CN105317518A - 水冷式引擎的汽缸头水道散热结构 - Google Patents

Abstract

本发明是一种水冷式引擎的汽缸头水道散热结构，其应用至水冷式引擎的一汽缸头，汽缸头内设有多个气阀座及一冷却水道，各气阀座是分别供设置一进气阀或一排气阀，该等气阀座中至少设有两个紧密相邻的气阀座，且其间的间距是较其余气阀座间的间距为窄，冷却水道能使冷却液体流经该等气阀座的外缘，并与该等气阀座进行热交换，散热结构包括一薄壁部及至少一散热肋元件，薄壁部是衔接于该两个紧密相邻的气阀座间的肉厚外缘，而使冷却液体无法流经该两个紧密相邻的气阀座间；散热肋元件是由薄壁部向冷却水道延伸而成，以使散热肋元件能伸入至冷却水道，但仍使冷却水道保持通畅。如此，能达成快速散热、兼顾整体结构强度及提升引擎性能的发明目的。

Description

水冷式引擎的汽缸头水道散热结构

技术领域

本发明是一种水冷式引擎的汽缸头水道散热结构，该散热结构是在紧密相邻的两个气阀座间设有一薄壁部，且自该薄壁部延伸设有至少一散热肋元件，以令该散热肋元件能伸入至该汽缸头的一冷却水道中，进而能借助该散热肋元件增进所述两个紧密相邻的气阀座间的散热效率。

背景技术

按，一般车辆的作动，如摩托车、全地型车辆…等，乃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。

而引擎因散热方式不同，可分为气冷式引擎及水冷式引擎两种。一般而言，水冷式引擎的燃烧室的散热方式，是将冷却水流经由水泵打入引擎的汽缸体的水套内，以令冷却水流能由一进水口(开设于汽缸体与汽缸头间的垫片上)流入汽缸头，进而能利用冷却水流对汽缸头内部进行冷却，接着，冷却水流由汽缸头流出后，会进入水箱进行散热。现在仅以具备双排气阀的一汽缸头为例，说明已知水冷式引擎汽缸头的散热结构。请参阅图1所示，是已知水冷式引擎的一汽缸头1，该汽缸头1内设有多个气阀座11及一冷却水道12。藉由开设于垫片的进水口121，能使冷却水流通过到达该汽缸头1内的该冷却水道12的各部空间，且在冷却水流自低处流入至高处的一排水口122流出过程中，冷却水流会流经排气阀及进气阀周围及阀间的通路，以使该汽缸头1的气门座及气门得以冷却散热。

承上，在工作中的引擎，其排气阀的温度会较进气阀的温度高，当该引擎为多排气阀的型态时(如附图下方所示的双排气阀)，该两气阀座11间的分隔壁111最易聚集高温。为避免该两气阀座11间所聚集的高温导致该分隔壁111被过度软化，因此，请参阅图1所示，部分设计者采用缩小气阀座11口径的方式，以加大两气阀座11间的分隔壁111的壁厚，如此，即便高温聚集于该两气阀座11间，也不致使该分隔壁111过薄，以藉由壁厚较厚的分隔壁111，增加与外面水道的冷却面积。除了前述做法外，另有部分设计者在缩小气阀座11的口径后，于彼此间距拉大的该两气阀座11间设置冷却水道12(附图未显示)，以使冷却水流能通过该两气阀座11间，进而能降低该两气阀座11间积聚的热能，如此，也可确保该分隔壁111的刚性强度。

虽然，前述两种方式确实都能避免在高温下分隔壁111过薄而导致的热害问题，但两种做法的共同点在于，皆必须缩小气阀座11的口径，在这样的设计下，将直接影响到引擎进排气的效率，十分不理想；倘若要提升进气或排气效率，势必要加大该汽缸头1的整体尺寸，才能加大分隔壁111壁厚(或在该两气阀座11间设置冷却水道12防止热害)，此种做法也难称理想。

综上所述可知，如何在不加大汽缸头尺寸的状况下，提升进排气的效率，进而使引擎的性能提升，同时还能确保间距极近，壁厚极薄的两气阀的分隔壁结构的刚性强度能够被确保，即成为本发明亟待解决的重要课题。

发明内容

有鉴于已知水冷式引擎的汽缸头水道结构设计，在两个气阀座紧密相邻时，往往无法提供优良的散热效果，因此发明人于是根据其多年来服务于相关产业的经验，经过反复地设计、测试与校调，终开发出本发明的水冷式引擎的汽缸头水道散热结构，希望能藉由本发明达成快速散热及兼顾整体结构强度的目的。

本发明的一目的，是提供一种水冷式引擎的汽缸头水道散热结构，其应用至水冷式引擎的一汽缸头，该汽缸头内设有多个气阀座及一冷却水道，各该气阀座是分别供设置一进气阀或一排气阀，其中，该进气阀能控制燃料气体进入至该汽缸头内进行爆燃，该排气阀能控制爆燃后的废气排出至该汽缸头外，该等气阀座中至少设有两个紧密相邻的气阀座，该两个紧密相邻的气阀座间的间距是较其余气阀座间的间距为窄，该冷却水道是环绕在邻近该等气阀座的外缘，且包括至少一进水口及一排水口，以令冷却液体能自该进水口流入至该冷却水道，并流经该等气阀座的外缘，与该等气阀座进行热交换后，再由该排水口，自该冷却水道排出，该散热结构包括一薄壁部及至少一散热肋元件，该薄壁部是设置于该两个紧密相邻的气阀座间，而使冷却液体无法流经该两个紧密相邻的气阀座间；该散热肋元件是由该薄壁部向该冷却水道延伸而成，以使该散热肋元件能伸入至该冷却水道，但仍使该冷却水道保持通畅。如此，即可在不加大汽缸头尺寸的状况下，仍得以确保间距极近的两气阀的分隔壁结构的刚性强度不受热害影响，同时还能提升进排气的效率。

附图说明

为便于本领域技术人员能对本发明的技术、结构特征及其目的有更进一步的认识与理解，现列举实施例配合附图，详细说明如下：

图1是已知水冷式引擎汽缸头的一实施例示意图；

图2是本发明第一优选实施例的水冷式引擎的汽缸头示意图；

图3是本发明第一优选实施例的水冷式引擎的汽缸头沿A-A剖面线的剖面示意图；

图4是本发明第二优选实施例的水冷式引擎的汽缸头沿A-A剖面线的剖面示意图；

图5是本发明第二优选实施例的水冷式引擎的汽缸头沿B-B剖面线的剖面示意图；及

图6是本发明第三优选实施例的水冷式引擎的汽缸头沿B-B剖面线的剖面示意图。

具体实施方式

本发明是一种水冷式引擎的汽缸头水道散热结构，请参阅图2及图3所示，是本发明的一优选实施例剖面示意图，该散热结构应用至水冷式引擎的一汽缸头2，该汽缸头2内设有多个气阀座21及一冷却水道22，各该气阀座21是分别供设置一进气阀I或一排气阀O，其中，该进气阀I能控制燃料气体经由该汽缸头2的一进气通道24(如图3所示)进入至一燃烧室25(如图3所示)内进行爆燃，该排气阀能控制爆燃后的废气由该汽缸头2的一排气通道26(如图3所示)排出至该汽缸头2外。在此一优选实施例中，位于附图上方的两个气阀座21是分别设置一进气阀I，而位于附图下方的两个气阀座21则是分别设置一排气阀O，但本发明并不以此为限，设计者也可视实际上的需要，更改各该进气阀I或排气阀O的配置关系，在此先予指明。

承上，该冷却水道22是环绕在邻近该等气阀座21的外缘，且包括至少一进水口221及一排水口222。在该水冷式引擎运转的过程中，冷却液体能自该进水口221流入至该冷却水道22，并沿图5所示的水流方向(如图中粗箭号所示的方向)，流经该等气阀座21间，且与该等气阀座21进行热交换，接着，再由该排水口222，自该冷却水道22中被排出。在此一优选实施例中，由于上方及下方的两个气阀座21间能供该冷却水道22通过，因此该冷却水道22还能通过该汽缸头2内的一火星塞座23的周缘，以令该冷却水道22内的冷却液体能与该火星塞座23进行热交换。

再次请参阅图2所示，该等气阀座21中至少设有两个相邻的气阀座21间相互衔接设有一薄壁部211。在此一优选实施例中，该薄壁部211是位于附图下方的该两个气阀座21间，而附图左侧分别位于上方及下方的两个气阀座21间，则可供该冷却水道22通过。在此一优选实施例中，该散热结构包括该薄壁部211及至少一散热肋元件212。如同前述，该薄壁部211是衔接于相邻的该两个气阀座21间，以使冷却液体无法流经相邻的该两个气阀座21间，在此一优选实施例中，该薄壁部211与该散热肋元件212相接处是形成一弧形部213，而能藉此一构形，降低该冷却水道22内所产生的扰流。该散热肋元件212是由该薄壁部211向该冷却水道22延伸而成，以使该散热肋元件212能伸入至该冷却水道22。再次请参阅图2及图3所示，在本发明的第一优选实施例中，该散热肋元件212是由该薄壁部211邻近顶部的位置(如图3所示)向该冷却水道22延伸而成，换言之，该散热肋元件212是处在对应于该冷却水道22顶侧的位置，因此仍使该冷却水道22能保持通畅，而不会阻断该冷却水道22。同理，请参阅图2及图4所示，在本发明的第二优选实施例中，该散热肋元件212也可由该薄壁部211邻近底部的位置(如图4所示)向该冷却水道22延伸而成，如此，同样能使该冷却水道22保持通畅。由以上说明可知，藉由本发明的水冷式引擎的汽缸头水道散热结构，即便在不加大汽缸头尺寸的状况下，仍得以确保间距极近的两气阀的分隔壁结构的刚性强度，防止阀座因热害变形而磨耗，同时还能提升进排气的效率，进而优化引擎的性能。

另请参阅图5所示，是本发明第二优选实施例的水冷式引擎的汽缸头沿B-B剖面线的剖面示意图，在此特别指出，虽然本发明图2包括多个进水口221，但实际使用时，会搭配摩托车、车辆或引擎本身的设计，自其中部分进水口221(如图5是正对该散热肋元件212的进水口221)导入液体，并将其他进水口221封住，因此为降低图面复杂度，图5仅绘制单一进水口221，在此先予指明。在该水冷式引擎运转的过程中，冷却液体能自该进水口221流入至该冷却水道12，并流经该等气阀座11的外缘。在此第二优选实施例中，由于自该进水口221流入该冷却水道12的冷却液体会直接冲刷该散热肋元件212(即，该散热肋元件212是朝逆向水流的方向延伸)，因此能直接以最低温的冷却液体与该散热肋元件212进行热交换，有效提升散热效率。但本发明并不局限于此，请参阅图6所示，实际施作时，也可改变配置方式，不让流入该冷却水道12的冷却液体会直接冲刷该散热肋元件212(即，令该散热肋元件212是朝顺向水流的方向延伸)，如此，仍可达到散热的目的。

以上所述仅为本发明的若干优选实施例，但本发明的技术特征并不局限于此，凡本领域技术人员在参酌本发明的技术内容后所能轻易思及的等效变化，均应不脱离本发明的保护范畴。

附图标记说明

2汽缸头

21气阀座

211薄壁部

212散热肋元件

213弧形部

22冷却水道

221进水口

222排水口

23火星塞座

24进气通道

25燃烧室

26排气通道

I进气阀

O排气阀

Claims (10)

1.一种水冷式引擎的汽缸头水道散热结构，其应用至水冷式引擎的一汽缸头，该汽缸头内设有多个气阀座及一冷却水道，各气阀座是分别供设置一进气阀或一排气阀，其中，该进气阀能控制燃料气体经由该汽缸头的进气通道进入至燃烧室内进行爆燃，该排气阀能控制爆燃后的废气排出至该汽缸头外，该冷却水道是环绕在该等气阀座的外缘，且包括至少一进水口及一排水口，以令冷却液体能自该进水口流入至该冷却水道，并流经该等气阀座的外缘，与该等气阀座进行热交换后，再由该排水口，自该冷却水道排出，该散热结构包括：

一薄壁部，是衔接于相邻的两个气阀座间，以使冷却液体无法流经这两个气阀座间；及

至少一散热肋元件，是由该薄壁部向该冷却水道延伸而成。

2.如权利要求1所述的汽缸头水道散热结构，其特征在于，该散热肋元件是由该薄壁部邻近底部的位置向该冷却水道延伸而成，且处在对应于该冷却水道底侧的位置。

3.如权利要求1所述的汽缸头水道散热结构，其特征在于，该散热肋元件是由该薄壁部邻近顶部的位置向该冷却水道延伸而成，且处在对应于该冷却水道顶侧的位置。

4.如权利要求1至3任一项所述的汽缸头水道散热结构，其特征在于，该薄壁部与该散热肋元件相接处是形成一弧形部。

5.如权利要求4所述的汽缸头水道散热结构，其特征在于，该散热肋元件是朝顺向水流的方向延伸。

6.如权利要求4所述的汽缸头水道散热结构，其特征在于，该散热肋元件是朝逆向水流的方向延伸。

7.如权利要求1至3任一项所述的汽缸头水道散热结构，其特征在于，该冷却水道还能通过该汽缸头内的一火星塞座的周缘。

8.如权利要求1至3任一项所述的汽缸头水道散热结构，其特征在于，由该薄壁部所衔接的两个相邻的气阀座内分别设有一进气阀，且至少有一排气阀是设置在其余的气阀座内。

9.如权利要求1至3任一项所述的汽缸头水道散热结构，其特征在于，由该薄壁部所衔接的两个相邻的气阀座内分别设置有一排气阀，且至少有一进气阀是设置在其余的气阀座内。

10.如权利要求1至3任一项所述的汽缸头水道散热结构，其特征在于，由该薄壁部所衔接的两个相邻的气阀座内分别设有一进气阀及一排气阀。