CN1082134C - 水冷式内燃机的冷却装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种水冷式内燃机的冷却装置，其中，用于将冷却水压送到形成于内燃机的气缸4或气缸盖5的冷却水套44、45的冷却水泵50设在气缸4或气缸盖部(气缸盖5、缸罩盖6)，散热器30设在气缸轴线上的由冷却水泵50和冷却水套44、45决定的高度范围内。散热器30直接安装地设在气缸4或气缸盖部。因此，可以使冷却水泵、冷却水套及散热器靠近配置，从而可缩短冷却水通路、减小通路阻力，使冷却水泵小型化、减少部件个数。

Description

水冷式内燃机的冷却装置

本发明涉及一种排气量较小的水冷式内燃机(例如搭载于机动二轮车等小型车辆的水冷式内燃机)的冷却装置，特别是涉及一种对冷却水泵形成于气缸或气缸盖部的冷却水套及散热器间的配置关系进行了细致的处理的水冷式内燃机的冷却装置。

在现有技术的这种水冷式内燃机的冷却装置中，散热器在气缸轴线上的由冷却水泵和冷却水套决定的高度范围的外侧夹着曲轴地配置在相反一侧(参照日本专利公报实公平6-48099号)。

因此，冷却水的流通路径变长，复杂地弯曲，通路阻力增大，为了克服该通路阻力，冷却水泵的容量变大，冷却水泵大型化。

本发明涉及解决了上述问题的水冷式内燃机冷却装置的改良，本发明方案1提供一种水冷式内燃机的冷却装置，其特征在于：用于向形成于内燃机气缸或气缸盖的冷却水套压送冷却水的冷却水泵设在气缸或气缸盖部，散热器设在上述气缸轴线上的由上述冷却水泵和上述冷却水套决定的高度范围内。

由于本发明第1方案具有如上述那样构成，所以冷却水泵、形成于气缸或气缸盖的冷却水套及散热器比较靠近地配置，冷却水的流通路径变短，且变得简单，通路阻力减小，所以可以减小冷却水泵的容量，可使冷却水泵小型化。

另外，由于冷却水的流通路径变短和变简单，所以可削减所使用的管、软管、带等部件个数。

本发明的第2方案是在上述第1方案的基础上，上述气缸大体朝着水平方向设置，上述散热器直接安装设置于上述气缸的上方。

根据本发明方案2的构成，由于可使从前方向后方的行走风以良好的风势接触散热器，所以散热器内的冷却水得到有效的冷却。由于在散热器的下方配置气缸体，所以可保护散热器不受伴随车辆行走的飞石的损伤。

图1为使用了本发明方案1～3中记载的实施例中的水冷式内燃机冷却装置的水冷式内燃机的示意透视图。

图2为图1的右侧视图。

图3为沿图2的III-III线的纵剖平面图。

图4为图3的局部扩大图。

图5为图2的V向视图，为切去一部分的正视图。

图6为图1的切去一部分的左侧视图。

图7为本发明方案1～3中记载的其它实施例(实施例2)中的水冷式内燃机的冷却装置的纵剖平面图。

下面，先说明图1～图6中所示的本发明方案1～3中记载的实施例(实施例1)。

图1为使用了本实施例1的水冷式内燃机冷却装置的水冷式内燃机的示意透视图。顶置凸轮轴式4冲程循环(通常称4冲程)单缸水冷式内燃机1搭载于图中未示出的小型机动二轮车的车身，位于其前后车轮中间。

水冷式内燃机1由左右分割的曲轴箱2、3，气缸体(气缸)4，气缸盖5，以及缸罩盖6组成。在曲轴箱2、3的前端重合气缸体4，并使气缸体4的气缸孔7的中心轴线大体朝向水平前方；进一步在气缸体4的前方依次重合由气缸盖5和缸罩盖6构成的气缸盖部。这些曲轴箱2、3，气缸体4、气缸盖5以及缸罩盖6相互结合成一体。

如图3和图4所示，缸罩盖6在气缸盖5的安装面(气缸罩盖6的分离面)65低于形成于后述凸轮轴18的安装位置的另一个安装面(分离面)66的位置，缸罩盖6由沿周向配置在该安装面65部的多根螺栓67一体地接合于气缸盖5。

这样，使凸轮轴18的轴线贯通缸罩盖6的侧壁，在气缸盖6的图中左方侧壁的该贯通部，形成后述的冷却水泵50的安装孔68，该左方侧壁外面69作为该冷却水泵50的安装面。

如图3及图4所示，活塞8可滑动地嵌装于气缸孔7，曲轴9可回转地支承于左右曲轴箱2、3，在该活塞8和曲轴9上通过活塞销10和曲轴销11可回转地支承着连杆12的两端，当活塞8往复运动时，曲轴9也被驱动而回转。

在气缸盖5分别形成连通到气缸孔7顶部燃烧室13的进气孔14和排气孔15，在该进气孔14和排气孔15自由开闭地分别设置进气阀16和排气阀17。

在气缸盖5上部邻接于进气阀16和排气阀17顶端地配置凸轮轴18，该凸轮轴18通过轴承19可自由回转地支承于气缸盖5与凸轮轴架20之间，在该凸轮轴18的左端扩径部18a一体地嵌装着从动链轮21，在与曲轴9成一体的驱动链轮22与从动链轮21之间，架设环形链23，凸轮轴18被以曲轴9一半的回转速度驱动回转，上述进气阀16和排气阀17每当曲轴9转2圈就分别被驱动开闭1次。

如图2、图5及图6所示，作为用于冷却水冷式内燃机1的冷却装置放热部的散热器30配置在气缸体4的上方。该散热器30由左右两侧的冷却水箱31、32(在图5中左右正好相反)，朝车身前后方向而且沿垂直面平行配置的多个平板状散热片33、以及沿着车宽水平方向贯通上述冷却水箱31、32的相向内壁及散热片33的、断面为圆形的冷却水导管34(在上下方向排3列，在前后方向排2列或3列)构成，在冷却水箱31、32的底面31a(示于图6，未示出冷却水箱32的底面)形成冷却水出入开口35，在该冷却水出入开口35朝着下方凸出嵌装着连接套管38。

螺栓47贯通与冷却水箱31、32底部成一体的凸缘36、36螺旋接合于后述的散热器支承部40、41，由该螺栓47将该散热器30牢固地安装于气缸体4。另外，在冷却水箱32的顶部可自由装拆地嵌装着盖39。

如图3和4所示，在气缸体4向左右两侧方一体地凸起设置散热器支承部40、41，在该散热器支承部40、41设置冷却水通路42、43，该冷却水通路42、43中的右侧冷却水通路43连通围住燃烧室13外周的圆筒状冷却水套44，在气缸盖5也设有与冷却水套44的开口端一致的冷却水套45，这些冷却水套44、45从气缸体4、气缸盖5的接合面向里形成断面前方细小的形状。

左侧的冷却水通路42在其上方开口部嵌装着连接套筒38的下端，通过该连接套筒38连到冷却水箱31。

由以上说明及图3、图4可知，散热器30的安装位置是这样来设定的，即，在气缸体4的气缸孔7中心轴线上的由冷却水泵50和冷却水套45、44所决定的高度范围内，使它们尽可能靠近地进行配置。

如图3和图4所示，凸轮轴18的左端扩径部18a的中心部从端面形成凹部18b，在该凹部18b的内周面沿周向等间隔地配置多个永久磁铁24。

由凸轮轴18驱动回转的冷却水泵50由分隔壁(泵壳)51、泵盖52、以及在该分隔壁51的转子收容部51a内通过支承轴53可回转地支承于分隔壁51和泵盖52的叶轮54构成，在该叶轮54的轴部54a的外周面，通过分隔壁51的转子收容部51a沿周向一体地设置多个与凸轮轴18的永久磁铁24相对的永久磁铁55，由这些永久磁铁55、24形成磁联轴节，冷却水泵50的叶轮54的轴部54a磁性地接合于凸轮轴18，与该凸轮轴18的回转相呼应，叶轮54被驱动回转。

冷却水泵50的分隔壁(磁联轴节的分隔壁)51由PPS等树脂材料形成，转子收容部51a基端的大直径部嵌合到形成于缸罩盖6左方侧壁的泵安装用孔68，夹持于该缸罩盖6左方侧壁与泵盖52地进行安装。

如图6所示，冷却水泵50的吸入部56通过连通管46连通于左方散热器支持部40的冷却水通路42的下方开口42a，如图4所示，冷却水泵50的排出口57连通于泵盖52的排出通路58(由分隔壁51闭塞)，连通管61的两端水密地嵌装在连通于该排出通路58的分隔壁51的连通路59和连通于气缸盖5的冷却水套45的连通路60，散热器30的左方冷却水箱31内的冷却水通过左方散热器支承部40的冷却水通路42、连通管46以及吸入部56吸入到冷却水泵50内，由冷却水泵50的叶轮54加压的冷却水通过排出通路58、连通路59、连通管61以及连通路60从排出部57排出到冷却水套45、冷却水套44。

在本实施形式1中，连通管61在连通路59侧嵌入到孔63中，该孔63形成于包围传动机构室62的气缸盖5外侧壁，由此也可以水密地支承连通管61。该连通管61也可以与冷却水泵50的分隔壁51形成为一体。

如图3和图4所示，在连通管61的外周可自由回转地嵌装与环形链23啮合的空转链轮(惰轮)25，如图6所示，在从空转链轮25靠曲轴9的位置，通过销26将空转链轮27固定在气缸体4上，在曲轴9的附近从上下夹住环形链23地设置有空转链轮28、29。

如图6所示，连通管61配置在用于收容环形链23的传动机构室62内的、由该环形链23的行走路径围住的领域，所以，嵌装在该连通管61外周的空转链轮25也配置在同一领域中，因此，空转链轮25处在从环形链23的行走路径内侧与该环形链23啮合的状态。

由于本实施例1具有如上所述的构成，所以可以产生如下作用。

当水冷式内燃机1进入运行状态、驱动磁性地接合于对应水冷式内燃机1运行而回转的凸轮轴18的冷却水泵50的叶轮54回转时，由散热器30冷却的左侧冷却水箱31内的冷却水通过连接套筒38、散热器支承部40的冷却水通路42、及连通管46从冷却水出入开口35吸入到冷却水泵50的吸入部56，由冷却水泵50的叶轮54加压后从冷却水泵50的排出部57通过排出通路58、连通路59、连通管61以及连通路60排出到水套45、45，该冷却水套45、44内的冷却水从右侧的散热器支持部41的冷却水通路43送往右侧的冷却水箱32内，通过冷却水导管34返回左侧冷却水箱31内，这样，冷却水在冷却水系内循环。

当图中未示出的小型机动二轮车行走时，从前方向后方的行走风通过散热器30的散热片33间，由流过冷却水导管34的被加热了的冷却水所加热的散热片33由该行走风散热，冷却水导管34内的冷却水由该散热片33的散热而冷却。此时，由于散热片33沿上下方向配置，所以利用自然对流的散热可以有效地进行。

散热器30配置在气缸轴线上的由冷却水泵50与冷却水套45、44决定的高度范围内，而且于散热器支承部40、41的位置直接安装在气缸体4，所以，冷却水泵50、形成于气缸体4和气缸盖5的冷却水套44、45及散热器30比较靠近地配置，结果，冷却水的流通路径变短，而且变得单纯，通路阻力减少，所以可减少冷却水泵50的容量，使其小型化。

另外，由于冷却水流通路径变短且变得简单，所以可削减使用于其间的管、软管、带等部件数目。

另外，由于气缸体4的气缸孔7的中心轴线大体朝向水平前方地进行配置，散热器30直接安装地设在气缸体4的上方，所以，从前方向后方的行走风以良好的风势接触散热器30，有效地冷却散热器30内的冷却水。

另外，由于在散热器30下方配置有气缸体4，所以可保护散热器30不受伴随车辆行走的飞石的损伤。

下面，说明图7和图8所示的发明的第1～3方案中所记载的其它实施例(实施例2)。在这些图中，与实施例1对应的部分的相同部件用相同符号表示。

在本实施例2中，实施例1的冷却水泵50大体移动到后述气缸体70的燃烧室13的高度位置，在这里作为冷却水泵80加以配置。

也即，冷却水泵80以其分隔壁(泵壳)81的大直径部水密地嵌合在泵安装用孔71中，由覆盖气缸体70左侧面的罩72的壁面支承该分隔壁81的小直径部的底部，该泵安装用孔71形成于气缸体70的气缸及气缸盖相当部分的在图7中的左侧壁。

泵安装用孔71以其上下位置沿上下越过燃烧室13地延伸，并邻接气缸室及排气孔15。因此，冷却水泵80的设置位置在上下方向上覆盖了冷却水套73的形成位置。

气缸体70与罩72之间的空间作为传动机构室62，其中收容着环形链23。围住冷却水泵80分隔壁81的小直径部并可自由回转地配置的带永久磁铁的从动链轮83由该环形链23的行走驱动回转，进而由该驱动链轮83的回转驱动磁联轴节式冷却水泵80的叶轮85的轴部85a转动。从动链轮83可自由回转地通过轴承84支承在罩72的轴承部。符号82为冷却水泵80的支承轴，该支承轴82可自由回转地插通叶轮85的轴部85a。

气缸体70由通常的内燃机中的气缸、气缸盖、以及缸罩盖合成一体而形成，在其上部的缸罩盖相当部分形成大小2个轴承孔74、75，用于通过轴承19可自由回转地支承凸轮轴18，在这些轴承孔74、75中从图7的左方插入凸轮轴18的组装体，由固定件76相对气缸体70进行定位固定。在凸轮轴18的左端，一体安装有由环形链23驱动回转的从动链轮21。

气缸体70的右侧面由罩77局部地覆盖(图中未示出细节)，该罩77的散热片形成部77a下凹，构成冷却水套73壁面的一部分。另外，在罩77形成有连到进气孔14的进气通路14a。

在本实施例2中，散热器90具有上下部箱92、91，这些上下部箱92、91由多根冷却水导管94连接，在这些多根冷却水导管94以叠层状安装由多片板状体组成的散热片93，并且由这些冷却水导管94贯通该散热片93。

上部箱92由连通管96将流体连通到冷却水泵80的排出通路86，下部箱91由图中未示出的连通管将流体连通到冷却水套73的、大体与排出通路86呈左右相反侧的部分。

散热器90在其凸缘部95的前后2处和左右2处由螺栓47直接安装到气缸体70，牢固地加以固定。

因此，当水冷式内燃机1进入运行状态时，由对应水冷式内燃机1的运行而回转行走的环形链23驱动从动链轮83回转，进而驱动磁性接合于该从动链轮83的冷却水泵80的叶轮85的轴部85a，使叶轮85回转，这样一来，在冷却水套73中被加热而变成高温的冷却水由该冷却水泵80吸引和加压，流过排出通路86，然后流过连通管96内，流入到上部箱92。

流入到上部箱92的冷却水分开流入到多根冷却水导管94中，由行走风通过散热片93有效地散热，流入到下部箱91。流入到下部箱91的冷却水接着由图中未示出的连通管返回到冷却水套73，冷却水在冷却水系内循环。

其它方面由于与实施例1大体相同，故省去其详细说明。

本实施例2由于采用了上述的构成，所以散热器90设置气缸轴线上的由冷却水泵80和冷却水套73所决定的高度范围内，而且由于冷却水泵80和冷却水套73配置或形成于相同高度位置，所以与实施例1相比，这些冷却水泵80、冷却水套73、散热器90非常靠近地配置，结果，冷却水的流通路径(由泵排出通路86、连通管96、图中未示出的连通管以及图中未示出的泵吸入通路组成)非常短，而且简单，通路阻力大幅度减小，所以可以进一步减小冷却水泵80的容量，进一步使其小型化。

由于冷却水流通路径变得非常短，而且简单，所以可以进一步削减所使用的管、软管、带等零部件个数。另外，还可以获得与实施例1相同的效果。

Claims (2)

1.一种水冷式内燃机的冷却装置，其特征在于：向形成于内燃机气缸或气缸盖上的冷却水套压送冷却水的冷却水泵设在气缸或气缸盖部，散热器设在上述气缸轴线上的、由上述冷却水泵和上述冷却水套决定的高度范围内，上述散热器直接安装设置于上述气缸或上述气缸盖部。

2.如权利要求1所述的水冷式内燃机的冷却装置，其特征在于：上述气缸大体朝着水平方向设置，上述散热器直接安装设置于上述气缸的上方。

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