TWI426190B - Water - cooled cooling and cooling device for vehicle stepless variable speed system - Google Patents

Description

車輛無段變速系統之水冷式致冷散熱裝置

本發明車輛無段變速系統之水冷式致冷散熱裝置，由離合器降溫機構，內循環散熱機構所組成，針對車輛無段變速系統之傳動系統性能與散熱進行改良，利用致冷晶片輸入電流可同時在晶片上下面產生致冷面與致熱面之技術，將無段變速系統之離合器外蓋與離合器片摩擦而產生的高溫高熱藉由致冷晶片之致冷面予以排除，以迅速降低離合器與離合器外蓋的工作溫度，提高機車的傳動性能與縮短離合器打滑時間，以延長使用壽命並節省燃油；而運用於本系統的水冷式之內循環散熱機構，有效將致冷晶片之致熱面所產生的熱能集中至水冷頭散熱，藉由水冷頭、水泵、散熱水箱與電子風扇之共同運作下將該熱能排除於本機構，而此內循環散熱機構藉由冷卻水封閉式循環不必額外添加補充水減少維修困難度，本發明能提供穩定的傳動系統散熱能力，確保駕駛人在行車過程中能感受不衰退之傳動性能，並且有效避免因為離合器溫度過高而導致傳動打滑甚至造成傳動皮帶斷裂狀況而造成意外事故發生，更可提高傳動效率，改善動能耗損而節省燃料。

車輛變速系統主要是將引擎所產生之動力予以變速，根據駕駛所需要之工作環境予以改變扭力與速度，或是使車輛具有前進與倒退兩種相對控制方向、以及具有空檔維持引擎不熄火之功能，而自動變速系統則藉由機械或是電磁方式自動改變換檔時機或變速條件，使駕駛不必額外手動操作即可完成變速動作。而目前最常見之自動變速系統為採用無段變速系統控制方式，以下陳述目前針對無段變速系統之相關技術：

1.　無段變速系統：利用普利盤中之配重錘在引擎轉動所產生之離心力帶動下，使傳動皮帶在普利盤徑向方向產生移動而造成變速，同時也改變後輪離合器之開閉盤徑向方向的皮帶移動，使車輛在變速過程中具有無段改變之順暢情形，但由於皮帶與離合器在變速過程中需靠摩擦力而移動或結合，因此會囤積大量熱量在離合器組或傳動皮帶上而導致溫度狀況怠速升高之狀況，因此在車輛時常急加速或高速行駛下會使離合器或皮帶因摩擦溫度過高導致燒毀而失效，甚至造成車輛故障而意外之產生。

2.　噴沙離合器外殼：在離合器外殼內部予以噴沙處理以產生粗糙面增加與離合器片之摩擦力，減少動力損失，但因摩擦力過大或使用較長時間後仍會產生摩擦過熱問題，而導致離合器外殼與離合器之壽命減短、起步有聲響等缺點。

3.　引擎無段變速系統冷卻機構：於驅動盤與傳動箱蓋間設有一導風板，該傳動箱蓋於驅動盤與被動盤之間設有出風口，出風口有第一隔板及第二隔板，在導風板上延伸有凸片，被動盤之輪幅與傳動箱之壁面間的導風流道沿著出風口形成拋物線，藉此可將散熱空氣快速吸入針對變速系統進行冷卻，但此機構只在變速系統高速運轉下散熱情況較佳而在低速起步則無法提供散熱，而且將外界空氣導入散熱的方法容易影響變速箱內清潔度，造成變速箱異常磨損。

4.　速克達機車皮帶傳動系統及其冷卻結構：該機構利用活塞之往復運動帶動曲軸，使曲軸連接驅動盤及滑動盤旋轉，且兩者間設置一皮帶，皮帶另側端則套設於無段變速系統的被動盤上，藉由引入外界冷空氣進行冷卻，但利用外界的冷空氣對傳動系統做散熱仍然會受外界空氣乾淨度或溫度而影響變速箱內部狀況，容易導致灰塵及水進入傳動系統內，造成傳動過程中不必要的磨損。

5.　皮帶傳動箱的散熱機構改良：該機構改良傳動系統外蓋部分，在外蓋部分設計進氣通道與出口通道，藉由傳動主動輪側面設有風扇葉片之方式，利用風扇葉片運轉將內部熱空氣打出，車輛行駛時，冷卻風從進氣通道導入，但此系統仍然屬於被動式散熱，而開放式散熱方法依舊會造成傳動系統受灰塵或水分汙染而降低傳動效率。

6.　全地形車無段變速系統冷卻裝置：在變速箱上設計進氣導管與排氣導管，並在進氣導管口設置檔體以避免水分或異物進入變速箱內，但此方式並不能完全防止異物進入，而且若在引擎低速起步頻繁狀況下仍然會導致變速系統溫度過高，無法達到主動散熱之用途。

因此本發明期望以主動方式改善無段變速系統的散熱問題，並且保護變速系統不受汙染情況下順利完成變速作動，延長變速系統壽命。

本發明的目的，乃針對機車傳動系統之冷卻進行強化，以符合提升傳動性能，強化騎乘安全與環保省油要求之目的，為了達到上述之目的，本創作主要係利用離合器降溫機構，內循環散熱機構組合而成，其中：

1.　離合器降溫機構：在本機構中採用致冷晶片技術，藉由其輸入電壓產生兩面溫差的原理，將致冷晶片之致冷面所產生之低溫工作特性銜接至離合器散熱蓋上，再藉由離合器散熱蓋之高速能量傳導性針對離合器外殼進行散熱動作，達到降低離合器外殼與離合器本體的溫度，同時也降低傳動系統內部之溫度以間接改善傳動皮帶或普利盤的高熱問題，避免傳動力喪失以及離合器的燒燬的狀況，且致冷晶片無須冷媒，無方向性、體積小、不會增加傳動系統在重量或空間上之負擔。

2.　內循環排熱機構：在本機構中利用水冷頭、水泵、電子風散、水箱做為水冷循環技術之動力與散熱來源，其中水泵作動造成冷卻水不斷的在本機構中作封閉循環，將散熱後的冷卻水送達水冷頭對致冷晶片之致熱面進行冷卻，而吸收致冷晶片之致熱面熱能的冷卻水在藉由本機構送入水箱中，利用電子風扇強制對水箱之冷卻液進行散熱，然後再將冷卻水送回至水泵，以此循環週而復始地流動排熱，環保且無污染之問題，而水冷方式可加速對致冷晶片致熱面之散熱，不僅提高散熱速度且可以增加致冷晶片壽命。

藉由以上機構，將離合器降溫機構之離合器散熱蓋與內循環散熱機構之水冷頭結合，並以水管連接內循環散熱機構之水冷頭、水箱與水泵完成一封閉式內循環散熱機構，此時冷卻水藉由水泵所產生之水壓快速傳遞，以便將水冷頭中所吸收之致冷晶片廢熱快速送至水箱，藉由電子風扇而排出水箱至外界，並同時將冷卻水送回水泵加壓；另外致冷晶片工作面所產生之致冷效果則吸取來自離合器外殼高溫所傳導至離合器散熱蓋之熱量，以便快速降低離合器外殼與離合器本體之溫度，避免離合器溫度過高導致打滑而浪費油料之問題。如此設計即可讓無段變速系統在封閉環境下接受主動式之散熱，不但可直接降低離合器外殼與離合器之溫度，也可保護變速系統不受外界異物或水分之汙染。

本發明車輛無段變速系統之水冷式致冷散熱裝置(如第一圖、第二圖)係包括內循環散熱機構(10)、離合器降溫機構(20)組合而成，其中：

1. 內循環散熱機構(10)(如第三圖(A)(B))：係包括水冷頭(101)、水冷頭固定座(102)、水冷頭固定螺絲(103)、水冷頭出水管(104)、束環(105)、水冷頭入水管(106)、散熱組外殼1(107)、水箱入水管(108)、散熱組外殼1過濾網(109)、電子風扇(110)、水箱(111)、水泵(112)、水箱出水管(113)、水泵出水管(114)、散熱組外殼2(115)、散熱組外殼2過濾網(116)、風扇固定螺絲(117)所組合而成，將水冷頭(101)之出水口連接水冷頭出水管(104)，而水冷頭出水管(104)另一端則連接散熱組外殼1(107)之入水口並分別以束環(105)固定，再將散熱組外殼1(107)之入水口另一端連接上水箱入水管(108)，而水箱入水管(108)另一端則連接水箱(111)之入水口並分別以束環(105)固定，將水箱(111)與電子風扇(110)以風扇固定螺絲(117)相結合，水箱(111)出水口連接水箱出水管(113)，而水箱出水管(113)另一端則連接水泵(112)之入水口並分別以束環(105)之固定，而水泵(112)之出水口連接水泵出水管(114)，而水泵出水管(114)另一端則連接散熱組外殼1(107)之出水口並分別以束環(105)固定，水冷頭入水管(106)連接散熱組外殼1(107)之出水口並以束環(105)固定，散熱組外殼1過濾網(109)固定於散熱組外殼1(107)之散熱孔上，散熱組外殼2過濾網(116)則固定於散熱組外殼2(1115)之預留孔上，再將散熱組外殼2(115)固定於散熱組外殼1(107)外圍以封閉散熱組外殼1(107)，以完成本機構之組合。

2.　離合器降溫機構(20)(如第四圖(A)(B)(C))：係包括傳動外殼(201)、離合器散熱蓋(202)、致冷晶片(203)所組合而成，將致冷晶片(203)固定在離合器散熱蓋(202)上方預留孔上，再將離合器散熱蓋(202)固定於傳動外殼(201)之後端離合器處之預留孔上，以完成本機構之組合。

由以上機構，將內循環散熱機構(10)的水冷頭(101)置於離合器降溫機構(20)之離合器散熱蓋(202)的致冷晶片(203)上方，將水冷頭固定座(102)置於水冷頭(101)上方並以水冷頭固定螺絲(103)鎖入離合器散熱蓋(202)之預留孔，將致冷晶片(203)封閉於水冷頭(101)與離合器散熱蓋(202)之內，完成本創作之組合。

(10)．．．內循環散熱機構

(101)．．．水冷頭

(102)．．．水冷頭固定座

(103)．．．水冷頭固定螺絲

(104)．．．水冷頭出水管

(105)．．．束環

(106)．．．水冷頭入水管

(107)．．．散熱組外殼1

(108)．．．水箱入水管

(109)．．．散熱組外殼1過濾網

(110)．．．電子風扇

(111)．．．水箱

(112)．．．水泵

(113)．．．水箱出水管

(114)．．．水泵出水管

(115)．．．散熱組外殼2

(116)．．．散熱組外殼2過濾網

(117)．．．風扇固定螺絲

(20)．．．離合器降溫機構

(201)．．．傳動外殼

(202)．．．離合器散熱蓋

(203)．．．致冷晶片

第一圖係本發明車輛無段變速系統之水冷式致冷散熱裝置之組合圖

第二圖係本發明車輛無段變速系統之水冷式致冷散熱裝置之展開圖

第三圖(A)係本發明之內循環散熱機構組合圖

第三圖(B)係本發明之內循環散熱機構展開圖

第四圖(A)係本發明之離合器降溫機構組合正面圖

第四圖(B)係本發明之離合器降溫機構組合反面圖

第四圖(C)係本發明之離合器降溫機構展開圖

(101)．．．水冷頭

(102)．．．水冷頭固定座

(103)．．．水冷頭固定螺絲

(104)．．．水冷頭出水管

(105)．．．束環

(106)．．．水冷頭入水管

(107)．．．散熱組外殼1

(108)．．．水箱入水管

(109)．．．散熱組外殼1過濾網

(110)．．．電子風扇

(111)．．．水箱

(112)．．．水泵

(113)．．．水箱出水管

(114)．．．水泵出水管

(115)．．．散熱組外殼2

(116)．．．散熱組外殼2過濾網

(117)．．．風扇固定螺絲

(201)．．．傳動外殼

(202)．．．離合器散熱蓋

(203)．．．致冷晶片

Claims (1)

1. 一種車輛無段變速系統之水冷式致冷散熱裝置，係由內循環散熱機構、離合器降溫機構所組成，其中：內循環散熱機構係包括水冷頭、水冷頭出水管、水冷頭入水管、散熱組外殼1、水箱入水管、散熱組外殼1過濾網、電子風扇、水箱、水泵、水箱出水管、水泵出水管、散熱組外殼2、散熱組外殼2過濾網所組合而成，水冷頭出水管之一端連接水冷頭之出水口而另一端連接散熱組外殼1之外部入水口，水箱入水管之一端連接散熱組外殼1之外部入水口而另一端連接水箱之入水口，水箱出水管之一端連接水箱之出水口而另一端連接水泵之入水口，水泵出水管之一端連接水泵之出水口而另一端連接散熱組外殼1之內部出水口，水冷頭入水管之端連接散熱組外殼1之外部出水口而另一端連接水冷頭之入水口；散熱組外殼1過濾網連接散熱組外殼1之後端預留孔，而電子風扇之出風面連接於水箱之後端，再將結合後之電子風扇與水箱放入散熱組外殼1內部且電子風扇之入風面連接至散熱組外殼1過濾網，再將散熱組外殼2封閉散熱組外殼1，而散熱組外殼2過濾網連接於散熱組外殼2之預留孔使水箱與散熱組外殼2過濾網連接；離合器降溫機構係包括傳動外殼、離合器散熱蓋、致冷晶片所組合而成，離合器散熱蓋連接於傳動外殼後端預 留孔，將致冷晶片連接離合器散熱蓋之中間散熱預留孔；藉由以上機構，水冷頭連接於離合器散熱蓋之外端使致冷晶之一表面連接水冷頭而另一表面連接離合器散熱蓋。