新型强制风冷却系统

1、技术市场1993年第4期戻疋权（南畐脱ft一、传统冷却余统的弊端新型强制风冷却*统New Forced Air Cooling System目前，大多欽摩托车发动机均采用传統的自然凤冷却隶統。诙糸统虽然站 枸简单，但冷*效果很不班想，不适合現代摩托车的使用工况。本文介绍一科设计布 局巧妙、结构简单紧凑、冷却效串近似于水（油）冷却索统的析型強鼻风冷却糸统.供 同行们歩考。At present most of the motorcycle engines use the traditional natural air cooling systems which have simple struct

2、ures but unideal cooling effect Therefore they can not meet the requirements of modern motorcycles working condition. This paper introduces a new type of forced air cooling system designed with ingenious layout and simple and compact structure and which can obtain the cooling effect as good as water

3、 (oil) coolingsystem “緞询浚动机凤冷廷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，直接用自然空代作为 冷却介质，循环带走发动机气缸休及r缸盖 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 时由于摩托车行驶速度慢冷却空气流量 小发动机产生的大量热量不易带走祕发动 机的温度大大提高机械磨

4、损加剧02摩托车长期使用后，发劫机气缸体和 气缸盖周围的散热片上就会沾满泥污或其它 杂物，不但不能傲发发动机多余的热量，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2 000 2 500C；而在正常工况下的湿度只有180 200C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O3.随善科学技术的发展现代摩托车用 发动机正在朝着小型、轻量、膏转速、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量却 大大提高，如仍采用传统的，自然风冷却系统 很容易产生过热现蒙，导致浚动机胀缸、活塞 环折断等一系列严重故障,而无法M工作. 为改善

5、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，非常适合中小排量摩托车使用时的各 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 枸该系统由一个吸气风剧、一个冷却风.扇 与个皮带传动减速器.一个导风罩及二根 进气导管和二根排气管组成。1泵统的外部结构图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定 在主车架上。发动机的前部有一化油器，空滤 器位于发动

6、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儿发动机的 排气口位于发动机的后部，排气管和消声器 可宜接连接到发动机的后部.这枠布萱有两 大优点1. 排气管结构简单，不需弯曲成U型结 构（传统发动机的废气播放口位于发动机前 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 制风冷却祭统的各进、排气管以及空滤器、连 通管的距离很远，对遢制风冷却紫统没有热 辐射形响，有利于提高其冷却效果和化油器 的混合气质量。第一根进气导管的进气口与第二根进气 导管的进气口均位于骑马式油箱的骑马档 内

7、。由于两进气口位于比较商的位置又有油 箱的保护作用，因而当卓托车通过浅滩和泥 疔踏面时两进气口均不可能澱入泥水、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 穹曲部分排出。排气口朝下且位于较低的位 買:。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，排气口的开口虽能朝下，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、污物及其它有寒物质一般

8、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 竄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.聚统的内部结构图2迅新型强制风冷茶统的内部结构 图。如图所示，发动机气缸休的外部有一导 流覃,导流罩将发动机的高温部件（包括气缸 体，气缸盖尊）全部密封在内；即可起到冷却 空气的导涼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。曲轴箱体内有一曲柚曲轴的一瑞固定 着一个吸气凤扇。当发动机工作时，带动曲轴 髙速旋转，与此同时，曲轴又带动吸气风扇同 步高速漩转。在吸气风扇高速旋转时所产生 的吸力作

9、用下，外界的新鲜空代通过第1根 进气导管的进气口到达皮带传动减速黯的入 口如图3所示强制导入减速器腔内。技术市场23b36图1铢型爱制风冷却系统结构祚图乙主车架 3.发动机 4.化油器 5.前叉 6.空谑签29b.进气口 36.第二根进气导符3&第二根U熨排气俗 皮带传动減速器由驱动皮带轮、从动皮 带轮及三角皮带组成。驱动皮带轮固定在发 动机曲轴上，紧靠吸气风扇；从动皮带轮固定 在变速器的一轴上。皮带传动减速器位于曲 轴箱体和变速箱体的外侧，并与它们共同组 成一亍密封壳体卩可防止泥水、脏物侵入减. 速器腔内，起到保护传动部件的作用，又可起 到冷却空气的导流作用。当发动机工作时，曲 轴奇速运转带

10、动驱动轮高速运转驱动轮乂 带动三角皮带高速转动在此时产生的作用 力影响下，使冷空气源源不断地从皮带传送 到减速器入口流向驱动轮，并沿着三角皮带 流向从动轮，从而使这些主要传动部件获得 充分冷却较大地提高了传动效率。7连通管从图3中不难看出，驱动轮的直轻小，而 从动轮的直径大，因此曲轴的动力通过皮带 轮、三角皮带传递给变速器的一轴后，转速迅 速降低，从而达到降速的冃的，使变速器获得8.拌气管 9.消声器29.第-根进气导管较大的扭矩。从图2中可见，变速器一轴的扭 矩通过变速齿轮传递给二轴。安装在二轴上 链轮，通过传动链传递给固定在后轮轴上的 链轮从而带动后轮运转，驱动摩托车向前行 驶。由于变速和

11、链传动的各运动部件通过皮 带减速器减速后，转速很低因而热负荷很 小不需进行强制风冷，以达到尽可能减化强 制风冷系统的结构减少重量、降低成本的目 的,从图3中还可看出皮带轮之间有一个 热空气的出口，出口位于减速器的外侧墙上。 这样布置有如下优点，1. 便于减速器腔内受热空气的导出。由 于出口位于两皮带轮间冷空气随三角皮带 的高速运转，从驱动皮带轮强制流向从动皮 带轮，并顺着三角皮带从出口导出。2. 可以使出口内导岀的热空气温度降 低，以减少二次冷却发动机气缸混合气的热负荷梶高系统的冷却效率.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

12、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。81993年第4期36图2新型毀制风冷粲统的内部结恂布图13 变連器14. 器15 曲轴17变速器第轴1&从动皮带轮19三免皮带20 二袖21 变連齿轮22链轮 23链轮 24传动輕 25.JB轮轴27曲納箱28吸气风鞘29第一根进气导管 2血皮带传动盛連器人ZJ 33、第一排气导管 34发动机冷却凤廁35导流罩36.第二根进气导背 37代紅体38第二根U 51排汽管S3冷空代在凌速着内的流向示感图12皮带传动减速器14威速器腔15发动机曲轴16驱动皮带轮17変連器1轴 】&从动皮带轮19三角皮带2&吸

13、气风扇29第一根进气导管 2弘皮带传动施速器入口技术市场从图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（与吸丸风 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 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，顺着导流舉与气缸体和气缸盖上的 散热片，流向导流罩底部的出口 并沿看第2 报排气管排出机外，使产生高温高热的气缸 体和气缸盖获得强制冷却。图4冷空傀在潼动机再潇罩内的流向示憲图变速器28.吸气爪扇29.第一根进气导管3

14、3.弟1进气昱管 34.冷却凤扇35.导流罩 36第2进 气导管 37.气缸体3&第二擾U型排气管 40导派罩 底部出口三、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。在吸气风崩强大吸力的作用下，外界新鲜 空气顺著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

15、进入的冷空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 件駆动皮带轮、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抿进气导管遏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 盖的散热片流向岀口，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 展前最。笔者认为，该系统比较适合国产摩托 车的使用工况目前