CN203769918U - 双效冷却系统及正三轮摩托车 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种双效冷却系统及正三轮摩托车，其中双效冷却系统包括散热器（1）、水泵、缸体水套、缸盖水套、副水箱（7）；还包括一端通过放水阀（6）连通副水箱（7）的冷却水管（8），冷却水管（8）另一端通过三通阀（9）分别连接两根冷却分流水管（10），两根冷却分流水管（10）的出水接头（12）分别悬于左后制动鼓、右后制动鼓上方。本实用新型将发动机冷却系统和后制动鼓冷却系统通过副水箱结合为一体，利用副水箱中后制动鼓冷却水来进一步降低发动机冷却水的温度，且在冬季低温的地区发动机冷却水箱中的温度过渡到制动鼓冷却液水箱中，能够防止因制动鼓冷却液结冰而导致无法使用的情况，尤其适用于正三轮摩托车。

Description

双效冷却系统及正三轮摩托车

技术领域

本实用新型涉及一种适用于发动机和制动鼓的双效冷却系统，以及跨骑式正三轮摩托车，适用于以小型内燃机为动力源、鼓式制动器为制动元件、载重量较大、长期行驶在较大起伏路面的小型交通运输工具。

背景技术

正三轮摩托车是一种装有与前轮对称分布的两个后轮，仅有驾驶员座位的摩托车，因其小型便利、经济实用而在各地城乡广受欢迎。发动机是摩托车的核心部件，为了避免发动机过热，燃烧室周围的零部件（缸套、缸盖、气门等）必须进行适当的冷却，目前正三轮摩托车发动机主要配备水冷式冷却装置。

如图1所示，现有技术中，摩托车的闭合水循环冷却系统，主要由散热器、节温器、水泵、缸体水套、缸盖水套、风扇、副水箱、水管等组成。其中：散热器包括上水箱、下水箱、散热器芯等；散热器上水箱顶部有加水口，冷却水由此注入整个冷却系并用散热器盖盖住；在上水箱和下水箱分别装有进水管和出水管，进水管和出水管分别用橡胶软管和缸盖水套出水管和水泵进水管相连；小循环水管两端分别连通水泵进水管和缸盖水套出水管；副水箱的上部用一个较细的软管与缸盖水套出水管相连，底部通过补充水管与水泵的进水口相连接，通常位置略高于散热器。

该闭式冷却系统工作时，水泵把该系统的冷却液体加压，使之在缸体水套中流动，冷却水从气缸壁吸收热量，温度升高，热水向上流入缸盖水套，继而从缸盖流出并进入散热器，由于风扇的强力抽吸，空气从前向后高速流过散热器，不断地将流经散热器的水的热量带走，冷却了的水由水泵从散热器底部重新泵入缸体水套，从而实现水在冷却系中不断循环。并且，自缸盖水套流出的冷却水，还可经节温器处小循环水管直接进入水泵，再流入缸体水套进水口，而不流经散热器。两种循环途径共同作用，以带走发动机因燃烧所产生的热量，使发动机维持在正常的运转温度范围内。另外，系统中还加装了副水箱，也叫膨胀水箱，散热器中的蒸汽泡和水套中的蒸汽泡通过导管进入副水箱，从而使气、水彻底分离；由于副水箱温度较低，进入的气体得到冷凝后，一部分变成液体，又通过补充水管重新进入水泵，而积存在副水箱液面上的气体起缓冲作用，使冷却系内压力保持稳定状态，解决了单纯依赖散热器而存在的水气分离和冷却液过快消耗的问题。 

但是，该冷却系统中的副水箱水容积较小，可供冷却的水源较少，特别是随着车辆行驶里程的增加，冷却系统的工作效率逐渐下降，对发动机的整体工作能力会产生一定影响。此外，该冷却系统主要用于降低发动机的温度，提高发动机连续工作的能力，但不关注于降低整个制动系统内各元件的温度，例如：摩托车常用的鼓式制动器，相比盘式制动器来说，其制动是靠制动块在制动轮上压紧来实现刹车的，制动块的制动效能和散热性能都要差许多，鼓式制动器的制动力稳定性差，在不同路面上制动力变化很大，不易掌控，而由于散热性能差，在制动过程中会聚集大量的热量，制动块和轮鼓在高温影响下较易发生极为复杂的变形，容易产生制动衰退和振抖现象，引起制动效率下降，严重时会使制动能力完全丧失，以致酿成严重的交通事故，给国家和人民带来巨大的损失。调查发现，由于机械故障导致的制动失效所占比例极小，而制动性能热衰退引起的事故占绝大部分，且肇事车辆多为装配鼓式制动器的车辆。

综上，为了保持行车安全，提高汽车运输效率，如何合理有效的设计发动机和后制动鼓的冷却系统是需要进一步解决的问题。

发明内容

针对上述现存的技术问题，本实用新型提供一种双效冷却系统，通过副水箱将发动机冷却系统与后制动鼓冷却系统整合为一体，以优化发动机与制动元件的冷却系统。

本实用新型提供一种双效冷却系统，包括散热器、节温器、风扇、水泵、缸体水套、缸盖水套、副水箱；散热器包括上水箱和下水箱，上水箱和下水箱上分别装有进水管和出水管，进水管和出水管分别与缸盖水套出水口和水泵进水口相连；缸盖水套出水口和水泵进水口之间还通过小循环水管相连；副水箱底部通过补充水管与水泵进水口相连；还包括一端通过放水阀连通副水箱底部的冷却水管，冷却水管另一端通过三通阀分别连接两根冷却分流水管，两根冷却分流水管的出水接头分别悬于左后制动鼓、右后制动鼓上方。可知，副水箱通过冷却水管将发动机冷却系统、后制动鼓冷却系统整合一体。

进一步，副水箱中包含两个容积不同且相互独立的腔体，体积较小的腔体用于发动机冷却水的盛放，体积较大的腔体用于后制动鼓冷却水的盛放。

进一步，为方便驾驶员开启后制动鼓冷却系统，放水阀6位于驾驶座位的一侧，以控制后制动鼓冷却水的开、关。

对于发动机冷却系统部分，其中，散热器是水冷式发动机的重要部件，作为水冷式发动机散热回路的一个重要组成部件，能够吸收缸体的热量，防止发动机过热由于水的比热容较大，吸收缸体的热量后温度升高并不是很多，所以发动机的热量通过冷却水这个液体回路，利用水作为载热体传导热，再通过大面积的散热片以对流的方式散热，以维持发动机的合适工作温度。

在闭式冷却系统中，水蒸气混在水中无法分离，散热器盖的阀门虽然能调节冷却系统的压力，但在调节过程中会放掉部分水蒸气，冷却时又会吸进一部分空气，冷却系统中的空气、水蒸气和水一起循环会使冷却系统的冷却能力下降，水泵的泵水量降低，并造成冷却系统内的压力不稳定和冷却水的不断消耗，也可能导致防冻液浓度升高而腐蚀发动机部件。所以，发动机冷却系统中还设有副水箱，也叫膨胀水箱，在水套和散热器的上部，容易积存空气和水蒸气的地方用水套出水管、水箱旁通管和膨胀水箱相连，使空气和蒸汽不再放出而引导到膨胀水箱内，在这里，蒸汽会冷凝成为水，后者又可以通过补充水管进入副水箱，使得水泵进水口保持较高的水压，增大了泵水量，而积存在副水箱液面以上的空气，得到了冷却，不再受热膨胀，因而变成了冷却系统内压力上升的缓冲器和膨胀空间，使得压力保持稳定状态，解决了水气分离和冷却液过快消耗的问题。

发动机是由冷却液的循环来实现的，强制冷却液循环的部件是水泵，它由曲轴皮带带动，水泵叶轮推动冷却液在整个系统内循环。这些冷却液对发动机的冷却，要根据发动机的工作情况而随时调节。当发动机温度低的时候，冷却液就在发动机本身内部做小循环，当发动机温度高的时候，冷却液就在发动机—散热器之间做大循环。

对于后制动鼓冷却系统部分，在发动机工作后，冷却水水温随着发动机使用时间的延续而升高，发动机冷却水通过散热器的冷却进入副水箱体，行驶中的自然风与较大腔体中的后制动鼓冷却水可再次降低发动机冷循环水的温度，从而提升发动机连续工作的能力。由于副水箱体中后制动鼓冷却水的位置高于出水接头侧，可实现后制动鼓冷却水的正常流动。后制动鼓的正常工作温度不得高于250℃，副水箱体中后制动鼓冷却水的温度因与发动机冷循环水出现热量传递的原因逐渐升高但不高于100℃，因此仍可满足后制动鼓冷却。并且，在冬季低温的情况下，因副水箱分为两个独立且相邻的腔体，故而发动机冷却液储水箱中的水温可传递至制动鼓冷却液储水箱中，防止制动鼓冷却液结冰，保证后制动鼓冷却系统的正常运作。

为实现上述目的，本实用新型还提供一种正三轮摩托车，包括前述的双效冷却系统。

综上，本实用新型将发动机冷却、后制动鼓冷却两大系统归并一体置于正三轮摩托车中，由一个较大的副水箱体同时提供发动机冷循环水以及后制动鼓冷却水，从而在提高发动机连续工作能力的同时对制动系统进行冷却，有利于提高连续行驶的安全性、增加行驶里程、缩短运输时间和提升效率。该项技术可应用于跨骑式正三轮摩托车中，同样适用于以小型内燃机为动力源，鼓式制动器为制动元件，载重量较大，长期行驶在较大起伏路面的小型交通运输工具。

附图说明

图1为传统正三轮摩托车冷却系统的结构示意图；

图2为本实用新型双效冷却系统的结构示意图。

图中：1、散热器，2、出水管，3、小循环水管，4、进水管，5、补充水管，6、放水阀，7、副水箱，8、冷却水管，9、三通阀，10、冷却分流水管，12、出水接头。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明。

本实用新型提供一种双效冷却系统，结合了发动机冷却系统和后制动鼓冷却系统。

三轮摩托车发动机上采用的水冷式冷却系大都是强制循环式，它是利用水泵将冷却液在水套和散热器之间进行循环来完成对发动机的冷却。如图2所示，本实用新型包括散热器1、节温器、风扇、水泵、缸体水套、缸盖水套、副水箱7；散热器1包括上水箱和下水箱，上水箱和下水箱上分别装有进水管4和出水管2，进水管4和出水管2分别与缸盖水套出水口和水泵进水口相连；缸盖水套出水口和水泵进水口之间还通过小循环水管3相连；副水箱7底部通过补充水管5与水泵进水口相连。

其中，散热器1一般安装在发动机前方的支架上，通过橡胶水管与发动机缸盖上的水套出水口及水泵进水口相通。风扇位于散热器1后面，由曲轴或电机驱动，可产生强大的抽吸力，增大通过散热器1的空气流量和流速，加强散热器1的散热效果。为了使发动机的工作温度维持在正常范围内，风扇与曲轴之间通常用风扇离合器连接，可根据发动机温度改变风扇的旋转速度，即散热器的散热效果。在气缸与缸体外壁之间和缸盖上、下平面之间的夹层空间中分别铸有缸体水套、缸盖水套。缸体上平面和下平面有对应的通水孔，使缸盖水套与缸体水套相通。发动机工作时，水套内充满冷却液直接从缸壁和燃烧室壁吸收热量。水泵固定装于发动机缸体前端面，由曲轴通过V 形带驱动。水泵出水孔通过分水管与水套相通。节温器装在缸盖出水口，可以根据发动机的工作温度，自动控制冷却液的循环路线，实现冷却强度的调节。

发动机运转时，带动水泵转动，水泵将散热器1内的冷却液抽出经分水管送入缸体水套，流动的冷却液吸收高温机件的热量再回流至散热器1，通过散热器1将热量散发到大气中。水冷系的冷却液的循环方式及路线是随着发动机工作温度的变化而改变的。进入发动机气缸体的冷却液对气缸上部进行强制制冷，气缸下部主要通过气流的对流进行冷却吸收了热量的冷却液通过缸体与缸盖的水道进入缸盖水套，对燃烧室、气门座进行冷却，然后经缸盖出水口流回散热器1。节温器（亦称恒温器）安装于缸盖出水口，受冷却液温度的控制决定冷却液的循环路线。当发动机的冷却液温度低于343K（70℃）时，节温器关闭通往散热器1的通路，从缸盖水套流出的冷却液通过小循环水管3直接进入水泵，并经水泵送入缸体水套。由于冷却液不经散热器散热，可使发动机温度迅速提高，这种循环方式称为小循环。当发动机冷却液温度高于353K（80℃）时，节温器将直接通往水泵的小循环通路关闭，从缸盖水套流出的冷却液全部进入散热器进行散热。散热后的冷却液在水泵的抽吸下，又回到缸体水套进行循环。由于经过散热器散热，可使发动机冷却液的温度迅速下降，避免发动机过热，这种循环方式称为大循环。

如图2所示，本实用新型主要改进点在于：还包括一端通过放水阀6连通副水箱7底部的冷却水管8，冷却水管8另一端通过三通阀9分别连接两根冷却分流水管10，两根冷却分流水管10的出水接头12分别悬于左后制动鼓、右后制动鼓上方。其中，后制动鼓冷却水通过冷却水管8、两根冷却分流水管10流至左、右后制动鼓处。实施时，两根冷却分流水管10的出水接头可以通过安装在U型螺栓上的水管支架悬于对应的后制动鼓上方。

所用的后制动鼓的冷却水也来自副水箱，上述实施例中，副水箱7中包含两个容积不同且相互独立的腔体，体积较小的腔体用于发动机冷却水的盛放，体积较大的腔体用于后制动鼓冷却水的盛放。不仅节约了冷却用水的储存空间，而且在发动机工作后，发动机冷却水通过散热器的冷却进入副水箱体，行驶中的自然风与较大腔体中的后制动鼓冷却水可再次降低发动机冷循环水的温度，从而提升发动机连续工作的能力。后制动鼓的正常工作温度不得高于250℃，副水箱体中后制动鼓冷却水的温度因与发动机冷循环水出现热量传递的原因逐渐升高但不高于100℃，因此仍可满足后制动鼓冷却。

上述各实施例中，放水阀6位于驾驶座位的一侧，以控制后制动鼓冷却水的开、关，方便驾驶员操作。

上述介绍的各双效冷却系统可应用于跨骑式正三轮摩托车中，同样适用于以小型内燃机为动力源，鼓式制动器为制动元件，载重量较大，长期行驶在较大起伏路面的小型交通运输工具。

综上，本实用新型既能冷却发动机，又具备冷却后制动鼓的功能，从而提高了发动机连续工作能力和正三轮摩托车连续行驶的安全性，增加行驶里程，缩短运输时间，提升效率。

Claims (4)

1.一种双效冷却系统，包括散热器（1）、节温器、风扇、水泵、缸体水套、缸盖水套、副水箱（7）；散热器（1）包括上水箱和下水箱，上水箱和下水箱上分别装有进水管（4）和出水管（2），进水管（4）和出水管（2）分别与缸盖水套出水口和水泵进水口相连；缸盖水套出水口和水泵进水口之间还通过小循环水管（3）相连；副水箱（7）底部通过补充水管（5）与水泵进水口相连；

其特征在于，还包括一端通过放水阀（6）连通副水箱（7）的冷却水管（8），冷却水管（8）另一端通过三通阀（9）分别连接两根冷却分流水管（10），两根冷却分流水管（10）的出水接头（12）分别悬于左后制动鼓、右后制动鼓上方。

2.根据权利要求1所述的一种双效冷却系统，其特征在于，所述的副水箱（7）中包含两个容积不同且相互独立的腔体。

3.根据权利要求1所述的一种双效冷却系统，其特征在于，所述的放水阀（6）位于驾驶座位的一侧。

4.一种正三轮摩托车，其特征在于，包括权利要求1-3任一项所述的双效冷却系统。