CN1009674B - 汽缸头冷却水流路连通结构 - Google Patents

Abstract

一种汽缸头冷却水流路连通结构。

在汽缸头(1)对应于汽缸体的结合面(2)上，沿燃烧室(5)的周围设置两条长槽状冷却水流路(6)(7)，使来自上述汽缸体水套的冷却水，流过上述冷却水流路(6)(7)后，导入汽缸头内的冷却水室(11)内。从各长槽状冷却水流路(6)(7)两端形成的各斜面(S)，垂直地(相对于斜面S)向汽缸头(1)内部钻孔，以形成贯穿到冷却水室(11)内腔的钻孔(12)(13)。

Description

本发明涉及水冷式发动机汽缸头中冷却水流路连通结构。

水冷式发动机的冷却，一般是靠下述冷却循环来实现的。即把从散热器供给的冷却水，经过汽缸体内的水套，引入汽缸头内的冷却室，进行强制冷却，把这种强制冷却过程中因吸热而升温的冷却水，根据需要在进气预热等方面进行利用后，再返回散热器。

以往曾对这种冷却系统的汽缸体和汽缸头的冷却性能提出过许多改进和设计方案。在这些方案中，特别是在提高汽缸头冷却性能和获得均匀的冷却方面，作为效果较好的技术之一，就是本发明的申请人向日本国特许厅提出申请的特开昭58-143149号（申请号：特愿昭57-24886号）专利说明书中所公开的内容。

上述特开昭58-143149号专利中公开的技术的主要内容如下。在汽缸头与汽缸体的结合面上，沿着燃烧室的周围，开通一条弯曲的长槽状冷却水流路，使来自汽缸体水套中的冷却水，在上述长槽状冷却水流路中流过之后，再引入汽缸头内形成的冷却水室。由于使冷却水在结合面处沿上述长槽状冷却水流路的长轴方向流动，从而能使汽缸头受到较有效的和均匀的冷却。

在制造上述与汽缸体的结合面上具有上述长槽状冷却水流路的汽缸头时，就需要在铸造汽缸头冷却室空腔的同时，在与汽缸体接触的端面上，直接铸出上述长槽状冷却水流路凹槽，但是，这个冷却水流 路如何与汽缸头内冷却室连通，则是制造工艺上的一项重要课题。也就是说，这条在汽缸头对应于汽缸体的结合面上开通的长槽状冷却水流路，隔着汽缸头垫片与汽缸体连接，呈装配状态，并需要把此流路的一端或中部与汽缸体水套开口部分连通，使它能够把汽缸体水套内上升的冷却水引进长槽状冷却水流路内。

为了使水在此长槽状冷却水流路内有效地进行冷却，须使流入此冷却水流路内的冷却水，沿流路的长轴方向平稳地流过之后进入汽缸头内的冷却水室。为此，至少要把长槽状冷却水流路的一端与汽缸头内冷却水室连通，这就需要形成一条把冷却水从长槽状冷却水流路顺利地导入冷却室的连通流路。

为了形成这样的连通流路，以往提出过图5和图6所示的具有这种长槽状冷却水流路的汽缸头结构。以往的这种结构如下。在汽缸头1与汽缸体结合面2上，在进气阀（进气室）3和排气阀（排气室）4处，分别沿燃烧室5设置弧形的长槽状冷却水流路6A和7A，同时，为了把汽缸体水套与汽缸头1的冷却水室11直接连通，要把上述结合面2上留有开口的汽缸头1的纵向流路8和9，与上述冷却水路流6A和7A各端部连起来，故在两者中间的位置用钻头钻出孔10，靠这个钻头孔10把上述冷却水流路6A、7A各端与纵向流路8、9连通。通过这样处理后，使来自冷却水流路6A、7A两端的冷却水，按图6箭头所指方向，流经上述钻头孔10，再经过上述纵向流路8、9，最后导入汽缸头1的冷却水室11内。

这种冷却水流路连通结构的缺点是，把冷却水流路6A、7A连通到纵向流路8、9所需的钻孔加工工时过多（为了方便起见，图中只表示了经一次加工就能相通的流路形状，但有时则须加工几次）。此外，要想把钻头孔10和冷却水流路6A、7A加工成相同宽度和 相同深度，实际上是非常困难的，因此，在这个部分流路阻力的增大是不可避免的。因而，从冷却水流路6A、7A流入汽缸头1的冷却水室11的冷却水，不容易平稳地流动。不仅如此，钻孔位置等如不准确的话，还可能明显地降低冷却性能。

由于上述原因，所以考虑可以不用这种困难较多的靠事后加工来形成连通流路的方法，而考虑用整体铸造的方法，即把汽缸头1上铸造出来的冷却水流路6A、7A，向长轴方向加以延长，与纵向流路8、9铸成一个整体。但是，按现在的铸造技术的水平来看，采用这种铸造方法尚有困难，即便能够铸造出来，其生产成本也会很高，以至难以采用。

在上述技术背景下，本发明的目的是，为了在对应于汽缸体的结合面处沿燃烧室周围设有长槽状冷却水流路的汽缸头上，连通此长槽状冷却水流路与汽缸头内冷却水室之间的通路，而提供一种加工简单、不易失败、而且使连通流路内阻力小的新型冷却水流路连通结构。

本发明为了达到上述目的，采用了具有下述特点的冷却水流路结构：在汽缸头对应于汽缸体的结合面上，沿燃烧室周围设置一条长槽状冷却水流路，使来自汽缸体水套的冷却水，通过上述长槽状冷却水流路，流入汽缸头内形成的冷却水室;靠从该长槽状冷却水流路端部形成的各斜面，大体上垂直于斜面向汽缸头内钻至上述冷却室内的一个孔，来连通上述长槽状冷却水流路与上述汽缸头冷却室之间的流路。

按照本发明提出的方案，只要在铸造时在靠汽缸体侧端面铸造成形的长槽状冷却流路的端部上，事先铸出一个垂直于此端部与汽缸头内冷却水室相连轴线的斜面;铸造后在汽缸头各条长槽状冷却水流路 与冷却水室之间形成连通流路时，使钻头轴线与各条长槽状冷却水流路各端部的斜面成直角，从此斜面向内钻削至一定深度，使钻头顶部钻进上述冷却室内腔，就可以形成所需的连通流路。而且，如此钻削成形的孔，沿孔轴各处的半径都相同（即孔中任何截面的直径都相等），而且孔的直线度高。因此，冷却水在孔中流动时流路阻力小，可使冷却水平稳地流向上述冷却室。

以下参照图1～图4介绍本发明的实施例。

图中所示多缸发动机的实施例，表示本发明在一台三缸水冷式发动机上应用的情况。从图1底部端面图所示汽缸头1，该专业技术领域的人众所周知，在与位于其底面下方的汽缸体（图中从略）的结合面2处，隔着垫片（图中从略）相接，拧紧数个螺栓孔14内的螺栓，就可将汽缸体结合起来。在此汽缸头1上，沿其长轴方向设有将进气阀3与排气阀4配置于对角线位置的3个燃烧室5，排成一条直线。而且，在汽缸头1内部绕着各燃烧室5周围设有空心的冷却水室。

在汽缸头1对应于汽缸体的结合面2上，在组装状态下，直接连通汽缸体水套与汽缸头1内冷却室11、设在汽缸头1上的纵向流路8、9，在各燃烧室5周围开通一对开口;在每个燃烧室5的进气阀3和排气阀4侧，沿各燃烧室5周围分别设有弯形长槽状冷却水流路6、7。

上述纵向流路8、9用于直接把来自汽缸体水套内上升的冷却水导入汽缸头1的冷却室11。而上述长槽状冷却水流路6、7则是，用于把来自汽缸体水套的冷却水的一部分，先沿这些流路6、7的长轴方向流过后，再导入汽缸头1内的冷却水室。

因此，在汽缸头1与汽缸体结合起来的组装状态下，汽缸体水套开口部分与上述冷却水流路6、7的中部6a、7a相对接而连通， 并从此中部6a、7a连续供给冷却水。这些长槽状冷却水流路6、7，在铸造汽缸头1时，就在汽缸体对面的端面2上铸出了凹槽，但在本发明中，在铸造时就同时在这些冷却水流路6、7两端6b、7b处形成规定的斜面S。此斜面S是按设定的倾角铸造成形的;该倾角的设计是使斜面与以最短距离连接冷却水流路6、7端部6b、7b与汽缸头1内冷却水室11的轴线O成直角。

在汽缸头1对应于汽缸体的结合面2上，铸造出长槽状冷却水流路6、7之后，按下述方法将上述结合面2的冷却水流路6、7与汽缸头内冷却水室11连通。

铸造成形后用下述加工方法形成连通流路：使钻头D与具有上述斜面S的长槽状冷却水流路6、7各端部6b、7b成直角，从此斜面S向内部钻孔，孔深达到钻孔顶部穿入冷却水室11的内腔为止。这样，通过给冷却水室11加工出开口的钻孔12、13，把各冷却水流路6、7的端部6b、7b与冷却室11直接连通起来。

如果按上述方法把设置在汽缸头1对应于汽缸体的结合面2上的长槽状冷却水流路6、7，与汽缸头1内冷却水室11连接成连通状态，那么，来自汽缸体水套的冷却水，在各燃烧室5周围设置的长槽状冷却水流路6、7的各个中部，如图中箭头所示，朝着冷却水流路6、7的两端6b、7b沿长轴方向流过之后，导入汽缸头1的冷却水室11。其结果是，靠流经这些冷却水流路6、7的冷却水的作用，使各燃烧室5从其周围得到有效的冷却。

如此通过钻孔12、13将冷却水流路6、7的端部6b、7b与冷却水室11连通起来的结构，在各个钻孔12、13的任何部分，内径都是一致的，因而此钻孔内流路的截面积不变，再加上，各冷却水流路6、7与冷却水室11之间，是以最短直线相连的，故上 述连通流路的流路阻力，如与以往那种把冷却水连接于纵向流路8、9的结构相比，可以大幅度地减小，其结果可使长槽状冷却水流路6、7中的冷却水平稳地流动，而且还可以改善冷却性能。

除此之外，这种冷却水流路连通结构在生产方面还有下列优点。起连通流路作用的钻孔12、13，只要在汽缸头1对应于汽缸体的结合面2上铸造长槽状冷却水流路6、7时，在其两端6b、7b，对应于汽缸头内冷却水室11的位置和形状，同时形成规定的斜面S即可;铸造后进行连通流路的成形加工时，只要使钻头D与上述各斜面成直角进行钻孔，就可使流路准确地通到冷却水室11。因此，只用一道工序就可以完成各个钻孔12、13的钻孔作业，这不仅方便，而且还能准确地无失误地连通冷却水室11，故比以往的结构有优越性。

如上所述，本发明提出的水冷式发动机冷却水流路的连通结构，可使在汽缸体对面的结合面、沿燃烧室周围形成长槽状冷却水流路的汽缸头上，把冷却水从长槽状冷却水流路导入汽缸头内冷却水室所需的连通流路的成形加工简化，而且效果好。不仅如此，还使包括成形了的连通流路在内的整个流路的流动阻力减小。

说明书附图

图1为本发明提出的汽缸头底端面图

图2为图1的Ⅰ-Ⅰ线放大截面图

图3为图1的Ⅱ-Ⅱ线放大截面图

图4为图1的Ⅲ-Ⅲ线放大截面图

图5为以往的汽缸头局部底端面图

图6为图5的Ⅳ-Ⅳ线截面图

Claims (1)

1、在汽缸头(1)对应于汽缸体的结合面(2)上，在各燃烧室(5)的两侧，沿着其周围设置延伸的长沟状冷却水流路(6、7)，在各条长沟状冷却水流路(6、7)的延长线上，设置使设在汽缸头(1)内部的冷却水室(11)与汽缸体的水套连通的纵向流路(8、9)，并且在各条纵向流路(8、9)的外侧，设有为了将汽缸头(1)和汽缸体结合的螺栓孔(14)，上述汽缸头冷却水路连通结构的特征是，各条长沟状冷却水路(6、7)在上述结合面(2)上，在对应的纵向流路(8、9)及钻孔(14)的跟前，具有端部(6a、7a)，在上述端部(6a、7a)上形成倾斜面(S)，通过在该倾斜面(S)上大体垂直地进行钻孔，形成使各条长沟状冷却水路(6、7)与上述冷却水室(11)连通的钻孔(12、13)，并且使来自上述汽缸体水套的一部分冷却水，通过上述纵向流路(8、9)流入上述冷却水室(11)，另一方面，使来自上述水套的其余冷却水通过沿着各燃烧室(5)的上述长沟状冷却水路(6、7)和上述钻孔(12、13)流入上述冷却水室(11)。

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