CN105484847A - 双冷式发动机 - Google Patents
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Abstract
Description
技术领域
[0001] 本发明涉及一种发动机，具体涉及一种双冷式发动机。
背景技术
[0002] 风冷发动机，由于其空气的传热系数只有水的传热系数的1/20〜1/30，空气的比热容只有水的1/4，发动机气缸盖、气缸体等零件的受热后温度高，风冷发动机要得到足够的冷却，不仅要合理的布置散热片，而且需要较大的空气流量，且受热后，缸体和缸盖刚度会变差，还会造成冷却面不均匀、热负荷较高、风扇消耗功率较大和工作时噪声大等问题，并且冷却面不均匀还会造成润滑不良，形成运动附件早期磨损严重。上述问题不但大大影响了发动机的使用寿命，而且大大增加了其油耗，同时，不充分燃烧燃油将导致排放大量的有毒有害气体，造成环境污染，不利于环境保护。为此，市场上变出现了很多水冷式的发动机，其主要采用冷却水泵并以水介质来对发动机进行冷却。
[0003]目前的水冷发动机上，冷却水泵的常规安装形式是通过皮带轮安装于发动机的电机输出端上，通过皮带轮来带动水泵运转，水泵运转后带动水循环，来达到冷却发动机的目的。
[0004] 采用皮带轮的安装形式存在着以下缺点:
[0005](一)皮带传动的功率损失
[0006] (1)滑动损失:皮带在工作时，由于带轮两边的拉力差以及相应的变形经差形成弹性滑动，导致带轮与从动轮的速度损失，弹性滑动与载荷、速度、带轮直径和皮带的结构有关，弹性滑动率通常在1% -2%之间，有的皮带传动还有几何滑动，过载时将引起打滑，使皮带的运动处于不稳定状态，效率急剧下降，磨损加剧，严重影响皮带的寿命；
[0007] (2)滞后损失:皮带在运行中会产生反复伸缩，特别是带轮上的绕曲会使皮带体内部产生摩擦引起功率损失；
[0008] (3)空气阻力所造成的损失:高速传动时，运动中的风阻将引起转矩损耗，其损耗值与速度的平方成正比。
[0009] (4)轴承的摩擦损失:皮带在工作时，轴承受到皮带的拉力，也引起转矩损，滑动轴承的损伯为2 % -5 %，滚动轴承的损失为1 % -2 %。
[0010] 考虑到上述损失，皮带传动的效率约在80% -90%范围内，不能做到完全的传动作用。
[0011] (二)安装结构复杂
[0012] (1)由于水泵是与发动机的输出端连接，因此需要外置安装机构，该安装机构就需要占用较大空间；
[0013] (2)由于皮带传动时皮带在使用中会产生松动造成皮带打滑，故皮带传动都需要加装涨紧机构，涨紧机构的设计安装造成了整个机器的复杂性，造成了维护保养操作的复杂性；
[0014] (3)水泵本身结构复杂，由于结构的复杂性，导致维护保养复杂，且由于结构的复杂，造成价格相对较贵。
发明内容
[0015] 为了解决上述技术问题，本发明提供了一种可以取代皮带轮安装形式、安装结构简单且可以有机地整合风冷和水冷机构的双冷式发动机。
[0016] 为了达到上述目的，本发明的技术方案如下:双冷式发动机，包括发动机本体以及安装于该发动机本体内的风冷机构，该发动机本体的曲轴或者凸轮轴向外延伸或者连接有输出端，该输出端上安装有冷却水泵，该冷却水泵包括:
[0017] 弹性叶轮，其安装于上述输出端上并由该输出端驱动其转动；
[0018] 泵体，其安装于上述弹性叶轮上；
[0019] 进水单元，其连接于上述泵体上并与该泵体内部连通；
[0020] 出水单元，其垂直于上述进水单元而连接于上述泵体上、并与该泵体内部连通；
[0021] 至少一阻挡部，其安装于上述泵体的内壁和上述弹性叶轮之间、同时还位于进水单元连接泵体的进水连接处和出水单元连接泵体的出水连接处之间。
[0022] 进一步地，上述的阻挡部的横截面呈一月牙形状。
[0023] 进一步地，上述的阻挡部的凸面契合上述泵体的内壁形状并固定连接该泵体。
[0024] 进一步地，上述的阻挡部的两端则分别延伸至上述进水连接处和上述出水连接处。
[0025] 进一步地，上述的阻挡部的两端分别对称设置有凹口，该凹口由阻挡部的端部向阻挡部的中心延伸。
[0026] 进一步地，上述的凹口的底部呈弧面形状。
[0027] 进一步地，上述的弹性叶轮上向四周延伸的凸筋的端部还具有弧面。
[0028] 进一步地，上述的弹性叶轮与上述输出端的连接面呈多角星形状。
[0029] 采用上述技术方案的有益效果在于:本发明的双冷式发动机中，其冷却水泵直接安装于发动机本体的曲轴或者凸轮轴向外延伸或者连接的输出端上，具体为冷却水泵的弹性叶轮安装于该输出端上，泵体再安装于弹性叶轮上，再通过进水单元、出水单元和阻挡部的作用形成对发动机的冷却，该冷却水泵安装时仅需要将其弹性叶轮安装于曲轴或者凸轮轴的输出端上即可，取代了原先的通过皮带轮安装的形式，克服可皮带轮的诸多缺点。使用本发明的冷却水泵，不仅节约了安装空间，并且其结构简洁、维护保养方便、成本低廉，同时本发明的冷却水泵安装于发动机上时，也提高了整个发动机的冷却效率，并且有机地整合了发动机上原有的风冷功能，形成更佳的冷却效果。
附图说明
[0030] 图1为本发明的双冷式发动机与风冷发动机的结构示意图。
[0031] 图2为本发明的双冷式发动机与风冷发动机的冷却水泵的结构示意图。
[0032] 图3为本发明的双冷式发动机与风冷发动机的总装图1。
[0033] 图4为本发明的双冷式发动机与风冷发动机的总装图2。
[0034] 其中，1.发动机本体2.输出端3.出水单元31.出水管32.出水嘴33.出水连接处4.泵体5.阻挡部51.凹口 52.弧面6.密封圈7.水封8.弹性销9.止动片10.进水单元101.进水管102.进水嘴103.出水连接处11.弹性叶轮111.凸筋112.弧面12.垫片13.封盖14.水管。
具体实施方式
[0035] 下面结合附图详细说明本发明的优选实施方式。
[0036] 为了达到本发明的目的，如图1-4所示，在本发明的双冷式发动机的其中一种实施方式中，包括发动机本体1以及安装于该发动机本体内1的风冷机构(未示出，风冷机构为现有技术中风冷式发动机的常用机构，用于形成风冷的效果，属于已知的知识，在此不再详细赘述)，该发动机本体1的曲轴或者凸轮轴向外延伸或者连接有输出端2，该输出端2上安装有冷却水泵，该冷却水泵包括:弹性叶轮11，
[0037] 其安装于输出端2上并由该输出端2驱动其转动；泵体4，其安装于弹性叶轮11上；进水单元3，其连接于泵体4上并与该泵体4内部连通，具体为进水管31连接泵体4，进水嘴32安装于进水管31上；出水单元10，其垂直于进水单元3而连接于泵体4上、并与该泵体4内部连通，具体为出水管101连接泵体4，出水嘴102安装于出水管101上；阻挡部5，其安装于泵体4的内壁和弹性叶轮11之间、同时还位于进水单元3连接泵体4的进水连接处33和出水单元10连接泵体4的出水连接处103之间。此外，该冷却水泵还包括密封圈6、水封7、弹性销8、止动片9、垫片12和封盖13，其分别通过螺钉等已知零部件安装于泵体4或者发动机本体1上。其中，阻挡部5可以设置为一个，当泵体4的长度较长时，也可以设置并排的多个阻挡部5。
[0038] 本实施例中，双冷式发动机的冷却水泵由风冷发动机1的曲轴或者凸轮轴向外延伸或者连接的输出端2进行驱动，即冷却水泵安装于该输出端2上，具体为冷却水泵的弹性叶轮11安装于该输出端2上，泵体4再安装于弹性叶轮11上，再通过进水单元3、出水单元4和阻挡部5的作用形成对发动机的冷却，该冷却水泵安装时仅需要将其弹性叶轮11安装于曲轴或者凸轮轴的输出端2上即可，取代了原先的通过皮带轮安装的形式，克服可皮带轮的诸多缺点。使用本发明的冷却水泵，不仅节约了安装空间，并且其结构简洁、维护保养方便、成本低廉，同时本发明的冷却水泵安装于风冷发动机上时，也提高了整个风冷发动机的冷却效率，并且有机地整合了发动机上原有的风冷功能，形成更佳的冷却效果。
[0039] 为了进一步地优化本发明的实施效果，如图1-4所示，在本发明的双冷式发动机的另一种实施方式中，在前述内容的基础上，阻挡部5的横截面呈一月牙形状，通过该呈月牙形状的阻挡部5，可以更好地形成对弹性叶轮11的挤压作用，驱使弹性叶轮11和周围空气之间产生压力差。
[0040] 为了进一步地优化本发明的实施效果，如图1-3所示，在本发明的双冷式发动机的另一种实施方式中，在前述内容的基础上，阻挡部5的凸面契合泵体4的内壁形状并通过螺钉等已知零部件固定连接该泵体4，使得阻挡部5和泵体4之间形成更佳的密封效果。
[0041] 为了进一步地优化本发明的实施效果，如图1-4所示，在本发明的双冷式发动机的另一种实施方式中，在前述内容的基础上，阻挡部5的两端则分别延伸至进水连接处33和出水连接处103，可以形成弹性叶轮11在进水连接处33和出水连接处103的挤压作用，形成该处弹性叶轮11和周围空气之间压力差的产生。
[0042] 为了进一步地优化本发明的实施效果，如图1-4所示，在本发明的双冷式发动机的另一种实施方式中，在前述内容的基础上，阻挡部5的两端分别对称设置有凹口 51，该凹口 51由阻挡部的端部向阻挡部的中心延伸形成，可以形成弹性叶轮11在阻挡部5处更平滑的过渡。
[0043] 为了进一步地优化本发明的实施效果，如图1-4所示，在本发明的双冷式发动机的另一种实施方式中，在前述内容的基础上，上述的凹口 51的底部呈弧面形状，即形成弧面52，可以在上述基础上形成弹性叶轮11在阻挡部5处更平滑的过渡。
[0044] 为了进一步地优化本发明的实施效果，如图1-4所示，在本发明的双冷式发动机的另一种实施方式中，在前述内容的基础上，弹性叶轮11上向四周延伸的凸筋111的端部还具有弧面112，可以帮助弹性叶轮11顺利地通过阻挡部5，防止卡住现象的发生。而为了进一步地防止卡住现象的发生，我们还可以在弧面112上呈阵列分布地设置多条弹性凸筋，该弹性凸筋呈波浪起伏形状，帮助弹性叶轮11顺利地通过阻挡部5。
[0045] 为了进一步地优化本发明的实施效果，如图1-4所示，在本发明的双冷式发动机的另一种实施方式中，在前述内容的基础上，弹性叶轮11与输出端2的连接面呈多角星形状，可以形成两者之间更为稳固的连接，而为了提高连接的稳固效果，我们还可以在此基础上，在弹性叶轮11与输出端2的连接面开设多条呈螺旋形分布的凹槽，减少因应力等因素而产生的连接不稳固的现象。
[0046] 下面介绍本发明的工作过程:结合图3-4所示，当发动机本体1运转时，输出端2同时转动，输出端2带动弹性叶轮11转动，当其弹性叶轮11的叶片经过阻挡部5时，叶片因受到阻挡部5的挤压而发生变形，随即叶片间的间隙发生变化，间隙的变化导致叶片周围的空气(刚运转时)压力发生变化，压力变化产生压力差，当靠近进水单元10的弹性叶轮11的叶片从变形状态变为正常状态后，泵体4靠近进水单元10处的间隙被放大，进水单元10内侧形成负压，在泵体4内外压力差的作用下，进水单元10处的空气被吸进泵体4内；当弹性叶轮11的叶片运转到出水单元3时，由于受到阻挡部5的挤压，弹性叶轮11的叶片从正常状态变为受压状态，此时靠近出水单元3的泵体4内空气间隙变小，压力变大，此时空气即会从出水单元3挤出，如此循环，当泵体4内及管路空气排出时，水即从出水单元3流出，流出的水经过水管14进入到冷却水道，当冷却水经过发动机冷却水道时，即与发动机进行热交换，将发动机的热量带走，从而冷却发动机，被加热的冷却水经过发动机出水口排出，如此达到循环冷却发动机的目的。
[0047] 以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。
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