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1、10申请公布号CN102105639A43申请公布日20110622CN102105639ACN102105639A21申请号200980129592422申请日2009072712/181,16120080728USE02F9/08200601B60K11/04200601B60K11/06200601E02F3/7620060171申请人卡特彼勒公司地址美国伊利诺伊州72发明人SA丹尼尔AG范内特DP瑟吉森NP汤姆森74专利代理机构北京市金杜律师事务所11256代理人苏娟朱利晓54发明名称用于机械的冷却系统封装布置57摘要本发明公开一种用于机械的冷却系统封装布置。冷却系统的散热器152布置。
2、在发动机舱140内，位于轮式机械99的后置发动机144和驾驶室122之间。发动机舱140内的其他部件被布置得在高度上比散热器152低，发动机舱140罩138总体从驾驶室后面向下倾斜。所述罩138包括通向位于所述罩138和驾驶室122之间的间隙188的进气口190。布置在散热器152后面的风扇154可牵引空气通过进气口190并经过散热器152。30优先权数据85PCT申请进入国家阶段日2011012786PCT申请的申请数据PCT/US2009/0518142009072787PCT申请的公布数据WO2010/014529EN2010020451INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明。
3、专利申请权利要求书2页说明书6页附图6页CN102105642A1/2页21一种在地形158上使用的机械99，所述机械99包括主框架102，驾驶室122，其设置在所述主框架102上，至少两个接地构件113，其可转动地连接到所述主框架102，发动机舱140，其被沿着所述主框架102限定，发动机144，其连接到所述主框架102并设置在所述发动机舱140内，冷却组件150，其包括连接到所述主框架102并设置在所述发动机舱140内的散热器152，所述散热器152至少部分竖直地布置，并且布置在所述发动机144前面和所述驾驶室122后面，至少一个罩138，其能够至少部分地罩住所述发动机舱140，所述罩13。
4、8包括至少一个进气口190，所述进气口190位于所述散热器152前面和所述驾驶室122后面并且在所述散热器152和所述驾驶室122之间成一直线。2如权利要求1所述的机械99，其中，所述主框架102包括前框架部分106和后框架部分104，所述两个接地构件113可转动地连接到所述后框架部分104，所述发动机144和所述冷却组件150连接到所述后框架部分104，所述罩138基本在距所述地形最远的点处布置在所述散热器152周围，所述机械99还包括第三接地构件113，所述第三接地构件113可旋转地连接到所述前框架部分106。3一种能够承载操作者180的机械99，所述机械99是机动平地机100，该机动平地。
5、机100包括主框架102，其包括前框架部分106和后框架部分104，至少一个前轮114，其可旋转地连接到所述前框架部分106，至少两个接地构件113，其可旋转地连接到所述后框架部分104，发动机144，其连接到所述后框架部分104，至少一个泵，其连接到所述后框架部分104，包括散热器152的冷却组件150，其连接到所述后框架部分104，以及驾驶室122，其布置在所述主框架102上，所述驾驶室122能够承载所述操作者180，罩138，其连接到所述驾驶室122后面的后框架部分104并大体覆盖所述发动机144、所述泵和所述冷却组件150的至少一部分，所述罩138包括上表面184，所述上表面184相对。
6、于水平方向成15度或更大的角度布置，所述罩138被布置成使所述操作者180能够看到布置在距所述机动平地机1米处的15米高的障碍物。4如权利要求3所述的机械99，其中，所述罩138包括位于所述散热器152和所述驾驶室122之间的进气口190。5如权利要求1、2或4所述的机械99，其中，所述驾驶室122和所述罩138彼此间隔开以在其间形成间隙188，所述进气口190的开口192从所述罩138通向所述间隙188中。6如权利要求15中任一项所述的机械99，其中，所述冷却组件150还包括至少一个风扇154，所述风扇154布置在所述散热器152后面并能够牵引空气进入所述罩138。权利要求书CN102105。
7、639ACN102105642A2/2页37如权利要求16中任一项所述的机械99，其中，所述散热器152基本竖直布置并基本横向定向在所述罩138内。8如权利要求17中任一项所述的机械99，其中，所述冷却组件150包括液压流体冷却系统、能够接收发动机冷却液的发动机冷却液冷却系统以及发动机空气冷却系统中的至少一种。9如权利要求18中任一项所述的机械99，其中，所述机械99被流体静力或电子地驱动，所述发动机144包括具有中心线的曲轴170，至少两个接地构件113可旋转地连接到所述主框架102，所述两个接地构件113能够绕各自的轴线164，166转动，所述轴线164，166在所述机械99内限定平面16。
8、8，且所述曲轴170的所述中心线布置在所述平面168下方或者布置在所述平面168上方大约250MM或小于250MM处。10如权利要求19中任一项所述的机械99，还包括后处理设备156，所述后处理设备156至少部分相对布置在所述发动机144和所述冷却组件150后面，所述后处理设备156比所述冷却组件150相对更低地布置在所述发动机舱140内。权利要求书CN102105639ACN102105642A1/6页4用于机械的冷却系统封装布置技术领域0001本申请整体涉及机械中使用的发动机舱封装，更具体地涉及冷却系统封装布置以提高此类机械操作者的可视性。背景技术0002机械，诸如机动平地机、轮式装载机、。
9、挖掘机、反铲挖土机和物料搬运机以及类似机械，通常执行与诸如采矿、建筑、农事、运输等产业相关的操作。可采用与这些机械相关联的工具以用于包括例如装载、压实、升举、平整和刷擦等的各种任务，这些工具例如包括铲斗、压实工具、叉式升举装置、刷子、抓钩、刀具、剪具、铲板、破碎器/重锤、螺旋钻等。0003操作者对机械周围区域以及相关联的工具的视野中的障碍会限制机械切实高效的操作。因此，希望为操作者提供对周围地形和机械周围物体的最佳可视性。操作者关于周围地形以及机械周围物体的信息可以从远程信息例如从不位于机械上的其他信息获得，或者从直接视线、间接视线例如通过镜子等以及从辅助设备例如从相关的相机等获得。0004很。
10、多如本发明提及的可用传统机械如不使用辅助设备来补充操作者的直接或间接视线则不能提供希望的可视性。例如，对于包括后置发动机的机动平地机和其他机械，相当数量的设备放置在布置在后面的发动机舱中。这种设备例如包括具有一个或多个泵和液箱的液压系统、发动机、变速器、冷却系统以及诸如消音设备或者污染物消除设备的后处理设备。例如，授予STAUFFER的美国专利4546844公开了一种机动平地机，其包括多个窗口以为操作者提供驾驶室22四周的视野。然而，鉴于发动机舱外壳24的尺寸，即使驾驶室的整个后部开放，就座的操作者也无法直接或者通过使用镜子看到站在机械后面的人。尽管液压油冷却器37看来设置在发动机舱外壳外部，。
11、但布置在外壳内的其余设备，包括液压油存储器或液箱102、泵34、发动机、变速器35以及分动箱39，使得发动机舱外壳24比较大，因此构成妨碍。0005辅助设备例如可包括在战略上布置的相机和监控器。然而，这种辅助设备不仅是相当大的初始投资，维护和保养同样可能被证明是昂贵的，特别是因为这些设备通常操作和保持在室外，有时面对恶劣的环境。另外，这种机械通常在会弄脏和损坏精密的电气设备的恶劣环境中操作。例如，如果相机镜头被灰尘覆盖或者被石头撞击，结果可能是辅助系统不再起作用，进而无法满足操作者的需求。而且，发动机舱内的各种部件的尺寸和有效操作通常会抑制发动机外壳自身的小型化。0006本发明旨在克服上述的本。
12、领域中的一个或多个问题和缺点。发明内容0007一方面，本发明描述一种在地形上使用的机械。该机械包括主框架和布置在主框架上的驾驶室。主框架通过与其可旋转地连接的至少两个接地构件支撑。沿着主框架限定发动机舱。发动机和包括散热器的冷却组件布置在发动机舱内，发动机和冷却组件都连接说明书CN102105639ACN102105642A2/6页5到主框架。散热器至少部分竖直布置，并位于发动机前面和驾驶室后面。至少一个罩至少部分地罩住发动机舱。所述罩包括位于散热器前面和驾驶室后面并在两者之间成一直线的至少一个进气口。0008另一方面，本发明描述一种流体静力地驱动的机械，其包括主框架和布置在主框架上的驾驶室。。
13、主框架通过与其可旋转地连接的至少两个接地构件支撑。成对的轮能够围绕各自的轴线转动，所述轴线限定通过机械的平面。该机械还包括具有曲轴的发动机和具有散热器的冷却组件。曲轴的中心线最多布置在所述平面上方大约250MM处。0009又一方面，本发明描述一种能够承载操作者的流体静力地驱动的机动平地机。该机动平地机包括关节连接的主框架，主框架包括前框架部分和后框架部分，所述框架部分彼此关节连接。至少一个前轮可旋转地连接到前框架部分，至少两个接地构件可旋转地连接到后框架部分。发动机、至少一个泵以及包括散热器的冷却组件连接到后框架部分。能够承载操作者的驾驶室布置在主框架上。罩连接到驾驶室后面的后框架部分并大体覆。
14、盖发动机、泵和冷却组件的至少一部分。罩包括上表面，上表面相对于水平方向成15度至30度的角度布置，所述罩被布置成使操作者能够看到布置在距机动平地机1米处的15米高的障碍物。附图说明0010图1是包括本发明特征的一种示例性机械的侧视图，其中驾驶室的一部分未显示；0011图2是图1的机械的后框架段的局部放大截面图；0012图35是类似于图2的替代实施方式的机构的视图；0013图6是根据另一种实施方式的后框架部分的俯视图。具体实施方式0014现在将参照附图对示例性实施方式进行详细描述。在附图中尽可能用相同的附图标记表示相同或相似的部件。0015参照附图，图1中示出了机动平地机100形式的机械99的一。
15、种示例性实施方式。将会认识到，尽管图1中示出了机动平地机100，但术语“机械”可以指执行与诸如采矿、建筑、农事、运输等产业或本领域已知的任何其它产业相关的一些类型的操作的任何机械。例如，机械99可以是土方机械，例如轮式装载机、挖掘机、反铲挖土机、机动平地机、物料搬运机等，特别是包括后置发动机的任何机械。0016机动平地机100包括具有后框架部分104和前框架部分106的主框架102。后框架部分和前框架部分104、106可任选地以关节活动的方式连接在包括铰链110不可见的关节接头108处。主框架102支撑在多个接地构件113上。在所示的实施方式中，接地构件113包括多对车轮114、134、136。
16、。但是，将会理解，接地构件113可包括替代的机构，例如履带组件。前框架部分106包括支撑在铰链110和接地构件113例如所示的成对前轮114之间的前框架段112。铲板组件116沿着前框架段112安装并可用于整平。铲板组件116包括铲板118和联接组件120，联接组件120允许铲板118相对于机动平地机100运动到多个不同的位置。说明书CN102105639ACN102105642A3/6页60017尽管示出了一种示例性的铲板118作为附接工具，但也可以包括替代的工具。可以利用和采用任何工具以用于包括例如装载、压实、升举、擦刷等的各种任务，这些工具例如包括铲斗、压实工具、叉式升举设备、刷子、抓钩。
17、、刀具、剪具、铲板、破碎器/重锤、螺旋钻及其他。0018回到所示的实施方式，操作者驾驶室122也沿着前框架段112支撑。驾驶室122可包括例如座位124、操纵机构126、速度节气门或控制杆128以及控制台130。驾驶室122中的操作者可以控制机动平地机100的各种功能和动作，例如通过使用操纵机构126来设定机动平地机100的行驶方向，或者通过使用控制杆128设定机械的行驶速度。如可以认识到的，这里给出的各种控制机构的说明是一般表示，意在涵盖用来将操作者的指令传递给机械的所有可能机构或装置。尽管所示的实施方式中显示了操作者驾驶室122，但该驾驶室及相关座位、控制机构以及控制台的含括是可选择的，此。
18、机械也可替代地是自动的，即此机械可由不需要机载操作者人为操作的控制系统来控制。0019后框架部分104包括支撑在多个接地构件113上的后框架段132。在所示的实施方式中，支撑后框架段132的接地构件113包括所示的两对后轮134、136。罩138固定到后框架段132以形成发动机舱140。罩138可包括一个或多个检修门142，以允许接近发动机舱140内部及其中包含的部件。参照图2，布置在发动机舱140内的发动机144可连接到后框架段132并可驱动或者为诸如机动平地机100上的两个或多个轮子114、134、136的接地设备、和/或能够驱动接地设备114、134、136的液压系统供以动力，该液压系统。
19、用于操作例如包括泵146和箱147的操纵系统和诸如示出的铲板组件116的工具。注意，泵146可以比箱147更低地布置在发动机舱140中，以从箱147向泵146强制进料。类似地，电池148、电驱动系统未示出以及冷却组件150可连接到后框架段132并布置在罩138内。0020根据本发明，冷却组件150布置在罩138内、驾驶室122的直接后方。冷却组件150可包括处理发动机冷却液、液压或动力传动系统或者发动机空气系统中的任意或全部的部件。然而，在任一情况下，冷却组件150包括至少一个散热器152、通常至少一个风扇154，并且可以包括一个或多个空气或油热交换器153。将冷却组件150布置在罩138内的。
20、前面位置，即靠近驾驶室122的位置，会另外增强冷却组件150自身的操作。布置在前框架段112上的驾驶室122可与布置在后框架段132上的罩138隔开，从而例如如图所示的在其间提供气流间隙188。为了提供冷却组件150的高效操作，罩138可包括冷却组件150和驾驶室122之间的进气口190，进气口190开入该气流间隙188。间隙188可以具有任何合适的尺寸以提供希望的气流。例如，间隙188可以是250MM，或者落在例如200MM300MM的范围内，但这些尺寸仅仅作为示例提供，间隙188也可以小于或大于这些示例性尺寸。因此，在发动机144布置在冷却组件150后面的情况下，冷却的环境空气从发动机14。
21、4前面提供到散热器152，而不是从通常朝机动平地机100后面离开发动机舱140的受热空气提供到散热器152。更特别地，在所示的实施方式中，风扇154牵引空气通过进气口190并经过散热器152，但也可以具有替代的部署。所示的进气口190包括多个具有百叶窗板194的开口192，百叶窗板通常防止碎片进入开口192但向散热器152提供自由流动的冷却空气。进气口190可替代地包括一个或不同数量的开口192，并且可包括或不包括一些屏蔽罩或导流件。0021除了能够增强冷却组件150自身的操作，本发明的布置还可增强对机械99周围的说明书CN102105639ACN102105642A4/6页7环境地形158的。
22、可视性。由于散热器152通常是发动机舱140内最高的部件，因此将包括散热器152的冷却组件150布置在发动机舱140前端的近侧，即与驾驶室122相邻，会使其他部件有效封装在罩138内。在图2所示的实施方式中，散热器152在相对于机动平地机100基本竖向、基本横向的位置与罩138的前端基本相邻布置。发动机144、液压系统泵146和箱147以及任选的任何后处理设备156例如像消音器的消音设备，或者像柴油颗粒过滤器的排放物减少设备通常可相对较低地布置在发动机舱140内，并通常在散热器152后面。换句话说，散热器152限定布置在发动机舱140内的部件的最高位置。因此，罩138可从驾驶室122近侧的区域。
23、向机动平地机100后方向下倾斜。将会理解，驾驶室122远侧的罩138高度的减小为驾驶室122内的操作者提供了对机动平地机100周围的地形158的更好的视野。本发明中使用的术语“后面”意在描述沿着机械99长度的相对位置。0022部件在发动机舱140内的这种战略布置特别能够应用于不包括常规推动的机械通常包含的部件的机械99。例如，在一些实施方式中，取消变速器在发动机舱140内提供了另外的空间。此外，可以从机械99取消本来会横向延伸通过发动机舱140的一个或多个轮轴，这允许其他发动机部件放置在这部分发动机舱140内。例如，如图所示的流体静力地推动的机械99以及电子驱动的机械可以不包括这种横向延伸的轮。
24、轴。而是，它们可以包括由一个或多个液压或电马达驱动的轮毂。例如更加具体地，在图1所示的机动平地机100中，成对的后轮134、136沿着机动平地机100的两侧设置在框架160上，框架160在轴线162处可转动地连接到后框架段132。如果沿着轴线162没有设置横向布置的轮轴，则发动机舱140内的部件可布置在本来会被该轮轴占据的空间中。0023类似地，如从图2可以看到的，成对的后轮134、136安装成绕布置在平面168内的各自的轴线164、166转动。尽管每对轮134、136可包括横向延伸的轮轴，但注意，当驱动旋转通过流体静力或者电子驱动系统传递给轮134、136时，横向延伸的轮轴是不必要的。因此，。
25、发动机舱140内的部件可靠近或甚至侵入本来为这些轮轴保留的空间。因此，由于发动机144可设置在发动机舱140中比较低的位置，曲轴轴线170的中心线可布置在轴线164、166的平面168附近、在平面168内、或者甚至在平面168下方。将会理解，当冷却组件150、更具体地是散热器152布置在发动机舱140的前面部分，即靠近驾驶室122时，还可进一步增强这种高效的封装布置。例如，根据图2所示的实施方式，发动机144定位在发动机舱140内的较低位置。在一种实施方式中，发动机144的曲轴170的中心线可布置在平面168上方大约250MM或更短的距离172内。曲轴轴线170可布置得更加靠近或者更加远离平面。
26、168。将会理解，通过将发动机144的曲轴170布置得更加靠近平面168或者布置在平面168下方可实现更大的效率，因为可在发动机舱140内实现另外的空间，这可使得罩138的上表面184的高度降低。0024如图1所示，罩138的上表面184的偏角可为位于驾驶室122内的操作者180提供对沿着周围地形158布置的物体182的期望视线。罩138包括上表面184、侧壁185和后壁186。罩138的上表面184可与水平方向成一角度布置，例如与水平方向成量级为15度到30度的角度。为了公开的目的，术语上表面184将在机械99的前后方向、在罩138的横向中心点处测量。这样，罩138的上表面184的偏角为操作。
27、者180提供了对本来会被罩138挡住的物体182的视野。例如，偏角为操作者180提供了越过罩138对站在机动平地机100后方1米处的高15米的人182的视野。换句话说，驾驶室122内的操作者180可看到布说明书CN102105639ACN102105642A5/6页8置在机动平地机100周围的1米边界172处的15米高的物体182。已经确定图1所示的布置、特别是其中上表面184以16到20的角度布置时可允许就座在驾驶室122中的标准操作者180眼对眼地看到位于1米边界172处的15米高的人182，从而允许机动平地机100满足标准，而不必包括昂贵的监视设备，例如相机和显示设备。0025发动机舱1。
28、40内的各种部件的替代布置例如显示在图3至图5中。为便于参照，这些附图中利用了用于部件的相同的附图标记。更具体地，发动机144、任选的液压系统包括例如泵146和箱147、包括散热器152的冷却组件150、以及任选的后处理设备156以各种方式布置在发动机舱140内，同时允许罩138的上表面184向下倾斜。如图6所示，这些部件可以进一步布置成允许罩138的侧壁185向外倾斜。将会理解，所示出的表示仅仅是说明性的，各种部件和系统的实际结构和轮廓可以与示出的不同。0026工业实用性0027本发明能够应用于具有后置发动机144和冷却组件150的任何机械99。相对于冷却组件150位于发动机舱140后边缘处。
29、的常规布置，提议的封装布置可提供显著的优点。将冷却组件150和散热器152特别放置成基本与发动机舱140的前端相邻，即机械99的驾驶室122附近，可允许冷却组件150高效操作。由于生热部件，例如发动机144、任选的任何后处理设备156以及任选的液压系统泵146和箱147、压缩机等放置在冷却组件150的后面，来自这些部件的一些热可离开发动机舱140到机械99的后面，而不经过冷却组件150。这样，冷却组件150不必工作克服这些部件产生的全部热量。另外，提议的冷却组件150布置可允许从机械99更前面吸入冷的新鲜空气，即通过在驾驶室122后面但在发动机舱140前面的进气口190吸入。因此，提议的机构布。
30、置能够包括比这种机械100常规所包含的更小的冷却组件150。0028另外，在冷却组件150后放置喧吵部件在消音方面是有利的，这些声音否则会到达驾驶室122内的操作者180。特别在机械99运动时，由诸如发动机144、液压系统的泵146以及后处理设备156等部件产生的一部分声音可以在机械99后部射出，而不是在发动机舱140前面朝位于驾驶室122中的操作者180射出。而且，冷却系统150自身可同样作为减少操作者180潜在不适的“白噪声”发生器。0029提议的封装布置可另外增强位于驾驶室122内的操作者180的视线，而不必包括昂贵的补充设备，例如相机。不需要这种相机和支撑设备不仅减少了相关的投资成本，。
31、而且消除了与这种设备的维修、保养以及升级相关的时间和成本。0030将会理解，前面的描述提供了本发明的机构的例子。但是可以想到，本发明的其他实施形式可以在细节上不同于前面的例子。对本发明及其例子的所有引用意在指此时正在讨论的特定例子，而不意在更一般地暗示对本发明范围的任何限制。除非另外指明，对特定特征的所有区别和不利言语意在表明对这些特征不存在偏好，并不是将其完全排除在本发明的范围之外。0031除非另外指明，这里引述的值范围仅仅用作单独引述每个落在此范围内的单独值的简便方法，因此每个单独值如同在这里被单独引述那样地包含在说明书中。除非这里另外指明或者通过上下文明显矛盾，这里描述的所有方法可以以任。
32、何合适的顺序执行。0032因此，如应用法允许的，本发明包括权利要求中记载的主题的所有变形和等同。而且，除非这里另外指明或者通过上下文明显矛盾，本发明包括上面描述的元件的所有可能说明书CN102105639ACN102105642A6/6页9变形的所有组合。说明书CN102105639ACN102105642A1/6页10图1说明书附图CN102105639ACN102105642A2/6页11图2说明书附图CN102105639ACN102105642A3/6页12图3说明书附图CN102105639ACN102105642A4/6页13图4说明书附图CN102105639ACN102105642A5/6页14图5说明书附图CN102105639ACN102105642A6/6页15图6说明书附图CN102105639A。