雙效冷卻系統(tǒng)及正三輪摩托車的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種雙效冷卻系統(tǒng)及正三輪摩托車，其中雙效冷卻系統(tǒng)包括散熱器（1）、水泵、缸體水套、缸蓋水套、副水箱（7）；還包括一端通過放水閥（6）連通副水箱（7）的冷卻水管（8），冷卻水管（8）另一端通過三通閥（9）分別連接兩根冷卻分流水管（10），兩根冷卻分流水管（10）的出水接頭（12）分別懸于左后制動鼓、右后制動鼓上方。本實用新型將發(fā)動機冷卻系統(tǒng)和后制動鼓冷卻系統(tǒng)通過副水箱結合為一體，利用副水箱中后制動鼓冷卻水來進一步降低發(fā)動機冷卻水的溫度，且在冬季低溫的地區(qū)發(fā)動機冷卻水箱中的溫度過渡到制動鼓冷卻液水箱中，能夠防止因制動鼓冷卻液結冰而導致無法使用的情況，尤其適用于正三輪摩托車。
【專利說明】雙效冷卻系統(tǒng)及正三輪摩托車
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種適用于發(fā)動機和制動鼓的雙效冷卻系統(tǒng)，以及跨騎式正三輪摩托車，適用于以小型內燃機為動力源、鼓式制動器為制動元件、載重量較大、長期行駛在較大起伏路面的小型交通運輸工具。
【背景技術】
[0002]正三輪摩托車是一種裝有與前輪對稱分布的兩個后輪，僅有駕駛員座位的摩托車，因其小型便利、經(jīng)濟實用而在各地城鄉(xiāng)廣受歡迎。發(fā)動機是摩托車的核心部件，為了避免發(fā)動機過熱，燃燒室周圍的零部件(缸套、缸蓋、氣門等)必須進行適當?shù)睦鋮s，目前正三輪摩托車發(fā)動機主要配備水冷式冷卻裝置。
[0003]如圖1所示，現(xiàn)有技術中，摩托車的閉合水循環(huán)冷卻系統(tǒng)，主要由散熱器、節(jié)溫器、水泵、缸體水套、缸蓋水套、風扇、副水箱、水管等組成。其中:散熱器包括上水箱、下水箱、散熱器芯等；散熱器上水箱頂部有加水口，冷卻水由此注入整個冷卻系并用散熱器蓋蓋??；在上水箱和下水箱分別裝有進水管和出水管，進水管和出水管分別用橡膠軟管和缸蓋水套出水管和水泵進水管相連；小循環(huán)水管兩端分別連通水泵進水管和缸蓋水套出水管；副水箱的上部用一個較細的軟管與缸蓋水套出水管相連，底部通過補充水管與水泵的進水口相連接，通常位置略高于散熱器。
[0004]該閉式冷卻系統(tǒng)工作時，水泵把該系統(tǒng)的冷卻液體加壓，使之在缸體水套中流動，冷卻水從氣缸壁吸收熱量，溫度升高，熱水向上流入缸蓋水套，繼而從缸蓋流出并進入散熱器，由于風扇的強力抽吸，空氣從前向后高速流過散熱器，不斷地將流經(jīng)散熱器的水的熱量帶走，冷卻了的水由水泵從散熱器底部重新泵入缸體水套，從而實現(xiàn)水在冷卻系中不斷循環(huán)。并且，自缸蓋水套流出的冷卻水，還可經(jīng)節(jié)溫器處小循環(huán)水管直接進入水泵，再流入缸體水套進水口，而不流經(jīng)散熱器。兩種循環(huán)途徑共同作用，以帶走發(fā)動機因燃燒所產(chǎn)生的熱量，使發(fā)動機維持在正常的運轉溫度范圍內。另外，系統(tǒng)中還加裝了副水箱，也叫膨脹水箱，散熱器中的蒸汽泡和水套中的蒸汽泡通過導管進入副水箱，從而使氣、水徹底分離；由于副水箱溫度較低，進入的氣體得到冷凝后，一部分變成液體，又通過補充水管重新進入水泵，而積存在副水箱液面上的氣體起緩沖作用，使冷卻系內壓力保持穩(wěn)定狀態(tài)，解決了單純依賴散熱器而存在的水氣分離和冷卻液過快消耗的問題。
[0005]但是，該冷卻系統(tǒng)中的副水箱水容積較小，可供冷卻的水源較少，特別是隨著車輛行駛里程的增加，冷卻系統(tǒng)的工作效率逐漸下降，對發(fā)動機的整體工作能力會產(chǎn)生一定影響。此外，該冷卻系統(tǒng)主要用于降低發(fā)動機的溫度，提高發(fā)動機連續(xù)工作的能力，但不關注于降低整個制動系統(tǒng)內各元件的溫度，例如:摩托車常用的鼓式制動器，相比盤式制動器來說，其制動是靠制動塊在制動輪上壓緊來實現(xiàn)剎車的，制動塊的制動效能和散熱性能都要差許多，鼓式制動器的制動力穩(wěn)定性差，在不同路面上制動力變化很大，不易掌控，而由于散熱性能差，在制動過程中會聚集大量的熱量，制動塊和輪鼓在高溫影響下較易發(fā)生極為復雜的變形，容易產(chǎn)生制動衰退和振抖現(xiàn)象，引起制動效率下降，嚴重時會使制動能力完全喪失，以致釀成嚴重的交通事故，給國家和人民帶來巨大的損失。調查發(fā)現(xiàn)，由于機械故障導致的制動失效所占比例極小，而制動性能熱衰退引起的事故占絕大部分，且肇事車輛多為裝配鼓式制動器的車輛。
[0006]綜上，為了保持行車安全，提高汽車運輸效率，如何合理有效的設計發(fā)動機和后制動鼓的冷卻系統(tǒng)是需要進一步解決的問題。

【發(fā)明內容】

[0007]針對上述現(xiàn)存的技術問題，本實用新型提供一種雙效冷卻系統(tǒng)，通過副水箱將發(fā)動機冷卻系統(tǒng)與后制動鼓冷卻系統(tǒng)整合為一體，以優(yōu)化發(fā)動機與制動兀件的冷卻系統(tǒng)。
[0008]本實用新型提供一種雙效冷卻系統(tǒng)，包括散熱器、節(jié)溫器、風扇、水泵、缸體水套、缸蓋水套、副水箱；散熱器包括上水箱和下水箱，上水箱和下水箱上分別裝有進水管和出水管，進水管和出水管分別與缸蓋水套出水口和水泵進水口相連；缸蓋水套出水口和水泵進水口之間還通過小循環(huán)水管相連；副水箱底部通過補充水管與水泵進水口相連；還包括一端通過放水閥連通副水箱底部的冷卻水管，冷卻水管另一端通過三通閥分別連接兩根冷卻分流水管，兩根冷卻分流水管的出水接頭分別懸于左后制動鼓、右后制動鼓上方?？芍?，副水箱通過冷卻水管將發(fā)動機冷卻系統(tǒng)、后制動鼓冷卻系統(tǒng)整合一體。
[0009]進一步，副水箱中包含兩個容積不同且相互獨立的腔體，體積較小的腔體用于發(fā)動機冷卻水的盛放，體積較大的腔體用于后制動鼓冷卻水的盛放。
[0010]進一步，為方便駕駛員開啟后制動鼓冷卻系統(tǒng)，放水閥6位于駕駛座位的一側，以控制后制動鼓冷卻水的開、關。
[0011]對于發(fā)動機冷卻系統(tǒng)部分，其中，散熱器是水冷式發(fā)動機的重要部件，作為水冷式發(fā)動機散熱回路的一個重要組成部件，能夠吸收缸體的熱量，防止發(fā)動機過熱由于水的比熱容較大，吸收缸體的熱量后溫度升高并不是很多，所以發(fā)動機的熱量通過冷卻水這個液體回路，利用水作為載熱體傳導熱，再通過大面積的散熱片以對流的方式散熱，以維持發(fā)動機的合適工作溫度。
[0012]在閉式冷卻系統(tǒng)中，水蒸氣混在水中無法分離，散熱器蓋的閥門雖然能調節(jié)冷卻系統(tǒng)的壓力，但在調節(jié)過程中會放掉部分水蒸氣，冷卻時又會吸進一部分空氣，冷卻系統(tǒng)中的空氣、水蒸氣和水一起循環(huán)會使冷卻系統(tǒng)的冷卻能力下降，水泵的泵水量降低，并造成冷卻系統(tǒng)內的壓力不穩(wěn)定和冷卻水的不斷消耗，也可能導致防凍液濃度升高而腐蝕發(fā)動機部件。所以，發(fā)動機冷卻系統(tǒng)中還設有副水箱，也叫膨脹水箱，在水套和散熱器的上部，容易積存空氣和水蒸氣的地方用水套出水管、水箱旁通管和膨脹水箱相連，使空氣和蒸汽不再放出而引導到膨脹水箱內，在這里，蒸汽會冷凝成為水，后者又可以通過補充水管進入副水箱，使得水泵進水口保持較高的水壓，增大了泵水量，而積存在副水箱液面以上的空氣，得到了冷卻，不再受熱膨脹，因而變成了冷卻系統(tǒng)內壓力上升的緩沖器和膨脹空間，使得壓力保持穩(wěn)定狀態(tài)，解決了水氣分離和冷卻液過快消耗的問題。
[0013]發(fā)動機是由冷卻液的循環(huán)來實現(xiàn)的，強制冷卻液循環(huán)的部件是水泵，它由曲軸皮帶帶動，水泵葉輪推動冷卻液在整個系統(tǒng)內循環(huán)。這些冷卻液對發(fā)動機的冷卻，要根據(jù)發(fā)動機的工作情況而隨時調節(jié)。當發(fā)動機溫度低的時候，冷卻液就在發(fā)動機本身內部做小循環(huán)，當發(fā)動機溫度高的時候，冷卻液就在發(fā)動機一散熱器之間做大循環(huán)。[0014]對于后制動鼓冷卻系統(tǒng)部分，在發(fā)動機工作后，冷卻水水溫隨著發(fā)動機使用時間的延續(xù)而升高，發(fā)動機冷卻水通過散熱器的冷卻進入副水箱體，行駛中的自然風與較大腔體中的后制動鼓冷卻水可再次降低發(fā)動機冷循環(huán)水的溫度，從而提升發(fā)動機連續(xù)工作的能力。由于副水箱體中后制動鼓冷卻水的位置高于出水接頭側，可實現(xiàn)后制動鼓冷卻水的正常流動。后制動鼓的正常工作溫度不得高于250°C，副水箱體中后制動鼓冷卻水的溫度因與發(fā)動機冷循環(huán)水出現(xiàn)熱量傳遞的原因逐漸升高但不高于100°C，因此仍可滿足后制動鼓冷卻。并且，在冬季低溫的情況下，因副水箱分為兩個獨立且相鄰的腔體，故而發(fā)動機冷卻液儲水箱中的水溫可傳遞至制動鼓冷卻液儲水箱中，防止制動鼓冷卻液結冰，保證后制動鼓冷卻系統(tǒng)的正常運作。
[0015]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型還提供一種正三輪摩托車，包括前述的雙效冷卻系統(tǒng)。
[0016]綜上，本實用新型將發(fā)動機冷卻、后制動鼓冷卻兩大系統(tǒng)歸并一體置于正三輪摩托車中，由一個較大的副水箱體同時提供發(fā)動機冷循環(huán)水以及后制動鼓冷卻水，從而在提高發(fā)動機連續(xù)工作能力的同時對制動系統(tǒng)進行冷卻，有利于提高連續(xù)行駛的安全性、增加行駛里程、縮短運輸時間和提升效率。該項技術可應用于跨騎式正三輪摩托車中，同樣適用于以小型內燃機為動力源，鼓式制動器為制動元件，載重量較大，長期行駛在較大起伏路面的小型交通運輸工具。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1為傳統(tǒng)正三輪摩托車冷卻系統(tǒng)的結構示意圖；
[0018]圖2為本實用新型雙效冷卻系統(tǒng)的結構示意圖。
[0019]圖中:1、散熱器，2、出水管，3、小循環(huán)水管，4、進水管，5、補充水管，6、放水閥，7、副水箱，8、冷卻水管，9、三通閥，10、冷卻分流水管，12、出水接頭。
【具體實施方式】
[0020]下面結合附圖對本實用新型作進一步說明。
[0021]本實用新型提供一種雙效冷卻系統(tǒng)，結合了發(fā)動機冷卻系統(tǒng)和后制動鼓冷卻系統(tǒng)。
[0022]三輪摩托車發(fā)動機上采用的水冷式冷卻系大都是強制循環(huán)式，它是利用水泵將冷卻液在水套和散熱器之間進行循環(huán)來完成對發(fā)動機的冷卻。如圖2所示，本實用新型包括散熱器1、節(jié)溫器、風扇、水泵、缸體水套、缸蓋水套、副水箱7 ;散熱器I包括上水箱和下水箱，上水箱和下水箱上分別裝有進水管4和出水管2，進水管4和出水管2分別與缸蓋水套出水口和水泵進水口相連；缸蓋水套出水口和水泵進水口之間還通過小循環(huán)水管3相連；副水箱7底部通過補充水管5與水泵進水口相連。
[0023]其中，散熱器I 一般安裝在發(fā)動機前方的支架上，通過橡膠水管與發(fā)動機缸蓋上的水套出水口及水泵進水口相通。風扇位于散熱器I后面，由曲軸或電機驅動，可產(chǎn)生強大的抽吸力，增大通過散熱器I的空氣流量和流速，加強散熱器I的散熱效果。為了使發(fā)動機的工作溫度維持在正常范圍內，風扇與曲軸之間通常用風扇離合器連接，可根據(jù)發(fā)動機溫度改變風扇的旋轉速度，即散熱器的散熱效果。在氣缸與缸體外壁之間和缸蓋上、下平面之間的夾層空間中分別鑄有缸體水套、缸蓋水套。缸體上平面和下平面有對應的通水孔，使缸蓋水套與缸體水套相通。發(fā)動機工作時，水套內充滿冷卻液直接從缸壁和燃燒室壁吸收熱量。水泵固定裝于發(fā)動機缸體前端面，由曲軸通過V形帶驅動。水泵出水孔通過分水管與水套相通。節(jié)溫器裝在缸蓋出水口，可以根據(jù)發(fā)動機的工作溫度，自動控制冷卻液的循環(huán)路線，實現(xiàn)冷卻強度的調節(jié)。
[0024]發(fā)動機運轉時，帶動水泵轉動，水泵將散熱器I內的冷卻液抽出經(jīng)分水管送入缸體水套，流動的冷卻液吸收高溫機件的熱量再回流至散熱器1，通過散熱器I將熱量散發(fā)到大氣中。水冷系的冷卻液的循環(huán)方式及路線是隨著發(fā)動機工作溫度的變化而改變的。進入發(fā)動機氣缸體的冷卻液對氣缸上部進行強制制冷，氣缸下部主要通過氣流的對流進行冷卻吸收了熱量的冷卻液通過缸體與缸蓋的水道進入缸蓋水套，對燃燒室、氣門座進行冷卻，然后經(jīng)缸蓋出水口流回散熱器I。節(jié)溫器(亦稱恒溫器)安裝于缸蓋出水口，受冷卻液溫度的控制決定冷卻液的循環(huán)路線。當發(fā)動機的冷卻液溫度低于343K (70°C)時，節(jié)溫器關閉通往散熱器I的通路，從缸蓋水套流出的冷卻液通過小循環(huán)水管3直接進入水泵，并經(jīng)水泵送入缸體水套。由于冷卻液不經(jīng)散熱器散熱，可使發(fā)動機溫度迅速提高，這種循環(huán)方式稱為小循環(huán)。當發(fā)動機冷卻液溫度高于353K (80°C)時，節(jié)溫器將直接通往水泵的小循環(huán)通路關閉，從缸蓋水套流出的冷卻液全部進入散熱器進行散熱。散熱后的冷卻液在水泵的抽吸下，又回到缸體水套進行循環(huán)。由于經(jīng)過散熱器散熱，可使發(fā)動機冷卻液的溫度迅速下降，避免發(fā)動機過熱，這種循環(huán)方式稱為大循環(huán)。
[0025]如圖2所示，本實用新型主要改進點在于:還包括一端通過放水閥6連通副水箱7底部的冷卻水管8，冷卻水管8另一端通過三通閥9分別連接兩根冷卻分流水管10，兩根冷卻分流水管10的出水接頭12分別懸于左后制動鼓、右后制動鼓上方。其中，后制動鼓冷卻水通過冷卻水管8、兩根冷卻分流水管10流至左、右后制動鼓處。實施時，兩根冷卻分流水管10的出水接頭可以通過安裝在U型螺栓上的水管支架懸于對應的后制動鼓上方。
[0026]所用的后制動鼓的冷卻水也來自副水箱，上述實施例中，副水箱7中包含兩個容積不同且相互獨立的腔體，體積較小的腔體用于發(fā)動機冷卻水的盛放，體積較大的腔體用于后制動鼓冷卻水的盛放。不僅節(jié)約了冷卻用水的儲存空間，而且在發(fā)動機工作后，發(fā)動機冷卻水通過散熱器的冷卻進入副水箱體，行駛中的自然風與較大腔體中的后制動鼓冷卻水可再次降低發(fā)動機冷循環(huán)水的溫度，從而提升發(fā)動機連續(xù)工作的能力。后制動鼓的正常工作溫度不得高于250°C，副水箱體中后制動鼓冷卻水的溫度因與發(fā)動機冷循環(huán)水出現(xiàn)熱量傳遞的原因逐漸升高但不高于100°C，因此仍可滿足后制動鼓冷卻。
[0027]上述各實施例中，放水閥6位于駕駛座位的一側，以控制后制動鼓冷卻水的開、關，方便駕駛員操作。
[0028]上述介紹的各雙效冷卻系統(tǒng)可應用于跨騎式正三輪摩托車中，同樣適用于以小型內燃機為動力源，鼓式制動器為制動元件，載重量較大，長期行駛在較大起伏路面的小型交通運輸工具。
[0029]綜上，本實用新型既能冷卻發(fā)動機，又具備冷卻后制動鼓的功能，從而提高了發(fā)動機連續(xù)工作能力和正三輪摩托車連續(xù)行駛的安全性，增加行駛里程，縮短運輸時間，提升效率。
【權利要求】
1.一種雙效冷卻系統(tǒng)，包括散熱器(I)、節(jié)溫器、風扇、水泵、缸體水套、缸蓋水套、副水箱(7);散熱器(I)包括上水箱和下水箱，上水箱和下水箱上分別裝有進水管(4)和出水管(2),進水管(4)和出水管(2)分別與缸蓋水套出水口和水泵進水口相連；缸蓋水套出水口和水泵進水口之間還通過小循環(huán)水管(3)相連；副水箱(7)底部通過補充水管(5)與水泵進水口相連； 其特征在于，還包括一端通過放水閥(6 )連通副水箱(7 )的冷卻水管(8 )，冷卻水管(8 )另一端通過三通閥(9)分別連接兩根冷卻分流水管(10)，兩根冷卻分流水管(10)的出水接頭(12)分別懸于左后制動鼓、右后制動鼓上方。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種雙效冷卻系統(tǒng)，其特征在于，所述的副水箱(7)中包含兩個容積不同且相互獨立的腔體。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種雙效冷卻系統(tǒng)，其特征在于，所述的放水閥(6)位于駕駛座位的一側。
4.一種正三輪摩托車，其特征在于，包括權利要求1-3任一項所述的雙效冷卻系統(tǒng)。
【文檔編號】F16D65/78GK203769918SQ201420052806
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2014年1月27日 優(yōu)先權日:2014年1月27日
【發(fā)明者】劉嘉琪 申請人:江蘇宗申三輪摩托車制造有限公司