用于双轮、三轮摩托车发动机的辅助散热结构及装置.pdf

本发明涉及用于双轮、三轮摩托车发动机的辅助散热结构及装置，它主要是针对磁电机散热的，在汽缸体外部仍有风冷散热片。其中一种是在左前盖上面设有过水通道，外接散热器；另一种是在左前盖上面设有多条风冷散热片；再一种是在左前盖上面挖去一块或一块以上的合金材料，形成通风的孔洞，使磁电机与外界空气能直接接触，或者由网状的左前盖代替密封的左前盖，该方案既节约了昂贵的合金材料，又有利于磁电机的散热。

1.  一种用于双轮、三轮摩托车发动机的辅助散热装置，它主要由散热器、发动机上面的过水通道以及与之相连通的构成回路的管道组成，其特征是：所述过水通道仅设置在磁电机盖上面；或者仅设置在磁电机箱体上面；或者仅在该二者上面均设置过水通道。

2.  根据权利要求1所述的用于双轮、三轮摩托车发动机的辅助散热装置，其特征是：所述过水通道为管体，该管体与磁电机盖的外表面焊接。

3.  一种用于双轮、三轮摩托车发动机的辅助散热结构，它由设置在发动机外表面上的多条风冷散热片构成，其特征是：所述多条风冷散热片设置在磁电机盖的外表面上；或者设置在磁电机箱体的外表面上；或者在该二者的外表面均设置多条风冷散热片。

4.  一种用于双轮、三轮摩托车发动机的辅助散热结构，其特征是：在磁电机盖上面设有一个或一个以上的孔洞；或者在磁电机箱体上面设有通入磁电机室的一个或一个以上的孔洞；或者在该二者上面均设有一个或一个以上的孔洞；或者省去磁电机盖，使磁电机暴露出来。

5.  根据权利要求4所述的用于双轮、三轮摩托车发动机的辅助散热结构，其特征是：它是网状的磁电机盖。

用于双轮、三轮摩托车发动机的辅助散热结构及装置
技术领域
本发明涉及双轮、三轮摩托车的发动机，特别是涉及发动机的散热结构及装置。
背景技术
首先，让我们做一个破坏性的实验。实验用品为：风冷式三轮摩托车；实验目的为：在发动机的汽缸体外部仍有风冷散热片的条件下，验证发动机中对高温承受能力最差的部件或部位；实验地为：温带地区(我国大部分区域处于温带地区)；实验方法为：在炎热的夏天，在该三轮摩托车上装有超过核定载重量数倍以上的货物，使发动机在超负荷状态下长时间连续高温工作，直到发动机的某部件或部位损坏为止……大约实验两、三个小时以后，发动机突然停止运转，经初步检查是火花塞无火，进一步检查是磁电机中的定子线圈烧毁。按照这种方法反复实验多次，结果相同。换用其它品牌的风冷式三轮摩托车重做上述实验，结果相同。我们把磁电机盖(我们把与磁电机同侧的曲轴箱边盖，叫做磁电机盖。各种品牌的发动机结构大不相同，有的磁电机位于曲轴箱左侧，有的磁电机位于曲轴箱右侧，如果磁电机位于曲轴箱左侧，那么，所述磁电机盖就是指左曲轴箱盖；如果磁电机位于曲轴箱右侧，那么，所述磁电机盖就是指右曲轴箱盖，但是，绝大多数发动机的磁电机位于曲轴箱左侧，所以，通常情况下，磁电机盖也叫做左曲轴箱盖，或简称左前盖)卸下，使磁电机暴露出来，暴露在磁电机箱体(我们把与磁电机同侧的曲轴箱箱体，叫做磁电机箱体。各种品牌的发动机结构大不相同，有的磁电机位于曲轴箱左侧，有的磁电机位于曲轴箱右侧，如果磁电机位于曲轴箱左侧，那么，所述磁电机箱体就是指左曲轴箱；如果磁电机位于曲轴箱右侧，那么，所述磁电机箱体就是指右曲轴箱，但是，绝大多数发动机的磁电机位于曲轴箱左侧，所以，通常情况下，磁电机箱体也叫做左曲轴箱，或简称左箱体)之外，重做上述实验，实验达五个多小时，发动机仍在继续工作，已经很请楚，停止实验。
实验表明：(1)在汽缸体外部仍有风冷散热片的条件下，磁电机是整个发动机中最需要降温的部件；(2)将磁电机密封起来的结构不利于磁电机的散热；或者磁电机盖的存在不利于磁电机的散热。
此外，摩托车发动机的结构与汽车发动机的结构有所不同，汽车的发电机设置在发动机的机体之外，而摩托车的磁电机设置在发动机的机体之内，摩托车发动机的这种结构不利于磁电机散热。
目前，在国内任何一个摩托车销售市场，都能看到所有品牌的双轮、三轮摩托车发动机中的磁电机均是被密封在磁电机室(我们把磁电机所在的腔室，叫做磁电机室。各种品牌的发动机结构大不相同，有的磁电机室位于曲轴箱左侧，有的磁电机室位于曲轴箱右侧，但是，绝大多数发动机的磁电机室位于曲轴箱左侧，所以，在通常情况下，磁电机室也叫做左侧室)之内的，这种结构不利于磁电机散热。此外，在国内任何一个摩托车销售市场，都能看到所有品牌的双轮、三轮摩托车发动机的风冷散热片均是设置在汽缸体、汽缸头及汽缸盖的外表面上的，在磁电机盖的外表面以及磁电机箱体的外表面均未见到风冷散热片。另外，在国内任何一个摩托车销售市场，都能看到所有品牌的双轮、三轮摩托车发动机的磁电机盖及磁电机箱体均是用贵重的合金材料或其它金属材料制成的。
中国实用新型专利申请说明书CN2161734(公开日为：1994年4月13日)公开了一种水冷发动机。该水冷发动机在缸体外部仍有风冷散热片，在缸盖与缸体内分别设有循环水套，在该部位设置水套，对磁电机也能间接的降温，但降温力度较小。其次，缸体部位结构复杂，在该部位设置水套，大大增加了生产成本和难度。
中国实用新型专利申请说明书CN2911202(公开日为：2007年6月13日)公开了另一种水冷发动机。该说明书中考虑到了磁电机的散热，但是，冷却部位平均分配，没有针对性，没抓主要矛盾，没有重点，更没有把磁电机作为重点。发动机内部的各部分是一个高度的密切的相互依存、相互依赖、相互联系、相互影响的统一体，任何一部分工作状态的变化都会影响到其它部分工作状态的变化，汽缸体、汽缸头和汽缸盖的降温通过循环机油和金属的传导，对曲轴箱也能间接的降温，反过来也一样。其次，该冷却水道太复杂，生产成本太高，如果是汽缸体、汽缸头和汽缸盖中的一个水循环冷却通道与左边盖、左箱体、右边盖和右箱体中的一个过水通道相连通，冷却水道已很复杂了，在实际生产中的难度已很大了；如果是汽缸体、汽缸头和汽缸盖中的全部水循环冷却通道与左边盖、左箱体、右边盖和右箱体中的全部过水通道相连通，那么，这将是一个极其复杂的水道网，生产难度和成本就更大了。此外，复杂的水道不利于水垢的清理，容易堵塞水道。
另外，有些双轮、三轮摩托车发动机的磁电机采取机油淋浴散热方式，如：广东大福摩托车有限公司2005年3月出厂的型号为：HD100ZK-B的残疾人三轮摩托车。在行驶中，由于循环机油本身的温度已经很高，所以，起不到很好的散热效果。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供针对磁电机的，摩托车发动机的辅助散热结构及装置。
为解决上述技术问题，本发明的第一个技术方案为：在汽缸体的外部仍有散热片，用于双轮、三轮摩托车发动机的辅助散热装置，它主要由散热器、发动机上面的过水通道以及与之相连通的构成回路的管道组成，所述过水通道仅设置在磁电机盖上面；或者仅设置在磁电机箱体上面；或者仅在该二者上面均设置过水通道。
上述回路中的冷却水可以是在温差的作用下自行循环，也可以是在水泵的作用下强制循环，自行循环时，散热器应置于过水通道的上方，强制循环时，散热器可以置于任何位置。
上述方案中的过水通道可以铸在磁电机盖盖体的内部，也可以铸在磁电机箱体的内部，还可以是与磁电机盖的外表面以及磁电机箱体的外表面焊接的管体。
为解决上述技术问题，本发明的第二个技术方案为：在汽缸体的外部仍有散热片，用于双轮、三轮摩托车发动机的辅助散热结构，它主要是在磁电机盖的外表面设置多条风冷散热片；或者在磁电机箱体的外表面设置多条风冷散热片；或者在该二者的外表面均设置多条风冷散热片。
上述方案中的多条风冷散热片可以与磁电机盖及磁电机箱体铸成一体，也可以与磁电机盖及磁电机箱体焊接。
为解决上述技术问题，本发明的第三个技术方案为：在汽缸体的外部仍有散热片，用于双轮、三轮摩托车发动机的辅助散热结构，它主要是在磁电机盖上面设置一个或一个以上的通风孔洞，使磁电机与外界空气能直接接触；或者在磁电机箱体上面设置通入磁电机室的一个或一个以上的通风孔洞；或者在该二者上面均设置一个或一个以上的通风孔洞；或者省去磁电机盖，使磁电机暴露出来。
也可以采取网状的磁电机盖。
采取省去汽缸体、汽缸头和汽缸盖中的水循环冷却通道，仅在磁电机盖上面以及磁电机箱体上面设置过水通道后，大大降低了生产成本和难度，同样地达到了保护磁电机，防止磁电机烧毁的目的。特别是在磁电机盖的外表面以及磁电机箱体的外表面焊接管体，使生产极其简单，且有利于水垢的清理。
采取省去汽缸体、汽缸头和汽缸盖中全部的水循环冷却通道以及左边盖、左箱体、右边盖和右箱体中全部的过水通道，改在磁电机盖的外表面以及磁电机箱体的外表面设置风冷散热片后，特别是采取散热片与磁电机盖及磁电机箱体焊接后，使生产变得极为简单，同样大大降低了生产成本和难度。风冷的散热效果虽然赶不上水冷的散热效果好，但是，在温带地区，特别是在寒带地区，对于不愿意投入较大资本采用水冷散热方式的实施者来说，这是最佳的选择，基本上也能达到保护磁电机的目的。
特别是采取省去汽缸体、汽缸头和汽缸盖中全部的水循环冷却通道以及左边盖、左箱体、右边盖和右箱体中全部的过水通道，改在磁电机盖上面以及磁电机箱体上面设置一个或一个以上的通风孔洞后，或者采取网状的磁电机盖后，大大降低了生产成本和难度。磁电机与外界空气直接接触，散热更直接，效果更好，更好地达到了保护磁电机的目的。省去了水循环冷却通道及过水通道，因而也就省去了散热器(或叫做水箱)及其管道装置，设置通风孔洞或采取网状的磁电机盖的生产工艺要比铸造水道的生产工艺简单的多。此外，设置一个孔洞相当于挖去一块合金材料或其它金属材料，即节约了一块合金材料或其它金属材料，该方案即节约了昂贵的合金材料或其它金属材料，又有利于磁电机的散热，确实是一件一举两得、两全其美的事情。我国每年发动机的产量惊人，如果在每台发动机的机体上面都挖去一块或一块以上的合金材料或其它金属材料，将给国家节约一笔很大的开支。
此外，磁电机部位降温后，对汽缸体、汽缸头、汽缸盖、离合器以及发动机的其它部位也能起到间接的降温作用。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明。
图1是用于双轮、三轮摩托车发动机的辅助散热装置的第一个实施方式的主视图。
图2是沿图1中A-A线的局部剖视图。
图3是图1所示辅助散热装置的俯视图。
图4是用于双轮、三轮摩托车发动机的辅助散热装置的自行循环示意图。
图5是用于双轮、三轮摩托车发动机的辅助散热装置的强制循环示意图。
图6是用于双轮、三轮摩托车发动机的辅助散热装置的第二个实施方式的主视图。
图7是图6所示辅助散热装置的俯视图。
图8是图6所示辅助散热装置的左视图。
图9是用于双轮、三轮摩托车发动机的辅助散热装置的第三个实施方式的示意图。
图10是用于双轮、三轮摩托车发动机的辅助散热结构的第一个实施方式的主视图。
图11是图10所示辅助散热结构的俯视图。
图12是图10所示辅助散热结构的左视图。
图13是用于双轮、三轮摩托车发动机的辅助散热结构的第二个实施方式的主视图。
图14是图13所示辅助散热结构的俯视图。
图15是图13所示辅助散热结构的左视图。
图16是用于双轮、三轮摩托车发动机的辅助散热结构的第三个实施方式的示意图。
图17是用于双轮、三轮摩托车发动机的辅助散热结构的第四个实施方式的俯视图。
图18是沿图17中B-B线的局部剖视图。
图19是用于双轮、三轮摩托车发动机的辅助散热结构的第五个实施方式的主视图(示意图)。
图20是图19所示辅助散热结构的后视图(示意图)。
图21是用于双轮、三轮摩托车发动机的辅助散热结构的第六个实施方式的主视图(示意图)。
图22是图21所示辅助散热结构的俯视图(示意图)。
图23是图21所示辅助散热结构的后视图(示意图)
图24是用于双轮、三轮摩托车发动机的辅助散热结构的第七个实施方式的主视图。
图25是图24所示辅助散热结构的俯视图。
图26是图24所示辅助散热结构的放大的左视图。
图27是用于双轮、三轮摩托车发动机的辅助散热结构的第八个实施方式的主视图。
图28是图27所示辅助散热结构的左视图。
具体实施方式
图1、图2、图3和图4示出了本发明用于双轮、三轮摩托车发动机的辅助散热装置的第一个实施方式。在汽缸体的外部仍有多条风冷散热片，在发动机的磁电机盖1的盖体内部铸有过水通道2(如图2所示)。该过水通道2的上端为出水口3，下端为进水口4，在该发动机的上方设有一个散热器12，该散热器12距发动机有一定的垂直高度，发动机上面的出水口3与散热器12上面的进水口14用胶管6连通(用胶管插上出水口及进水口即为连通)，散热器12上面的出水口13与发动机上面的进水口4用胶管7连通(如图4所示)。
为了简化该辅助散热装置，可省去上述回路最下处的放水阀及最上处的出气口，出气口由散热器12上面的注水口18兼作，放水口由发动机上面的进水口4兼作，插上胶管7即为连通，拔下胶管7即为放水阀。
上述回路内的冷却水在温差的作用下自行循环。
过水通道2内的冷却水遇热要膨胀，比重变小，同体积的冷却水重量变轻，在胶管7内冷却水的作用下向上运动，经出水口3，再经胶管6和进水口14进入散热器12内；散热器12内的冷却水降温后要收缩，比重变大，同体积的冷却水重量变重，因而向下运动，经出水口13，再经胶管7和进水口4回到过水通道2内。
如果用d表示上水管道(从进水口4经过水通道2，再经胶管6到进水口14，我们把它叫做上水管道)内冷却水的比重；用D表示下水管道(从进水口14经散热器12，再经胶管7到进水口4，我们把它叫做下水管道)内冷却水的比重；用H表示上水管道及下水管道的垂直高度；
那么：上水管道内冷却水最下处的压强为：H×d
下水管道内冷却水最下处的压强为：H×D
H×D-H×d＝H(D-d)
由此可见：循环所需压强与两个因素有关：
(1)H越大，压强越大。
(2)比重差越大，即上水管道内冷却水的温度越高，压强越大。
所以：散热器12距发动机的垂直高度应尽量大一些。
此外，实验表明：电学中的电阻规律同样适用流体力学，即管道越长，冷却水流动的阻力就越大，管道越细，冷却水流动的阻力就越大。所以：胶管6和胶管7除了在垂直方向应尽量长一些外，在其它方向应尽量减小不必要的长度；其次，应尽量增大过水通道2、胶管6和胶管7的横截面积。
磁电机所产生的热量，通过磁电机室内空气的对流以及金属的传导传给磁电机盖1，再通过循环回路由散热器12散发掉，从而达到对磁电机散热的目的。
图5、图6、图7和图8示出了本发明用于双轮、三轮摩托车发动机的辅助散热装置的第二个实施方式。在汽缸体的外部仍有多条风冷散热片，在与磁电机同侧的曲轴箱箱体上面，即在磁电机箱体20上面设有过水通道2(如图8所示)。该过水通道2为管体，该管体与所述磁电机箱体20的外表面焊接，也可以与磁电机箱体20铸成一体，该过水通道2的上端为出水口3，下端为进水口4，在该发动机的后方设有一个散热器12，该散热器12与发动机大致处于同一个水平面，发动机上面的出水口3与散热器12上面的进水口14用胶管6连通，散热器12上面的出水口13与发动机上面的进水口4用胶管7连通，在上述回路中接入一个现有技术中的水泵21，使冷却水在回路中强制循环(如图5所示)。该水泵21可以设置在发动机的链轮外侧(此时，应将链轮盖卸下，且省去该链轮盖，将水泵21固定在链轮附近的发动机的机体上面)，水泵21的轴与链轮的轴可以同轴；也可以设置在双轮、三轮摩托车的链条附近(此时，在水泵的轴上应设置链轮)，其动力由链条提供，具体怎样设置水泵，所属技术领域的技术人员用分析的方法和常规的方法可以灵活设置。接入水泵21后，上述散热器12除了可以设在发动机的后方外，还可以设在发动机的前方、下方以及其它任何位置。
磁电机所产生的热量，通过磁电机室内空气的对流以及金属的传导传给磁电机箱体20，再由磁电机箱体20传导给管体，再通过回路由散热器散发掉，从而达到对磁电机散热的目的。
图9示出了本发明用于双轮、三轮摩托车发动机的辅助散热装置的第三个实施方式。在汽缸体的外部仍有多条风冷散热片，在磁电机盖1的盖体内部以及在磁电机箱体20上面同时均设有过水通道2。该两处过水通道2的上端为出水口3，下端为进水口4，把该两个出水口3相连通(用三通连接)，汇入一个总出水口，把该两个进水口4相连通，形成一个总进水口，在该发动机的上方设置一个散热器(图中未示)，该散热器距发动机有一定的垂直高度，发动机上面的总出水口与散热器上面的进水口用胶管连通，散热器上面的出水口与发动机上面的总进水口用胶管连通。
上述回路中冷却水的循环原理与上述辅助散热装置的第一个实施方式相同；上述实施方式的散热原理与上述辅助散热装置的第一、第二个实施方式相同。
图10、图11和图12示出了本发明用于双轮、三轮摩托车发动机的辅助散热结构的第一个实施方式。在汽缸体的外部仍有多条风冷散热片，在磁电机盖1的外表面按图所示设置多条风冷散热片40。该多条风冷散热片40与磁电机盖1可焊接，也可铸成一体，在行驶中，磁电机所产生的热量，通过磁电机室内的空气的对流以及金属的传导传给磁电机盖1，再由磁电机盖1传导给散热片40，再由散热片40散发到空气中，从而达到对磁电机散热的目的。
图13、图14和图15示出了本发明用于双轮、三轮摩托车发动机的辅助散热结构的第二个实施方式。在汽缸体的外部仍有多条风冷散热片，在磁电机箱体20的外表面按图所示设置多条风冷散热片40。该多条风冷散热片40与所述磁电机箱体20可焊接，也可铸成一体，在行驶中，磁电机所产生的热量，通过磁电机室内空气的对流以及金属的传导传给磁电机箱体20，再由磁电机箱体20传导给散热片40，再由散热片40散发到空气中，从而达到对磁电机散热的目的。
图16示出了本发明用于双轮、三轮摩托车发动机的辅助散热结构的第三个实施方式。在汽缸体的外部仍有多条风冷散热片，在磁电机盖1的外表面以及在磁电机箱体20的外表面按图所示均设置多条风冷散热片40。该多条风冷散热片40与该磁电机盖1及磁电机箱体20可焊接，也可铸成一体，它的散热原理与上述辅助散热结构的第一、第二个实施方式相同。
图17和图18示出了本发明用于双轮、三轮摩托车发动机的辅助散热结构的第四个实施方式。在汽缸体的外部仍有多条风冷散热片，在磁电机箱体20的上部，且位于该磁电机箱体20的外侧设置一个孔洞70。该孔洞70与磁电机室相通(凡在磁电机箱体20上面开设孔洞时要特别注意，孔洞必须与磁电机室相通，不得与曲轴箱内的空腔相通，如图18所示)，在行驶中，磁电机室内的高温气体与外界空气通过该孔洞70进行交换，就象正在行驶的火车打开车窗一样，从而达到对磁电机散热的目的。
磁电机采取机油淋浴散热方式的，应先切断通入磁电机室内的机油通道，然后再设置通风孔洞，以下实施方式均如此。
图19和图20示出了本发明用于双轮、三轮摩托车发动机的辅助散热结构的第五个实施方式。在汽缸体的外部仍有多条风冷散热片，在磁电机盖1上面设置两个孔洞70。该两个孔洞70呈方形，该两个孔洞70与磁电机室相通，其中一个孔洞70设置在磁电机盖1的前部(所述磁电机盖的前部或后部均与车体的前后方向一致，如图19所示)，另一个孔洞70设置在磁电机盖1的后部(如图20所示)，在向前行驶时，相对流动的外界空气从前部的孔洞70流入磁电机室，并且穿过磁电机室，从后部的孔洞70流出磁电机室，外界空气在穿过磁电机室的过程中，与磁电机充分接触，使磁电机产生的热量及时散发掉，从而达到对磁电机散热的目的。
图21、图22和图23示出了本发明用于双轮、三轮摩托车发动机的辅助散热结构的第六个实施方式。在汽缸体的外部仍有多条风冷散热片，在磁电机盖1上面挖去三块或三块以上的合金材料或其它金属材料。被挖去的部分应选择不受力的部分，形成三个或三个以上的较大的孔洞70，磁电机盖1大致呈现骨架状，在行驶中，相对流动的外界空气进入骨架状的磁电机盖1的内部，并与磁电机充分接触，使磁电机产生的热量及时散发掉，从而达到对磁电机散热的目的。
图24、图25和图26示出了本发明用于双轮、三轮摩托车发动机的辅助散热结构的第七个实施方式。在汽缸体的外部仍有多条风冷散热片，该实施方式采用网状的磁电机盖1。网状结构相当于在磁电机盖1上面设有很多的小孔洞，在行驶中，相对流动的外界空气进入网状的磁电机盖1的内部，并与磁电机充分接触，使磁电机产生的热量及时散发掉，从而达到对磁电机散热的目的。
图27和图28示出了本发明用于双轮、三轮摩托车发动机的辅助散热结构的第八个实施方式。在汽缸体的外部仍有多条风冷散热片，该实施方式采用省去磁电机盖的方案，使磁电机110暴露出来。在行驶中，相对流动的外界空气与磁电机110充分接触，使磁电机110产生的热量及时散发掉，从而达到对磁电机散热的目的。
各种品牌的发动机的结构大不相同，有些发动机的磁电机定子是固定在磁电机盖上面的，对于该种结构的磁电机盖，应先将磁电机定子移植到曲轴箱上面，即移植到磁电机箱体20上面，然后再省去磁电机盖。
省去磁电机盖后，为了防护磁电机110，应尽量使磁电机箱体20的外壳向外延伸，使磁电机110大致处于磁电机箱体20向外延伸的外壳的半保围之中，此外，为了防护磁电机110，在磁电机定子的外端可固定一个小档板111(如图28所示)。
在本发明用于双轮、三轮摩托车发动机的辅助散热装置的第二个实施方式中，作为过水通道2的管体是设置在磁电机箱体20上面的，其实，更优选的方案是把该管体焊接在磁电机盖上面，因为磁电机盖更靠近磁电机，从而更有利于磁电机的散热。
在本发明用于双轮、三轮摩托车发动机的辅助散热结构的第四个实施方式中，在磁电机箱体20上面设置了一个孔洞70，事实上，还可以设置两个或两个以上的孔洞。
在本发明用于双轮、三轮摩托车发动机的辅助散热结构的第四、第五和第六个实施方式中，孔洞70是分别设置在磁电机盖1上面或者磁电机箱体20上面的，事实上，还可以在磁电机盖1上面以及磁电机箱体20上面同时均设置一个或一个以上的孔洞。
在本发明用于双轮、三轮摩托车发动机的辅助散热结构的第五个实施方式中，在磁电机盖1上面设置了两个孔洞70，事实上，也可以在磁电机盖1的上部或下部设置一个孔洞，就象正在行驶的火车打开车窗一样，从而达到对磁电机散热的目的。
所设置的所有孔洞的形状除了方形以外，还可以是圆形、三角形、多边形、长条形以及各种各样的形状，只要是将磁电机处于非密封状态，就应落入本发明的范围之内。