TWI584973B - Vehicle dual power cooling system - Google Patents

Description

車輛的雙動力冷卻系統

本發明是有關於一種冷卻系統，特別是指一種車輛的雙動力冷卻系統。

參閱圖1，為一習知的冷卻系統1，配合一引擎2之運轉而作動，用以冷卻該引擎2和一連接於該引擎2並由該引擎2帶動而運轉的發電機3。該引擎2包含一汽缸21、一設置於該汽缸21中的活塞22、一由該活塞22帶動的曲軸23，及一由該曲軸23帶動的轉軸24。該冷卻系統1包含一與該轉軸24連接並能隨該引擎2運轉而作動的水泵11，及一與該引擎2連通的熱交換器12，而該水泵11與該引擎2連通，構成完整的冷卻迴路。

進行冷卻的過程中，吸熱後的冷卻水自該引擎2送出而輸入該水泵11，該水泵11將冷卻水輸入該熱交換器12進行冷卻，該熱交換器12再將冷卻水輸出給引擎2而完成冷卻循環。

然而，該冷卻系統1僅包含一個水泵11，若該發電機3做為能供給外部電器的大型發電裝置時，亦需要以冷卻水進行冷卻。然而，該引擎2和該發電機3的較佳工作溫度不同，但是該熱交換器12僅能提供單一溫度的冷 卻水，無法配合該引擎2和該發電機3的工作溫度而給予適當溫度的冷卻水。再者，該發電機3運轉時的溫度上升較慢，不須在引擎2啟動時立即進行冷卻，但以機械帶動的水泵11無法主動控制啟動時機，僅能在該引擎2轉動時，同時對於該引擎2及該發電機3進行冷卻，浪費了許多引擎2運轉而產生的作功，增加該引擎2的運轉負載。

因此，本發明之目的，即在提供一種能控制冷卻發電機時機之車輛的雙動力冷卻系統。

於是，本發明車輛的雙動力冷卻系統，配合一引擎之運轉而作動，該引擎包含一汽缸、一於該汽缸中作動的活塞、一由該活塞帶動的曲軸單元、一由該曲軸單元帶動的平衡軸單元，及一供冷卻水流通的引擎冷卻通道，該雙動力冷卻系統用以冷卻該引擎和一由該引擎帶動的發電機，該發電機包含一供冷卻水流通的發電機冷卻通道。

該雙動力冷卻系統包含一由該平衡軸單元帶動而能隨該引擎運轉而作動的機械式水泵、一與該機械式水泵和該引擎冷卻通道連通的第一熱交換器、一與該發電機冷卻通道連通的電控式水泵、一與該電控式水泵和該發電機冷卻通道連通的第二熱交換器，及一與該電控式水泵和該發電機電連接而控制該電控式水泵運作的控制單元。該機械式水泵與該引擎冷卻通道連通，並與該第一熱交換器及該引擎構成一完整的冷卻迴路。而該電控式水泵與該第二熱交換器及該發電機構成一完整的冷卻迴路。

本發明之功效在於：該電控式水泵能直接由該控制單元控制而運作，不須藉由該引擎以機械帶動方式啟動，能在適當時機獨立對該發電機進行冷卻，且不會增加該引擎運轉負載。

4‧‧‧雙動力冷卻系統

41‧‧‧機械式水泵

42‧‧‧第一熱交換器

43‧‧‧電控式水泵

44‧‧‧第二熱交換器

45‧‧‧控制單元

451‧‧‧控制元件

452‧‧‧溫度感測件

453‧‧‧計時件

5‧‧‧引擎

51‧‧‧汽缸

52‧‧‧活塞

53‧‧‧曲軸單元

531‧‧‧曲軸

532‧‧‧第一齒輪

54‧‧‧平衡軸單元

541‧‧‧平衡軸

542‧‧‧第二齒輪

55‧‧‧引擎冷卻通道

6‧‧‧發電機

本發明之其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中：圖1是一示意圖，說明習知的冷卻系統；圖2是一側視圖，說明本發明車輛的雙動力冷卻系統之一較佳實施例的一機械式水泵及一電控式水泵；圖3是一示意圖，說明該較佳實施例與引擎配合運作；圖4是一示意圖，說明該較佳實施例的一控制單元；及圖5是一示意圖，說明該控制單元之一控制元件配合一溫度感測元件及一計時件運作。

參閱圖2與圖3，本發明車輛的雙動力冷卻系統4之一較佳實施例，配合一引擎5之運轉而作動，適用於二輪機車、四輪全地型車等的車輛，而該引擎5帶動一發電機6，該發電機6包含一供冷卻水流通的發電機冷卻通道(圖未示)。參閱圖3，該引擎5包含一汽缸51、一於該汽缸51中作動的活塞52、一由該活塞52帶動的曲軸單元53、一由該曲軸單元53帶動的平衡軸單元54，及一供冷卻水流通的引擎冷卻通道55。該引擎5是透過該曲軸單元53帶動該 發電機6。

該曲軸單元53包括一曲軸531，及一套設於該曲軸531上的第一齒輪532，而該平衡軸單元54則包括一平衡軸541，及一套設於該平衡軸541上且與該第一齒輪532嚙合的第二齒輪542。該第一齒輪532之齒數與該第二齒輪542之齒數相同，使該平衡軸541與該曲軸531的運轉為同樣速度。

該雙動力冷卻系統4用以冷卻該引擎5和該發電機6，並包含一由該平衡軸單元54帶動而能隨該引擎5運轉而作動的機械式水泵41、一與該機械式水泵41和該引擎冷卻通道55連通的第一熱交換器42、一與該發電機冷卻通道連通的電控式水泵43、一與該電控式水泵43和該發電機冷卻通道連通的第二熱交換器44，及一與該電控式水泵43和該發電機6電連接而控制該電控式水泵43運作的控制單元45。該機械式水泵41與該引擎冷卻通道55連通，並與該第一熱交換器42及該引擎5構成一完整的冷卻迴路。而該電控式水泵43與該第二熱交換器44及該發電機6構成一完整的冷卻迴路。

本發明是加裝該平衡軸541以抵銷該曲軸531運轉慣性之振動，而將該機械式水泵41掛載於該平衡軸541，藉由該平衡軸541驅動該機械式水泵41的同時，可運用該機械式水泵41中冷卻水，吸收來自該平衡軸541之振動能量，以達到提升抑制振動之效果，同時還能達成消除齒輪咬合異音之功效。

該引擎5的最佳工作溫度高達70~80℃，該發電機6的最佳工作溫度則為20~30℃，遠低於該引擎5的最佳工作溫度。若是輸入該引擎5的冷卻水溫度過低，可能導致該引擎5的內部元件產生熱脹冷縮的現象，而使該活塞52卡死於該汽缸51中。若是輸入該發電機6的冷卻水溫度過高，則沒有冷卻的效果，易使該發電機6燒毀。該第一熱交換器42與該第二熱交換器44，分別處理自該引擎5經由該機械式水泵41所輸入的冷卻水，及自該發電機6經由該電控式水泵43所輸入的冷卻水，能配合該引擎5及該發電機6的最佳工作溫度，分別給予適當溫度的冷卻水。

復參閱圖2，該機械式水泵41與該發電機6分別設置於該引擎5之曲軸541軸向的兩相反側。由於該發電機6為一能供給外界電器電源的大型發電裝置，故具有一定重量，藉由將該機械式水泵41和該發電機6設置於該引擎5之曲軸541軸向的兩相反側，該機械式水泵41與該第一熱交換器42一同設置於該引擎5之同一側，而該發電機6、該第二熱交換器44，及該電控式水泵43則一同設置於該引擎5之另一側，能在引擎5運轉時具有較好的平衡效果，並能提高引擎5運轉時的穩定度而較不易產生振動，亦能降低運轉時產生的噪音。

參閱圖3，該控制單元45包括一控制元件451及一溫度感測件452，該溫度感測件452能感測該發電機6的溫度，並發送一溫度訊號至該控制元件451，該控制元件451藉由該溫度訊號控制該電控式水泵43的啟動時機，在 該發電機6的溫度升高到需要冷卻的程度，才啟動該電控式水泵43。且在該電控式水泵43啟動後，還能藉由該溫度訊號控制該電控式水泵43的轉速，依據該發電機6的冷卻需要而調整該電控式水泵43的冷卻水流量。而參閱圖4，該控制單元45包刮一控制元件451及一計時件453，該計時件453能發送一計時訊號至該控制元件451，該控制元件451能藉由該計時訊號控制該電控式水泵43的啟動時機，在該發電機6運作一段時間而開始升高溫度後，才啟動該電控式水泵43進行冷卻。

參閱圖5，該控制單元45包括一控制元件451、一溫度感測元件452，及一計時件453，該計時件453是整合於該控制元件451中。該控制元件451能同時接收該溫度感測件452的溫度訊號及該計時件453的計時訊號，以控制該電控式水泵43的啟動時機及運轉速度。該計時件453具有做為備用控制及防呆的效果，當發電機6運作一段時間後，若該控制元件451未正確接收到該溫度感測元件452所送來的溫度感測訊號，該控制元件451可依計時器453的累積時間判斷是否啟動該電控式水泵43。透過上述設計，該控制元件451能依據該溫度感測件452及該計時件453的訊號，更精準地控制該電控式水泵43的運作。

綜上所述，本發明車輛的雙動力冷卻系統之電控式水泵43能直接由該控制單元45控制而運作，而該控制單元45能依據該溫度感測件452所提供的溫度訊號，及該計時件453提供的計時訊號啟動該電控式水泵43，且在 該電控式水泵43啟動後，繼續依據該溫度訊號控制該電控式水泵43的運轉速度，藉此調整冷卻水的流量，能配合發電機6的運作而在適當時機獨立對該發電機6進行冷卻，故確實能達成本發明之目的。

惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。

4‧‧‧雙動力冷卻系統

41‧‧‧機械式水泵

42‧‧‧第一熱交換器

43‧‧‧電控式水泵

44‧‧‧第二熱交換器

45‧‧‧控制單元

451‧‧‧控制元件

452‧‧‧溫度感測件

5‧‧‧引擎

51‧‧‧汽缸

52‧‧‧活塞

53‧‧‧曲軸單元

531‧‧‧曲軸

532‧‧‧第一齒輪

54‧‧‧平衡軸單元

541‧‧‧平衡軸

542‧‧‧第二齒輪

55‧‧‧引擎冷卻通道

6‧‧‧發電機

Claims (8)

1. 一種車輛的雙動力冷卻系統，配合一引擎之運轉而作動，該引擎包含一汽缸、一於該汽缸中作動的活塞、一由該活塞帶動的曲軸單元、一由該曲軸單元帶動的平衡軸單元，及一供冷卻水流通的引擎冷卻通道，該曲軸單元包括一曲軸，該雙動力冷卻系統用以冷卻該引擎和冷卻一由該引擎帶動的發電機，該發電機設置於該曲軸軸向之一側，並包含一供冷卻水流通的發電機冷卻通道，該雙動力冷卻系統包含：一機械式水泵，由該平衡軸單元帶動而能隨該引擎運轉而作動，該機械式水泵與該引擎冷卻通道連通，並設置於該引擎之曲軸軸向相反於該發電機的一側；一第一熱交換器，與該機械式水泵和該引擎冷卻通道連通，構成完整的冷卻迴路；一電控式水泵，與該發電機冷卻通道連通；一第二熱交換器，與該電控式水泵和該發電機冷卻通道連通，構成完整的冷卻迴路；及一控制單元，與該電控式水泵和該發電機電連接，能控制該電控式水泵的運作。
2. 如請求項1所述車輛的雙動力冷卻系統，其中，該機械式水泵與該第一熱交換器一同設置於該引擎之同一側，而該發電機、該第二熱交換器，及該電控式水泵則一同設置於該引擎之另一側。
3. 如請求項1所述車輛的雙動力冷卻系統，其中，該控制單元包括一控制元件及一溫度感測件，該溫度感測件能感測該發電機的溫度，並發送一溫度訊號至該控制元件，該控制元件藉由該溫度訊號控制該電控式水泵的啟動時機。
4. 如請求項3所述車輛的雙動力冷卻系統，其中，該控制單元在該電控式水泵啟動後，還藉由該溫度訊號控制該電控式水泵的轉速，藉此調整該電控式水泵的冷卻水流量。
5. 如請求項1所述車輛的雙動力冷卻系統，其中，該控制單元包括一控制元件及一計時件，該計時件能發送一計時訊號至該控制元件，該控制元件能藉由該計時訊號控制該電控式水泵的啟動時機。
6. 如請求項3所述車輛的雙動力冷卻系統，其中，該控制單元還包括一計時件，該控制元件同時接收該溫度感測件的溫度訊號及該計時件的計時訊號，控制該電控式水泵的啟動時機及運轉速度。
7. 如請求項5或6所述車輛的雙動力冷卻系統，其中，該計時件是整合於該控制元件中。
8. 如請求項1所述車輛的雙動力冷卻系統，其中，該曲軸單元包括一套設於該曲軸上的第一齒輪，而該平衡軸單元則包括一平衡軸，及一套設於該平衡軸上且與該第一齒輪嚙合的第二齒輪，該第一齒輪之齒數與該第二齒輪之齒數相同。