蛇形管的安装部位进行适用性的改装。
35.然而，本发明人经过长期的研究和观察后，发现可以利用汽车的导流护风圈来实现高效的对高压高温气体进行冷却的目的。
36.汽车的导流护风圈，又称为护风罩，是汽车水箱散热器总成的一部分，汽车水箱散热器总成安装于汽车车头内的发动机前方，护风罩随着于散热器与车头排气滤网之间，用于聚拢散热器的风扇排出的风流并使风流通过滤网排出车头外。本技术人发现，汽车水箱散热器总成的作用仅仅只用于为发动机进行散热，其功效的很大一部分实际上是浪费掉的；同时，汽车水箱散热器总成与车用空压机的安装位置较为靠近，且刹车制动系统也主要设置于车头内。因此，本发明人产生思考，是否能够对散热器总成浪费掉的这部分功效进行有效的利用，从而解决针对于空压机排出的高压高温气体进行冷却降温的技术问题。
37.基于上述目的，本发明人设计出了一种用于制动工质的循环冷却装置。
38.如图1所示，结合图2，本发明的一种用于制动工质的循环冷却装置，包括具有一冷风口11的散热部件1，还包括护风罩2、空气压缩机3和制动系统4。
39.其中，护风罩2设置于散热部件1具有冷风口11的一侧，即护风罩2设置于散热器总成的常规安装位置。
40.但而与常规的车用护风圈不同的是，本发明的护风罩2包括罩体21和连通管道26，罩体21中部开设风道22，风道22两端贯通罩体21沿轴向方向延伸的两侧，散热部件1用于将冷风吹向风道22，罩体21内设置腔体211，罩体21上分别设置进口212和出口213，连通管道26设置于腔体211内，连通管道26两端分别连通进口212和出口213；从而使制动工质能够流经护风罩2内。
41.空气压缩机3与进口212连通，空气压缩机3通过连通管道26向制动系统4输送制动工质。空气压缩机3可以是空压机，也可以是输送制动油的输油泵。
42.制动系统4与出口213连通，制动工质从出口213进入制动系统4实现作用。需要说
明的是，常规的制动系统4既有气动制动方式，也有油动制动方式，因此制动工质可以是高压空气，也可以是高压油体，但其相同点在于，制动工质收到高压压缩时，一般会具有极高的温度，因此将其输送至制动系统4内时，需要对其进行冷却降温。
43.采用上述技术方案时，散热部件1向风道22吹出的冷风与空气压缩机3送入连通管道26内的制动工质进行热交换，从而将制动工质的热量通过罩体21传递至风道22内流经的冷风吸收，并最终排出车外，实现了对制动工质的冷却。
44.进一步的，优选的，腔体211设置在罩体21环绕风道22轮廓位置的内部；因此连通管道26同样是环绕风道22设置的，制动工质会环绕风道22一圈并与冷风进行热交换，相比于蛇形管，热交换进行的时间较长，且热交换的接面积也较大。
45.本发明人发现，制动工质要想与冷风进行有效的热交换，至少要保证流经制动工质的连通管道26尽量靠近风道22，因此本发明的第一种实施例通过以下手段实现。
46.如图1所示，结合图3、图4和图5，连通管道26靠近风道22一侧的外侧壁与腔体211内壁相抵持，从而使连通管道26的内部环境与风道22的内部环境彼此紧靠。
47.另外，还可以优选的，连通管道26外周壁均与腔体211内壁相抵持，使连通管道26填充于整个腔体211内，能够扩大了制动工质的单位流通量，从而提高冷却效率。
48.基于第一种实施例，为了提高热交换的效率，本发明的第二种和第三种实施例通过以下手段实现。
49.如图1所示，结合图6和图7，连通管道26与腔体211内壁之间的间隔内设置换热结构23，换热结构23用于提高制动工质与连通管道26的内表面的接触面积，以及提高连通管道26与腔体211内部环境的接触面积。
50.第三种实施例与第二种实施例的区别在于，在罩体21内采用两腔式结构，一方面连通管道26截面面积更大，与风道22的紧贴面的面积也更大，散热效果更好，另一方面腔体211也能够起到良好的支撑效果，从而提高了罩体21内部空间的利用率。
51.具体来说，换热结构23包括若干凸齿，各凸齿设置于腔体211和\或连通管道26内壁，相邻的凸齿交替设置于相邻的壁面上，若干凸齿间隔设置；从而使腔体211和连通管道26的内部环境形成迷宫状，延长了制动工质流经连通管道26的时间，以及制动工质进行热交换的时间，从而提高了散热冷却效果。同时，方便程序控制流量截面，并利用电磁阀实现压缩空气循环三腔或二腔的转换。
52.需要说明的是，由于制动工质在输送至制动系统4前，会先输入储气管进行贮存待用，因此制动工质流经连通管道26进行热交换的时间延长，并不会对制动系统4的制动即时有效性产生不良的影响。
53.然而，本发明人发现，由于风道22内径极大，且护风罩2的轴向长度具有很大的限制，因此通过风道22的冷风接触护风罩2内周表面的时间实际上极短，造成制动工质仍然难以得到充分且有效的冷却。基于上述原因，本发明人设计出了第四种实施例。
54.如图1所示，结合图7和图8，护风罩2还包括聚风组件24，聚风组件24设置于罩体21内，聚风组件24与罩体21间隔设置且与风道22内壁之间形成通道25，通道25用于聚集吹向风道22内壁的冷风并延长冷风沿着风道22内壁的流动距离。
55.具体来说，聚风组件24包括环体241和若干个隔板242，环体241设置于罩体21内且与罩体21间隔设置，各隔板242间隔设置在环体241与罩体21之间，相邻的隔板242之间与风
道22内壁以及环体241的外周壁合围成若干通道25，通道25与风道22连通。本设计的目的在于，尽管无法利用整个吹经风道22的冷风，即本发明不应阻碍护风罩2的排放发动机产生的热气，然而本发明仍然可以充分利用接触罩体21内周壁的冷风；通过设置聚风组件24，使接触罩体21内周壁的冷风通过通道25时，加强冷风的风压，以提高冷风的换热效果，并使冷风能够沿通道25排出，从而延长冷风与罩体21内周壁的接触时间，而不至于肆意扩散。
56.其中，环体241朝向散热部件1一端的径向断面的内径小于环体241远离散热部件1一端的径向断面的内径，从而使环体241与罩体21之间的间隔的径向断面呈梯形，从而具有聚风以及加强风压的效果。
57.进一步的，环体241的径向断面为圆形。
58.作为第五种实施例，如图1所示，结合图9，环体241的径向断面还可以为正多边形。
59.工作原理：
60.制动工质通过空气压缩机3经过进口212输送至连通管道26，连通管道26与制动工质进行热交换，并将热量交换至罩体21；散热部件1的冷风流经风道22，将热量带走。同时，利用发动机的热量，保证即使在冬季，也能使压缩空气的温度在摄氏零度以上。
61.以上所述仅为本发明的较佳实施方式而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。