CN103133114B - 发动机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种发动机，其中，气缸盖（16）具备气缸盖侧冷却水通路（32），该气缸盖侧冷却水通路（32）具有冷却水的供给部（32a）和排出部（32a），另一方面，气缸体（15）具有气缸体侧冷却水通路（33），在该气缸体侧冷却水通路（32）和气缸盖侧冷却水通路（32）之间的、位于供给部（32a）附近的位置上，形成有将气缸盖侧冷却水通路（32）的冷却水的一部分导入气缸体侧冷却水通路（33）的导入用连通部（21a），同时在位于排出部（36a）附近的位置上，形成有可将气缸体侧冷却水通路（33）的冷却水送回气缸盖侧冷却水通路（32）的送回用连通部（21b），构成得可使冷却水在气缸盖（16）和气缸体（15）中并列流动。

Description

发动机

本申请是申请号为200480019753.1、发明名称为“发动机”、申请日为2004年7月6日、进入中国国家阶段日期为2006年1月10日的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种通过将气缸盖固定在气缸体上，而使形成在气缸盖上的气缸盖侧冷却水通路与形成在气缸体上的气缸体侧冷却水通路相连通的发动机。

背景技术

以往以来，使用在车辆上的发动机在燃料室内使燃料燃烧，然后用该能量驱动活塞，以旋转运动的形式从曲轴输出驱动力。

此时，通过使燃料燃烧，发动机的温度不断上升，所以通过使冷却水在发动机内循环，来抑制发动机的温度上升。

冷却水的循环，用冷却水泵将散热器内的冷却水引向气缸体侧，并使其从该气缸体内流入气缸盖侧而冷却发动机(参照专利文献1、专利文献2)。

此外，还公开了以通过安装在发动机的气缸盖上的冷却水泵而使冷却水流入气缸盖的方式构成的发动机。

例如，在下述专利文献3中，在排气凸轮轴上配置泵，从气缸盖的排气门的流入路导入冷却水，并从进气门侧的流出路排出，从而冷却气缸盖。

此外，在下述专利文献4中记载有在气缸盖的侧面配设水泵，在凸轮轴的端部连结泵轴的构成。在这里，以冷却水经由连结在气缸盖上的配管而在气缸盖内循环的方式构成。

专利文献1：日本专利特开平05-256134号公报

专利文献2：日本专利特开平11-50844号公报

专利文献3：日本专利特公昭63-39766号公报

专利文献4：日本专利第3080384号公报

但是，在上述专利文献1和2那样的冷却系统构造中，通常，冷水从下侧流入并在被加热后从上侧流出，在以往的构造中，使来自水泵的水导向下侧的气缸体侧，并使其从该气缸体内流入上侧的气缸盖侧而冷却。因此，不得不用冷却气缸体后而被升温的冷却水来冷却比气缸体更易升温的气缸盖，很难分别适当地冷却气缸体和气缸盖。

另一方面，在上述专利文献3、4那样的冷却系统构造中，由于可以直接向气缸盖供给冷却水，所以很容易适当地冷却气缸盖，但是却很难适当地冷却气缸体。

假设，如果直接向气缸盖供给冷却水并从气缸体使其排出，则由于使从发动机的上侧供给的水从下侧排出，所以气体就容易滞留在气缸体内。另外，如果分别用冷却水来冷却气缸盖和气缸体，则需要用于该目的的配管，增加了部件数量和安装工序数。

发明内容

因此，在本发明中，以提供这样一种发动机为课题：可以很容易地分别由冷却水适当地冷却气缸盖和气缸体，同时可以抑制部件数量和安装工序数。

为解决上述课题的本发明是在气缸盖侧形成气缸盖侧冷却水通路，同时在气缸体侧形成气缸体侧冷却水通路，通过将上述气缸盖固定在上述气缸体上，上述气缸盖侧冷却水通路与上述气缸体侧冷却水通路连接在一起的发动机，其特征在于：上述气缸盖侧冷却水通路具备从外部供给冷却水的供给部和将来自该气缸盖侧冷却水通路内的冷却水向外部排出的排出部；在形成在气缸筒的周围的、上述气缸盖侧冷却水通路和上述气缸体侧冷却水通路之间的上述气缸盖与上述气缸体的接合部，上述气缸体侧冷却水通路在上述供给部附近的位置具有将上述气缸盖侧冷却水通路的冷却水的一部分导入上述气缸体侧冷却水通路的导入用连通部，同时在上述排出部附近的位置具有可将上述气缸体侧冷却水通路的上述冷却水送回上述气缸盖侧冷却水通路的送回用连通部。

本发明的一个实施方式，其特征在于，在上面所述的构成的基础上，上述气缸体的上述气缸体侧冷却水通路的下端设定在，在产生燃烧压的范围内，与活塞下降到最低位置时的该活塞的上表面大致相同的高度。

本发明的一个实施方式，其特征在于，在上面所述的构成的基础上，上述气缸体侧冷却水通路呈上述气缸体的上述气缸盖侧端面侧在气缸筒的整个圆周上开放的槽形，上述导入用连通部和上述送回用连通部形成在介于上述气缸盖和上述气缸体之间的气缸密封垫上。

本发明的一个实施方式，其特征在于，在上面所述的结构的基础上，上述气缸体配置为其气缸轴相对于垂直方向倾斜，上述气缸盖固定在上述气缸体上，以便相对于上述气缸轴在下方侧的位置配置上述供给部，同时在上方侧的位置配置上述排出部。

根据本发明，由于气缸盖侧冷却水通路具备从外部供给冷却水的供给部和将来自气缸盖侧冷却水通路内的冷却水向外部排出的排出部，所以可以从外部直接向气缸盖侧冷却水通路内供给冷却水，同时可使冷却水在气缸盖侧冷却水通路内流动到排出部，可以通过从外部供给的更低温度的冷却水来适当地冷却气缸盖。

此外，由于通过设在供给部附近的导入用连通部，可将提供给气缸盖侧冷却水通路的冷却水的一部分导入到气缸体侧冷却水通路，同时，通过设在排出部附近的送回用连通部，可将提供给气缸盖侧冷却水通路的冷却水的一部分向气缸盖侧冷却水通路送回并从排出部排出，所以可使冷却水与气缸盖侧冷却水通路并列地在气缸筒周围的气缸体侧冷却水通路内流动。因此，可以根据在各自的冷却水通路内流动的冷却水的比例来适当地冷却气缸盖和气缸体。

而且，由于从外部向气缸盖侧冷却水通路的供给部供给冷却水，然后使其在气缸盖侧冷却水通路和气缸体侧冷却水通路中并列流动，然后使其合流并从气缸盖侧冷却水通路的排出部向外部排出，所以不必分别在气缸盖和气缸体上连接从外部供给并排出冷却水的配管，可减少配管。因此，可实现部件数量的削减、安装工序数的简化，进而，能使发动机的外观变得简洁。

根据本发明的一个实施方式，由于与气缸盖的气缸盖侧冷却水通路相连通的气缸体的气缸体侧冷却水通路的下端设定在，在产生燃烧压的范围内，与活塞下降到最低位置时的活塞的上表面大致相同的高度，所以气缸体只需冷却到必要范围内，所以可使油的粘度不变高，滑动阻力不变大，提高燃油效率。

根据本发明的一个实施方式，由于气缸体侧冷却水通路呈在气缸筒的整个圆周上开放的槽形，所以可以很容易地形成气缸体侧冷却水通路，同时由于导入用连通部和送回用连通部形成在气缸密封垫上，所以容易以使通过这些连通部的冷却水的比例变得合适的方式形成导入用连通部和送回用连通部。因此，可容易地形成上述的发动机。

根据本发明的一个实施方式，由于气缸轴在倾斜状态下被配置，相对该气缸轴，将供给部配置在下方侧的位置，同时将排出部配置在上方侧的位置，所以可使冷却水从气缸侧冷却水通路和气缸体侧冷却水通路的下方侧向上方侧流动，在冷却水通路内很难滞留气体。

附图说明

图1是本发明的实施方式的发动机的侧视图。

图2是剖开该实施方式的水泵并从上方观察到的气缸盖等的视图。

图3是该实施方式的气缸盖的仰视图。

图4是该实施方式的气缸密封垫的俯视图。

标号说明

11发动机

15气缸体

16气缸盖

17接合面

19水泵

20凸轮轴

21气缸密封垫

21a送回用连通孔

21b导入用连通孔

28泵侧冷却水通路

32气缸盖侧冷却水通路

32a气缸盖侧开口部

33气缸体侧冷却水通路

34泵侧安装部

35气缸盖侧安装部

36a恒温箱安装部

具体实施方式

以下，对本发明的实施方式进行说明。

图1至图4表示本发明的实施方式。

首先说明构成，图1中的标号11是配设在作为骑乘型车辆的摩托车上的单气筒4循环、4气门的发动机，在该发动机11中设有曲轴12，在该曲轴12上借助于连杆13连接有活塞14。该活塞14在气缸体15内上下运动，从而曲轴12借助于连杆13旋转。

在此，气缸体15被配置为气缸轴L相对于垂直方向朝摩托车的前方侧倾斜的状态，在该气缸体15的上侧固定有气缸盖16。气缸体15和气缸盖16在下述状态下被固定，即在接合部17，使端面15a、16a互相相对，并在两者之间装入气缸密封垫。

在气缸盖16上配设有可自由旋转的凸轮轴20，该凸轮轴20与曲轴12通过未图示的凸轮链而连接，使得通过曲轴12旋转而使凸轮轴20旋转。并且构成为，通过该凸轮轴20旋转，进气和排气用的各气门22、23在规定的时机进行开闭。

并且，在发动机11内设有使冷却水流动的冷却系统构造，在发动机11的气缸盖16上形成气缸盖侧冷却水通路32，同时在气缸体15上形成气缸体侧冷却水通路33，这些气缸盖侧冷却水通路32和气缸体侧冷却水通路33通过气缸密封垫21相连通。

并且，在气缸盖16上，如图2所示，在气缸盖16的凸轮轴20的一个端部20a侧的侧面安装有水泵19，该水泵19和与其相连接的未图示的散热器共同构成外部循环部，使冷却水可在气缸盖侧冷却水通路32和气缸体侧冷却水通路33中循环。

更详细地，首先，如图1所示，在该发动机11的气缸体15上形成气缸体侧冷却水通路33，包围气缸体15的气缸筒15b的整个圆周。在气缸体15的作为与气缸盖16的接合部17的端面16a，该气缸体侧冷却水通路33在气缸筒15b的整个圆周上呈开放的槽形。

该气缸体侧冷却水通路33从气缸体15的端面15a向下方形成规定长度。该气缸体侧冷却水通路33的下端33a设定为，在产生燃烧压的范围内，活塞下降到最低位置（此处，上死点后40度～50度）时的活塞14的上表面的高度。

另一方面，如图2和图3所示，在气缸盖16上设置有气缸盖侧冷却水通路32，在气缸盖16的凸轮轴20的一个端部20a侧的侧面上设置有，作为气缸盖侧冷却水通路32的供给部的气缸盖侧开口部32a。另外，在比凸轮轴20更靠近进气口41的开口部41a侧的侧面上设置有，作为气缸盖侧冷却水通路32的排出部的恒温箱36的安装部36a。并且，该气缸盖侧冷却水通路32从气缸盖侧开口部32a到恒温箱安装部36a连续地形成。

另外，在该实施方式中，如图1所示，气缸盖侧开口部32a配置在相对气缸轴L位于下方侧的位置，同时恒温箱安装部36a配置在相对气缸轴L位于上方侧的位置。

进而，如图3所示，在气缸盖16的气缸体15侧的端面16a上，呈环状地配设有与气缸盖侧冷却水通路32相连通的多个开口32d。这些开口32d形成在与气缸体15的槽形的气缸体侧冷却水通路33相对的位置。

此外，如图2所示，在该气缸盖16上，安装有水泵19的气缸盖侧安装部35设置在凸轮轴20的一个端部20a侧的侧面上。该气缸盖侧安装部35具有圆形孔状的嵌合凹部35a，包围作为设置在凸轮轴20的一个端部20a上的水泵19的驱动部的轴向连接槽20b，沿凸轮轴20的轴向而形成。

接下来，如图3和图4所示，在介于气缸体15和气缸盖16的接合部17的两端面15a、16a之间的气缸密封垫21上，在与位于气缸盖16的气缸盖侧开口部32a的附近的开口32d相对应的位置上，设有2个导入用连通孔21b，在与位于气缸盖16的恒温箱安装部36a的附近的开口32d相对应的位置上，设置有1个送回用连通孔21a。

在此，导入用连通孔21b和与其对应的开口32d作为导入用连通部，可将提供给气缸盖侧冷却水通路32的冷却水的一部分导入气缸体侧冷却水通路33；送回用连通孔21a和与其对应的开口32d作为送回用连通部，可将提供给气缸体侧冷却水通路33的冷却水送回气缸盖侧冷却水通路32。

接下来，如图2所示，水泵19一体地形成有泵侧冷却水通路28，同时具有设置了可安装在气缸盖16的气缸盖侧安装部35上的泵侧安装部34的泵壳29。泵侧安装部34具有可嵌合在气缸盖侧安装部35的嵌合凹部35a上的嵌合凸部34a。

该泵壳29的泵侧冷却水通路28在一方的端部上具有从泵壳29突出的导入口28a，在另一方的端部上具有形成在与气缸盖侧开口部32a相对应的位置的泵侧开口部28b。

泵侧开口部28b形成得与气缸盖16的气缸盖侧开口部32a相对，作为其周围的安装面的端面28c沿与泵轴25的轴向相垂直的方向形成。

此外，在泵壳29的泵侧冷却水通路28的中途，整体成形有泵室27，在内部以可以通过泵轴25驱动旋转的状态收纳有作为送液部的叶轮26。在与该叶轮26连结的泵轴25的端部上，在泵轴25的轴向上突出设置有可与凸轮轴20的轴向连接槽20b相连接的轴向连接部25a，该轴向连接部25a配置在泵侧安装部34上。

该水泵19可通过下述方法安装，即：在气缸盖16的气缸盖侧安装部35的嵌合凹部35a内，沿泵轴25的轴向嵌合泵侧安装部34的嵌合凸部34a，将泵轴25的轴向连接部25a连接在凸轮轴20的轴向连接槽20b上，而使泵轴25和凸轮轴20同轴连结，同时在互相对应的状态下，经由密封垫而将泵侧开口部28b直接连接在气缸盖侧开口部32a上。

并且，通过分别与未图示的散热器相连接，在水泵19的导入口28a和气缸盖16的恒温箱安装部36a之间构成冷却水的循环通路。

接着，对作用进行说明。

在这样的发动机11中，在驱动发动机11而使曲轴12旋转时，凸轮轴20通过未图示的凸轮链而旋转，连接在该凸轮轴20上的泵轴25旋转。

通过该凸轮轴20的旋转，进气和排气用的各阀门22、23在规定的时刻进行开闭，另一方面，泵轴25旋转，泵室27内的叶轮26旋转。

于是，通过该叶轮26的旋转，来自散热器侧的冷却水从导入口28a吸入泵室27内，并从该泵室27经由泵侧冷却水通路28，从泵侧开口部28b压送，该冷却水的全部都从气缸盖16的气缸盖侧开口部32a直接供给气缸盖侧冷却水通路32。

并且，提供给气缸盖侧冷却水通路32的冷却水的一部分，被从气缸盖侧开口部32a附近的导入用连通孔21b和开口32d导入气缸体侧冷却水通路33，该冷却水在气缸体侧冷却水通路33内流动，冷却气缸体15的燃烧室的周围。这之后，从恒温箱安装部36a附近的送回用连通孔21a和开口32d送回到气缸盖侧冷却水通路32。

同时，提供给气缸盖侧冷却水通路32的冷却水的残余部分在气缸盖16的气缸盖侧冷却水通路32内流动，冷却气缸盖16。这之后，与从气缸体侧冷却水通路33送回的冷却水一起从恒温箱安装部36a排出，经由未图示的散热器，在水泵19内循环。

根据具有以上那样的冷却系统构造的发动机11，由于气缸盖侧冷却水通路32具备位于冷却水供给部的气缸盖侧开口部32a和位于排出部的恒温箱安装部36a，所以可从水泵19直接将冷却水提供给气缸盖侧冷却水通路32，同时可使之在从气缸盖侧开口部32a到恒温箱安装部36a连续的气缸盖侧冷却水通路32内流动，可以用从水泵19直接供给的更低温度的冷却水来适当地冷却气缸盖16。

另外，由于可以将提供给气缸盖侧冷却水通路32的冷却水的一部分由导入用连通孔21b导入气缸体侧冷却水通路33，并由送回用连通部21a送回到气缸盖侧冷却水通路32，所以可使冷却水与气缸盖侧冷却水通路32并列地在气缸体侧冷却水通路33内流动，可用冷却水冷却气缸体15。

因此，可根据在各自的冷却水通路32、33内流动的冷却水的比例，适当地冷却气缸盖16和气缸体16。

并且，由于在将来自水泵19的冷却水提供给气缸盖侧冷却水通路32的气缸盖侧开口部32a之后，使其在气缸盖侧冷却水通路32和气缸体侧冷却水通路33内并列流动，然后，在由送回用连通部21a合流之后，使其从气缸盖侧冷却水通路32的恒温箱安装部36a排出，所以不需要分别在气缸盖16和气缸体15上连接供给且排出冷却水的配管。因此，可抑制与发动机11相连接的配管，可以实现部件点数的削减、安装工序数的简化，并且可使发动机11的外观更加简洁。

另外，在气缸体15的上部侧形成气缸体侧冷却水通路33，使从气缸盖16的气缸盖侧冷却水通路32流过来的冷却水导入该气缸体15的上部侧，在此，与气缸盖16的气缸盖侧冷却水通路32相连通的气缸体15的气缸体侧冷却水通路33的下端33a设定在，在产生燃烧压的范围内，与活塞14下降到最低位置时的活塞14的上表面14a大致相同的高度。

由于通过如此冷却气缸盖16和气缸体15的上部，气缸体15只冷却到必要范围内，所以可提高燃油效率。

即，在以往，虽然冷却到气缸体15的下部侧，但由于气缸体15的上部侧处于产生燃烧压的范围，所以温度升高，越向下温度渐渐降低。因此，在冷却到气缸体15的下部侧时，附着在气缸室的内壁上的油被冷却，从而粘度变高，由该油导致滑动阻力变大。结果，燃油效率降低。

与此相对，在本实施方式中，由于气缸体15的温度较高，仅冷却到产生燃烧压的范围，所以油的粘度不会变高，滑动阻力不会变大，可提高燃油效率。

进而，在该发动机11中，由于气缸体侧冷却水通路33呈在气缸内室15b的整个圆周开放的槽形，所以可以容易地形成气缸体侧冷却水通路33。另外，由于导入用连通孔21b和送回用连通孔21a形成在气缸密封垫21上，所以容易以使通过这些连通孔的冷却水的比例变得适当的方式形成导入用连通孔21b和送回用连通孔21a。为此，可容易地形成发动机11的冷却系统构造。

此外，在该发动机11中，气缸轴L配置成倾斜的状态，相对该气缸轴L，将气缸盖侧开口部32a配置在下方侧的位置，同时将恒温箱安装部36a配置在上方侧的位置，所以可使冷却水从气缸侧冷却水通路32和气缸体侧冷却水通路33的下方侧向上方侧流动，可使气体难以滞留在冷却水通路32、33内。

此外，由于以下述方式构成：即以气缸盖16的凸轮轴20为边界，在一侧设有进气口41，同时在另一侧设有排气口42，进而，在排气口42侧设有气缸盖侧开口部32a，从该气缸盖侧开口部32a向气缸盖侧冷却水通路32提供冷却水；所以可以通过从水泵19供给之后的冷却水来冷却比进气口41侧温度高的、与排出气体相连通的排气口42侧，并可高效率地冷却气缸盖16。

另外，在上述实施方式中，在气缸盖16的气缸体15侧的端面16a上设有与气缸盖侧冷却水通路32a相连通的多个开口32d，但也可以与气缸体侧冷却通路33相同，形成为端面16a侧连续且开放的槽形。

根据本发明，可使用于骑乘型车辆等的各种车辆用的发动机、发电机等的各种装置用的发动机等，使冷却水气缸体和气缸盖中流动而冷却的各种发动机中。

Claims (6)

1.一种发动机，它是在气缸盖侧形成气缸盖侧冷却水通路，同时在气缸体侧形成气缸体侧冷却水通路，通过将上述气缸盖固定在上述气缸体上，上述气缸盖侧冷却水通路与上述气缸体侧冷却水通路连接在一起的发动机，其特征在于：

上述气缸盖侧冷却水通路具备从外部供给冷却水的供给部和将来自该气缸盖侧冷却水通路内的冷却水向外部排出的排出部；

上述气缸体侧冷却水通路形成在气缸筒的周围；

在上述气缸盖侧冷却水通路和上述气缸体侧冷却水通路之间的上述气缸盖与上述气缸体的接合部，在上述供给部附近的位置具有将上述气缸盖侧冷却水通路的冷却水的一部分导入上述气缸体侧冷却水通路的导入用连通部，同时在上述排出部附近的位置具有可将上述气缸体侧冷却水通路的上述冷却水送回上述气缸盖侧冷却水通路的送回用连通部，

上述气缸体配置为其气缸轴相对于垂直方向倾斜，上述气缸盖固定在上述气缸体上，使得相对于上述气缸轴在下方侧的位置配置上述供给部，同时在上方侧的位置配置上述排出部，

上述气缸体侧冷却水通路不具备直接从外部供给冷却水的供给部和将该气缸体侧冷却水通路内的冷却水直接向外部排出的排出部。

2.如权利要求1所述的发动机，其特征在于，上述气缸体的上述气缸体侧冷却水通路的下端设定在，在产生燃烧压的范围内，与活塞下降到最低位置时的该活塞的上表面大致相同的高度。

3.如权利要求1所述的发动机，其特征在于，上述气缸体侧冷却水通路呈上述气缸体的上述气缸盖侧端面侧在气缸筒的整个圆周上开放的槽形；

上述导入用连通部和上述送回用连通部形成在介于上述气缸盖和上述气缸体之间的气缸密封垫上。

4.如权利要求1所述的发动机，其特征在于，上述导入用连通部和上述送回用连通部形成在同一个气缸筒的周围。

5.如权利要求1所述的发动机，其特征在于，上述气缸盖具有凸轮轴和在平面视图上以上述凸轮轴为边界、分别设置在一方侧及另一方侧的进气口及排气口；

上述导入用连通部配置得比上述凸轮轴的轴中心更靠近上述排气口侧；

上述送回用连通部配置得比上述凸轮轴的轴中心更靠近上述进气口侧。

6.如权利要求1所述的发动机，其特征在于，在上述气缸盖的气缸体侧的端面，呈环状地配设有与气缸盖侧冷却水通路相连通的多个开口；

具有介于上述气缸盖和上述气缸体之间，形成有3个连通孔的气缸密封垫；

上述气缸密封垫的3个连通孔包括通过与上述气缸盖的一部分的开口重合而形成上述导入用连通部的2个导入用连通孔和通过与上述气缸盖的一部分的开口重合而形成上述送回用连通部的1个导出用连通孔；

上述气缸密封垫封闭上述气缸盖的其他开口。