TWI616584B - Power unit cooling system - Google Patents

Abstract

一種動力單元的冷卻系統，配合一能帶動一具有發電機冷卻通道之發電機的引擎而作動，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、一由該平衡軸單元帶動的轉軸單元，及一供冷卻水流通的引擎冷卻通道。該冷卻系統包含一由該平衡軸單元帶動並與該引擎冷卻通道連通的第一水泵、一由該轉軸單元帶動並與該發電機冷卻通道連通的第二水泵、一與該第一水泵和該引擎冷卻通道連通的第一熱交換器，及一與該第二水泵和該發電機冷卻通道連通的第二熱交換器。該第一水泵配合該第一熱交換器冷卻該引擎，該第二水泵隨該第一水泵運轉，並配合該第二熱交換器獨立冷卻該發電機。

Description

動力單元的冷卻系統

本發明是有關於一種冷卻系統，特別是指一種動力單元的冷卻系統。

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。

若該發電機3作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，但是該冷卻系統1僅包含一個水泵11，因此該熱交換器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，且自單一熱交換器12所輸出的冷卻水須經過分流才能分別輸入該引擎2及該發電機3，會影響各自的冷卻效率。

因此，本發明之目的，即在提供一種不須分流即可分別冷卻引擎及發電機的冷卻系統。

於是，本發明動力單元的冷卻系統，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、一由該平衡軸單元帶動的轉軸單元，及一供冷卻水流通的引擎冷卻通道。該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，該發電機包含一供冷卻水流通的發電機冷卻通道。

該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第一水泵、一由該轉軸單元帶動而能隨該引擎運轉而作動的第二水泵、一與該第一水泵和該引擎冷卻通道連通的第一熱交換器，及一與該第二水泵和該發電機冷卻通道連通的第二熱交換器。該第一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。而該第二水泵與該發電機冷卻通道連通，並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：該第二水泵能由該轉軸單元帶動，而該第二熱交換器能將自該第二水泵輸出的冷卻 水冷卻至適合發電機工作環境的溫度，配合用以冷卻該引擎的該第一水泵及該第一熱交換器，達成不須分流即可分別冷卻該引擎及該發電機的目的。

4‧‧‧冷卻系統

41‧‧‧第一水泵

42‧‧‧第二水泵

43‧‧‧第一熱交換器

44‧‧‧第二熱交換器

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

543‧‧‧帶動齒輪

544‧‧‧帶動件

55‧‧‧轉軸單元

551‧‧‧轉軸

552‧‧‧第三齒輪

56‧‧‧引擎冷卻通道

6‧‧‧發電機\

Z‧‧‧投影區

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，說明本發明動力單元的冷卻系統之第一較佳實施例的第一水泵及第二水泵；圖3是一側視圖，是以另一角度輔助說明圖3；圖4是一示意圖，說明該較佳實施例的元件；及圖5是一示意圖，說明本發明動力單元的冷卻系統之第二較佳實施例。

參閱圖2與圖3，本發明動力單元的冷卻系統4之第一較佳實施例，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4，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、一由該平衡軸單元54帶動的轉軸單元55，及一供冷卻水流通的引擎冷卻通 道56。該引擎5透過該曲軸單元53帶動該發電機6，該冷卻系統4是用以冷卻該引擎5和該發電機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，該平衡軸單元54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以相同速度運轉。

該平衡軸單元54還包括一與該第二齒輪542間隔且套設於該平衡軸541上的帶動齒輪543，及一由該帶動齒輪543帶動的帶動件544，而該轉軸單元55則包括一轉軸551，及一套設於該轉軸551上且能被該帶動件544帶動的第三齒輪552。該帶動件544為一帶狀機構，且是由一鍊條及一有齒皮帶中擇一。

該冷卻系統4包含一由該平衡軸單元54帶動而能隨該引擎5運轉而作動的第一水泵41、一由該轉軸單元55帶動而能隨該引擎5運轉而作動的第二水泵42、一與該第一水泵41和該引擎冷卻通道56連通的第一熱交換器43，及一與該第二水泵42和該發電機冷卻通道連通的第二熱交換器44。該第一水泵41與該引擎冷卻通道56連通，並與該第一熱交換器43及該引擎5構成一完整的冷卻迴路。而該第二水泵42與該發電機冷卻通道連通，並與該第二熱交換器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，而將該第一水泵41掛載於該平衡軸541，藉由該平衡軸541驅動該第一水泵41的同時，可運用第一水泵41中冷卻水，吸收來自平衡軸541之振動能量，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。因而於本實施例中，該第一熱交換器43與該第二熱交換器44分別處理自該引擎5經由該第一水泵41所輸入的冷卻水，及自該發電機6經由該第二水泵42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與圖3，該第一水泵41及該第二水泵42設置於該引擎5的同一側，而該發電機6則設置於該引擎5的另一側。定義一自該發電機6朝該曲軸單元53之軸向延伸的投影區Z，該第一水泵41及該第二水泵42實質上位於該投影區Z內。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，藉由將該第一水泵41及該第二水泵42和該發電機6設置於該引擎5不同側，能提供較好的平衡效果，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。

由於該發電機6在運轉時產生的熱量亦較該引擎5要少，所須的冷卻水量較該第一水泵41所輸出的冷卻水量要少，故該帶動齒輪543之齒數小於該第三齒輪552之齒數，藉此使該轉軸551的轉動速度小於該平衡軸541，則該第二水泵42所輸出的冷卻水流量即可小於該第一水泵41所輸出的冷卻水流量。

參閱圖5，為本發明動力單元的冷卻系統4之第二較佳實施例，與該第一較佳實施例的差異在於，該帶動件544也可以是一與該帶動齒輪543及該第三齒輪552嚙合的惰輪，藉以控制該帶動齒輪543與該第三齒輪552的轉速比，也可以增加該帶動齒輪543的傳動效率。

綜上所述，本發明動力單元的冷卻系統4能分別與該引擎5及該發電機6構成一獨立的冷卻迴路，使得冷卻水不須分流即可分別冷卻該引擎5及該發電機6，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。

Claims (8)

1. 一種動力單元的冷卻系統，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、一由該活塞連動的曲軸單元、一由該曲軸單元帶動的平衡軸單元、一由該平衡軸單元連動的轉軸單元，及一供冷卻水流通的引擎冷卻通道，該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，該發電機包括一供冷卻水流通但不與該引擎冷卻通道相連通的發電機冷卻通道，該冷卻系統包含：一第一水泵，由該平衡軸單元帶動而能隨該引擎運轉而作動，並與該引擎冷卻通道連通；一第二水泵，由該轉軸單元帶動而能隨該引擎運轉而作動，並與該發電機冷卻通道連通，其中，該第一水泵及該第二水泵設置於該引擎的同一側，而該發電機則設置於該引擎的另一側；一第一熱交換器，與該第一水泵和該引擎冷卻通道連通，構成完整的冷卻迴路；及一第二熱交換器，與該第二水泵和該發電機冷卻通道連通，構成完整的冷卻迴路。
2. 如請求項1所述動力單元的冷卻系統，其中，定義一自該發電機朝該曲軸單元的軸向延伸的投影區，該第一水泵及該第二水泵實質上位於該投影區內。
3. 如請求項1所述動力單元的冷卻系統，其中，該曲軸單元包括一曲軸，及一套設於該曲軸上的第一齒輪， 該平衡軸單元包括一平衡軸，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。
4. 如請求項3所述動力單元的冷卻系統，其中，該平衡軸單元還包括一與該第二齒輪間隔且套設於該平衡軸上的帶動齒輪，及一由該帶動齒輪帶動的帶動件，而該轉軸單元則包括一轉軸，及一套設於該轉軸上且能被該帶動件帶動的第三齒輪，該帶動齒輪之齒數小於該第三齒輪之齒數。
5. 如請求項4所述動力單元的冷卻系統，其中，該帶動件為一帶狀機構。
6. 如請求項4所述動力單元的冷卻系統，其中，該帶動件為一惰輪，與該帶動齒輪及該第三齒輪嚙合。
7. 如請求項5所述動力單元的冷卻系統，其中，該帶狀機構為一鍊條，套設於該帶動齒輪及該第三齒輪上。
8. 如請求項5所述動力單元的冷卻系統，其中，該帶狀機構為一有齒皮帶，套設於該帶動齒輪及該第三齒輪上。