CN216741708U - 一种具有双功能的内冷系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种具有双功能的内冷系统，包括机壳、偏心轴及进水管，所述机壳的内侧具有工作腔，所述偏心轴贯穿于工作腔，所述偏心轴的一端传动连接有水泵并沿其轴向中心开设有与进水管间隙配合的盲孔，所述进水管的一端插接于盲孔中，所述进水管的另一端贯穿于水泵并连通有散热机构，所述散热机构与机壳相连通，所述水泵相对于工作腔密封设置且其与机壳之间连通有出水管。本实用新型极大地提升了对于偏心轴的冷却效果，同时具备对机壳进行冷却的功能，极大地提升了整体的作业安全性。

Description

一种具有双功能的内冷系统

技术领域

本实用新型涉及发动机技术领域，具体地来说，涉及一种应用在转子发动机偏心轴上的具有双功能的水冷系统。

背景技术

转子发动机是一种四冲程内燃发动机，其因结构简单、零部件较少、运转平稳等优点被广泛应用于新能源汽车和无人机等领域，而安装在转子发动机上的偏心轴，在转子发动机工作时，需要做高速旋转运动，进而使得偏心轴的轴颈与转子轴承接触摩擦，产生大量热量。此时，若偏心轴散热不足，则极易引发偏心轴颈表面发蓝、偏心轴颈膨胀等问题，从而导致转子轴承卡死，影响转子发动机的正常作业乃至发生安全事故。

传统的偏心轴冷却方式为风冷，即通过在偏心轴的轴颈加工通风孔，利用低温空气流经通风孔带走热量，而这种风冷方式因偏心轴的结构限制通风孔数量较少，导致冷却空气流经的通风孔，其总的内孔面积（既散热面积）较小，以及冷却空气所流通的截面积较小，最终导致偏心轴散热不足。

而中国专利，公开号CN103949301A，公开了具有水冷功能的圆锥制砂机偏心轴套冷却结构及冷却方法，文中提出“包括圆锥制砂机下机壳，其特征是：所述圆锥制砂机中偏心轴套的外圆面开有多圈环形凹槽且偏心轴套外圆面与圆锥制砂机下机壳中主轴装配轴孔内壁相吻合构成多圈水冷却腔，多圈水冷却腔相互连通且多圈水冷却腔上部水冷却腔与安装在下机壳上的进水管连通，多圈水冷却腔下部水冷却腔与出水管连通，多圈水冷却腔上部进水管和多圈水冷却腔下部水管连通间装有水冷却循环装置”。该现有技术中虽然公开了水冷却腔、上部进水管、下部水管及水冷却循环装置的设置，但是该现有技术的水冷却腔设置于偏心轴套的外侧，是从外部通过多圈水冷却腔对偏心轴套进行冷却，冷却效果一般，且多圈水冷却腔是通过在偏心轴套的外圆面再加工有多圈环形凹槽而形成的，该种方法成本高，也不利于偏心轴套乃至其内部主轴铜套和主轴的本身功能的实现，极易影响作业效率和作业安全性，更无法适用于需要在外周安装转子轴承的偏心轴，也无法实现机壳的冷却。

为此，需要一种新的技术方案以解决上述技术问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于一种具有双功能的内冷系统，以解决上述背景技术中存在的现有发动机偏心轴的冷却系统，对于偏心轴的冷却效果一般，冷却成本高，且极易导致偏心轴本身的作业效率和作业安全性降低，同时功能单一，无法兼顾实现发动机的机壳的冷却，以提升整体作业安全性的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型采取以下技术方案：

一种具有双功能的内冷系统，包括机壳、偏心轴及进水管，所述机壳的内侧具有工作腔，所述偏心轴贯穿于工作腔，所述偏心轴的一端传动连接有水泵并沿其轴向中心开设有与进水管间隙配合的盲孔，所述进水管的一端插接于盲孔中，所述进水管的另一端贯穿于水泵并连通有散热机构，所述散热机构与机壳相连通，所述水泵相对于工作腔密封设置且其与机壳之间连通有出水管；其中，所述水泵包括呈矩形筒状结构的水泵壳，所述水泵壳的一端固定于机壳上，所述水泵壳的另一端设有与水泵壳相适配的水泵盖，所述水泵壳的内腔中设置有叶轮，所述偏心轴伸入到水泵壳的内腔中，所述叶轮间隙套设于进水管上并与偏心轴位于水泵壳中一端的端部相套接，所述水泵盖上开设有与进水管同轴的安装通孔，所述进水管通过安装通孔贯穿于水泵壳及水泵盖，所述叶轮与水泵壳的内壁之间设有与工作腔相配合的水封，所述叶轮包括安装轴部和叶轮部，所述叶轮部一体式设置于安装轴部靠近水泵盖的一端，所述安装轴部的另一端套接于偏心轴上且其内壁与进水管的外壁之间形成有水冷腔Ⅱ，所述水封设置于安装轴部的外壁与水泵壳的内壁之间，所述水封、安装轴部、叶轮部、水泵壳、水泵盖及进水管共同形成密封水腔，所述密封水腔与水冷腔Ⅱ相连通，所述散热机构包括散热器、以及分别连通于散热器两端的散热进水管和散热出水管，所述散热进水管同时与机壳相连通，所述散热出水管同时与进水管相连通，所述水泵壳上开设有与出水管相配合的出水口，所述出水管的一端与机壳相连通，所述出水管的另一端通过出水口与密封水腔相连通；

进一步的，所述盲孔呈笔型结构，所述盲孔包括圆锥孔部和圆柱孔部，所述圆锥孔部位于盲孔的底部，所述圆柱孔部一体式连通于圆锥孔部的前端，所述进水管插设于圆柱孔部内，所述圆锥孔部和圆柱孔部的内壁与进水管的外壁之间形成有水冷腔Ⅰ，所述圆锥孔部的内径与圆柱孔部的内径相等，所述进水管的外径小于圆柱孔部的内径，所述进水管位于圆柱孔部内的管体的长度小于圆柱孔部的长度，所述水冷腔Ⅰ与水冷腔Ⅱ相连通。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：

1.本实用新型通过进水管的一端插接于偏心轴的盲孔中的设置，使冷却水经进水管流至盲孔的孔底，再沿盲孔的孔壁流出，从而使冷却水既在进水管内进水的时候通过进水管的传导对偏心轴进行冷却，又在处于盲孔的孔壁与进水管的外壁之间出水的时候对偏心轴进行冷却，通过往返配合的双重冷却方式，极大地提升了对于偏心轴的冷却效果，且仅需在偏心轴的内侧开设一盲孔，投入成本低，有效地保证了偏心轴本身的作业效率和作业安全性，同时通过进水管的另一端贯穿于水泵与散热机构相连通，机壳与出水管相连通，出水管与水泵相连通，散热机构与机壳相连通的设置，利用进水管、水泵、散热机构、出水管、机壳、偏心轴的协同作用，实现了冷却水依次在进水管、偏心轴、水泵、出水管、机壳、散热机构之间的循环流通，在对偏心轴进行冷却的同时，具备对机壳进行冷却的功能，极大地提升了整体的作业安全性，且水泵相对于工作腔密封设置，有效地避免了冷却水进入工作腔中，进一步保证了整体作业的安全性；

2.本实用新型中的盲孔呈笔型结构，其由圆锥孔部和圆柱孔部组成，通过圆锥孔部的内径与圆柱孔部的内径相等，进水管的外径小于圆柱孔部的内径，进水管位于圆柱孔部内的管体的长度小于圆柱孔部的长度的设置，有效地延长了冷却水在进水管和盲孔内的流通长度，进一步提升了冷却水对于偏心轴的冷却效果，且位于盲孔底部的圆锥孔部的锥形结构设置，具备对冷却水进出盲孔的导向功能，有效地保证了冷却水的顺利稳定流通，从而进一步保证了冷却水的冷却效果以及整个内冷系统的顺利运行；

3.本实用新型中的水泵由水泵壳、水泵盖、叶轮以及水封组成，通过水封、叶轮、水泵壳、水泵盖及进水管的协同作用，形成相对于工作腔密封的密封水腔，有效地避免了冷却水流入工作腔中，保证了整体作业的安全性，通过叶轮与偏心轴的协同作用，使叶轮在偏心轴旋转时的传动作用下，旋转产生离心力，从而使由盲孔流出的冷却水在离心力的作用下，经水泵壳的出水口流入出水管，继而依次进入机壳和散热机构，经散热机构散热后再次从进水管流入偏心轴，实现循环，进一步地保证了整个内冷系统的顺利安全的运行，从而保证了整体的作业安全性。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图；

图2为图1的局部放大图；

图3为本实用新型偏心轴的结构示意图；

图中：1、机壳，2、偏心轴，3、盲孔，31、圆锥孔部，32、圆柱孔部，4、水冷腔Ⅰ，5、进水管，6、工作腔，7、水泵壳，8、出水口，9、水泵盖，91、安装通孔，10、水封，11、叶轮，111、安装轴部，112、叶轮部，12、水冷腔Ⅱ，13、密封水腔，14、出水管，15、散热器，16、散热进水管，17、散热出水管。

具体实施方式

以下实施例用来进一步说明本实用新型的内容，并不限制本实用新型的应用。

请参阅图1～图3所示，其示出一种具有双功能的内冷系统，包括机壳1（即发动机的机壳）、形成于机壳1内侧的工作腔6、以及贯穿于工作腔6的偏心轴2，偏心轴2的一端沿其轴向中心开设有笔状的盲孔3，盲孔3包括圆锥孔部31和圆柱孔部32，圆锥孔部31位于盲孔3的底部，圆柱孔部32一体式连通于圆锥孔部31的前端，圆锥孔部31的内径与圆柱孔部32的内径相等，圆柱孔部32内插接有进水管5，进水管5的外径小于圆柱孔部32的内径，进水管5位于圆柱孔部32内的管体的长度小于圆柱孔部32的长度，圆锥孔部31和圆柱孔部32的内壁与进水管5的外壁之间形成有水冷腔Ⅰ4；

进一步的，机壳1的一侧固定有水泵壳7，水泵壳7呈矩形筒状结构且其远离机壳1的一端安装有与水泵壳7相适配的水泵盖9，水泵盖9上开设有安装通孔91，安装通孔91与进水管5同轴设置，进水管5的另一端通过安装通孔91贯穿于水泵壳7及水泵盖9；进水管5位于水泵壳内的管体上间隙套设有叶轮11，叶轮11包括安装轴部111、以及与安装轴部111一体式连接的叶轮部112，叶轮部112设置于安装轴部111与水泵盖9之间，偏心轴2伸入到水泵壳7中，安装轴部111套接于偏心轴2位于水泵壳7中一端的端部，进水管5的外壁与安装轴部111的内壁之间形成有水冷腔Ⅱ12，安装轴部111的外壁与水泵壳7的内壁之间设置有水封10，水封10、安装轴部111、叶轮部112、水泵壳7、水泵盖9及进水管5共同形成相对于工作腔6密封设置的密封水腔13；

进一步的，水泵壳7上开设有出水口8，出水口8连通有出水管14，出水管14连通于机壳1与密封水腔13之间，密封水腔13与水冷腔Ⅱ12相连通，水冷腔Ⅱ12与水冷腔Ⅰ4相连通，机壳1连通有散热进水管16，散热进水管16的另一端连通有散热器15，散热器15的另一端连通有散热出水管17，进水管5贯穿于水泵盖9后与散热出水管17的另一端相连通。

工作时，冷却水从进水管5的内壁，进入到偏心轴2内的圆锥孔部31，然后从圆锥孔部31，沿圆柱孔部32的内壁经水冷腔Ⅰ4，流向安装轴部111与进水管5之间的水冷腔Ⅱ12，带走偏心轴2的轴颈热量，继而流向密封水腔13中的叶轮部112，叶轮部112与安装轴部111一体式连接，安装轴部111在偏心轴2的带动下旋转，继而带动叶轮部112旋转，在叶轮部112旋转产生的离心力的作用下，冷却水经密封水腔13从水泵壳7的出水口8流出，再经出水管14进入机壳1，然后从机壳1流入散热进水管16，带走机壳1的热量，从散热进水管16流入散热器15散热制冷，从散热器15流入散热出水管17，从散热出水管17再次流入进水管5，以此循环，对偏心轴2和机壳1都进行冷却。

Claims (7)

1.一种具有双功能的内冷系统，包括机壳、偏心轴及进水管，所述机壳的内侧具有工作腔，所述偏心轴贯穿于工作腔，其特征在于，所述偏心轴的一端传动连接有水泵并沿其轴向中心开设有与进水管间隙配合的盲孔，所述进水管的一端插接于盲孔中，所述进水管的另一端贯穿于水泵并连通有散热机构，所述散热机构与机壳相连通，所述水泵相对于工作腔密封设置且其与机壳之间连通有出水管。

2.根据权利要求1所述的一种具有双功能的内冷系统，其特征在于，所述盲孔呈笔型结构且包括位于盲孔底部的圆锥孔部、以及一体式连通于圆锥孔部前端的圆柱孔部，所述进水管插设于圆柱孔部内，所述圆锥孔部和圆柱孔部的内壁与进水管的外壁之间形成有水冷腔Ⅰ。

3.根据权利要求2所述的一种具有双功能的内冷系统，其特征在于，所述圆锥孔部的内径与圆柱孔部的内径相等，所述进水管的外径小于圆柱孔部的内径，所述进水管位于圆柱孔部内的管体的长度小于圆柱孔部的长度。

4.根据权利要求2所述的一种具有双功能的内冷系统，其特征在于，所述水泵包括水泵壳，所述水泵壳呈矩形筒状结构且其一端固定于机壳上，所述水泵壳的另一端设有与水泵壳相适配的水泵盖，所述水泵壳的内腔中设置有叶轮，所述偏心轴伸入到水泵壳的内腔中，所述叶轮间隙套设于进水管上并与偏心轴位于水泵壳中一端的端部相套接，所述水泵盖上开设有与进水管同轴的安装通孔，所述进水管通过安装通孔贯穿于水泵壳及水泵盖，所述叶轮与水泵壳的内壁之间设有与工作腔相配合的水封。

5.根据权利要求4所述的一种具有双功能的内冷系统，其特征在于，所述叶轮包括安装轴部和叶轮部，所述叶轮部一体式设置于安装轴部靠近水泵盖的一端，所述安装轴部的另一端套接于偏心轴上且其内壁与进水管的外壁之间形成有水冷腔Ⅱ。

6.根据权利要求5所述的一种具有双功能的内冷系统，其特征在于，所述水封设置于安装轴部的外壁与水泵壳的内壁之间，所述水封、安装轴部、叶轮部、水泵壳、水泵盖及进水管共同形成密封水腔，所述密封水腔与水冷腔Ⅱ相连通，所述水冷腔Ⅱ与水冷腔Ⅰ相连通。

7.根据权利要求6所述的一种具有双功能的内冷系统，其特征在于，所述散热机构包括散热器、以及分别连通于散热器两端的散热进水管和散热出水管，所述散热进水管同时与机壳相连通，所述散热出水管同时与进水管相连通，所述水泵壳上开设有与出水管相配合的出水口，所述出水管的一端与机壳相连通，所述出水管的另一端通过出水口与密封水腔相连通。

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