CN101235762B - 引擎散热结构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种引擎散热结构，其主要是于引擎的汽缸头及汽缸本体的周缘设有多个呈间隔设置的散热片，其中，该汽缸头及汽缸本体的散热片厚度呈非等厚状，越接近燃烧室其散热片的厚度越大于远离燃烧室的散热片厚度，由此可降低引擎位于燃烧室附近的热变形率，以避免引擎汽缸头及汽缸本体散热不均的缺点，进而提升引擎冷却散热的功效，来达到汽缸头整体的散热效果，以避免散热温度不均造成机件的变形。

Description

引擎散热结构

技术领域

本发明涉及一种引擎散热结构，尤指于增加引擎燃烧室附近汽缸头及汽缸本体的散热片厚度的结构。

背景技术

一般车辆的操作，如摩托车、全地型车辆等，是将外界导入的新鲜空气和燃油混合为油气后，再将油气输入引擎燃爆产生动力，而推动活塞做往复运动，经由曲轴带动皮带变速机构来进行传动，以达到行进的目的。

而针对车辆引擎运转时所产生的高温，因散热方式不同，大致可分为气冷式引擎及水冷式引擎二种，其中，一般气冷式引擎，如图1、2所示，主要是由引擎动力系统以及一通过引擎动力系统的冷却风罩所组成，该引擎动力系统1包括有曲轴箱11、与曲轴箱11连结的曲柄轴12、架设于曲轴箱11上的汽缸本体13、伸置于汽缸本体13中的活塞14、设于汽缸本体13上的汽缸头15，至于冷却风罩则是由盖设于引擎动力系统1周缘的汽缸体13与汽缸头15上的导风罩16所形成，如箭头所示，且在导风罩16较低处形成冷却风入口161、在导风罩16的丨侧形成冷却风出口162，另外，曲柄轴12的输出端直接驱动一冷却风扇17运转，且该冷却风扇17并对应于导风罩16的冷却风入口161；当曲柄轴12带动冷却风扇17运转时，冷却风将由入口161进入，并通过导风罩16与汽缸本体13、汽缸头15之间的冷却风通路，使冷却风将汽缸本体13与汽缸头15上的散热片131、151上的热量带走，而达到冷却汽缸体13与汽缸头15的目的，使引擎动力系统1可在正常工作温度运转，最后冷却风由出口162排出。

请参阅图2所示，该汽缸本体13及汽缸头15为了增加散热的面积，会于汽缸本体13及汽缸头15上设置多个间隔排列的散热片131、151，其中，当油气进入燃烧室19后，经火星塞18点火燃爆，其膨胀的气体压力则会产生推力推动活塞14作上、下的往复运动，当活塞14下降时，进气阀开启，引导混合油气进入燃烧室19内燃烧，燃烧后的废气则由排气阀迅速排出并经由排气埠153排出至排气管(图中未示出)中；而当车辆于行进时，冷却风会沿着汽缸本体13及汽缸头15四周流动，并带走散热片131、151上的热量(即高温热空气)，并由导风罩16的出口162排出。

公知借助于汽缸头15及汽缸本体13的周缘设置散热片151、131来进行散热，由于燃烧室19于引擎中是温度最高的地方，因此通常位于燃烧室19附近的汽缸头15或汽缸本体13的散热片151、131的长度较长，而越远离燃烧室的散热片151、131则长度越短，由此来达到引擎散热的目的，然而，由于燃烧室的温度是最高的，因此在汽缸头15与汽缸本体13的接合面位置温度同样最高，而公知散热片151、131的厚度皆为均匀等厚，因此容易造成汽缸头15及汽缸本体13的温差过大且散热不均匀，一旦温差过大即容易产生下列缺点：

1.汽缸本体13及汽缸头15的热变形率较大，如图3所示，由图中的热变形率曲线L可看出，由于该燃烧室19的温度相当高，该汽缸头15及汽缸本体13接近燃烧室19的热变形曲率，是远大于离燃烧室19较远的热变形曲率，进而会使该处产生热变形，导致组件变形或磨损，严重的话会影响或活塞14操作的真圆度差，并与汽缸本体13之间的配合造成卡缸、磨损汽缸壁，缩短引擎寿命。

2.活塞14与活塞环在汽缸本体13内运动，由于汽缸本体13热变形不均，导致密封不良刮油性差，造成汽缸本体13内的机油消耗。

3.增加吹漏气，且机油会遇热燃烧挥发，使车辆排出黑烟，造成环境污染。

由于公知的引擎冷却机构在使用上具有上述的缺点，而仍有未臻完善之处，发明人凭借其多年从事相关行业的经验，针对公知的引擎冷却机构作一研究改良，再经过多次的试验与修正后，终获致本发明。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种引擎散热结构，其主要是于引擎的汽缸头及汽缸本体的周缘设有多个呈间隔设置的散热片，其中，该汽缸头及汽缸本体的散热片厚度呈非等厚状，越接近燃烧室其散热片的厚度越大于远离燃烧室的散热片厚度，由此可降低引擎位于燃烧室附近的热变形率，以避免引擎汽缸头及汽缸本体散热不均的缺点，进而提升引擎冷却散热的功效，来达到汽缸头整体的散热效果，以避免散热温度不均造成机件的变形。

根据本发明的一个方面，涉及一种引擎散热结构，该引擎的汽缸头内具有一燃烧室，且汽缸头的周缘设有多个呈间隔设置的散热片，于引擎的气缸缸气缸头及气缸本体处罩设一导风罩，该导风罩上具有一冷却风出口，罩覆于气缸头进气埠侧的罩片，开设有供进气管穿通的进气穿孔，罩覆于气缸头排气埠的罩片，开设有供排气管穿通的排气穿孔，该导风罩介于排气穿孔与冷却风入口之间，凸设成具有倾斜面的第一导风机构，其特征在于：该汽缸头的散热片的厚度为非等厚状，越接近燃烧室其散热片的厚度越大于远离燃烧室其它散热片的厚度，该第一导风机构的倾斜面由冷却风入口向排气穿孔倾斜，于冷却风出口相反侧的侧罩面上，凸设成具有倾斜面的第二导风机构，该第二导风机构的倾斜面由冷却风入口向后倾斜，该第二导风机构邻接于第一导风机构，由此使第二导风机构与第一导风机构略呈邻侧相对应状设置，该第一导风机构的截面略呈三角形或弧形，该第二导风机构的截面略呈三角形或弧形。

根据本发明的另一个方面，涉及一种引擎散热结构，该引擎具有一汽缸头及汽缸本体，该汽缸头内具有一燃烧室，该汽缸本体的周缘设有多个呈间隔设置的散热片，与引擎的气缸缸气缸头及气缸本体处罩设一导风罩，该导风罩上具有一冷却风出口，罩覆于气缸头进气埠侧的罩片，开设有供进气管穿通的进气穿孔，罩覆于气缸头排气埠的罩片，开设有供排气管穿通的排气穿孔，该导风罩介于排气穿孔与冷却风入口之间，凸设成具有倾斜面的第一导风机构，其特征在于：该汽缸本体的散热片的厚度为非等厚状，越接近燃烧室其散热片的厚度越大于远离燃烧室其它散热片的厚度，该第一导风机构的倾斜面由冷却风入口向排气穿孔倾斜，于冷却风出口相反侧的侧罩面上，凸设成具有倾斜面的第二导风机构，该第二导风机构的倾斜面由冷却风入口向后倾斜，该第二导风机构邻接于第一导风机构，由此使第二导风机构与第一导风机构略呈邻侧相对应状设置，该第一导风机构的截面略呈三角形或弧形，该第二导风机构的截面略呈三角形或弧形。

附图说明

图1是公知的气冷式引擎的示意图。

图2是公知的气冷式引擎的局部剖视示意图。

图3是公知的汽缸头及汽缸本体热变形率示意图。

图4是本发明汽缸头及汽缸本体的示意图。

图5是本发明另一实施例的示意图。

图6是本发明又一实施例的示意图。

图7是本发明汽缸头及汽缸本体热变形率示意图。

图8是本发明汽缸头冷却风信道的示意图。

图9是本发明导风罩的示意图。

图10是本发明冷却动作示意图。

图11是本发明实施例示意图。

具体实施方式

首先，本发明的引擎散热结构，主要是由引擎动力系统以及一通过引擎动力系统的冷却风罩所组成，此一部份与公知相同，故不再赘述。

请参阅图4所示，本发明的汽缸头2的周缘设有多个散热片21，该汽缸头2内具有一燃烧室22，散热片21呈间隔平行排列的方式设置于汽缸头2的外周缘；该汽缸本体3的周缘还设有多个散热片31，而汽缸本体3内设有一活塞32，其中，该汽缸头2及汽缸本体3的散热片21、31呈非等厚状，该散热片21、31呈越接近燃烧室22其散热片21A、31A的厚度越大于远离燃烧室22的散热片21B、31B的厚度，且该散热片21、31厚度是呈渐进式的变化。

再请参阅图5所示，本发明于实施时，可令汽缸头2及汽缸本体3的散热片21、31，于接近燃烧室22的散热片21A、31A的总数有一半以上是较远离燃烧室22之散热片21B、31B的厚度为厚。借助于增加散热片21A、31A的厚度，来增加散热片21A、31A的散热表面积，由此可令汽缸头2及汽缸本体3于接近燃烧室22的位置能得够均匀的散热，而提升汽缸头2及汽缸本体3整体的散热效果。

再请参阅图6所示，本发明于实施时，亦可令汽缸头2及汽缸本体3近于燃烧室22的散热片21A、31A前三片或前三片中的任一片散热片21A、31A的厚度大于较远离燃烧室22的散热片21B、31B的厚度，由此来令该汽缸头2及汽缸本体3能得够均匀的散热。

本发明的功效在于，借助于汽缸头2及汽缸本体3于接近燃烧室22的散热片21A、31A大于远离燃烧室22的散热片21B、31B的厚度，散热片21A、31A的散热表面积及热当量得以增加，而可使及汽缸头2及汽缸本体3的热变形率变小，如图7所示，由图中的热变形率曲线L1可看出，由于汽缸头2及汽缸本体3于接近燃烧室22的散热片21A、31A的厚度较厚，该汽缸头2及汽缸本体3接近燃烧室22的热变形曲率并无较大的变化，进而可避免汽缸头2或汽缸本体3产生热变形，导致组件变形或磨损，延长引擎寿命；而燃烧室22产生的热量会由散热片21A、31A予以散热，使接近燃烧室22的温度可以较快速冷却，使汽缸头2及汽缸本体3的温度较为均匀，而不会热变形不均导致汽缸与活塞环密合不良，进而可减少汽缸本体3内的机油消耗，防止机油遇热燃烧挥发，避免使车辆排出黑烟，造成环境污染并避免产生增加吹漏气。

又请参阅图8所示，本发明于实施时，该引擎是可于汽缸头2上沿着火星塞23周边设置一冷却风信道24，借助于该冷却风信道24来使部份的冷却风进入冷却风信道24内，该冷却风信道24设有一冷却风出口241，且该汽缸头2上设有多个固定孔25，该固定孔25可供螺固组件穿设，以将汽缸头2锁固于汽缸本体3上，其中，该冷却风出口241处的固定孔25，是朝冷却风出口241的另侧偏移，由此，可加大该冷却风出口241，使冷却风通过冷却风信道24时，能迅速的将汽缸头2的热量带走，令汽缸头2能获得有效的降温。

请参阅图9、10、11所示，本发明于实施时，可于引擎的汽缸头2及汽缸本体3处罩设一导风罩4，该导风罩4上具有一冷却风出口42，罩覆于汽缸头2进气埠26侧的罩片4a，开设有供进气管(图式中未示出)穿通的进气穿孔43，罩覆于汽缸头2排气埠27的罩片4b，开设有供排气管(图中未示出)穿通的排气穿孔44。该导风罩4罩覆于汽缸头2排气埠27侧的罩片4b上，并介于排气穿孔44与冷却风入口41之间，凸设成具有倾斜面的导风机构5，该导风机构5的截面略呈三角形或弧形，导风机构5的倾斜面由冷却风入口41向排气穿孔44倾斜，以及，于冷却风出口42相反侧的侧罩面45上，凸设成具有倾斜面的第二导风机构6，该第二导风机构6的截面略呈三角型或弧形，第二导风机构6的倾斜面由冷却风入口41向后倾斜，该第二导风机构6邻接于导风机构5，由此使第二导风机构6与导风机构5略呈邻侧相对应状设置。

当曲柄轴33带动冷却风扇34运转时，外界的冷却风将由风扇罩46的冷却风入口41进入导风罩4内，并通过导风罩4与汽缸本体3、汽缸头2之间的散热片31、21，部分的外界冷却风会被导风机构5导引，而可直接吹袭汽缸头2的排气埠27，进而可使引擎最高温处燃烧室22旁的排气端口27的温度有效的获得降低；而借助于第二导风机构6可将冷却风直接导入汽缸头2的冷却风信道24内，以令引擎较高温处的汽缸头2，获得较佳的散热效果，而当引擎汽缸头2及排气埠27处的高温获得有效的降低后，整体引擎借助于热平衡效应，而可使引擎整体的温度获得有效的降低，而其它的外界冷却风则可同时将汽缸本体3与汽缸头2上的散热片31、21上的热量带走，而达到冷却汽缸本体3与汽缸头2的目的。

综上所述，本发明借助于上述之结构，可提升引擎冷却散热的功效，来达到汽缸头整体的散热效果，以避免散热温度不均造成机件的变形，而可改善公知的缺点，已较现有技术增进功效，显已具有新颖性及进步性的要件。

【主要附图标记说明】

1引擎动力系统    11曲轴箱      12曲柄轴

                 13汽缸本体    131散热片

                 14活塞        15汽缸头

                 151散热片     152进气埠

                 153排气埠     16导风罩

                 161入口       162出口

            17冷却风扇      18火星塞

            19燃烧室

2汽缸头     21散热片         22燃烧室

            23火星塞         24冷却风信道

            241冷却风出口    25固定孔

            26进气埠         27排气埠

3汽缸本体   31散热片         32活塞

            33曲柄轴         34冷却风扇

4导风罩     4a、4b罩片       41冷却风入口

            42冷却风出口     43进气穿孔

            44排气穿孔       45侧罩面

            46风扇罩

5导风机构

6第二导风机构

L、L1热变形率曲线

Claims (11)

1.一种引擎散热结构，该引擎的汽缸头内具有一燃烧室，且汽缸头的周缘设有多个呈间隔设置的散热片，于引擎的气缸头及气缸本体处罩设一导风罩，该导风罩上具有一冷却风出口，罩覆于气缸头进气埠侧的罩片，开设有供进气管穿通的进气穿孔，罩覆于气缸头排气埠的罩片，开设有供排气管穿通的排气穿孔，该导风罩介于排气穿孔与冷却风入口之间，凸设成具有倾斜面的第一导风机构，其特征在于：该汽缸头的散热片的厚度为非等厚状，越接近燃烧室的散热片其厚度越大于远离燃烧室的其它散热片的厚度，该第一导风机构的倾斜面由冷却风入口向排气穿孔倾斜，于冷却风出口相反侧的侧罩面上，凸设成具有倾斜面的第二导风机构，该第二导风机构的倾斜面由冷却风入口向后倾斜，该第二导风机构邻接于第一导风机构，由此使第二导风机构与第一导风机构略呈邻侧相对应状设置，该第一导风机构的截面略呈三角形或弧形，该第二导风机构的截面略呈三角形或弧形。

2.如权利要求1所述的引擎散热结构，其特征在于，该散热片的厚度呈渐进式变化。

3.如权利要求1所述的引擎散热结构，其特征在于，该散热片的总数有一半以上厚于其它散热片的厚度。

4.如权利要求1所述的引擎散热结构，其特征在于，该散热片于近燃烧室的前三片厚度大于其它散热片的厚度。

5.如权利要求1所述的引擎散热结构，其特征在于，接近燃烧室的第一片散热片的厚度大于其它散热片的厚度。

6.一种引擎散热结构，该引擎具有一汽缸头及汽缸本体，该汽缸头内具有一燃烧室，该汽缸本体的周缘设有多个呈间隔设置的散热片，与引擎的气缸头及气缸本体处罩设一导风罩，该导风罩上具有一冷却风出口，罩覆于气缸头进气埠侧的罩片，开设有供进气管穿通的进气穿孔，罩覆于气缸头排气埠的罩片，开设有供排气管穿通的排气穿孔，该导风罩介于排气穿孔与冷却风入口之间，凸设成具有倾斜面的第一导风机构，其特征在于：该汽缸本体的散热片的厚度为非等厚状，越接近燃烧室的散热片其厚度越大于远离燃烧室的其它散热片的厚度，该第一导风机构的倾斜面由冷却风入口向排气穿孔倾斜，于冷却风出口相反侧的侧罩面上，凸设成具有倾斜面的第二导风机构，该第二导风机构的倾斜面由冷却风入口向后倾斜，该第二导风机构邻接于第一导风机构，由此使第二导风机构与第一导风机构略呈邻侧相对应状设置，该第一导风机构的截面略呈三角形或弧形，该第二导风机构的截面略呈三角形或弧形。

7.如权利要求6所述的引擎散热结构，其特征在于，该散热片的厚度呈渐进式变化。

8.如权利要求6所述的引擎散热结构，其特征在于，该散热片的总数有一半以上厚于其它散热片的厚度。

9.如权利要求6所述的引擎散热结构，其特征在于，该散热片于近燃烧室的前三片厚度大于其它散热片的厚度。

10.如权利要求6所述的引擎散热结构，其特征在于，接近燃烧室的第一片散热片的厚度大于其它散热片的厚度。

11.如权利要求1或6所述的引擎散热结构，其特征在于，该汽缸头设有冷却风信道，且该冷却风信道的冷却风出口处的固定孔朝一侧偏移。

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