CN110036217B - 用于引擎的冷却系统 - Google Patents

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Abstract

内燃机(例如空气冷却的内燃机)的冷却系统允许以仅取决于内燃机内部温度增加的被动方式致动风扇，其中风扇(8)通过离合器(11)被键合到致动轴(4)的端部，所述致动轴在内部具有容纳离合器(11)的致动器件的壳体(12)，所述致动器件对于在内燃机中循环的流体的温度敏感，其中所述致动器件包括蜡致动器(14)，蜡致动器易于通过布置在所述壳体(12)中且插置在所述蜡致动器(14)和所述离合器(11)之间的弹簧(19)而操作所述离合器(11)，从而使所述离合器(11)从非操作位置移动到操作位置，以实现所述离合器(11)的致动。

Description

用于引擎的冷却系统
技术领域
本发明涉及一种用于引擎(诸如速可达的例如空气冷却式引擎)的冷却系统，其中冷却风扇由通过曲轴旋转的轴或由曲轴本身控制。
然而，本发明应当意味着即使对于液体操作类型(即水冷)的冷却系统也可以采用类似的解决方案，其中设置散热器，散热器通过直接或间接由曲轴本身控制的风扇冷却。
背景技术
这种冷却系统还可以有效地用于摩托车的引擎，其中，设置成抽吸冷却空气的风扇、以及对用于启动内燃机的电池充电并且在摩托车是所谓的混合动力推进型时可能提供驱动转矩的发电机引擎这两者被键合到曲轴。
内燃机的轴线相对于摩托车的纵向发展是横向的，于是内燃机的轴线相对于地平面水平地放置并且垂直于竖直平面，该竖直平面基本上由在摩托车按直线向前移动时固定(即不转向)的后轮的旋转平面限定。
方便地，为引擎抽吸冷却空气的风扇可以直接键合到使风扇旋转的曲轴的端部，或者键合到与曲轴相邻并平行于曲轴的另一轴，由此被驱使旋转。
通过其抽吸空气的散热器护罩的定位使散热器不会受到气流的正面撞击，而是切向撞击。然后冷却空气被风扇抽吸，风扇的轴线基本上垂直于由摩托车的向前运动所确定的气流。因此，要求风扇具有预定的扬程(head)以处理引擎的冷却需求。
在已知的示例中，其中风扇不是通过曲轴的旋转而独立地致动，例如借助服役电动机，风扇的旋转状态不直接取决于冷却需要，而是由引擎的旋转状态确定。
然而，显而易见的是，引擎可能具有不取决于其曲轴的旋转状态的冷却需求，例如在起动阶段，或在特别寒冷的气候情况下。
但是，在这种情况下，风扇既没有停止也没有减速：风扇只是根据曲轴的旋转状态而以特定的扬程继续抽吸气流，这没有获得任何好处，而是至少涉及引擎的燃料消耗的未经请求的增大。
应当注意，每当冷却风扇旋转时，在冷却风扇的旋转与被冷却的引擎状态之间直接相关联，于是每当不提供单独的致动(例如由温度传感器控制)时，就会出现这种缺陷。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种用于引擎的冷却系统，该冷却系统允许消除参考现有技术提到的缺点。
该问题通过如下冷却系统而得以解决，所述冷却系统包括冷却风扇，所述冷却风扇通过离合器键合到致动轴的远端，所述致动轴在内部具有容纳离合器的致动器件的壳体，所述致动器件对于在内燃机中循环的流体的温度敏感，其中所述致动器件包括可热膨胀材料，所述可热膨胀材料在温度升高时增大其体积，其中所述致动器件包括蜡致动器，所述蜡致动器易于通过布置在所述壳体内且插置在所述蜡致动器和所述离合器之间的第一弹簧而操作所述离合器，从而使所述离合器从非操作位置移动到操作位置，以实现所述离合器的致动；并且其中，所述第一弹簧的远端连接到离合器的第一离合器元件，所述第一离合器元件作用在面向其的第二离合器元件上，离合器分离弹簧设置在所述第一离合器元件和第二离合器元件之间。
在空气冷却的内燃机的特殊情况下，轴通过一个或多个专用管道而被引擎的润滑油润湿，使得即使在这种情况下，风扇接合和引擎的内部温度之间也存在直接的相关性。
此外，通过在油循环泵处节省额外的能量，引擎可以在更短的时间内达到其自身的工作温度。
根据本发明的优选方案，所述致动器件包括例如蜡的可热膨胀材料，当温度升高时，该可热膨胀材料增大其自身的体积，从而该可热膨胀可以操作接合风扇的离合器。特别地，这种材料优选地可以是蜡，于是通过蜡致动器进行激活。
根据本发明的冷却系统的主要优点在于允许以被动的方式且以仅取决于引擎内部温度升高的方式致动风扇：在低温下，风扇不旋转并且燃料消耗结果得以优化。
附图说明
下面将参照附图，根据本发明的仅作为示例而非出于限制性目的提供的优选实施例来描述本发明，在附图中：
图1示出了结合有根据本发明的冷却系统的摩托车的内燃机的一部分的局部剖视透视图；
图2示出了图1的冷却系统的细节的局部剖视透视图；和
图3示出了图2的细节的分解透视图。
具体实施方式
参考附图，部分地表示了推进单元1(图1)。在本实施例中，该推进单元1包括空气冷却的单缸内燃机，单缸内燃机的活塞杆2和曲柄3表示为属于曲轴4，曲轴将运动传递到未示出的转动装置。
曲轴4相对于所示的元件沿相反方向突出，并且被键合到包括相应定子绕组7的电动机6。
应当注意，曲轴4相对于摩托车的纵向发展是横向的，于是曲轴相对于地平面是水平的并且垂直于竖直平面，该竖直平面基本上由在摩托车按直线向前移动时固定(即不转向)的后轮的旋转平面限定。
电动机6可以是简单的电流发生器，其仅仅向内燃机提供电流，以及可能地向服役构件提供电流和/或供给电池。这进一步意味着该电动机可以用作起动器和发电机引擎，其为电池充电、启动内燃机以及在摩托车为所谓的混合动力推进型时可能提供驱动转矩。
在本示例中，推进单元包括冷却系统，冷却系统具有直接键合在曲轴4上的冷却风扇8，该曲轴于是用作用于致动风扇的轴，该风扇可以面向布置在摩托车的一侧的散热器，该散热器继而将通过保护罩接收气流。
这意味着风扇可以相对于曲轴键合在不同的致动轴上，由此在这种情况下被拖动而使风扇相对于曲轴偏移。
风扇8容纳在具有抽吸孔10的罩壳9中。风扇8通过离合器11键合在曲轴4的一端上，下文将描述离合器。
曲轴4包括纵向壳体12，所述纵向壳体从内燃机延伸到其上键合风扇8的端部；换句话说，曲轴4的从内燃机到风扇8的部分是中空的。
这种壳体12接收用于致动离合器11的器件，该器件对于在内燃机中循环的流体的温度敏感。
特别地，靠近引擎的曲轴4包括用于在所述壳体12处循环所述流体的管道。
在这种特殊情况下，在曲轴的相对两侧处对称地设置两个旁通管道13，两个旁通管道都浸入内燃机的润滑系统中，于是被润滑油填充，润滑油所处的温度取决于引擎的温度。
在曲轴内循环的油(即流体)放置成与上述致动器件接触，在本例中，致动器件由蜡致动器14构成，蜡致动器的内部具有由可热膨胀材料16(优选为蜡)填充的罐15。
这种材料的膨胀引起连接到致动杆18的活塞17与弹簧19(特别是螺旋弹簧)的力相反地平移，弹簧19在所述壳体12中布置在离合器11和致动杆18的远端之间。
特别地，弹簧19介于蜡致动器14和插头11之间。这种结构允许调节夹具11上的负载，并且因此成比例地调节传递到风扇的转矩。第一弹簧19的远端连接到离合器11的第一离合器元件20，第一离合器元件作用在面向它的第二摩擦元件22上。在所述离合器元件20、22之间设置有第二离合器弹簧21。
详细地，当蜡致动器14根据温度而被致动时，蜡致动器使离合器在非操作位置和操作位置之间移动。详细地，蜡致动器14使致动杆18执行平移，致动杆压缩第一弹簧19，第一弹簧继而又作用在离合器11上。
因此，第一弹簧19在离合器元件20、22上执行负载校准功能，允许成比例地调节风扇转矩。以这种方式，根据温度调节风扇转矩。
如果温度低，则不致动风扇。当温度上升到阈值以上并且因此致动该致动器14时，风扇被致动但是由于弹簧19的阻尼而处于中间速率。当温度达到恒定速度时，传递的转矩最大。
第一弹簧19还允许致动杆18的额外运行，防止储存器15中的压力超过破坏限值。
第二离合器元件22通过支承部25而连接到第三离合器元件23，第三离合器元件连接到风扇8的毂部，即风扇的中心部分，该连接用于实现通过螺钉24固定到毂部的风扇8的拖动。
根据上述内容，在引擎低温时，可膨胀材料16具有的体积使得活塞17和杆18由于弹簧19和离合器的分离弹簧21所传递的力的作用而缩回。离合器元件20、23之间分开，并且风扇8不会被拖动旋转。
在引擎的温度增加到某个预定阈值以上时，油加热可膨胀材料16，这使活塞17和杆18与弹簧19相对地平移。在离合器11中，离合器元件20、23通过克服分离弹簧21的力而将一个推在另一个上，并且毂部23拖动风扇8旋转。
然而，这意味着致动器件可以呈其他形状，例如基于刚性的可热膨胀元件或甚至其他形式。
对于上述冷却系统，出于满足附加需求和依情况而定的需求的目的，本领域技术人员可以引入若干额外的修改和变型，但是所有这些修改和变型都包括在由所附权利要求限定的本发明保护范围内。

Claims (6)

1.一种内燃机的冷却系统，所述冷却系统包括冷却风扇(8)，所述冷却风扇通过离合器(11)键合到致动轴(4)的远端，所述致动轴(4)在内部具有容纳离合器(11)的致动器件的壳体(12)，所述致动器件对于在内燃机中循环的流体的温度敏感，其中所述致动器件包括可热膨胀材料，所述可热膨胀材料在温度升高时增大其体积，其中所述致动器件包括蜡致动器(14)，所述蜡致动器易于通过布置在所述壳体(12)内且插置在所述蜡致动器(14)和所述离合器(11)之间的第一弹簧(19)而操作所述离合器(11)，从而使所述离合器(11)从非操作位置移动到操作位置，以实现所述离合器(11)的致动；并且其中，所述第一弹簧(19)的远端连接到离合器(11)的第一离合器元件(20)，所述第一离合器元件(20)作用在面向其的第二离合器元件(22)上，离合器分离弹簧(21)设置在所述第一离合器元件(20)和第二离合器元件(22)之间。
2.根据权利要求1所述的冷却系统，其中，所述致动轴与要冷却的内燃机的曲轴(4)一致。
3.根据权利要求2所述的冷却系统，其中，所述曲轴(4)包括用于在所述壳体(12)处循环所述流体的至少一个管道(13)。
4.根据权利要求3所述的冷却系统，其中，在内燃机中循环的所述流体是内燃机的润滑油。
5.根据权利要求1所述的冷却系统，其中，所述蜡致动器(14)在内部具有由可热膨胀材料(16)填充的罐(15)，所述可热膨胀材料的膨胀确定活塞(17)在所述罐(15)内的平移，所述活塞(17)被连接到致动杆(18)，用于操作所述离合器(11)。
6.一种摩托车，包括前述权利要求中的任一项所述的冷却系统。
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