一种通用垂直轴发动机的风冷组件
阅读说明：本技术 一种通用垂直轴发动机的风冷组件 (Air cooling assembly of general vertical shaft engine ) 是由 王昌勇 李海洋 刘隆平 马琚淇 于 2021-08-23 设计创作，主要内容包括：本发明涉及通用机械技术领域,具体公开了一种通用垂直轴发动机的风冷组件,包括手启动外罩和与手启动外罩连接的导风罩,导风罩安装有与其紧密配合的曲轴箱体,曲轴箱体上装配有消声器密封垫和化油器密封垫,消声器密封垫和化油器密封垫包裹曲轴箱体形成冷却风道,曲轴箱体内的曲轴上装配有飞轮。该发明对整机冷却系统重新布置,增加进风截面积,同时对冷却风道重新规划,更好的分配冷却缸头和缸孔的冷却风,重新设计消声器隔热垫,并与导风罩形成完整的冷却风道,最终形成一套封闭的冷却系统。最终可将机油温度和缸头温度控制在合理范围以内,并使得燃烧室外部冷却相对均匀,热变形减小,更好的达到排放法规要求。(The invention relates to the technical field of general machinery, and particularly discloses an air cooling assembly of a general vertical shaft engine, which comprises a hand-starting outer cover and an air guide cover connected with the hand-starting outer cover, wherein the air guide cover is provided with a crankshaft box body tightly matched with the air guide cover, a silencer sealing gasket and a carburetor sealing gasket are assembled on the crankshaft box body, the crankshaft box body is wrapped by the silencer sealing gasket and the carburetor sealing gasket to form a cooling air channel, and a flywheel is assembled on a crankshaft in the crankshaft box body. The invention rearranges the cooling system of the whole machine, increases the sectional area of the inlet air, replans the cooling air channel, better distributes the cooling air for cooling the cylinder head and the cylinder hole, redesigns the heat insulation pad of the silencer, forms a complete cooling air channel with the wind scooper and finally forms a set of closed cooling system. Finally, the engine oil temperature and the cylinder head temperature can be controlled within a reasonable range, the external cooling of the combustion chamber is relatively uniform, the thermal deformation is reduced, and the emission regulation requirement is better met.)
技术领域
本发明涉及通用机械
技术领域
，尤其涉及一种通用垂直轴发动机的风冷组件。背景技术
现有的垂直轴通机主要依靠导风罩产生的冷却风进行冷却，其冷却风仅能对缸头局部达到很好的冷却效果，但是背风面却没有冷却风经过，导致散热片四周冷却不均。
现有的垂直轴通机由于散热不均导致各个运动机件热变形各异，降低了各个运动机件之间的精度，增加了各个运动机件的摩擦力，降低了输出功率，增加耗能和废气排放，其次，排气通道形变不同增加排气阻力，排气通道力容易积碳，进一步增加进气阻力，汽油燃烧不完全，致使尾气排放难以达到排放法规的要求。
同时，现有的垂直轴通机只对局部机件进行冷却，散热面积较小，散热效率较为低下，长时间的使用难以使机油温度和缸头温度保持在一个合适的范围内，散热和发热失去平衡，导致温度持续升高，影响发动机正常使用，其次过高的油温会使耗油量增加(渗漏、蒸发、燃烧)进而排放量增加，同时影响机油质量，使发动机各机件摩擦表面的油膜不易形成和保持，造成主油道油压不能建立，进一步加剧机件磨损和耗能。
发明内容
本发明的目的在于提供一种通用垂直轴发动机的风冷组件，具备散热效率好和散热均匀的效果。
为实现上述目的，本发明采用的一种通用垂直轴发动机的风冷组件，包括手启动外罩和与手启动外罩连接的导风罩，所述导风罩安装有与其紧密配合的曲轴箱体，所述曲轴箱体上装配有消声器密封垫和化油器密封垫，消声器密封垫和化油器密封垫包裹曲轴箱体形成冷却风道，所述曲轴箱体内的曲轴上装配有飞轮，所述导风罩的内部设有将冷却风导向曲轴箱体的火花塞及排气位置的一号节流板和将冷却风导向曲轴箱体的轴孔位置的二号节流板，且一号节流板位于二号节流板的上方，所述曲轴箱体的外壁对应于导风罩的上端边缘的位置和对应一号节流板的位置分别安装有一号散热片和二号散热片；
所述一号散热片包括片体、梯形凸条和散热侧耳，所述梯形凸条与所述片体一体成型，所述梯形凸条的数量为多条，每条所述梯形凸条均匀分布在所述片体上，所述散热侧耳的数量为多个，多个所述散热侧耳依次交错设置在所述梯形凸条的两侧。
其中，每条所述梯形凸条的顶端面均设置有散热槽，且所述散热槽呈倒梯形结构设置。
其中，同一侧的相邻两个所述散热侧耳之间设置有散热鳍片，且所述散热鳍片位于所述散热侧耳的中部。
其中，所述导风罩的内部空腔设置为蜗壳形，所述导风罩与飞轮四周的间隙随顺时针方向逐渐增大，所述导风罩上边缘与一号散热片之间留有间隙，且间隙与曲轴箱体中火花塞及排气的位置对应。
其中，所述一号节流板节流转向的方向与曲轴箱体缸孔左侧的二号散热片的位置对应，所述二号散热片的高度高于一号节流板的高度，所述二号节流板的高度高于二号散热片的高度，所述二号节流板节流转向的方向对应曲轴箱体缸孔的左侧，所述二号节流板与曲轴箱体精密配合。
其中，所述消声器密封垫与曲轴箱体的缸孔一侧形成密闭风道，所述一号节流板和二号节流板之间设有分流板。
其中，所述化油器密封垫与曲轴箱体的缸孔另一侧形成密闭风道，所述化油器密封垫的末端设有弧形导流板。
本发明的一种通用垂直轴发动机的风冷组件，自然风被飞轮叶片吸入后，通过高速运转形成高速冷却风进入导风罩，在运行到上方后，导风罩上边缘与箱体的空隙会使部分冷却风高速流出冷却缸头，剩余冷却风在一号节流板和二号节流板的作用下，分别对燃烧室和消声器侧散热片进行冷却，发动机表面的温度分布更加均匀，减少发动机运动机件因为热形变不同而产生的扭曲，进而进少了热扭曲产生的摩擦力，提高发动机输出效率，减少耗能，同时排气通道更加流畅，减少积碳，保证气流通畅，提高汽油燃烧效率，保证尾气排放达到排放法规要求；
另外对多个机件进行冷却增加了散热面积，提高对发动机体的冷却效率，同时在优化后的导风罩型线中运动更为流畅，阻力变小，冷却风的流速更快，进一步增加了散热效率，并且对风轮的反作用减少，提高了发动机工作效率，进一步减少耗能，较高的散热效率有利于维持发动机的散热和放热平衡，保证发动机可以在较长的时间连续工作后继续维持适当的温度，增加了发动机的连续使用时间，其次较低的油温进一步减少了尾气排放同时有利于动机各机件摩擦表面的油膜的形成和保持，更进一步降低了机件磨损和耗能。
此外通过所述梯形凸条与所述散热侧耳进一步提升所述一号散热片的散热效果，从而使得所述通用垂直轴发动机的风冷组件具备散热效率好和散热均匀的优点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明整体结构示意图；
图2为本发明导风罩进风示意图；
图3为本发明冷却风进入导风罩后运行示意图；
图4为本发明导风罩与曲轴箱体配合示意图；
图5为本发明冷却风出导风罩后运行示意图；
图6为本发明冷却风冷却缸孔示意图。
图7为本发明一号散热片结构示意图。
图8为本发明图7的A处局部结构放大图。
图中：1、手启动外罩；2、导风罩；3、曲轴箱体；4、消声器密封垫；5、化油器密封垫；6、飞轮；7、一号节流板；8、二号节流板；9、一号散热片；10、二号散热片；11、片体；12、梯形凸条；13、散热侧耳；14、散热槽；15、散热鳍片；16、凹陷槽；17、上翅片；18、下翅片。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
请参阅图1至图8，本发明提供了一种通用垂直轴发动机的风冷组件，包括手启动外罩1和与手启动外罩1连接的导风罩2，所述导风罩2安装有与其紧密配合的曲轴箱体3，所述曲轴箱体3上装配有消声器密封垫4和化油器密封垫5，消声器密封垫4和化油器密封垫5包裹曲轴箱体3形成冷却风道，所述曲轴箱体3内的曲轴上装配有飞轮6，所述导风罩2的内部设有将冷却风导向曲轴箱体3的火花塞及排气位置的一号节流板7和将冷却风导向曲轴箱体3的轴孔位置的二号节流板8，且一号节流板7位于二号节流板8的上方，所述曲轴箱体3的外壁对应于导风罩2的上端边缘的位置和对应一号节流板7的位置分别安装有一号散热片9和二号散热片10；
所述一号散热片9包括片体11、梯形凸条12和散热侧耳13，所述梯形凸条12与所述片体11一体成型，所述梯形凸条12的数量为多条，每条所述梯形凸条12均匀分布在所述片体11上，所述散热侧耳13的数量为多个，多个所述散热侧耳13依次交错设置在所述梯形凸条12的两侧。
所述手启动外罩1和导风罩2之间留有间隙，所述手启动外罩1表面设有均匀的进气六方孔。
所述导风罩2的内部空腔设置为蜗壳形，所述导风罩2与飞轮6四周的间隙随顺时针方向逐渐增大，所述导风罩2上边缘与一号散热片9之间留有间隙，且间隙与曲轴箱体3中火花塞及排气的位置对应。
所述一号节流板7节流转向的方向与曲轴箱体3缸孔左侧的二号散热片10的位置对应，所述二号散热片10的高度高于一号节流板7的高度，所述二号节流板8的高度高于二号散热片10的高度，所述二号节流板8节流转向的方向对应曲轴箱体3缸孔的左侧，所述二号节流板8与曲轴箱体3配合精密，且与飞轮6留有较小间隙。
所述消声器密封垫4与曲轴箱体3的缸孔一侧形成密闭风道，所述一号节流板7和二号节流板8之间设有分流板。
所述化油器密封垫5与曲轴箱体3的缸孔另一侧形成密闭风道，所述化油器密封垫5的末端设有弧形导流板。
在本实施方式中，发动机启动后，飞轮6高速运转，通过自身涡流吸风作用，从手启动外罩1和导风罩2之间间隙(图2中a处)及手启动外罩1表面方孔(图2中b)处吸入自然风，手启动外罩1与导风罩2之间间隙在常规基础上增加距离，可保证足够冷却风的形成，同时手启动外罩1表面六方孔增加了进风面积，进一步保证形成足够的冷却风。
其中，飞轮6形成的高速冷却风在导风罩2中沿图3中c处箭头方向高速运转，导风罩2与飞轮6四周的间隙随顺时针方向逐渐增大，冷却风在具有新型线的导风罩2中运行更加顺畅，阻力更小，冷却风继续沿图3中d处箭头方向运行，图3中导风罩2的上边缘与一号散热片9之间留有合适间隙，冷却风运行到此处后部分从该间隙流出，从而冷却曲轴箱体3的火花塞及排气位置(图5中B区域)，此处导风罩2的上边缘与一号散热片9的间隙大小及出风方向直接影响曲轴箱体3的火花塞及排气位置处的冷却，合理的设计可保证冷却效果更佳。
其中，冷却风继续沿导风罩2继续运行，到达一号节流板7处部分被节流转向，此处设有合理高度的一号节流板7和增加高度的二号散热片10，节流的冷却风转向沿缸孔运行扩散冷却曲轴箱体3缸孔左侧，剩余冷却风继续运行，在遇到二号节流板8后，大部分转向从曲轴箱体3的缸孔左侧流出，二号节流板8与曲轴箱体3配合精密，与飞轮6留有较小间隙，可保证剩余大部分运行到此处的冷却风转向。
其中，通过二号节流板8节流并转向的冷却风部分沿图5中e处箭头所示方向运行冷却曲轴箱体3的缸孔左侧，曲轴箱体3的缸孔外侧装有消声器密封垫4，消声器密封垫4通过与曲轴箱体3的缸孔左侧形成密闭风道，继而保证曲轴箱体3的缸孔更好的冷却。
其中，通过二号节流板8节流并转向的冷却风还有部分沿图6中f处箭头所示方向运行冷却曲轴箱体3的缸孔右侧，继而分成f1和f2两股冷却风，f1在遇到化油器密封垫5后转向流入大气，f2冷却曲轴箱体3缸孔后流出进入大气。
进一步地，所述一号散热片9包括片体11、梯形凸条12和散热侧耳13，所述梯形凸条12与所述片体11一体成型，所述梯形凸条12的数量为多条，每条所述梯形凸条12均匀分布在所述片体11上，所述散热侧耳13的数量为多个，多个所述散热侧耳13依次交错设置在所述梯形凸条12的两侧。
每条所述梯形凸条12的顶端面均设置有散热槽14，且所述散热槽14呈倒梯形结构设置。
同一侧的相邻两个所述散热侧耳13之间设置有散热鳍片15，且所述散热鳍片15位于所述散热侧耳13的中部。
每个所述散热侧耳13的侧壁均设置有凹陷槽16。
每个所述散热鳍片15的上表面均设置有上翅片17。
每个所述散热鳍片15的上表面均设置有下翅片18，且所述下翅片18与所述上翅片17之间依次交错设置。
在本实施方式中，通过在所述片体11上设置体梯形凸条12，能够提升所述一号散热片9的散热效果，并且在所述梯形凸条12的两侧交错设置所述散热侧耳13，以此进一步提高散热效果，并且在每个所述梯形凸条12顶端设置倒梯形结构的所述散热槽14，从而提升所述梯形凸条12的散热效果，并且配合所述散热鳍片15，有效提升所述一号散热片9的散热性，此外在所述散热侧耳13的侧壁设置所述凹陷槽16，提高所述散热侧耳13的散热性，并且所述下翅片18与所述上翅片17之间依次交错设置，从而提高所述散热鳍片15的散热效果。
本实施例的工作原理：
该通用垂直轴发动机的风冷组件，整体的冷却风道由导风罩2和曲轴箱体3密闭配合，具体由曲轴箱体3缸孔附近的二号散热片10左侧与消声器密封垫4密闭配合及曲轴箱体3的缸孔右侧与化油器密封垫5密闭配合形成，冷却风形成后通过导风罩2的上边缘与曲轴箱体3上的一号散热片9间隙流出第一股冷却风冷却曲轴箱体3中的火花塞及排气位置(图5中B区域)；通过一号节流板7和一号散热片9形成第一道节流，使部分冷却风转向流出冷却曲轴箱体3的燃烧室位置(图4中A区域)，通过二号节流板8与曲轴箱体3及飞轮6的紧密配合使剩余的冷却风转向流出冷却曲轴箱体3的缸孔，左侧冷却风继而在曲轴箱体3的缸孔附近的二号散热片10与消声器密封垫4形成的密闭风道中运行冷却曲轴箱体3的缸孔，带走热量后流入大气，右侧冷却风继而在曲轴箱体3的缸孔二号散热片10右侧与化油器密封垫5形成的密闭风道中运行冷却曲轴箱体3的缸孔，带走热量后流入大气，曲轴箱体3的燃烧室为垂直轴通机发动机主要发热位置，产生的热量扩散至曲轴箱体3火花塞及排气位置及曲轴箱体3的缸孔周围，该部分的冷却对发动机的功率表现及排放产物都有直接影响。
以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。