一种舷外机冷却水循环系统的制作方法

1.本发明涉及舷外机，尤其是一种舷外机冷却水循环系统。


背景技术：

2.舷外机作为水上交通工具的动力系统，已经广泛运用于休闲娱乐、商业养殖、生活捕鱼、防洪救灾、应急救援、交通运输、水上巡逻等领域；舷外机主要是由发动机和传动、操作、悬挂装置及推进器等组成，其一旦出现冷却循环水量不够，或者水草等漂浮物遮挡进水口，将会导致机器缺水，致使发动机高温，产生拉缸拉瓦，使得舷外机失去动力，对船上乘员产生生命危险；另外舷外机排气系统比较特殊，是通过舷外机内部排气通道，将高温废气通过发动机的排气管，经过水上装置再到水下装置，最终将废气排到1米以下的水中，这对结构紧凑的舷外机来说，对排气系统的降温冷却同样至关重要，水循环冷却系统对旋外机的使用寿命起着决定性作用。
3.传统舷外机冷却水进水口均位于水下装置的两侧，吃水深度基本在1到2米范围以内，进水口截面面积很小，只有一个主水道，尤其在内河湖泊和近海水域的复杂环境中，杂物和漂浮物、水草等悬浮物极易被吸附堵塞进水口，导致机器缺水高温失效，无法有效应对各种复杂状况的水文环境；通过内置排气通道进行排气，排气管的排气温度在200℃-600℃之间，排气管四周冷却不好，导致水下排气管高温，烧坏与之连接的垫片和其他部件，排气冷却不到位，造成水上壳体局部高温，影响舷外机的使用寿命。
4.例如，一种在中国专利文献上公开的“一种用于舷外机的排气冷却机构”，其公告号cn215979545u，包括油底壳，位于油底壳上侧的冷却缸体；所述用于舷外机的排气冷却机构还包括一排气管；位于所述油底壳的一侧具有一入气口，底部具有一出气口，所述冷却缸体的一侧开设有一排气口，所述入气口与所述排气口之间通过排气管连接。缺点是只有一个主水道，尤其在内河湖泊和近海水域的复杂环境中，杂物和漂浮物、水草等悬浮物极易被吸附堵塞进水口，导致机器缺水高温失效，无法有效应对各种复杂状况的水文环境。


技术实现要素：

5.本发明的目的是为了克服现有技术中只有一个主水道进水口被堵塞导致机器缺水高温失效的问题，提供了一种舷外机冷却水循环系统，通过主、副水道进水，有效解决了主水道被堵塞无法进水的困境。
6.为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种舷外机冷却水循环系统，包括：冷水流动部，冷水流动部包括进水结构，所述进水结构包括同时进水的主水道和副水道，所述副水道的延伸方向与主水道的延伸方向的夹角呈锐角，所述主水道和副水道分别与用于加压的水泵组件连接；热水流动部，用于对工作气缸冷却降温；水气混合流动部，用于对排气管降温冷却；流体先流过冷水流动部，流经热水流动
部和水气混合流动部降温冷却，由水气混合流动部的出口排出。
7.通过实施上述技术方案，当舷外机启动运行时，发动机工作，带动水泵组件运行，通过水泵抽水，进水通过两路进入舷外机，一路是由主水道入口进入，通过主水道（主水道上水通道，沿竖直方向延伸）输送到水泵组件中，另一路是由副水道入口进入，通过副水道（副水道上水通道）流入水泵组件中；在热水流动部的箱体的水道中对工作的气缸进行冷却降温，对气缸内高温高压燃烧产生热量进行降温，维持热量平衡，确保机器正常工作；流体在经过水气混合流动部的排气管时，对排气管进行降温冷却；冷却完排气管后，热水和废气一起继续向下流，排入到水里，然后废气排入大气；通过主、副水道进水，有效解决了主水道被堵塞无法进水的困境；在原有水下装置基础上，设计增加一种副水道装置，可以在舷外机主水道完全堵塞的情况下，可以从副水道继续进水，从而保证机器冷却水正常进入，保证机器正常运行，提升机器使用寿命。
8.作为优选，所述副水道包括副水道进水管，所述主水道包括主水道腔体，所述副水道进水管内形成副水道腔体，所述副水道腔体连通主水道腔体。在水下装置上增加副水道方案，通过加工两处斜孔，压入副水道进水管，在副水道进水管内形成副水道腔体，连通主水道腔体；当船只正常运行时，舷外机的发动机进行工作，通过曲轴带动驱动轴旋转，驱动轴运转带动水泵总组件工作，水泵工作时，有两路进水同时进入主水道腔体内供给给水泵；一路是通过主水道进水格栅吸入河水进入主水道腔体内；另一路是通过副水道入口，经副水道进水格栅通过副水道进水管，进入副水道腔体内，再被吸入汇聚到主水道腔体内，然后通过水泵组件加压，将加压的水流通过发动机上水口进入发动机的冷却循环水道；当机器高速运行，遇到中有杂物或垃圾水草等堵塞主水道进水格栅时，由于高速运行，水泵转速较高，产生的抽水吸力很大，就会将堵塞物吸附在主水道进水格栅的表面，导致主水道的进水口无法进水，此时通过副水道入口，经副水道进水格栅通过副水道进水管，进入副水道腔体内，被吸入的水先充满主水道腔体，然后通过水泵组件加压，将加压的水流通过发动机上水口进入发动机的冷却循环水道；从而有效的避免因主水道堵塞造成机器无法供水的现象，大大提高舷外机在复杂水域运行的适应性，提升机器的使用寿命，为机器的进水增添了备用安全通道；主、副水道既可以单独供水运行，又可以同时运行。
9.作为优选，所述主水道的进水口处设有主水道入口，所述副水道的进水口处设有副水道入口，所述冷水流动部还包括底座和排水侧盖，所述热水流动部包括箱体、箱盖和气缸外盖，所述水气混合流动部包括水上壳体和水下壳体。当舷外机启动运行时，发动机工作，带动水泵组件运行，通过水泵抽水，进水通过两路进入舷外机，一路是由主水道入口进入，通过主水道上水通道输送到水泵组件中，另一路是由副水道入口进入，通过副水道上水通道流入水泵组件中；水泵组件持续运行，将两路进水抽取的水通过进水管输送到底座中，持续加压的水流由底座中的流通水道进入排水侧盖，排水侧盖流出的水分两部分，1%的水通过底座观察水流出，流到大气中；99%的冷却水进入到箱体，在箱体的水道中对工作的气缸进行冷却降温，对气缸内高温高压燃烧产生热量进行降温，维持热量平衡，确保机器正常工作；水流继续流经箱盖，在发动机箱盖内水温大于等于52℃时，节温器打开，热水从节温器流出，经过气缸外盖，再回流到底座，从底座的排水通道继续向下流经水上壳体，在流下的同时，对水上壳体内对排气管进行降温冷却；冷却完排气管后，热水和废气一起继续向下流到水下壳体，经过水下壳体后再通过螺旋桨排气通道，排入到水里，然后废气排入大气。
10.作为优选，所述气缸外盖上设有节温器。节温器为蜡式节温器，通过蜡式节温器的使用，控制发动机在冷机运行时通过小循环系统能够使发动机短期内迅速升温，减少机器冷态异常磨损；在发动机箱盖内水温大于等于52℃时，节温器打开，发动机内的冷却水循环进入大循环，由节温器打开后流出进行快速降温，同时将热水排除，流经排气管外壁对排气管进行降温。
11.作为优选，所述底座和水上壳体之间设有排气管。
12.作为优选，所述水泵组件通过进水管与底座连接，所述底座上设有排水侧盖，所述排水侧盖分别与底座观察水结构和箱体连接，所述底座观察水结构内设有底座观察水，所述箱体内设有产生大量热量的工作气缸。通过高性能水泵总成组件的使用（水泵组件在缺水的条件下会发生干磨，容易损坏，当降温冷却效果好时），能够提高水泵叶轮材料的耐磨性和机械强度，提升整机的可靠性和耐用度。
13.作为优选，所述水泵组件包括壳体、水泵叶轮组件和驱动轴，所述驱动轴通过曲轴花键与发动机连接，所述水泵叶轮组件通过半圆键与驱动轴连接，所述壳体包括水泵内壳和水泵外壳，所述水泵内壳安装在水泵外壳内，所述水泵外壳固定在水下壳体上。泵叶轮组件安装在水泵内壳内，通过水泵盖板和水泵盖板垫片，共同形成水泵组件；通过驱动轴的旋转，水泵叶轮组件在水泵内壳也同步旋转，将进水通道内的水流吸入并持续加压，通过进水管输送给发动机，参与冷却循环。
14.作为优选，所述排气管包括排气管顶部和树枝型导水板，所述排气管顶部设有第一圆孔、第二圆孔、第三圆孔和第四圆孔。经过底座的排水通道，将流下的热水通过排气管顶部，排气管内部通过的气体是发动机废气，温度很高，一般在200℃-600℃之间，如此高的温度，在排气管内腔通过，对排气管以及水上壳体等零部件通过热传导，进行了高温传递，导致机器的可靠性寿命降低；但通过本发明中，发动机内流出的热水可以持续流下，经过排气管外壁树枝型导流板对水流形成迟滞和减缓，彻底解决了排气管的冷却问题，结构巧妙，成本低廉，可靠性好；设计一种排气管装置，有效解决对排气管的冷却降温，彻底解决排气管局部高温冷却不足的问题，提升水上装置的耐久使用寿命。
15.作为优选，热水通过排气管上的第一圆孔、第二圆孔、第三圆孔和第四圆孔流下，形成热水滴。热水通过排气管上端水槽内的第一圆孔、第二圆孔、第三圆孔和第四圆孔流下，形成热水滴。
16.作为优选，所述树枝型导水板依次交替布置，水流呈现台阶式缓慢流下。热水滴由水上壳体的腔体包裹，沿着排气管上树枝型导水板依次交替，呈现台阶式缓慢流下，树枝型导水板因其独特的结构造型，减缓了热水滴的回流速度，同时树枝型结构的导水板交替布局，有效实现了排气管表面的降温；树枝型导流板的排气管设计，有效实现了排气管外壁的水流降温，阻断了热源传向水上壳体，实现了隔热效果，形成了水套包裹式降温。
17.本发明具有如下有益效果：（1）通过主、副水道进水，有效解决了主水道被堵塞无法进水的困境。在原有水下装置基础上，设计增加一种副水道装置，可以在舷外机主水道完全堵塞的情况下，可以从副水道继续进水，从而保证机器冷却水正常进入，保证机器正常运行，提升机器使用寿命；（2）设计一种排气管装置，有效解决对排气管的冷却降温，彻底解决排气管局部高温冷却不足的问题，提升水上装置的耐久使用寿命；（3）通过蜡式节温器的使用，控制发动机在冷机运行时通过小循环系统能够使发动机短期内迅速升温，减少机器冷
态异常磨损；在热机后，水温在52℃以上时，节温器打开，发动机内的冷却水循环进入大循环，由节温器打开后流出进行快速降温，同时将热水排除，流经排气管外壁对排气管进行降温；（4）通过高性能水泵总成组件的使用，提高水泵叶轮材料的耐磨性和机械强度，提升整机的可靠性和耐用度。
附图说明
18.下面结合附图和实例对本发明进一步说明。
19.图1是本发明的爆炸视图；图2是本发明的冷却水循环工作原理图；图3是本发明中水泵的爆炸视图；图4是本发明中排气管的结构示意图；图5是本发明的冷却水循环工作图；图6是本发明中副水道的结构示意图。
20.图中：主水道入口1，主水道2，副水道入口3，副水道4，主水道进水格栅4.1，副水道进水格栅4.2，副水道进水管4.3，主水道腔体4.4，发动机上水口4.5，驱动轴4.6，水下装置4.7，副水道腔体4.8，水泵组件5，半圆键5.1，驱动轴5.2，水泵盖板垫片5.3，水泵盖板5.4，水泵叶轮组件5.5，水泵内壳5.6，水泵外壳5.7，进水管6，底座7，排水侧盖8，箱体9，箱盖10，节温器11，气缸外盖12，底座观察水13，水上壳体14，水下壳体15，螺旋桨排气道16，排气管17，第一圆孔17.1，第二圆孔17.2，第三圆孔17.3，第四圆孔17.4，排气管顶部17.5，发动机废气17.6，热水滴17.8，树枝型导水板17.9，节温器18。
具体实施方式
21.具体实施例一：如图1或图2或图5所示，一种舷外机冷却水循环系统，当舷外机启动运行时，发动机工作，带动水泵组件5运行，通过水泵抽水，进水通过两路进入舷外机，一路是由主水道入口1进入，通过主水道2（主水道上水通道）输送到水泵组件5中，另一路是由副水道入口3进入，通过副水道4（副水道上水通道）流入水泵组件5中；水泵组件5持续运行，将两路进水抽取的水通过进水管6输送到底座7中，持续加压的水流由底座7中的流通水道进入排水侧盖8，排水侧盖8流出的水分两部分，1%的水通过底座观察水13流出，流到大气中。99%的冷却水进入到箱体9，在箱体9的水道中对工作的气缸进行冷却降温，对气缸内高温高压燃烧产生热量进行降温，维持热量平衡，确保机器正常工作。水流继续流经箱盖10，在发动机箱盖内水温大于等于52℃时，节温器11打开，热水从节温器11流出，经过气缸外盖12，再回流到底座7，从底座7的排水通道继续向下流经水上壳体14，在流下的同时，对水上壳体14内的排气管17进行降温冷却；冷却完排气管17后，热水和废气一起继续向下流到水下壳体15，经过水下壳体15后再通过螺旋桨排气通道16，排入到水里，然后废气排入大气。通过节温器18（蜡式节温器）的使用，控制发动机在冷机运行时通过小循环系统能够使发动机短期内迅速升温，减少机器冷态异常磨损；在热机后，水温在52℃以上时，节温器18打开，发动机内的冷却水循环进入大循环，由节温器打开后流出进行快速降温，同时将热水排出，流经排气管外壁对排气管进行降温；根据图1和图2中，由底座7，水上壳体14、以及排气管17，共同形成了排
气管冷却系统的型腔；排气管冷却工作原理见图4。
22.具体实施例二：如图3所示，在实施例一基础上，发动机运行时，通过曲轴花键连接驱动轴5.2，带动驱动轴5.2做旋转运动，水泵内壳5.6安装在水泵外壳5.7内，水泵外壳5.7固定在水下壳体15上。水泵叶轮组件5.5通过半圆键5.1与驱动轴5.2连接在一起，水泵叶轮组件5.5安装在水泵内壳5.6内，通过水泵盖板5.4和水泵盖板垫片5.3，共同形成水泵组件5。通过驱动轴5.2的旋转，水泵叶轮组件5.5在水泵内壳5.6也同步旋转，将进水通道内的水流吸入并持续加压，通过进水管6输送给发动机，参与冷却循环。
23.具体实施例三：在实施例一基础上，经过底座7的排水通道，将流下的热水通过排气管顶部17.5（见图4），如图4所示：热水通过排气管17上端水槽内的第一圆孔17.1、第二圆孔17.2、第三圆孔17.3和第四圆孔17.4流下，形成热水滴17.8，热水滴17.8由水上壳体14的腔体包裹，沿着排气管上树枝型导水板17.9依次交替，呈现台阶式缓慢流下，树枝型导水板17.9因其独特的结构造型，减缓了热水滴17.8的回流速度，同时树枝型结构的导水板交替布局，有效实现了排气管表面的降温，排气管内部通过的气体是发动机废气17.6，温度很高，一般在200℃-600℃之间，如此高的温度，在排气管内腔通过，对排气管以及水上壳体等零部件通过热传导，进行了高温传递，导致机器的可靠性寿命降低。但通过本发明中，树枝型导流板17.9的排气管17设计，有效实现了排气管外壁的水流降温，阻断了热源传向水上壳体14，实现了隔热效果，形成了水套包裹式降温；同时，发动机内流出的热水可以持续流下，经过排气管外壁树枝型导流板对水流形成迟滞和减缓，彻底解决了排气管的冷却问题，结构巧妙，成本低廉，可靠性好。
24.具体实施例四：在实施例一基础上，如图6的副水道装置原理图所示：在水下装置4.7上增加副水道方案，通过加工两处斜孔，压入副水道进水管4.3，在副水道进水管4.3内形成副水道腔体4.8，连通主水道腔体4.4。当船只正常运行时，舷外机的发动机进行工作，通过曲轴带动驱动轴4.6旋转，驱动轴4.6运转带动水泵总组件5工作，水泵工作时，有两路进水同时进入主水道腔体4.4内供给给水泵。一路是通过主水道进水格栅4.1吸入河水进入主水道腔体4.4内；另一路是通过副水道入口3，经副水道进水格栅4.2通过副水道进水管4.3，进入副水道腔体4.8内，再被吸入汇聚到主水道腔体4.4内，然后通过水泵组件5加压，将加压的水流通过发动机上水口4.5进入发动机的冷却循环水道。
25.当机器高速运行，遇到中有杂物或垃圾水草等堵塞主水道进水格栅4.1时，由于高速运行，水泵转速较高，产生的抽水吸力很大，就会将堵塞物吸附在主水道进水格栅4.1的表面，导致主水道的进水口无法进水，此时通过副水道入口3，经副水道进水格栅4.2通过副水道进水管4.3，进入副水道腔体4.8内，被吸入的水先充满主水道腔体4.4，然后通过水泵组件5加压，将加压的水流通过发动机上水口4.5进入发动机的冷却循环水道。从而有效的避免因主水道堵塞造成机器无法供水的现象，大大提高舷外机在复杂水域运行的适应性，提升机器的使用寿命，为机器的进水增添了备用安全通道。主、副水道既可以单独供水运行，又可以同时运行。

技术特征：
1.一种舷外机冷却水循环系统，其特征是，包括：冷水流动部，冷水流动部包括进水结构，所述进水结构包括同时进水的主水道（2）和副水道（4），所述副水道（4）的延伸方向与主水道（2）的延伸方向的夹角呈锐角，所述主水道（2）和副水道（4）分别与用于加压的水泵组件（5）连接；热水流动部，用于对工作气缸冷却降温；水气混合流动部，用于对排气管降温冷却；流体先流过冷水流动部，流经热水流动部和水气混合流动部降温冷却，由水气混合流动部的出口排出。2.根据权利要求1所述的一种舷外机冷却水循环系统，其特征是，所述副水道（4）包括副水道进水管（4.3），所述主水道（2）包括主水道腔体（4.4），所述副水道进水管（4.3）内形成副水道腔体（4.8），所述副水道腔体（4.8）连通主水道腔体（4.4）。3.根据权利要求2所述的一种舷外机冷却水循环系统，其特征是，所述主水道（2）的进水口处设有主水道入口（1），所述副水道（4）的进水口处设有副水道入口（3），所述冷水流动部还包括底座（7）和排水侧盖（8），所述热水流动部包括箱体（9）、箱盖（10）和气缸外盖（12），所述水气混合流动部包括水上壳体（14）和水下壳体（15）。4.根据权利要求3所述的一种舷外机冷却水循环系统，其特征是，所述气缸外盖（12）上设有节温器（11）。5.根据权利要求3或4所述的一种舷外机冷却水循环系统，其特征是，所述底座（7）和水上壳体（14）之间设有排气管（17）。6.根据权利要求1或2或3或4所述的一种舷外机冷却水循环系统，其特征是，所述水泵组件（5）通过进水管（6）与底座（7）连接，所述底座（7）上设有排水侧盖（8），所述排水侧盖（8）分别与底座观察水结构和箱体（9）连接，所述底座观察水结构内设有底座观察水（13），所述箱体（9）内设有产生大量热量的工作气缸。7.根据权利要求1或2或3或4所述的一种舷外机冷却水循环系统，其特征是，所述水泵组件（5）包括壳体、水泵叶轮组件（5.5）和驱动轴（5.2），所述驱动轴（5.2）通过曲轴花键与发动机连接，所述水泵叶轮组件（5.5）通过半圆键（5.1）与驱动轴（5.2）连接，所述壳体包括水泵内壳（5.6）和水泵外壳（5.7），所述水泵内壳（5.6）安装在水泵外壳（5.7）内，所述水泵外壳（5.7）固定在水下壳体（15）上。8.根据权利要求5所述的一种舷外机冷却水循环系统，其特征是，所述排气管（17）包括排气管顶部（17.5）和树枝型导水板（17.9），所述排气管（17）顶部设有第一圆孔（17.1）、第二圆孔（17.2）、第三圆孔（17.3）和第四圆孔（17.4）。9.根据权利要求8所述的一种舷外机冷却水循环系统，其特征是，热水通过排气管（7）上的第一圆孔（17.1）、第二圆孔（17.2）、第三圆孔（17.3）和第四圆孔（17.4）流下，形成热水滴（8）。10.根据权利要求9所述的一种舷外机冷却水循环系统，其特征是，所述树枝型导水板（17.9）依次交替布置，水流呈现台阶式缓慢流下。

技术总结
本发明公开了一种舷外机冷却水循环系统，包括冷水流动部、热水流动部和水气混合流动部；冷水流动部包括进水结构，所述进水结构包括同时进水的主水道和副水道，所述副水道的延伸方向与主水道的延伸方向的夹角呈锐角，所述主水道和副水道分别与用于加压的水泵组件连接；流体先流过冷水流动部，流经热水流动部和水气混合流动部降温冷却，由水气混合流动部的出口排出。本发明提供了一种舷外机冷却水循环系统，通过主、副水道进水，有效解决了主水道被堵塞无法进水的困境。堵塞无法进水的困境。堵塞无法进水的困境。


技术研发人员：周天明 简旭焕 王立龙
受保护的技术使用者：杭州海的动力机械股份有限公司
技术研发日：2023.02.28
技术公布日：2023/7/5