1.本公开总体上涉及一种作业车辆的多泵设备。
背景技术：
2.内燃发动机车辆、电动车辆和混合动力车辆可能都需要它们各自的水泵来使冷却剂循环穿过车辆部件(热负载)，即使水泵的布局可能不同。冷却剂可以是水或防冻液，防冻液是水和防冻化学品(如乙二醇或丙二醇)的混合物。当作业车辆是内燃发动机车辆时，冷却剂可以用于冷却发动机。当作业车辆是电动车辆时，冷却剂可用于冷却电气部件。吸收车辆部件的热量的冷却剂可以随后进入散热器以散热。穿过散热器的气流将提取热量，使得冷却剂可以再次从车辆部件吸收热量。
技术实现要素：
3.根据本公开的一个方面，一种作业车辆的多泵设备可以包括主壳体、马达轴、水泵和制冷剂泵。主壳体具有第一壳体部分和联接到第一壳体部分的第二壳体部分。马达轴被定位成穿过第一壳体部分。水泵联接到第一壳体部分并且能够操作以泵送冷却剂。水泵由马达轴驱动。制冷剂泵联接到第二壳体部分并且能够操作以泵送制冷剂。制冷剂泵也由马达轴驱动。
4.根据本发明的一个方面，一种用于作业车辆的冷却系统包括多泵设备、减压器、主热交换器、冷凝器和至少一个车辆部件。多泵设备可以包括主壳体、马达轴、水泵和制冷剂泵。主壳体具有第一壳体部分和联接到第一壳体部分的第二壳体部分。马达轴被定位成穿过第一壳体部分。水泵联接到第一壳体部分并且能够操作以泵送冷却剂。水泵由马达轴驱动。制冷剂泵联接到第二壳体部分并且能够操作以泵送制冷剂。制冷剂泵也由马达轴驱动。减压器从制冷剂泵接收制冷剂，并且能够操作以降低制冷剂的压力，以便降低制冷剂的温度。主热交换器具有第一单元和第二单元。第一单元能够操作以从减压器接收制冷剂。冷凝器被定位在主热交换器的第一单元的下游，并且能够操作以将制冷剂冷却成液体形式。车辆部件从水泵接收冷却剂以排出热量。主热交换器的第二单元被定位在车辆部件的下游。主热交换器的第二单元能够操作以从车辆部件吸收热量并且将热量排出到主热交换器的第一单元。
5.通过考虑详细描述和附图，其他特征和方面将变得显而易见。
附图说明
6.附图的详细描述参考附图：
7.图1是示出具有压缩机的冷却系统的示意图。
8.图2是具有制冷剂回路和冷却剂回路的冷却系统的示意图，该冷却系统具有串联连接的热负载交换器。
9.图3是具有制冷剂回路和冷却剂回路的另一冷却系统的示意图，该冷却系统具有
并联连接的热负载交换器。
10.图4是示出一个实现方式中的多泵设备的横截面图。
11.图5是示出了另一实现方式中的多泵设备的横截面图。
12.具体实现方式
13.参照图1，应用在空调上的冷却系统包括蒸发器004、压缩机008、冷凝器002和热膨胀阀(txv)，制冷剂在不同压力下以液体和/或蒸气形式流过上述元件。空调通常固定在房屋的墙壁上，并且空调的一些元件在室内，一些元件在室外。通常，空调的压缩机008和冷凝器002被定位在室外环境中；热膨胀阀(txv)和蒸发器004被定位在室内环境中。蒸发器004位于低压侧(压缩机吸入侧)，冷凝器002用于高压侧。热膨胀阀(txv)用在冷凝器002和蒸发器004之间以降低压力。
14.在蒸发器004与压缩机008之间的路径(吸入管路)中，制冷剂处于低压和低温。为了使压缩机008正常运转，制冷剂为蒸气形式(气体或过热气体)。当制冷剂到达压缩机008时，压缩机008压缩呈蒸气形式的制冷剂，使得压缩机008和冷凝器002之间的路径中的制冷剂处于高压(ph)和高温(可能过热)。当制冷剂到达冷凝器002时，冷凝器002冷却制冷剂的温度，并经由风扇(未示出)将制冷剂变成液体形式。风扇提供第一气流af1，该第一气流穿过冷凝器002的散热元件以从冷凝器002移除热量。在冷凝器002的出口处的制冷剂必须是饱和的或过冷的液体，以便使热膨胀阀(txv)平稳操作。在冷凝器002和热膨胀阀(txv)之间的路径中，制冷剂仍然处于高压。
15.热膨胀阀(txv)随后收集来自冷凝器002的制冷剂。在热膨胀阀(txv)中，制冷剂的压力急剧降低。制冷剂的温度也会下降。因此，在热膨胀阀(txv)和蒸发器004之间的路径中，制冷剂处于低压(p
l
)。低压制冷剂流入蒸发器004中。与蒸发器004相邻的另一个风扇(未示出)提供穿过蒸发器004的热交换元件的第二气流af2(室内)。第二气流af2的热量被制冷剂吸收，因为呈液体形式的制冷剂变成蒸气形式需要潜热(能量势能)。再次，制冷剂由蒸发器004排出并且流入压缩机008中。
16.图2示出了作业车辆10的冷却系统12。冷却系统12包括制冷剂回路20、冷却剂回路40和多泵设备60，该多泵设备能够操作以在制冷剂回路20中泵送制冷剂并在冷却剂回路40中泵送冷却剂。冷却系统12还可包括主热交换器14，该主热交换器能够操作以从冷却剂回路40提取热量从而将热量排出到制冷剂回路20。冷却系统12可用于从不同车辆元件吸收热量，这些车辆元件包括变速器、轴、电气部件、液压泵和/或马达。当作业车辆10是电动车辆时，电气部件可以包括但不限于马达、附件、电池单元、逆变器和/或转换器。电池单元可以包括牵引电池组、dc转换器和辅助电池组。随着电力的流动，电气部件的温度升高。
17.关于制冷剂回路20，与具有产生高系统压力的压缩机008的传统冷却系统不同，该制冷剂回路使用泵(制冷剂泵68、88)来循环制冷剂。与传统的冷却系统相比，制冷剂回路20具有较低的系统压力。
18.制冷剂回路20可包括：多泵设备60、80的制冷剂泵68、88；减压器22；主热交换器14的第一单元(蒸发器)142；和冷凝器24。制冷剂泵68、88能够操作以将制冷剂从冷凝器24泵送到第一单元(蒸发器)142，使得第一单元142在制冷剂泵68、88的下游，并且冷凝器24在第一单元142的下游。减压器22降低制冷剂的压力并降低其沸点。呈液体形式的制冷剂中的一些变为蒸气形式，并且制冷剂(液体形式和蒸气形式)的温度降低。然后制冷剂进入主热交
换器14的第一单元142以通过主热交换器14的第二单元144从冷却剂回路40吸收热量。在第一单元142和第二单元144之间的热交换期间，更多的液体形式的制冷剂变为蒸气形式。然后制冷剂进入冷凝器24。气流af冷却制冷剂，并且蒸气形式的制冷剂中的至少一些变为液体形式。
19.可选地，制冷剂回路20还可包括定位在冷凝器24和制冷剂泵68、88之间的分离器26。分离器26将液体形式的制冷剂与蒸气形式的制冷剂分离，使得仅液体形式的制冷剂将被制冷剂泵68、88泵送。当制冷剂泵68、88是旋转式正排量泵，例如齿轮泵时，分离器26可帮助制冷剂泵68、88避免气穴现象。
20.冷却剂回路40可包括：水泵64、84；至少一个热负载交换器；和主热交换器14的第二单元144。水泵64、84能够操作以循环冷却剂。由水泵64、84泵送的冷却剂进入至少一个热负载交换器并从热负载(车辆元件)吸收热量。冷却剂随后进入主热交换器14的第二单元144以便散热。热负载交换器可以用于冷却车辆元件，例如变速器、轴、电池单元、液压泵和马达。在该实现方式中，至少一个热负载交换器包括第一热负载交换器41、第二热负载交换器42和第三热负载交换器43，如果作业车辆10是电动车辆或混合动力车辆，则第一热负载交换器41例如可以用于消散电池单元的热量，并且第一热负载交换器41定位在第二热负载交换器42和第三热负载交换器43的上游。图2示出了串联连接的第一热负载交换器41、第二热负载交换器42和第三热负载交换器43；然而，在其他实现方式中，热负载交换器可以以不同的方式连接。例如，图3示出了并联连接的第一热负载交换器41、第二热负载交换器42和第三热负载交换器43。可以有流量控制阀(未示出)，所述流量控制阀控制进入第一热负载交换器41、第二热负载交换器42和第三热负载交换器43的冷却剂的体积。冷却剂回路40也可能需要缓冲罐(未示出)，该缓冲罐能够操作以存储过量的冷却剂，并在冷却剂回路40需要更多的冷却剂时将冷却剂排出。注意，由水泵泵送的冷却剂不限于水、防冻流体(乙二醇)或其他类型的流体。
21.参照图4，在一个实现方式中，作业车辆10的多泵设备60可包括马达轴61、主壳体62、水泵64和制冷剂泵68。多泵设备60具有允许水泵64的优化入口条件的直列式构造。多泵设备60可联接到或包括使马达轴61旋转的马达63。在该实现方式中，马达63是电动马达。主壳体62具有第一壳体部分622和联接到第一壳体部分622的第二壳体部分624。在该实现方式中，第一壳体部分622和第二壳体部分624布置成处于竖直取向，并且马达轴61围绕平行于竖直取向的轴线旋转。
22.第一壳体部分622包括上部隔室6222和在上部隔室6222下方的下部隔室6226。第一壳体部分622的上部隔室6222和下部隔室6226配合以接收冷却剂。挡板6224定位在上部隔室6222和下部隔室6226之间，以便控制上部隔室6222和下部隔室6226之间的冷却剂的连通。
23.上部隔室6222能够操作以从水泵入口6225接收冷却剂，以增加流体压力。上部隔室6222和冷却剂流体的表面限定了上部隔室6222内的空间6221。压力盖6223联接到上部隔室6222，并可用于改变空间6221内的冷却剂的体积、流体压力和/或空气压力。
24.马达轴61定位成穿过第一壳体部分622。水泵64联接到或具有第一壳体部分622。水泵64包括由马达轴61驱动的水泵叶轮642。水泵叶轮642定位在下部隔室6226内，因此被浸没在冷却剂中。下部隔室6226包括水泵出口6227，该水泵出口用于冷却剂从水泵64流出。
冷却剂随后进入第一热负载交换器41、第二热负载交换器42和/或第三热负载交换器43，如图2或图3所示。下部隔室6226具有蜗形构造/蜗形外壳(未示出)，当蜗形构造接近水泵出口6227时，蜗形构造/蜗形外壳的面积逐渐增大。容纳在蜗形构造内的水泵叶轮642与马达轴61一起旋转以排出冷却剂。
25.水泵64与第一壳体部分622一起为冷却剂回路40提供除了泵送冷却剂之外的多种功能。在该实现方式中，冷却剂回路40可以不需要单独的缓冲罐或溢流瓶。上部隔室6222和下部隔室6226的组合存储冷却剂，防止冷却剂的涌动，并在冷却剂的水平高度(体积)增加时提供加压的冷却剂。将水泵叶轮642沉入具有防冻剂(乙二醇)的加压下部隔室6226内改善了泵状态并避免了泵气蚀。在水泵64的操作期间，将产生冷却剂的气泡。由于浮力，上部隔室6222内的冷却剂的气泡将浮至上部隔室6222的表面。气泡将仅被收集在上部隔室6222中。在这点上，位于下部隔室6226内的水泵叶轮642将不泵送气泡，并且水泵64和冷却剂回路40的其他部件的寿命将增加。当马达轴61旋转时，第一壳体部分622的温度升高，并且空间6221的空气压力升高。由于冷却剂的水平高度和空间6221的空气压力，冷却剂的沸点将升高，以便防止冷却剂蒸发。流体压力和空气压力也可以抑制导致泵气蚀的气泡的形成。
26.多泵设备60还可包括能够操作以将动力的一部分从马达轴61传递至制冷剂泵68的磁性联接器66。如图4所示，磁性联接器66包括驱动元件662和从动元件664。驱动元件662定位在第一壳体部分622内，而从动元件664定位在第二壳体部分624内。第一壳体部分622可包括在水泵叶轮642下方或在下部隔室6226下方的磁体隔室6228。磁性联轴器66的驱动元件662至少定位在磁体隔室6228内。驱动元件662也联接到马达轴61，并且以与水泵叶轮642相同的旋转速度旋转。从动元件664通过轴666联接到制冷剂泵68。
27.制冷剂泵68联接到第二壳体部分624并且能够操作以泵送制冷剂。制冷剂泵68由使磁性联接器66旋转的马达轴61驱动。由于驱动元件662和从动元件664之间的磁场，从动元件664可以与驱动元件662以相同的旋转速度旋转。水泵64和制冷剂泵68可以以与马达63的速度相同的速度被驱动。
28.注意，在该实现方式中，磁性联接器66提供从水泵叶轮642到制冷剂泵68的转矩/动力的非接触传递，从而消除对轴密封的需要。加压的冷却剂将不会从第一壳体部分622泄漏。在其他实现方式(未示出)中，马达轴61可被定位成穿过第一壳体部分622和第二壳体部分624并且直接驱动制冷剂泵68。
29.多泵设备60集成水泵64和制冷剂泵68以简化冷却系统12的结构，防止冷却剂在冷却剂回路40中的涌动，并且提供改进的泵送条件。
30.参照图5，还介绍了集成水泵84和制冷剂泵88的多泵设备80。多泵设备80可包括马达轴81、主壳体82、水泵84、齿轮组85和制冷剂泵88。主壳体82包括第一壳体部分822和联接到第一壳体部分822的第二壳体部分824。水泵84联接到第一壳体部分822，并且能够操作以泵送冷却剂。制冷剂泵88联接到第二壳体部分824，并且能够操作以泵送制冷剂，并且由马达轴81驱动。多泵设备80可联接到或包括使马达轴81旋转的马达83。在该实现方式中，马达83是电动马达。
31.马达轴81定位成穿过第一壳体部分822并直接驱动水泵84。齿轮组85联接到马达轴81和制冷剂泵88。在某些情况下，水泵84和制冷剂泵88可能需要以不同的旋转速度旋转，并且齿轮组85可用于满足这种需要。例如，水泵84可能需要比制冷剂泵88运行得更快。在该
实现方式中，齿轮组85包括联接到或固定到马达轴81的第一齿轮852。齿轮组85还包括与第一齿轮852啮合的第二齿轮854，并且通过轴863、866联接到制冷剂泵88。第一齿轮852具有第一直径，第二齿轮854具有大于第一齿轮852的第一直径的第二直径，使得制冷剂泵88的速度比水泵84的速度慢。
32.例如，如果制冷剂泵88的速度范围是800-1600rpm(每分钟转数)并且水泵84的速度范围是2000-4000rpm，则第二齿轮854的第二直径是第一齿轮852的第一直径的2.5倍大。由于2.5:1的减速构造，马达轴81可以直接驱动水泵84，并且可以以较低的速度间接驱动制冷剂泵88。在此描述的齿轮的数量和齿数比仅用于说明。根据不同速度比或旋转速度方向的需要，齿轮的数量及其直径可以变化。例如，齿轮组85可具有在第一齿轮852和第二齿轮854之间啮合的另一齿轮(未示出)，以使它们沿相反方向旋转。
33.多泵设备80可包括能够操作以将动力的一部分从第二齿轮854通过轴863、866传递到制冷剂泵88的磁性联接器86。磁性联接器86包括联接到第二齿轮并且定位在第一壳体部分822内的驱动元件862。磁性联轴器86还包括联接到制冷剂泵88并且定位在第二壳体部分824内的从动元件864。从动元件864与驱动元件862一起旋转。
34.注意，在该实现方式中磁性联接器86提供从第二齿轮854到制冷剂泵68的转矩/动力的非接触传递，从而消除对轴密封的需要。在其他实现方式(未示出)中，轴863、866被连接为单个轴，并且定位成穿过第一壳体部分822和第二壳体部分824，并且直接驱动制冷剂泵88。
35.在不以任何方式限制本文出现的权利要求的范围、解释或应用的情况下，本文公开的示例实施方式中的一个或多个的技术效果是将水(防冻剂)泵和制冷剂泵组合，使得水泵和制冷剂泵由马达轴驱动。本文公开的一个或多个示例实施方式的另一技术效果是使水泵下沉到具有冷却剂的第一壳体部分(加压缓冲罐)内，从而形成良好的操作条件。本文公开的一个或多个示例实施方式的另一技术效果是提供一种多泵设备，其水泵和制冷剂泵可以以不同的旋转速度旋转。本文公开的一个或多个示例实施方式的另一技术效果是提供一种多泵设备，其应用于具有多个热交换回路的冷却系统，以便简化冷却系统。
36.如本文所用，除非另外限制或修改，具有由连接性术语(例如，“和”)分开并且前面还有短语
“…
中的至少一者”或
“…
中的一者或多者”的元件的列表指示可能包括列表的单独元件或其任何组合的构造或布置。例如，“a、b和c中的至少一者”或“a、b和c中的一者或多者”表示仅a、仅b、仅c或a、b和c中的两者或更多者的任意组合(例如，a和b；b和c；a和c；或a、b和c)。
37.虽然以上描述了本公开的示例实施方式，但是这些描述不应被视为限制性的。相反，在不偏离如所附权利要求中限定的本公开的范围和精神的情况下，可以进行其他变化和修改。