专利名称：强制空冷引擎的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种强制空冷引擎，尤指一种风扇转速可变动的强制空冷引擎。
背景技术：
参考图1，为习知强制空冷引擎部分剖视图。在一强制空冷引擎中，是利用一风扇 2来进行冷却。一般而言，冷却效果与风扇转速、及环境状态(温度或湿度等)有关。习知 风扇2锁固于引擎组件(如图中的飞轮幻，其转速仅随着引擎转速(即曲轴1转速)变化 而变动，冷却能力并不能随着环境变化而使引擎处于一适合燃烧且燃油经济的状态。现今微电脑控制喷射引擎中，电子控制单元会侦测感知器传送的讯号(如进气温 度、引擎温度与引擎转速等等)并调整燃料量使引擎保持在适合运转的温度范围；然而，以 往随引擎转速旋转的风扇无法配合环境作调整。冷却能力过大时则引擎系统温度过冷，造 成的影响如润滑系统中的润滑油黏度上升，增加机械摩擦力；此外电子控制单元亦会接收 到过低的引擎温度讯号，从而增加燃料量以提升引擎温度。又冷却不足时则润滑油温度过 高不能发挥润滑效果，造成机件磨耗。据此，习知的风扇冷却系统会造成引擎燃料使用效率 不佳。
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种强制空冷引擎，其引擎风扇的转动不再是只随引擎 转速变化，而是可依据外在环境及引擎运转状态来调控，因此能随时提供适当引擎冷却能 力，进而达到节省燃料的目的。本实用新型的强制空冷引擎包括一曲轴、一太阳齿轮、一环形齿轮、一行星齿轮 组、一风扇、以及一第一锁定装置。太阳齿轮是固定于曲轴上，而环形齿轮与行星齿轮组则 是可转动地设于曲轴上。上述风扇固定于保持框。上述行星齿轮组包括一保持框、及设于保持框上的复数行星小齿轮。复数行星小 齿轮同时与环形齿轮、及太阳齿轮相啮合。第一锁定装置可选择式锁定环形齿轮，使其成为 一固定齿轮。藉由上述机构设计，当第一锁定装置未锁定环形齿轮时，风扇不转动；当第一锁定 装置锁定环形齿轮时，风扇相对于引擎转速具有减速效果。上述强制空冷引擎可更包括一第二锁定装置，是选择式轴向推动环形齿轮至与太 阳齿轮相接合，如此当二锁定装置同时发挥锁定作用时，风扇转速又可变化为与引擎转速 相同。此外，上述环形齿轮与太阳齿轮之间可以是透过一摩擦片相互摩擦接合。本实用新型的强制空冷引擎另一态样同样包括一曲轴、一太阳齿轮、一环形齿轮、 一行星齿轮组、一风扇、以及一第一锁定装置。行星齿轮组固定于曲轴，太阳齿轮与环形齿 轮则可转动地设于曲轴。行星齿轮组同样包括一保持框、及设于保持框上的复数行星小齿轮。复数行星小 齿轮同时与环形齿轮、及太阳齿轮相啮合。风扇固定于环形齿轮，第一锁定装置选择式锁定
3太阳齿轮，使其成为一固定齿轮。在此态样的引擎中，当第一锁定装置未锁定太阳齿轮时，风扇不转动；当第一锁定 装置锁定太阳齿轮时，风扇相对于引擎转速具有加速效果。上述强制空冷引擎亦可更包括一第二锁定装置，是选择式轴向推动太阳齿轮至与 行星齿轮组相接合，如此当二锁定装置同时发挥锁定作用时，风扇转速又可变化为与引擎 转速相同。此外，上述太阳齿轮与行星齿轮组之间也可以是透过一摩擦片相互摩擦接合。本实用新型的强制空冷引擎又一态样同样包括一曲轴、一太阳齿轮、一环形齿轮、 一行星齿轮组、一风扇、以及一第一锁定装置。环形齿轮固定于曲轴，太阳齿轮与行星齿轮 组则可转动地设于曲轴。行星齿轮组同样包括一保持框、及设于保持框上的复数行星小齿轮。复数行星小 齿轮同时与环形齿轮、及太阳齿轮相啮合。风扇是固定于太阳齿轮，第一锁定装置选择式锁 定行星齿轮组，使其成为一固定齿轮。在此态样的引擎中，当第一锁定装置未锁定行星齿轮组时，风扇不转动；当第一锁 定装置锁定行星齿轮组时，风扇相对于引擎转速具有反向且加速效果。上述强制空冷引擎亦可更包括一第二锁定装置，是选择式轴向推动行星齿轮组至 与太阳齿轮相接合，如此当二锁定装置同时发挥锁定作用时，风扇转速又可变化为与引擎 转速相同者。此外，上述太阳齿轮与行星齿轮组之间也可以是透过一摩擦片相互摩擦接合。本实用新型的优点是，引擎风扇的转动可不同于引擎转速，因此可应用在配合外 部环境而呈现不同冷却效果，因此能随时提供适当引擎冷却能力，进而达到节省燃料的目 的。
图1是习知强制空冷引擎部分剖视图。 图2是代表本实用新型强制空冷引擎中行星齿轮系示意图, 图3是本实用新型第一较佳实施例的强制空冷引擎剖视图,
较佳实施例的强制空冷引擎剖视图< 较佳实施例的强制空冷引擎剖视图<
图4是本实用新型第 图5是本实用新型第 主要元件符号说明 曲轴1 飞轮3
曲轴 10，20，30 保持框 111,211,311,921 太阳齿轮12,22,32,91 齿部 131，231，331 风扇 14，24，34 致动器
151，161,251,261,351,361 止推轴承162,262,362
风扇2
行星齿轮组11，21，31，92 行星小齿轮112,212,312,922 环形齿轮13,23,33,93 摩擦片 132,222,313 锁定装置 15,16,25,26,35, 36 束紧带 152，252，352，94 螺栓 17，27，37
作用部位941，9具体实施方式
参考图2。在一行星齿轮系中，包括有依序啮合的一太阳齿轮91、一行星齿轮组 92 (包括保持框921、以及保持框921上的复数行星小齿轮92 、及一环形齿轮93。在这样 的齿轮系中，又可依据各齿轮是担任输入、输出、或固定齿轮其中一角色而得到六种组合， 输出六种结果。图中亦示出利用一束紧带94将环形齿轮93包围，并于束紧带94的对合的 二作用部位941，942施力(如箭头F所示)使环形齿轮93紧固，则环形齿轮93便成为固 定齿轮。表1列出六种不同组合模式、以及其输出相对于输入的变化效果。本实用新型即 是利用行星齿轮系的特性，使引擎风扇不再只与引擎同速转动。表 1
组合模式123456太阳齿轮固定输出固定输入输出输入行星齿魏输入输入输出输出固定固定环形齿轮输出固定输入固定输入输出效果加速加速减速薩倒转加 速倒转减 速此外，若任意锁定两齿轮，则担任输入与输出的二齿轮会有转速相同的效果。参考图3，为本实用新型强制空冷引擎第一实施例的剖视图。本实施例是对应表1 的模式4，强制空冷引擎主要包括有曲轴10、行星齿轮组11、太阳齿轮12、环形齿轮13、风扇 14、及两组锁定装置15，16。太阳齿轮12位于环形齿轮13与行星齿轮组11之间。太阳齿 轮12以栓槽齿连结方式固定于曲轴10。行星齿轮组11包括一保持框111、及设于保持框上的复数行星小齿轮112。行星 齿轮组11及环形齿轮13皆是可转动地设于曲轴10上，风扇14则是以螺栓17锁固在保持 框111上。复数行星小齿轮112同时与环形齿轮13的齿部131、太阳齿轮12相啮合。锁定装置15包括一致动器151与一束紧带152，此束紧带152如同图2。束紧带 152围绕于环形齿轮13外周，依据致动器151的施力或不施力，束紧带152选择式夹紧或不 夹紧环形齿轮13。使用束紧带152的好处是可对环形齿轮13施以较为均勻的锁定力量。锁定装置16包括一致动器161与一止推轴承162，其中止推轴承162轴向嵌套在 环形齿轮13，而致动器161耦合于止推轴承162。环形齿轮13除了可相对于曲轴10转动， 亦可于曲轴10上滑移，而致动器161起动时会先轴向推顶止推轴承162，止推轴承162进 而轴向推顶环形齿轮13。使用止推轴承162好处是让致动器不会跟随转动。因此环形齿 轮13与太阳齿轮12之间可选择式相接合，本例中，在环形齿轮13上额外贴设有一摩擦片 132，其位置对应于太阳齿轮12，以进行摩擦接合，提供较佳接合效果。当然，摩擦片132也 可以是设在太阳齿轮12上，此乃设计上简单的变化。本实施例中，曲轴10与太阳齿轮12—体固定，视为输入齿轮；风扇14与行星齿轮组11 一体固定，视为输出齿轮；环形齿轮13则为固定齿轮。此种类型引擎结构有三种作动 方式，说明如后。当致动器151起动(例如以电子控制单元控制)使环形齿轮13固定住，曲轴10 动力透过太阳齿轮12传递至行星齿轮组11及风扇14，此时风扇14的转速相较于曲轴10 更低。当致动器161也同时起动，环形齿轮13受驱而轴向移动，导致其上摩擦片132与 太阳齿轮12摩擦接合，此时相当于前述”任意锁定两齿轮”的状态，风扇14会与曲轴10具 有相同转速。当二致动器151，161皆未起动，则行星齿轮组11与风扇14不转动。前述环形齿轮13与太阳齿轮12折选择式接合除了透过摩擦之外，也可以是利用 相配合的结构互相卡合来达成。参考图4，为本实用新型强制空冷引擎第二实施例的剖视图。本实施例是对应表1 的模式1，类似地，引擎主要包括有曲轴20、行星齿轮组21、太阳齿轮22、环形齿轮23、风扇 对、及两组锁定装置25，26。行星齿轮组21位于太阳齿轮22与环形齿轮23之间。行星齿轮组21包括一保持框211、及设于保持框上的复数行星小齿轮212。太阳 齿轮22及环形齿轮23皆是可转动地设于曲轴20上，风扇M则是以螺栓27锁固在环形齿 轮23上。复数行星小齿轮212同时与环形齿轮23的齿部231、太阳齿轮22的齿部221相 啮合。行星齿轮组21以栓槽齿连结方式固定于曲轴20。锁定装置25包括一致动器251与一束紧带252，束紧带252同上例。束紧带252 围绕于太阳齿轮22外周，依据致动器251的施力或不施力，束紧带252选择式夹紧或不夹 紧太阳齿轮22。锁定装置沈包括一致动器与一止推轴承沈2，其中止推轴承262轴向嵌套在 太阳齿轮22，而致动器261耦合于止推轴承沈2。太阳齿轮22亦可于曲轴20上滑移，致动 器261起动时透过轴向推顶止推轴承262而使太阳齿轮22轴向移动。行星齿轮组21与太 阳齿轮22之间可选择式相接合，本例中，在太阳齿轮22上额外贴设有一摩擦片222，其位置 对应于行星齿轮组21的保持框211，以进行摩擦接合。当然，摩擦片也可以是设在保持框 211 上。本实施例中，曲轴20与行星齿轮组21 —体固定，视为输入齿轮；环形齿轮23与风 扇M —体固定，视为输出齿轮；太阳齿轮22则为固定齿轮。此种类型引擎结构同样有三种 作动方式，说明如后。当致动器251起动使太阳齿轮22固定住，曲轴20动力透过行星齿轮组21传递至 环形齿轮23与风扇24，此时风扇M的转速相较于曲轴20更高。当致动器261也同时起动，太阳齿轮22受驱而轴向移动，导致其上摩擦片222与 行星齿轮组21接合，此时相当于前述”任意锁定两齿轮”的状态，风扇M会与曲轴20具有 相同转速。当二致动器251，皆未起动，则环形齿轮23与风扇M不转动。参考图5，为本实用新型强制空冷引擎第三实施例的剖视图。本实施例是对应表1 的模式5，类似地，引擎主要包括有曲轴30、行星齿轮组31、太阳齿轮32、环形齿轮33、风扇 34、及两组锁定装置35，36。行星齿轮组31位于太阳齿轮12与环形齿轮33之间。环形齿轮33以栓槽齿连结方式固定于曲轴30。行星齿轮组31包括一保持框311、及设于保持框311上的复数行星小齿轮312。 行星齿轮组31及太阳齿轮32皆是可转动地设于曲轴30上，风扇34则是以螺栓37锁固在 太阳齿轮32上。复数行星小齿轮312同时与环形齿轮33的齿部331、太阳齿轮32的齿部 321相啮合。锁定装置35包括一致动器351与一束紧带352，束紧带352同上例。束紧带352 围绕于行星齿轮组31的保持框311外周，依据致动器351的施力或不施力，束紧带352选 择式夹紧或不夹紧行星齿轮组31。锁定装置36包括一致动器361与一止推轴承362，其中止推轴承362轴向嵌套在 行星齿轮组31的保持框311，而致动器361耦合于止推轴承362。行星齿轮组31的保持框 311亦可于曲轴30上滑移，致动器361起动时透过轴向推顶止推轴承362而使行星齿轮组 31轴向移动。行星齿轮组31与太阳齿轮32之间可选择式相接合，本例中，在行星齿轮组 31的保持框311上额外贴设有一摩擦片313，其位置对应于太阳齿轮32，以进行摩擦接合。 当然，摩擦片313也可以是设在太阳齿轮32上。本实施例中，曲轴30与环形齿轮33 —体固定，视为输入齿轮；太阳齿轮32与风扇 34—体固定，视为输出齿轮；行星齿轮组31则为固定齿轮。此种类型引擎结构同样有三种 作动方式，说明如后。当致动器351起动使行星齿轮组31固定住，曲轴30动力透过环形齿轮33、行星小 齿轮312传递至太阳齿轮32与风扇34，此时风扇34的转速相较于曲轴30更高，而且转向 相反。当致动器361也同时起动，行星齿轮组31受驱而轴向移动，导致其上摩擦片313 与太阳齿轮32接合，此时相当于前述”任意锁定两齿轮”的状态，风扇34会与曲轴30具有 相同转速。当二致动器351，361皆未起动，则太阳齿轮32与风扇34不转动。在上述三实施例的结构基础下，表1中其它组合模式亦可轻易对应设计出，所有 组合皆具有如下特色风扇依据致动器作动而变化其转速。故可达到同时配合外在环境与 引擎状态以节省燃料的目的。
权利要求1.一种强制空冷引擎，其特征在于包括 一曲轴；一太阳齿轮，固定于该曲轴； 一环形齿轮，可转动地设于该曲轴；一行星齿轮组，可转动地设于曲轴，包括一保持框、及设于该保持框上的复数行星小齿 轮，其中该复数行星小齿轮同时与该环形齿轮、及该太阳齿轮相啮合； 一风扇，固定于该保持框；以及 一第一锁定装置，选择式锁定该环形齿轮。
2.如权利要求1所述的强制空冷引擎，其特征在于包括一第二锁定装置，系选择式轴 向推动该环形齿轮至与该太阳齿轮相接合。
3.如权利要求2所述的强制空冷引擎，其特征在于该环形齿轮与该太阳齿轮之间是以 一摩擦片相互摩擦接合。
4.一种强制空冷引擎，其特征在于包括 一曲轴；一太阳齿轮，可转动地设于该曲轴； 一环形齿轮，可转动地设于该曲轴；一行星齿轮组，固定于该曲轴，包括一保持框、及设于该保持框上之复数行星小齿轮， 其中该复数行星小齿轮同时与该环形齿轮、及该太阳齿轮相啮合； 一风扇，固定于该环形齿轮；以及 一第一锁定装置，选择式锁定该太阳齿轮。
5.如权利要求4所述的强制空冷引擎，其特征在于包括一第二锁定装置，是选择式轴 向推动该太阳齿轮至与该行星齿轮组相接合。
6.如权利要求5所述的强制空冷引擎，其特征在于该太阳齿轮与该行星齿轮组之间是 以一摩擦片相互摩擦接合。
7.一种强制空冷引擎，其特征在于包括 一曲轴；一太阳齿轮，可转动地设于该曲轴； 一环形齿轮，固定于该曲轴；一行星齿轮组，可转动地设于该曲轴，包括一保持框、及设于该保持框上之复数行星小 齿轮，其中该复数行星小齿轮同时与该环形齿轮、及该太阳齿轮相啮合； 一风扇，固定于该太阳齿轮；以及 一第一锁定装置，选择式锁定该行星齿轮组。
8.如权利要求7所述的强制空冷引擎，其特征在于包括一第二锁定装置，是选择式轴 向推动该行星齿轮组至与该太阳齿轮相接合。
9.如权利要求8所述的强制空冷引擎，其特征在于该行星齿轮组与该太阳齿轮之间是以一摩擦片相互摩擦接合。
专利摘要本实用新型涉及一种强制空冷引擎，包括有曲轴、固定于曲轴的太阳齿轮、可转动地设于曲轴的环形齿轮与行星齿轮组、风扇、及第一锁定装置。行星齿轮组包括风扇固定于其上的保持框、及设于保持框上的复数行星小齿轮，行星小齿轮同时与环形齿轮、及太阳齿轮相啮合。本实用新型的藉由第一锁定装置选择式锁定环形齿轮，引擎风扇的转动可不同于引擎转速，因此可应用在配合外部环境而呈现不同冷却效果，因此能随时提供适当引擎冷却能力，进而达到节省燃料的目的。
文档编号F01P7/04GK201925006SQ20102070125
公开日2011年8月10日 申请日期2010年12月31日 优先权日2010年12月31日
发明者周柏宇, 周裕捷 申请人:三阳工业股份有限公司