CN102562348B - 气缸盖的冷却结构 - Google Patents

Abstract

一种发动机的气缸盖的冷却结构，包括：第一分隔壁，在气缸盖内的空间中限定燃烧室；第二分隔壁，在气缸盖的空间内限定配气机构室并布置成以第一分隔壁与第二分隔壁之间具有间隙的方式与第一分隔壁相对；桥接部，穿过第一分隔壁并延伸到燃烧室的火花塞能布置于桥接部中，桥接部具有与间隙连通的用于使第一分隔壁与第二分隔壁连接的开口，所述开口形成在火花塞周围；和导风板，设置在桥接部的开口的边缘部，用于将在桥接部的外侧附近流动的冷却空气引导到第一分隔壁与第二分隔壁之间的间隙。在该结构中，冷却空气通道形成在气缸盖内，以从气缸盖的一侧的火花塞向气缸盖的另一侧的侧面延伸，使得冷却火花塞的周边后的冷却空气通过气缸盖的内部。

Description

气缸盖的冷却结构

技术领域

本发明涉及发动机的气缸盖的冷却结构，特别地涉及诸如二轮车等车辆的发动机的气缸盖的冷却结构。

背景技术

发动机的燃烧室和配气机构室由气缸盖分隔，所述气缸盖设有：进气口和排气口，两者均与燃烧室连通；具有塞孔的火花塞安装部；分隔凸轮链条室的凸轮链条孔道，所述凸轮链条室通过曲轴室与配气机构室连通；和冷却散热片，所述冷却散热片突出以包围气缸盖的外周。

由于气缸盖暴露于高温，气缸盖形成间隙，该间隙使接近气缸侧、用于分隔燃烧室的分隔壁与接近气缸盖罩(headcover)侧、用于分隔配气机构室的分隔壁分离。所述间隙用作冷却空气通道以将冷却空气引导向火花塞、进气口和排气口。

火花塞安装部定位成远离凸轮链条孔道，以使进气口和排气口介于火花塞安装部与凸轮链条孔道之间。

两个分隔壁之间的间隙或空间设有围绕进气口的开口、围绕排气口的开口和围绕火花塞安装部的开口。围绕火花塞安装部的开口用作其中能够布置火花塞并分开冷却散热片的开口。

冷却散热片在与气缸孔的中心正交的方向上延伸，以在两个分隔壁相互分离的方向上布置成多排。气缸盖还设有肋，所述肋与冷却散热片相交并且在两个分隔壁分离的方向上延伸以强化冷却散热片，从而提高强度和刚性并减小其振动(例如，见专利文献1(日本特开第2007-187004号公报))。

传统的气缸盖具有延伸以与冷却散热片相交的肋。所述肋定位在用于将冷却空气引导向冷却空气通道的开口邻近(所述开口是围绕进气口的开口、围绕排气口的开口和围绕火花塞安装部的开口中的任一个开口，并且如专利文献1所公开的，所述开口对应于围绕排气口和火花塞安装部的开口)。在肋的该配置中，阻止了冷却空气的引入，因此气缸盖未被充分冷却。

发明内容

考虑到上述的情况构思了本发明，并且本发明的目的在于提供一种能够有效地冷却气缸盖的发动机的气缸盖的冷却结构。

根据本发明，通过提供发动机的气缸盖的冷却结构来实现上述的和其它目的，所述冷却结构包括：第一分隔壁，其在所述气缸盖内的空间中限定燃烧室；第二分隔壁，其在所述气缸盖的空间内限定配气机构室，并且所述第二分隔壁布置成以所述第一分隔壁和所述第二分隔壁之间具有间隙的方式与所述第一分隔壁相对；桥接部，穿过所述第一分隔壁并且延伸到所述燃烧室的火花塞能配置于所述桥接部中，并且所述桥接部具有与所述间隙连通的用于使所述第一分隔壁与所述第二分隔壁连接的开口，所述开口形成在所述火花塞周围；和导风板，其设置在所述桥接部的所述开口的边缘部，用于将在所述桥接部的外侧附近流动的冷却空气引导到所述第一分隔壁与所述第二分隔壁之间的所述间隙，其中，冷却空气通道形成在所述气缸盖内，以从所述气缸盖的一侧的所述火花塞向所述气缸盖的另一侧的侧面延伸，使得冷却所述火花塞的周边后的所述冷却空气穿过所述气缸盖的内部。

根据具有上述典型特征的本发明，能够提供发动机的气缸盖的冷却结构，以有效地冷却气缸盖。

根据下面参考附图的说明，本发明的性能和其它典型特征将变得更为清楚。

附图说明

在附图中：

图1是示出具有根据本发明的实施方式的发动机的气缸盖的冷却结构的小型二轮车的左侧透视图；

图2是示出具有根据本发明的实施方式的气缸盖的冷却结构的动力单元的示意性平面图；

图3是示出具有根据本发明的实施方式的气缸盖的冷却结构的动力单元的右侧视图；

图4是示出沿图3中的线IV-IV截取的、具有气缸盖的冷却结构的动力单元的截面图；

图5是示出根据本发明的实施方式的气缸盖的冷却结构的立体图；

图6是示出根据本发明的实施方式的气缸盖的冷却结构的正视图；和

图7是示出沿图4中的线VII-VII截取的气缸盖的冷却结构的截面图。

具体实施方式

下文中，将参考图1至图7说明根据本发明的实施方式的气缸盖的冷却结构。

图1是示出具有根据本发明的实施方式的气缸盖的冷却结构的小型二轮车的左侧透视图。

为便于说明二轮车1的结构，图1中的实线箭头F标示前侧，而图1中的实线箭头R标示后侧。当二轮车1的骑乘者向前看时，骑乘者的左侧被定义为二轮车1的左侧，而其相反侧被定义为二轮车1的右侧。

另外，骑乘者的头部侧被定义为二轮车1的上侧，而其相反侧被定义为二轮车1的下侧。构成二轮车1的部件或构件的方向基于二轮车1的停放状态或所示的状态。

如图1中所示，二轮车1包括：钢管制成的车架2；由车架2枢转地支撑以能够水平转动的前叉3；由前叉3枢转地支撑的前轮5；由车架2枢转地支撑以可竖向摆动的动力单元6；由动力单元6枢转地支撑的后轮7；吸收并复原动力单元6的摆动运动的减振器8；布置在动力单元6的上方的进气装置9；与进气装置9连接的空气滤清器11；布置在动力单元6的上方的储物箱12；以可打开方式闭合储物箱12并且骑乘者能够乘坐在上面的骑乘者座椅13；布置在储物箱12的后侧的燃料箱15；和遮盖车架2的前架罩16和后架罩17。

车架2包括：在前头部处的头管21；从头管21向下并向后延伸的下管22；从下管22的后端附近倾斜地向后上方延伸的左右一对后管23；布置在下管22的上方的脚踏架(step frame)24；和设置在下管22与后管23彼此连接的连接部的附近的发动机托架25。

头管21以可水平转动的方式枢转地支撑车把27、头灯28和前挡泥板29。发动机托架25以竖向摆动的方式经由连杆31枢转地支撑动力单元6。

动力单元6绕枢转轴32竖向摆动，枢转轴32设置在连杆31的后端以作为后轮7的摆臂。

减振器8将后管23的后部连接到动力单元6的后部。

储物箱12是具有底为箱状的向上开口的容纳体并且被布置于后管23的上侧。

座椅13能绕前端部处的铰接部33枢转地打开，并且当后端部抬高时，储物箱12被打开。

燃料箱15包括穿过盘部(tray portion)34的供油部35，所述盘部34从储物箱12的上缘向后延伸并朝向上。

前架罩16是遮盖车架2的前部的树脂罩。

后架罩17是遮盖车架2的后部的树脂罩。

二轮车1还包括设置于后架罩17的后端处的尾灯36、设置在后轮7上方的后挡泥板37和布置于脚踏架24上方的树脂踏板38。

前架罩16、后架罩17和踏板38彼此连续地平滑连接。

图2是示出具有根据本发明的实施方式的气缸盖的冷却结构的动力单元的平面图。图3是示出具有所述冷却结构的动力单元的右侧视图，图4是示出沿图3中的线IV-IV截取的、具有气缸盖的冷却结构的动力单元的截面图。

参考图2至图4，二轮车1的动力单元6一体地包括发动机41和变速单元42。

例如，发动机41是OHC(顶置凸轮轴)强制风冷四冲程发动机，该发动机包括具有两个气门的进排气门机构(intake andexhaust valve mechanism)。发动机41包括曲轴箱43、在曲轴箱43的前侧处延伸的气缸组件45、从曲轴箱43的左侧向后延伸的变速单元42和设置于曲轴箱43的右侧处的发电机46。

曲轴箱43通过将划分到左右侧的左半箱47与右半箱48组合而构成。曲轴箱43枢转地支撑具有在车辆宽度方向(横向)上延伸的转动轴线的曲轴49。曲轴49突出于曲轴箱43的右侧和左侧。

气缸组件45使气缸孔50的中心线指向近似地水平的方向(更具体地，朝向前侧微向上倾斜的方向)。气缸组件45包括布置于曲轴箱43的前侧处的缸体51、布置于缸体51的前侧处的气缸盖52和布置于气缸盖52的前侧处的气缸盖罩53。

缸体51具有分隔筒状气缸孔50的内表面。气缸盖52与设置在上死点处的活塞56一起通过闭合气缸孔50的顶部(前侧)来分隔燃烧室57。

气缸组件45包括：配合在气缸孔50中以可往复运动的活塞56；连接活塞56与曲轴49的连接杆58；安装到气缸盖52以面对燃烧室57的火花塞59；设置在由气缸盖52与气缸盖罩53分隔的配气机构室(valve train chamber)60中的凸轮轴61，所述凸轮轴具有在车辆宽度方向(横向)上延伸的转动轴线；设置于曲轴49的凸轮驱动链轮62；设置于凸轮轴61的凸轮从动链轮63；和穿过缸体51与气缸盖52并且在凸轮驱动链轮62和凸轮从动链轮63之间卷绕的环状凸轮链条65。

气缸组件45将活塞56的往复运动转换成为曲轴49的转动运动。

凸轮驱动链轮62和凸轮从动链轮63使曲轴49的转动降低一半以将该转动传输到凸轮轴61。凸轮轴61经由进气凸轮66、排气凸轮67和凸轮轴61上形成的锁定臂68以预定正时开闭进气门(未示出)和排气门(未示出)。

凸轮链条65被容纳于在缸体51、气缸盖52和气缸盖罩53的左侧分隔的凸轮链条室69中。

变速单元42包括设置在左半箱47的左侧处以向后延伸的变速箱71、和容纳在变速箱71中的带式变速装置72和减速变速机构73。

变速箱71包括与左半箱47一体并且在左侧开口的变速箱主体74、和闭合变速箱主体74的开口的变速箱罩75。

带式变速装置72包括：一体地固定到在变速箱71内延伸的曲轴49的左端部，以能够旋转的驱动轮76；设置于从动轴77上的从动轮78；和卷绕于轮76和轮78两者的环状V形带79；和在从动轮78左侧与从动轮78平行地设置的离心式离合器81。在带式变速装置72中，驱动轮76通过随曲轴49的转动的离心力的增大而增大有效直径，而从动轮78减小有效直径。由此，曲轴49的转速自动地连续改变(增大)并且转动被传输到从动轴77。

发电机46包括固定到曲轴箱43(右半箱48)的定子82、与曲轴49的右端部一体以能够旋转的转子83。转子83根据曲轴49的转动而绕定子82转动，由此使发电机46运行以产生电力。

发动机41将活塞56的往复运动转换成为曲轴49的转动运动，并且相继地将转动运动传输到驱动轮76、V形带79、从动轮78、离心式离合器81和从动轴77，由此减速变速机构73使转动运动减速以驱动后轮7。

发动机41还配备有遮盖曲轴箱43的右侧以及气缸组件45的树脂冷却整流罩(cooling cowling)85、和产生用于气缸组件45的冷却空气的发动机冷却风扇86。

冷却整流罩85包括在发动机冷却风扇86的右侧处开口的冷却空气入口87、和在气缸组件45的下侧处开口的冷却空气出口(未示出)。

发动机冷却风扇86固定于曲轴49的右端部，更具体地固定到发电机46的转子83。发动机冷却风扇86根据曲轴49的转动而与转子83一起转动，由此通过冷却空气入口87吸入空气并且将空气排入到冷却整流罩85。

发动机41利用曲轴49使发动机冷却风扇86旋转以在冷却整流罩85内产生冷却空气。在冷却整流罩85中流动的冷却空气通过气缸组件45的强制冷却而被加热并且通过冷却空气出口排出。

下文中，将参考图4和图5至图7说明气缸盖52的冷却结构。

图5是示出了根据本发明的实施方式的气缸盖的冷却结构的立体图。图6是示出气缸盖的冷却结构的正视图，图7是示出沿图4中的线VII-VII截取的气缸盖的冷却结构的截面图。

如图4至图7所示，发动机41的气缸盖52包括：在接近缸体51的一侧处分隔燃烧室57的下分隔壁91(第一分隔壁)；隔着间隙92与下分隔壁91相对并且在接近气缸盖罩53的一侧处分隔配气机构室60的上分隔壁93(第二分隔壁)；桥接部96，穿过下分隔壁91并且朝向燃烧室57延伸的火花塞59能够布置于桥接部96，并且所述桥接部具有连接到间隙92的开口95以用作下分隔壁91与上分隔壁93之间的桥接；和导风板(baffle plate)97，其设置在开口95的边缘部用于将在桥接部96的外侧附近流动的冷却空气引导到间隙92中。

气缸盖52形成有：与燃烧室57连接的进气口101和排气口102；孔道103，其与下分隔壁91和上分隔壁93连接，用于分隔凸轮链条室69的与配气机构室60连接的一部分；和火花塞安装部106，其具有穿过下分隔壁91的塞孔105；和设置在气缸盖52的外周的多个冷却散热片(cooling fan)107。

在上述的部件和部分中，进气口101和排气口102均在接近燃烧室57的一侧处具有开口(未示出)。在接近燃烧室57的一侧处的每个开口由进气门或排气门开闭。

进气口101是连接节气门体(未示出)的安装凸缘108与燃烧室57的流路。进气口101从燃烧室57弯曲以延伸到接近气缸盖52的第一侧面52a(定位在发动机41的上侧处的侧面)的一侧上的安装凸缘108。

排气口102是连接燃烧室57和排气管(未示出)的安装凸缘109的流路。排气口102从燃烧室57弯曲以延伸到接近气缸盖52的与第一侧面52a相背对的第二侧面52b(在发动机41的下侧处的侧面)的一侧上的安装凸缘109。

如图7中清楚地示出的，孔道103定位成远离进气口101和排气口102并且在接近气缸盖52的第三侧面52c(在发动机41的左侧处的侧面)的一侧上形成。孔道103的内空间(即，凸轮链条室69的一部分)是比气缸盖52的宽度窄的平坦空间，其包括：内壁部103a，所述内壁部与下分隔壁91或上分隔壁93一体；和外壁部103b，所述外壁部与内壁部103a连续且具有近似U字状的截面。内壁部103a包括用于借助于螺栓(未示出)将气缸盖罩53、气缸盖52和缸体51紧固到曲轴箱43的螺栓插入孔111。

孔道103与进气口101之间的间隙112和孔道103与排气口102之间的间隙113作为与间隙92连通的开口115和116。开口115和116是用于通过间隙92排出冷却空气的冷却空气出口。

火花塞安装部106定位在第四侧面52d附近并尽可能远地远离孔道103，从而火花塞59易于从接近气缸盖52的与第三侧面52c相背对的第四侧面52d(在发动机41的右侧处定位的侧面)的一侧安装。火花塞安装部106将进气口101和排气口102夹在火花塞安装部106与孔道103之间。塞孔105是用于螺纹连接火花塞59的阴螺纹。

冷却散热片107设置于接近气缸盖52的第四侧面52d的一侧，更具体地设置于桥接部96。冷却散热片107具有在气缸盖52的宽度方向(即，与下分隔壁91和上分隔壁93相互分离的方向垂直的方向)上延伸的平坦板状，以在下分隔壁91和上分隔壁93相互分离的方向上布置成多列。

桥接部96设置于接近气缸盖52的第四侧面52d的一侧以连接下分隔壁91与上分隔壁93。桥接部96包括用于借助于螺栓(未示出)将气缸盖罩53、气缸盖52和缸体51紧固到曲轴箱43的螺栓插入孔117。开口95用作将冷却空气引导到间隙92的冷却空气引入口。

开口95具有一对相对的边缘部95a和95b，该边缘部在下分隔壁91和上分隔壁93分离方向上延伸并且彼此相对。开口95是在气缸盖52的宽度方向上的近似中央处定位的矩形口。开口95将桥接部96和冷却散热片107划分为第一侧面52a和第二侧面52b。

另外，开口95还用作火花塞59的插入口，火花塞安装部106从接近气缸盖52的第四侧面52d的一侧延伸到该插入口。安装到火花塞安装部106的火花塞59从间隙92经由开口95延伸到第四侧面52d的外侧。

导风板97设置于开口95的相对边缘部95a和95b中的一方，具体地设置于相对的边缘部95a，以提供在下分隔壁91和上分隔壁93彼此分隔的方向上延伸的平坦板状。

另外，导风板97还用于将冷却散热片107a的在开口95附近的端部118固定在与具有相对边缘部95a的桥接部96a接近的一侧上，以连接到相邻的冷却散热片107a，由此提高其强度和刚性并且减小其振动。进一步优选地，导风板97位于火花塞59靠冷却空气流动方向下游侧的位置。换句话说，优选的是，在气缸盖52的冷却结构中，冷却空气在导风板97的延伸方向与桥接部96的外表面或冷却散热片107的起始端的延伸方向之间的角度范围α内被输送到开口95。

发动机41具有在下分隔壁91与上分隔壁93之间的作为冷却空气通过的冷却空气通路的间隙或间隔92，以有效地冷却具有大的热负荷的气缸盖52，特别是火花塞59附近。间隙92是形成为与进气口101、排气口102、孔道103的内壁部103a和紧固螺栓的插入孔111和插入孔117不干涉的空间。

下面，将说明根据本实施方式的实际冷却操作。

冷却空气由发动机冷却风扇86输送到冷却整流罩85以在气缸盖52附近流动(更具体地，在桥接部96附近流动，尤其是在冷却散热片107附近流动)，气缸盖52将所述冷却空气从开口95引入到间隙92以冷却火花塞59(图7中的实线箭头F)。气缸盖52还将冷却空气向气缸盖52的背侧输送以从进气口101附近的开口115或者排气口102附近的开口116排出冷却空气。由此，提高了冷却性能(图7中的实线箭头B)。

然后，导风板97将在桥接部96b的外侧附近或在冷却散热片107b之间流动的冷却空气引导到开口95，以将大量的冷却空气输送到间隙92(图7中的虚线箭头A)。优选的是，从冷却整流罩85输送到气缸盖52的间隙92中的冷却空气在导风板97延伸的方向与桥接部96的外表面或者冷却散热片107的起始端延伸的方向之间的角度范围α内喷射到导风板97。

另外，冷却整流罩85在气缸盖52的冷却结构中并不是必需的。气缸盖52可以通过将二轮车1行走中空气在导风板97延伸的方向与桥接部96的外表面或者冷却散热片107的起始端延伸的方向之间的角度范围α内被喷射到导风板97而被冷却。

在根据本实施方式的气缸盖52的冷却结构中，火花塞59和气缸盖52作为整体可通过有效地将在气缸盖52周围(更具体地，在桥接部96附近，尤其是冷却散热片107附近)流动的冷却空气输送到设置在下分隔壁91与上分隔壁93之间的间隙92而被更强力地冷却。换句话说，在根据所述实施方式的气缸盖52的冷却结构中，火花塞59和气缸盖52整体上能够通过增大气缸盖52周围流动的冷却空气的输送到间隙92中的冷却空气的流量而被更为强力地冷却。

更具体地，根据本实施方式的发动机的气缸盖的冷却结构可限定为包括：第一分隔壁91，在气缸盖内的空间中限定燃烧室57；第二分隔壁93，在气缸盖的空间内限定配气机构室60并且布置成以其间具有间隙的方式与第一分隔壁91相对；桥接部96，穿过第一分隔壁91并且延伸到燃烧室57的火花塞59能布置于桥接部96中，并且桥接部96具有与间隙连通的用于使第一分隔壁91与第二分隔壁93连接的开口，所述开口形成在火花塞59周围；和导风板97，设置于桥接部96的开口的边缘部，用于将桥接部的外侧附近流动的冷却空气引导向第一分隔壁与第二分隔壁之间的间隙。在该结构中，冷却空气通道形成于气缸盖内，以从气缸盖的一侧的火花塞向气缸盖的另一侧的侧面延伸，使得冷却了火花塞的周边后的冷却空气通过气缸盖的内部。

另外，在根据本实施方式的气缸盖52的冷却结构中，冷却散热片107通过导风板97连接以由此提高强度和刚性并且减小振动。换句话说，在根据本实施方式的气缸盖52的冷却结构中，不要求增强冷却散热片107的肋(在下分隔壁91和上分隔壁93彼此分离的方向上延伸的肋)。在布置有在下分隔壁91和上分隔壁93彼此分离的方向上延伸的肋的配置中，输送到间隙92中的冷却空气被中断，由此减小冷却空气的流量。

此外，根据本实施方式的气缸盖52的冷却结构，导风板97在增大了输送到间隙92中的冷却空气的流量的同时增强了冷却散热片107。

由此，在所述实施方式的气缸盖52的冷却结构中，气缸盖52能够被有效地冷却。

应进一步注意到，本发明并不局限于所述实施方式，而是在不偏离所附权利要求的范围的情况下，可进行许多替换和变型。

Claims (5)

1.一种发动机的气缸盖的冷却结构，包括：

第一分隔壁，其在所述气缸盖内的空间中限定燃烧室；

第二分隔壁，其在所述气缸盖的空间内限定配气机构室，并且所述第二分隔壁布置成以所述第一分隔壁和所述第二分隔壁之间具有间隙的方式与所述第一分隔壁相对；和

桥接部，穿过所述第一分隔壁并且延伸到所述燃烧室的火花塞能配置于所述桥接部中，并且所述桥接部具有与所述间隙连通的用于使所述第一分隔壁与所述第二分隔壁连接的开口，所述开口形成在所述火花塞周围，

所述冷却结构的特征在于，所述冷却结构进一步包括：

导风板，其设置在所述桥接部的所述开口的边缘部，用于将在所述桥接部的外侧附近流动的冷却空气引导到所述第一分隔壁与所述第二分隔壁之间的所述间隙，

从所述桥接部突出的多个冷却散热片，所述冷却散热片均具有在与所述桥接部的所述开口邻近的部位处固定到所述导风板的一端，由此使得相邻的所述冷却散热片通过所述导风板连接，

其中，冷却空气通道形成在所述气缸盖内，以从所述气缸盖的一侧的所述火花塞向所述气缸盖的另一侧的侧面延伸，使得冷却所述火花塞的周边后的所述冷却空气穿过所述气缸盖的内部。

2.根据权利要求1所述的气缸盖的冷却结构，其特征在于，所述开口具有一对相对边缘部，所述相对边缘部在所述第一分隔壁与所述第二分隔壁彼此分离的方向上延伸并且彼此相对，并且所述导风板设置于所述相对边缘部中的一个。

3.根据权利要求1或2所述的气缸盖的冷却结构，其特征在于，所述导风板位于比所述火花塞靠所述冷却空气流动方向下游侧的位置。

4.根据权利要求1或2所述的气缸盖的冷却结构，其特征在于，所述冷却空气在所述导风板延伸的方向与所述桥接部的外表面延伸的方向之间的角度范围内被输送到所述开口中。

5.根据权利要求3所述的气缸盖的冷却结构，其特征在于，所述冷却空气在所述导风板延伸的方向与所述桥接部的外表面延伸的方向之间的角度范围内被输送到所述开口中。