CN104847522B - 用于内燃机的空气导流装置 - Google Patents

Abstract

公开了一种用于安装到内燃机的气缸盖的空气导流装置/分流器。空气分流器将冷却空气引向气缸盖上的多个位置。空气分流器包括主分流器防护物，其具有从冷却源延伸到远端的近端，所述远端延伸到内燃机的后面。空气分流器包括第一弧形构件，其附接到主分流器防护物的近端和远端之间的主分流器防护物，以及与主分流器防护物的远端附近的主分流器防护物连接的第二弧形构件。空气导流装置创建多个空气通路，以利用更少的附加成本提供更有效的冷却。

Description

用于内燃机的空气导流装置

技术领域

本发明的实施例通常涉及来自空气冷却的内燃机的改进的热传递，更特别地，涉及一种用于给单个气缸盖上的多个位置提供定向冷却的设备。

背景技术

空气冷却的内燃机利用位于气缸体和气缸盖边缘周围的散热片来将热量从燃烧过程直接传递到周围环境。翅片用来增加冷却空气在上面流动的表面面积。自然空气流动可以提供冷却空气或者风扇和护罩可以促使冷却空气横过翅片。

虽然护罩可以在气缸的通常方向提供来自风扇的冷却空气，但是许多发动机可以从更多特殊的空气流中受益。例如，单个护罩可以供给双V发动机的两个气缸，但是普遍的流动路径还可以在旁路散热片的气缸之间提供空气。此外，如果冷却空气被有效地提供给单独气缸上的多个位置，可以增加热传递。气缸盖可以含有要求定向空气流动的不一致的几何形状，而在同一时间要求冷却空气在位于气缸盖边缘周围的翅片处。

除了散热片之外，其它的发动机部件可以从定向冷却中受益并且助于从气缸散热。例如，推杆管可以用在顶置阀门(OHV)发动机并且可以位于气缸附近。推杆管提供用于操作进气和排气阀的推杆的套管。当推杆管加热时，如果它们位于冷却空气的流中，它们可以从它们的表面耗散大量热量。

用于摇杆部件的新的封闭设计还具有从气缸盖耗散大量热量的可能性。当摇杆罩封装气缸盖时，它们通常充当绝缘体。因此，如果封闭增加来自气缸盖的传导并且提供更多的冷却空气将在其上被引导的表面面积，可以改进热传递。此外，封闭可以保证冷却空气被引导到气缸盖的最热部分。

因此，希望的是，提供一种用于将冷却空气引导到单独气缸上的多个位置的装置。此外，希望的是，给顶置阀门发动机上的推杆管提供冷却空气。如果用于摇杆组件的封闭保证来自气缸盖的改进的热传递，也将是有益的。

发明内容

本发明克服了前述的缺点，而不增加明显的费用。本发明针对一种空气分流器，其耦合到内燃机的气缸盖以定向地给气缸盖上的多个位置提供冷却空气。

根据本发明的一个方面，一种用于内燃机的空气分流器包括：主分流器防护物，其具有从冷却源延伸到远端的近端，所述远端延伸到内燃机的后端。第一弧形构件附接到主分流器防护物的近端和远端之间的主分流器防护物。第二弧形构件与主分流器防护物的远端附近的主分流器防护物连接。两个弧形构件给气缸盖提供多个冷却路径。

根据本发明的另一方面，一种空气冷却的内燃机包括：具有至少一个气缸的缸体；与缸体连接并且具有布置在气缸盖边缘周围的多个散热片的气缸盖。空气分流器构建成将空气流引向气缸盖的至少两个独立区域并且附接到气缸盖。

根据本发明的又一方面，一种用于内燃机的气缸盖组件包括：具有在气缸盖边缘周围延伸的多个散热片的气缸盖，耦合到气缸盖的空气分流器。空气分流器还包括：具有基本上直线的部分和曲线的部分的主体。基本上直线的部分从冷却源开始延伸到气缸盖背端的曲线部分。弧形构件耦合到主体的基本上直线的部分，以提供通过气缸盖中间部分的冷却。

根据以下的详细描述和图，不同的其它特征和优点将是显而易见的。

附图说明

附图图示了目前期望实现本发明的实施例。

在图中：

图1是并入本发明的内燃机的透视图。

图2是并入本发明的图1的气缸盖的分解透视图。

图3是图2的气缸盖的侧面透视图。

图4是图3的气缸盖的侧视图。

图5是沿着图4的线5-5得到的横截面视图。

图6是图2的气缸盖的侧视图。

图7是以如图1的发动机中所实施的典型方向来旋转的图2的气缸盖的侧视图。

图8是图2的气缸盖的侧视图，其中，摇杆部件装配于其中。

图9是图2的气缸盖的截面图，其在横截面中示出了推杆管座。

图10是图2的气缸盖的顶面透视图。

图11是示出了图2的装配气缸盖的透视图，其中，空气导流装置(air guide)旋转远离于此。

图12是图11的空气导流装置的侧视图。

图13是图11的气缸盖和空气导流装置的部分截面视图。

图14是图11的气缸盖和空气导流装置结构的部分顶视图。

图15是并入本发明的车轮驱动车辆的透视图。

图16是并入本发明的典型非车轮驱动设备。

具体实施方式

本发明的实施例针对一种空气冷却的内燃机的气缸盖的进气口；在空气冷却燃机的气缸盖内部的推杆管结构；以及用于将冷却空气引向空气冷却燃机的气缸盖的空气导流装置。本发明的不同实施例被并入空气冷却的内燃机中，其在任何数量的不同应用中(包括但不限于，功率发电机、割草机、动力清洗器、休闲车辆、以及船，这仅仅是一些示例)被并入作为原动机/主动力源。虽然以下描述了本发明的实施例，但是要理解的是，这些公开内容不意味着限制而是提出实施本发明的示例。本发明的范围意味着包含不同的实施例和在其中通用内燃机可以从此处所示出和描述的发明中受益的任何合适应用。要理解的是，本发明的某些方面可以同等地也适于非空气冷却的内燃机并且这也在本发明的范围内。

首先参考图1，内燃机10是典型的双V型，其具有在发动机体12内部的两个燃烧室以及相关联的活塞(未示出)，所述发动机体12具有由摇杆罩16所覆盖的一对气缸盖14。图1的内燃机10包括装饰性的和功能性的罩18和20，以及传统的滤油器22，压力传感器24，油盘26，排油塞28和测深尺30，以及与内燃机相关联的其它常规部分。冷却源31将冷却空气朝向内燃机10吸入通过罩20。

图2是气缸盖14的分解视图，其具有多个散热片32，进气和排气阀34，阀座36，以及推杆38。从气缸盖14的上部所分解出来的是火花塞40，阀导管42，阀簧44，摇臂46，套管48，摇臂支撑座50，弹簧帽52，以及间隙调整器54。所有的都可以传统方式操作。

气缸盖14包括推杆管60，其被紧压配合到气缸盖14的对应孔62中。每个推杆管60具有两个外侧直径64，66，其被安放在气缸盖14的孔62中，以使得较小的直径66无障碍通过孔62直到较大的直径64到达孔62的顶部，从而允许均匀的压入配合。正如参考图9和10更详细地示出的以及将在以下描述的。

图2还示出了具有主分流器防护物72的空气导流装置/分流器70以及通过利用锚或者焊接紧固而附接于此的第二级空气导流装置/分流器74。要理解的是，空气导流装置/分流器70可以被构造为单一整体构造或者具有两个或者多个部件的多部件结构。空气分流器70的构造和功能将参考图11-14更详细地描述。

接下来参考图3，气缸盖14被示出在前台具有进气口80。气缸盖14具有有下表面84的凹的摇杆腔82，以容纳阀弹簧44和摇臂组件90的至少一部分，如图8中所最佳示出的。气缸盖14然后覆盖有摇杆罩16，正如图1中所示出的。返回参考图3，下推杆管孔86被示出具有比图2中所示出的上推杆孔88更小的直径，以容纳推杆管60在那里的有效压紧配合。因此，正如本领域普通技术人员现在将认识到的，推杆管从摇杆腔82的下表面84开始向下通过延伸到气缸盖14的下表面附近的推杆管孔86而完全包含在气缸盖内部，正如将参考图9所描述的。

参考图3和4，气缸盖14的进气口80是改进的D形，其朝向燃烧室基本上均匀地延伸通过气缸盖14，而不是铸造要求的标准设计，其典型地并近似地是1°。进气口80的改进的D形包括耦合到基本上平坦的侧表面102，104的弧形表面100，其中，平坦的侧表面102延伸长度大于平坦的侧表面104延伸的长度。平坦的侧表面106与弧形表面100相对并且通过通常的直角108接到平坦的侧表面102；然而，要理解的是，所述直角108的内棱角可以通过逐渐过渡来形成。平坦的侧表面106经由平坦的、基本上平面的、抗搅炼表面110，以通常45度角度与平坦的侧表面104连接，由此切去或者除去典型的“D形”结构的其它90度角的角度，从而形成改进的D形结构。改进的D形结构的功用将参考图7来描述。

图5是沿着图4的线5-5得到的横截面并且示出了向内延伸到进气阀通道112的气缸盖14的进气口80。进气口80被示出具有与平坦的侧表面104连接的上弧形表面100，所述平坦的侧表面104经由小过渡表面114与抗搅炼表面110连接。进气阀通道112与燃烧室116连通。进气口80基本上一致地从气缸盖14的外边开始延伸，以在向内的过渡区域117处与进气阀通道112和燃烧室116相交。平坦的侧表面106基本上是平面的并且其横截面垂直于缸径的中心轴线和燃烧室116下面的活塞，或者，在优选的实施例中，平行于气缸盖的底表面。图5还示出了冷却空气通过路径(pass through)118，其给散热片32提供额外的冷却。

参考图6，气缸盖14在侧视图中示出了具有插入其中的推杆管60，并且示出了在其中弧形表面100与基本上平行的平坦侧表面102，104连接的视角下的进气口80的另一个视图，其中，平坦的侧表面104以基本上直角与平坦的侧表面106连接。平坦的侧表面104和平坦的侧表面106借助于平坦的、基本上平面的、抗搅炼表面110经由过渡表面114来连接。

图7示出了气缸盖14和进气口80，其如图1中所示出的、以水平机轴结构的方式安装在内燃机10上来定向，以使得平坦的、基本上平面的、抗搅炼表面110基本上是水平的。按照这种结构，平坦的，抗搅炼表面110为未燃烧燃料提供更多表面面积，以耗散和防止在工业中被已知的“搅炼”。正如所已知的，以液体形式的燃料“搅炼”可能导致再引燃时的回火逆燃(pop)和逆火。在水平机轴方向，抗搅炼表面110减少了这种搅炼在合适调整的发动机中的出现。前述的图1中的内燃机10还被构造成以垂直机轴位置来运转，其中，平坦的侧表面102基本上与水平线平行并且因此成为抗搅炼表面。可替代的，本领域普通技术人员现在将易于认识到：其它的表面可以彼此协同使用，从而在以近似45度增长的方式旋转的发动机结构方向中提供至少两个抗搅炼表面。这种结构保证了并入本发明的发动机的广泛实施。在水平表面上的该增加的表面面积允许燃料在更广阔的表面散开，以提升更高的蒸发速率，其进而改善雾化，从而改善燃烧过程，并且导致降低的不发火以及改进废气排放的浓度。此外，由本发明所提供的减少和/或除去燃料搅炼还减少了任何周期性的过富的燃烧，其典型地导致黑色的废气排放。

图8示出了气缸盖14，其装配有安装在其上的摇臂组件90和通过推杆管60向上延伸到摇臂组件90的推杆38。进气口80在侧面透视图中被示出。正如之前所提及的，图1中的摇杆罩16附接到气缸盖14上，从而封闭摇臂组件90。

现在参考图9，气缸盖14在横截面中被示出通过推杆管60。推杆管60具有在下端的较小直径66以及在上端的较大直径64。当气缸盖14在上端具有较大的孔88以及在下端具有较小的孔86，从而使得推杆管60落入通道孔62中直到遇见阻力，借此推杆管60然后被逆着凸起挡块(boss stops)120紧压入位。凸起挡块提供将推杆管60正向地置于气缸盖14中。

参考图10，气缸盖14以从顶面侧视图的视角被示出，其中，推杆管60a在推杆管通道孔62上，以及推杆管60b部分地插入其对应的通道，然后牢固地被紧压入位。改进的D形进气孔80从顶面侧视图的视角被示出。

图11示出了以装配的结构的气缸盖14，其中，摇臂组件90安装在其中以及推杆38从那里开始延伸。空气分流器70被示出旋转远离固定于此的气缸盖14。空气分流器70包括主分流器防护物72，其从在发动机前侧121处的冷却源开始延伸到发动机的后侧122。图1的冷却源31将空气向里吸入通过发动机罩20以及空气分流器70，将一部分冷却空气引向并且横过气缸盖14的至少两个独立面积。主分流器防护物72具有第一弧形构件126，其将空气引向和横过推杆管60和推杆管60后面的散热片32。第二弧形构件124将冷却空气引导遍布并且横过气缸盖14的后侧122的散热片32。空气流建设性地被分成三个路径，由箭头128所示出以及由第二级空气导流装置/分流器74和第一弧形构件126所引导的内部空气路径，以及由主分流器防护物72和第二弧形构件124所引导的后部空气流动路径130、132。

参考图12，这些空气流动通路由第一弧形构件126来形成，所述第一弧形构件126具有小于第二弧形构件124的宽度137的宽度135。空气导流装置70被构造具有上和下缘边(lip)134，136，以助于将空气流动保持在空气导流装置70内部。开口138允许紧固物通过那里并且将空气导流装置70紧固到气缸盖14。

图13是示出了多个空气路径/通路128，130，132的截面图。空气流动路径130将冷却空气引导横过散热片32a，同时空气流动路径132将空气引导横过散热片32b。内部空气流动路径128将空气引导横过位于气缸盖14的中心和里面的散热片32c。

图14是示出了从顶视图上看安装在气缸盖14上的空气分流器70的顶截面视图。空气导流装置70包括与过渡部分142连接的第一平面部分140，其向前延伸以在其中接收空气流，所述过渡部分142通向纵向平面的部分144并且在第一和第二弧形构件126，124处终止。图14还示出了安装在气缸盖14中的推杆管60，其中推杆38从那里延伸通过。

图15示出了由并入了本发明的内燃机10所供能的车轮驱动车辆150的示例。在该实例中，车轮驱动车辆是割草机，但是可以等同地是任何车轮驱动车辆。

图16示出了非车轮驱动设备160，在该实例中，便携式发电机。便携式发电机包括驱动发电机单元162的内燃机10并且仅仅是从此处所描述的发明中受益的非车轮驱动设备的一个示例。

因此，根据本发明的一个实施例，一种用于内燃机的空气分流器包括：主分流器防护物，其具有从冷却源延伸到远端的近端，所述远端延伸到内燃机的后端，第一弧形构件,其附接到主分流器防护物的近端和远端之间的主分流器防护物，以及第二弧形构件，其与主分流器防护物的远端附近的主分流器防护物连接。

根据本发明的另一个实施例，一种空气冷却的内燃机包括：具有至少一个气缸的缸体，与缸体连接并且具有布置在气缸盖边缘周围的多个散热片的气缸盖，以及附接到气缸盖并且被构建成将空气流引向气缸盖的至少两个独立区域的空气分流器。

根据本发明的又一个实施例，一种用于内燃机的气缸盖组件包括：具有在气缸盖边缘周围延伸的多个散热片的气缸盖，以及耦合到气缸盖的空气分流器。空气分流器还包括：具有基本上直线的部分和曲线的部分的主体，基本上直线的部分从冷却源延伸到气缸盖背端处的曲线的部分，以及耦合到主体的基本上直线的部分的弧形构件。

所写出的说明书使用示例来公开本发明，包括最佳方式，并且还使得任何本领域普通技术人员能够实践本发明，包括制成和使用任何装置或者系统以及执行任何并入的方法。本发明的可专利性范围由权利要求来限定，并且可以包括本领域普通技术人员想到的其它示例。这些其它示例将在权利要求的范围内，即使它们具有与权利要求的字面语言不同的结构化要素，或者即使它们包括与权利要求的字面语言无实质不同的等同结构化要素。

Claims (15)

1.一种用于内燃机的空气分流器，其特征在于包括：

主分流器防护物，其具有从冷却源延伸到远端的近端，所述远端延伸到内燃机的后端；

第一弧形构件，其附接到主分流器防护物的近端和远端之间的主分流器防护物，第一弧形构件具有垂直于主分流器防护物朝向内燃机内部延伸的弧；以及

第二弧形构件，其与主分流器防护物的远端附近的主分流器防护物连接。

2.如权利要求1所述的空气分流器，其中，空气分流器附接到多气缸发动机的单个气缸。

3.如权利要求1所述的空气分流器，其中，第一弧形构件具有小于第二弧形构件的宽度的宽度。

4.如权利要求1所述的空气分流器，其中，第一弧形构件将空气流通常引向气缸盖的中心。

5.如权利要求4所述的空气分流器，其中，空气流被引导横过推杆管，所述推杆管封闭内燃机的推杆。

6.如权利要求5所述的空气分流器，其中，推杆管整个地延伸到内燃机的气缸盖内部。

7.如权利要求1所述的空气分流器，其中，第二弧形构件将空气流引导横过内燃机的气缸盖的后空气散热片。

8.如权利要求1所述的空气分流器，其中，第二弧形构件与主分流器防护物一起整体构建。

9.如权利要求1所述的空气分流器，其中，第一弧形构件是独立构件并且紧固到主分流器防护物，以及主分流器防护物利用至少一个紧固件紧固到内燃机的气缸盖。

10.如权利要求1所述的空气分流器，其中，第一弧形构件布置在空气分流器上，以形成三个空气流动路径，第一和第三空气流动路径将空气引向第二弧形构件以及第二空气流动路径将空气引向内燃机气缸盖的中心区域。

11.一种空气冷却的内燃机，其特征在于包括：

具有至少一个气缸的缸体；

气缸盖，其与缸体连接并且具有布置在气缸盖边缘周围的多个散热片；以及

附接到气缸盖的空气分流器，其从气缸盖背端朝向气缸盖前端处的冷却空气源延伸，并且包括朝向气缸盖弯曲并被设置成将空气流引向气缸盖的单独的区域的第一弧形构件和第二弧形构件；

其中，第一弧形构件布置在空气分流器上，以形成三个空气流动路径，第一和第三空气流动路径将空气引向第二弧形构件以及第二空气流动路径将空气引向气缸盖的中心区域。

12.如权利要求11所述的空气冷却的内燃机，其中，空气分流器具有第一和第二空气分流通路，第一空气分流通路被布置成朝向气缸盖的中心分流冷却空气，以及第二空气分流通路被布置成将空气引向气缸盖的后散热片。

13.如权利要求11所述的空气冷却的内燃机，其中，第一弧形构件具有小于第二弧形构件的宽度的宽度。

14.如权利要求11所述的空气冷却的内燃机，其被并入车轮驱动车辆中。

15.如权利要求11所述的空气冷却的内燃机，其被并入非车轮驱动设备中。