《新型强制风冷却系统》由会员分享，可在线阅读，更多相关《新型强制风冷却系统（5页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、技术市场析型强刹风冷却系晚NewFor ee dAirCool ingSys tem吴正 权(南昌航院)摘要目前,大. 多数摩托车发动机均来用传统 的自然风冷御木统。该木统虽然结构简单,但冷却效果很不理怒,不运 合现代摩托车的使 用工况。本丈介绍一种设计布局巧妙、结构 简单 紧凑、冷 却效率近 似于水(油 )冷却木统的新 型强制风 冷却本统,供 同行们参考。Atpr ese nt,mostofthemoto r eyeleengine sus ethetr aditionaln atu r alaireo olingsystem swhi chhavesimPl est ru cture sb
2、utuni dealeo ol ingeffe ct.The r eforetheye anno tme et therequir ementsofmo der nmotoreyele,5wo rkinge o ndition.T hispape rintrodu e esanewtyPeof fo r e eda ireo olingsystemdesign edwithingenio u sl ayoutandsimplea ndeompaetstr uetur eandwhiehe anobtaintheeo ol ingeffeeta sg以对a swater(011)eo ol in
3、gsystems.叙词:发动机风冷系一、传统冷却系统的弊端摩托车发动机冷却系统的目的是避免发 动机过热及损坏,提高工作效率.目前大多数摩托车发动机均采用传统的自然风冷式冷却系统,直接用自然空气作为 冷却介质,循环带走发动机气缸体及气缸益周围及散热片的热量,以达到冷却发动机,使 其在正常温度状况下平稳工作的目的。这种冷却方式结构简单、成本低,而且基本上可以 满足一般摩托车的使用工况,因此,大多数摩托车仍采用这种冷却方式,但这种冷却方式 存在着不可克服的严重弊端:1.当摩托车在长时间低档、高转速(最卒托车技术低档时油门处于最大供油位置)状态下行驶 时,由于摩托车行驶速 度慢,冷却空气流量 小,发动
4、机产生的大量热量不易带走,使发动机的温度大大提高,机械磨损加剧。2.摩托车长期使用后,发动机气缸体和 气缸盖周围的散热片上就会沾满泥污或其它 杂物,不但不能散发发动机多余的热t,反而对发动机起了保温作用.摩托车发动机过热时高温可达200 025 00,而在正常工况下的温度只有18 0一2 00左右,可想而知,发动机在过热状况下 的性能及受命都会受到很大影响。3、随粉科学技术的发展,现代摩托车用技术市场发动机正在朝着小型、轻量、高转速、高压缩比、大功率的高性能方向发展。这种发动机体积小、散热面积小,而工作时所产生的热t却大大提高,如仍采用传统的 自然风冷却系统很容易产生过热现象,导致发动机胀缸、
5、活塞环折断等一系列严重故障,而无法继续工作。为改善发动机的热 负荷,目前国外部分摩托车用 发动机已采用了先进的水(油)冷却或强制风冷却系统。水(油)冷却系统的冷却效率高,但结构复杂,工 艺难度大,成本费用高;而 强制风冷却系统,虽其冷却效果稍差,但结构简单,维护方便、加工容易、成本费用低廉,非常适合中小排盘摩托车使用时的各种工况,因而各种各样的强制风冷却系统应运而生。二、新型强制风冷却系统 的结构该系统由一个 吸气风扇、一个冷却风扇与一个皮带传动减速器、一 个导 风罩及 二根进气导管和二根排气管组成。1.系统的外部结构图1是新型强制风冷却系统的外部结构布置图。从 图1可看 出,摩托车的发动机固
6、定在主车架上。发动机的前部有一化油器,空滤器位于发动机的前上方(传统发动机的空滤器位于发动机的侧上方或后上方)。发动机 的排气口位于发动机的后部,排气管和消声器可直接连接到发动机的后部。这样布置有两大优点:1.排气管结构简单,不需弯曲成U型结构(传统发动机的废气排放口位于发动机前方,排气管必须弯曲成U型),使得发动机的前方有较大的空间,可以布置强制风冷却系统的两根进气导管和两根排气导管。2.产生高辐射热的排气管和消声 器与强制风冷却系统的各进、排气管以及空滤器、连通管的距离很远,对强制风冷却系统没有热辐射影响,有利于提高其冷 却效果和化油器6的混合气质t。第一根进气导管的进气口与第二根进气导管
7、的进气口均位于骑马式油箱的骑马档内.由于两进气口位于 比较高的位!,又有油箱的保护作用,因而当康托车通过浅滩和泥 泞路面时,两进气口均不可能溅入泥水、污物及其它有害的物质。发动机导流罩上的排气口位于导流罩的下端,导流罩内受热的空气从导流罩上的排气口排出,沿着第二根U型 排气管向上 流动,然后顺着第二根U型排气管沿前叉向下弯曲部分排出。排气口朝下,且位于较低的位置。这样布置的好处是从第二根U型排气管排出的高温气体不可能重新进入两进气导管的进气口,提高强制冷却系统的冷却效率,此外,排气口的开口虽然朝下,但位于较低的位置,因此发动机工作时,排气管内的排气压力较高,当摩托车通过浅滩、泥泞路面时溅的泥水
8、、污物 及其它有害物质一般情况 下能完 全克服排气管内的排气压力,而进入排气管内,但是,由于排气管向下弯曲段的距离较长,在重力和排气压 力的双重作用 下,进入 的 污物也会排出,不会对冷却系统造成危害。2.系统的内部结构 图2是新型强制风冷系统的内部结构图。如图所示,发动机气缸体的外部有一导流罩,导 流罩将发动机的高温部件(包括气缸体,气缸 盖等)全部密封在内,即可起到冷却 空气的导 流作用,又可保护高发热部件的散热性能,避免堆积泥污及其它杂物,而严重影响散热效果.曲轴箱体内有一曲轴,曲轴的一端固定粉一个吸气风扇.当发动机工作时,带动曲轴高速旋转,与此同时,曲轴又带动吸气风扇同 步高速旋转。在
9、 吸气风扇高速旋转时所产生的吸力作用下,外界的新鲜空气通过第1根进气导管的进气口到达皮带传动减速器的入口如图3所示,强制导入减速器腔内。1 9 93年 第4期技术市场图1新型强制风冷却系统结构布t 图2.主车架3.发动机4.化油器5.前叉6. 空滤器7.连通管8.排气管9.消声器2 9.第根进气导管29b.进气口36.第一根进气导管3 8.第几根U型排气管皮带传动减速 器 由驱 动皮 带轮、从动皮较大 的扭 矩。从图2中可见,变速器一轴 的扭带轮及三 角皮带组成。驱动 皮带轮固定在 发矩通过变速齿轮传递给二轴。安装在二轴上动机 曲轴 上,紧靠吸气风扇;从动皮带轮固定链轮,通过 传动 链传 递给
10、固定在后轮轴 上 的在变速器的一轴上。皮带传动减速器 位于 曲链轮,从而 带动后轮运 转,驱动摩托车 向前 行轴箱体和变速箱体的外侧,并与它 们共 同组驶。由于变速和链传 动的各运动 部件通过 皮成一个 密封壳体,即可 防止 泥水、脏物 侵入减.带减速器减速后,转速很低,因 而 热 负 荷 很速 器腔内,起到保 护传动部件的作用,又可起小,不需进行强制风冷,以达 到尽可能减 化强到 冷却空气的导流作用。当发动机工作时,曲制风冷 系统的结构,减少重 量、降低成本的目轴高速运转带动驱 动轮高速运转。驱 动轮又的。带 动三 角 皮带高速转动,在此时产 生的作 用从 图3中还可 看 出,皮带轮之 间有
11、一个力影 响下,使 冷空气源源不断地 从皮带传送热空气的出口,出口位于减速器的外侧墙上。到 减速 器 入口流 向驱动轮,并 沿 着三 角 皮带这样布置有如下优点:流向从 动轮,从 而使这些 主要 传动 部件获 得1.便于减速器腔 内受热 空气的导出。由充分冷却,较大地提高了传动效率。于出口位 于两皮带轮间,冷 空气随 三 角皮带从图3中不难看 出,驱动轮的直径 小,而的 高速 运转.从驱 动皮 带轮强 制 流 向从 动 皮从动轮的直径大,因此,曲轴的动力通过 皮带带轮,并顺着三角皮带从出口导 出。轮、三角皮带传递给变速 器的 一轴后.转速迅2.可以使 出口内导出 的热空气温度降速降低,从而达到
12、降速 的目的,使变速器获得低,以减少二次冷 却发动 机气缸 混 合气的热摩托车技术7技术市场负荷,提高系统的冷却效率。3.便于第一排气导管的安装、密封。这是由于 出口位于侧墙上,使排气管与出口的连接为平面连接,便于密封,以防 泥水、污物从出口处侵入减速器腔和等1排气管内。4.可以使排气管的长度最短,以利于减少重量。厂厂厂 I I I ) ) ) ) ) ) ) ) )图2新型强制风冷系统的内部结构布t 圈13.变速器2 2链轮1 4.减速器巧.曲轴1 7.变速器第一轴1 8.从动皮带轮1 9三角皮带2 0.二轴2 3链轮24传动链2 5,后轮轴2 7.曲轴箱3 5.导流罩2 8.吸气风扇2 9
13、.第一根进 气导管2 1.变速齿轮29 a.皮带传动减速器入口3 3.第一排气导管3 4.发动机冷却风扇3 6.第二根进气导管3 7.气缸体3 8.第二根U型排气管图3冷空气在减速器内的流向示意圈12.皮带传动减速器带2 8.吸气风扇1 4.减速器腔巧.发动机曲轴1 6.驱动皮带轮1 7.变速器1轴1 8.从动皮带轮1 9.三角皮29.第一根进气导管29a.皮带传动减速器入口19 9 3年第4期技术市场从图2和 图4中可以清楚地看到,发动 机冷却风扇安装在曲轴的另一端(与吸气风扇相对应)。当发动机工作时,曲轴带动冷却风扇 同步高速旋转。在冷却风扇所产生的强大负压的作用下外界新鲜空气通过第2进气
14、导管强制吸入冷却风扇的进气端,并在此与第1排气导 管中排出的热空气相 混 合,然 后强制导入导 流罩内。从图4可见,强制导 入的冷 空气,顺着导 流罩与气缸体和气缸 盖上 的散热片,流 向导 流罩底部 的 出口,并沿 着第2根排气管排出 机外,使产生高温高热的气缸体和气缸盖获得强制冷却。庭庭三当令令 一一.勺勺 l l l 门11 1 1 少少升一一一一.司刘刘 , ,1. 1一一 尸尸州卜 一一 叫,衬衬卜卜一-一- 一, , 卜 一, - , - - -图4冷空气在发动机导流革内的流向示意图1 3.变速器2 8. 吸气风扇2 9.第一根进气导管3 3.第l进 气导管3 4.冷却风扇3 5.
15、导流罩3 6.第2进气导管3 7.气缸体3 8.第几根U型排 气管4 0.导流罩底部出U 三、新型强制风冷系统 的 工作过程 当摩托车发动机 工 作时,曲轴带 动 吸 气风 扇、冷却风扇以及 驱动皮带轮同步高速旋转。在 吸气风扇强大 吸力的作用下,外界新鲜空气顺着 油箱的骑 马档源源不断地被 强制吸入第一根进气导管的进气口,然后沿 着导管、皮带传送减速器入口进入减速器腔内。在驱动皮带轮高速旋转的作用下,通过 三角皮带带动从动皮带轮运转。一方面 可以起到减速的作用,使曲轴传递给变速器1轴的转速降低,从而使变速器获得合适的扭矩;另方面在三角皮带高速旋转的作用下,把皮带传送减速 器入口进入的 冷 空
16、气强制引 向驱动 皮带轮,并顺着三 角皮带流 向从动 皮带轮,然后从出口、导管排出,使高速 旋转 的各主要 传动部件驱 动皮 带轮、从动皮 带轮、三角皮带 获得充分冷却。与此同时,在冷 却风扇高速旋转 的作用下,产生强大 的负压。外界新鲜空气顺 着第2根进气 导管强 制 吸入风 扇并 产 生负压端、与第1根排气导管排出的热空气相混合,然后,强制导入导流 罩 内,并顺着气缸体与气缸盖 的散热片流向出口,经第2排气导管排出机外,使产 生 高温 高热的 气缸体与气 缸盖 得到充分冷 却。新 型强制风冷却系统 设计布局巧 妙,结构 简单 紧凑,冷却 效果 可以与 结 构复 杂 的水(油)冷却 系统媲 美,因而 具 有较 为广 阔的发展前景。笔者认 为,该 系统比较适合国产摩托车的使用工况,目前,国产摩托车几乎全部 采用 自然风冷却 系统,随着 国产车 转速的提 高、功率的增 大,这种传统 的 冷却 方式己经不能适应现代国产车 的使用 要求,急 待改进。而高效率的水(油)冷却系统,由于结 构复杂,工艺难度大,投资多,
