CN1172081C - 内燃机的冷却水循环构造 - Google Patents

Abstract

本发明的内燃机的冷却水循环构造可以不偏地将冷却水流动到气缸体以及气缸盖的水冷套的各处，可以高效地冷却整体，水配管的设计也容易。在多气缸内燃机20的气缸体22和气缸盖23的靠近水泵86的相同侧面上并排地设有冷却水入口90和冷却水出口93，用其相反侧面侧的连通路92c、23g使气缸体侧水冷套22c和气缸盖侧水冷套23c之间连通，使冷却水循环。

Description

内燃机的冷却水循环构造

本发明涉及一种内燃机的冷却水循环构造。

图11表示现有技术的多气缸内燃机的冷却循环构造。该图11公开于特开平3-225015号公报。

内燃机01在其气缸体02的一侧面上具有冷却水入口02a，在与气缸盖03的与上述冷却水入口02a相反的侧面上设有冷却水出口03a，由冷却水泵04供给内燃机01的一方侧面的冷却水入口02a的冷却水通过气缸体02内的水冷套02b流入气缸盖03的水冷套03b，从内燃机01的他方侧面的冷却水出口03a流出，冷却气缸体02和气缸盖03。

从气缸盖03的冷却水出口03a流出的变为高温的冷却水被导入散热器05，在此被冷却而再次流入内燃机01。

在现有技术中一般构成着以上那样的冷却水循环路径。

然而，在观看内燃机01内的从冷却水入口02a向冷却水出口03a的冷却水的流动时，与连接冷却水入口02a和冷却水出口03a的直线L相近的冷却水流路容易流动，从直线L离开的冷却水流路程流水的势头变弱，冷却水处于难以流动的倾向。

因此，气缸体02的冷却水出口03a侧和气缸盖03的冷却水入口02a侧与其它的中央部及其周边相比冷却效果变差。

另外，内燃机01的冷却水入口02a和冷却水出口03a被设在相反的侧面上，因此水配管的设计的不容易。

在上述特开平3-225015号公报中记载着将冷却水流过气缸体的流路和冷却水流过气缸盖的流路分离的例子，但是在气缸体和气缸盖的双方上，在相互相反的侧面上分别设有一对冷却水入口和冷却水出口。水配管变复杂，设计也更加不容易。

本发明是鉴于上述问题点而做出的，其目的是提供一种内燃机的冷却水循环构造，该内燃机的冷却水循环构造可以使冷却水不偏地流过气缸体和气缸盖的水冷套而流到各处，可以高效地冷却其整体，水配管的设计也容易。

为了达到上述目的，本发明的第一技术方案的内燃机的冷却水循环构造在多气缸内燃机的气缸体和气缸盖的靠近水泵的相同的侧面上分别并列地设有冷却水入口和冷却水出口，用其相反侧面侧的连通路使气缸体侧水冷套和气缸盖侧水冷套间连通，使冷却水循环。

从冷却水口流入的冷却水经过气缸体侧水冷套(或气缸盖侧水冷套)从一方侧面侧流向另一方侧面侧，在另一方侧面侧通过连通路流入气缸盖侧水冷套(或气缸体侧水冷套)，经过气缸盖侧水冷套(或气缸体侧水冷套)流到一方侧面侧并从冷却水出口流出。

因此，冷却水不偏地经过气缸体和气缸盖的水冷套流到各处，可以高效地冷却其整体。

另外，由于冷却水的入口和出口设在与水泵相靠近的相同侧面上，因此水配管的设计容易。

本发明的第二技术方案的内燃机的冷却水循环构造，其特征在于，在上述第一技术方案的内燃机的冷却水循环构造中，上述多气缸内燃机的沿曲轴方向并列的气缸大地前倾，上述冷却水出口设在处于水冷套的最高位置的角部。

从连通路流入气缸盖侧水冷套(或气缸体侧水冷套)的冷却水在流到相反侧的冷却水出口时，由于冷却水出口处于气缸盖侧水冷套(或气缸体侧水冷套)的最高角部，因此，冷却水在大致走遍气缸盖侧水冷套(或气缸体侧水冷套)内整体后，从处于高位置的冷却水出口流出，因此，可以高效地冷却气缸盖(或气缸体)整体。

本发明的第三技术方案的内燃机的冷却水循环构造，其特征在于，在上述第一或第二技术方案的内燃机的冷却水循环构造中，在上述气缸体侧水冷套和气缸盖侧水冷套的至少一方上设有沿大致曲轴方向导引冷却水的整流壁。

通过在适当的位置设置整流壁，可以将冷却水导引到水冷套内的冷却水难于流到的部位，防止冷却水偏流，可以高效地冷却内燃机整体。

本发明的第四技术方案的内燃机的冷却水循环构造，其特征在于，在上述第一～三技术方案的内燃机的冷却水循环构造中，与上述连通路分别地设有辅助连通路，该辅助连通路连通上述气缸体侧水冷套和气缸盖侧水冷套。

通过在从连通路流入的侧的水冷套内冷却水难以流至的部位或冷却水容易滞留的部位设置辅助连通路，可以使冷却水圆滑地流到该水冷套内的各个角落，可高效地冷却其整体。

图1是本发明的一实施例的使用了内燃机的小型机动二轮车的整体侧视图。

图2是省略了局部断面一部分的内燃机及皮带式自动变速机的侧视图。

图3是在图1和图2中沿III-III线切断的剖面图。

图4是内燃机的省略了一部分的左侧视图。

图5是在图4中沿V-V线切断的剖面图。

图6是在图3中沿VI-VI线切断的气缸体的剖面图。

图7是垫片的平面图。

图8是在图3中沿VIII-VIII线切断的气缸盖的剖面图。

图9是另外的气缸盖的剖面图。

图10是又一气缸盖的剖面图。

图11是表示现有技术的冷却水循环构造的图。

以下，根据图1～图8说明本发明的一实施例。

本实施例的内燃机是使用在小型机动二轮车1上的内燃机，图1表示上述小型机动二轮车1的整体侧视图。

本小型机动二轮车1车架，其左右一对主管3从头管2的上部朝向斜下地向后方侧视为直线地延伸，从头管2的下部向后方大致水平地延伸的左右一对的支撑管4、4与主管3、3连接而支撑主管33的前部。

而且，左右一对的下降管5、5从该支撑管4、4的中间部左右扩开地向下方以陡的倾斜角度延伸出，构成前侧铅直部5a、5a，在下端向后方弯曲而形成中央水平部5b、5b，在其后端向上方弯曲形成后侧倾斜部5c、5c。

在该后侧倾斜部5c、5c的下部连接着上述主管3、3后端，在侧视大致构成三角形状的主管3和下降管5之间夹设着加强管6。

车座导轨7、7其前端固定在主管3、3的比中央若干靠后的部位上，并且与水平相近地稍微朝向倾斜地向后方延伸到车体后部，在该车座导轨7、7的中央部连接着上述下降管5、5的后侧倾斜部5c、5c的上端，成为从下支撑车座导轨7、7的构造。

头管2轴支承着转向轴11，手柄12、12向其上方并向左右展开地被形成，前叉13向下方延伸处，在其下端轴支承着前轮14。

在下降管5的的后侧倾斜部5c的上下部朝向后方地突出设置着支承座5d、5e，在左右成对的支承座5d、5e上悬架着内燃机20。

内燃机20是四冲程二气缸内燃机，曲轴箱21设置在下降管5的后侧倾斜部5c的后方，在曲轴箱21上顺次地重叠合体的气缸体22、气缸盖23、气缸盖罩24以向前大前倾的姿势突出地设在后侧倾斜部5c的前方。

气缸体22、气缸盖23、气缸盖罩24设置在侧视由左右的下降管5的后侧倾斜部5c和主管3的后部和车座导轨7的前部构成的左右的三角形之间，突设在曲轴箱21上部的安装支座21a和突设在前部的安装支座21b通过支轴8、9分别被支承在上述支承座5d、5e上，由此内燃机20悬架在车架上。

在该内燃机20的曲轴箱20上枢装在皮带式自动变速机50的前部，该自动变速机50向后方延伸并在其后部轴支承着后轮15。

从内燃机20的前倾的气缸盖23的各气缸向上方分别延伸出的吸气管31、31向后方弯曲并与左右并列地配设在曲轴箱21上的化油器32、32连接，化油器32、32与配设在其后方的空气滤清器33连接。

空气滤清器33配设在左右车座导轨7、7之间，在其上方在车座导轨7、7上架设支承着头盔收容箱34。

驾驶者用车座35自由开闭地覆盖着内燃机20和化油器32的上方，同乘者用车座36自由开闭地覆盖头盔收容箱34及其后部的上方。

从气缸盖23向下方分别延伸的排气管37、37经过曲轴箱21的前方向右侧靠近地沿曲轴箱21的右侧面向后方延伸，结合为一根地经过车体的右侧面向斜上方立起，与支承在后轮15的右侧的消音器38连接。

在内燃机20的前方，被上侧左右两根的主管3、3和前侧及下侧的左右两根下降管5、5的四根管围着地架设支承着燃料箱39。

本小型机动二轮车1大致构成为以上所述的构造。

以下，对内燃机20和枢装在曲轴箱21上的皮带式自动变速机50的构造进行说明。

曲轴箱21是合体左右分割的曲轴箱21L、21R构成的，如图3所示，该曲轴箱21内的沿左右水平方向指向的曲轴25的右端上嵌装着AC发电机29外转子29a，箱壳28固定在右曲轴箱21R上地覆盖着其侧方，在该箱壳28上支承着AC发电机29的内定子29b。

活塞26、26分别在气缸体22的两根气缸套30内往复滑动，该活塞26、26通过连杆27、27与曲轴25的曲轴销连接。

在气缸盖23上设有动阀机构40，在凸轮链轮42、42和驱动链轮43、43之间架设着正时链44用于传递动力，上述凸轮链轮42、42嵌装在沿左右水平方向指向的上下两根凸轮轴41、41的右端上，上述驱动链轮43、43嵌装在曲轴25的从右曲轴箱21R突出的根部。

正时链44通过链室22a、23a，该链室22a、23a形成在气缸体22和气缸盖23的右侧。

凸轮轴41、41以规定的时间分别驱动吸气阀45和排气阀46。

皮带式自动变速机50枢装在这样的内燃机20的曲轴箱21上。

在封堵右曲轴箱21R的右开口并覆盖AC发电机27的箱壳26上具有与曲轴25同轴的开口部的，在该开口部中通过轴承54向右方突设着旋转轴55，在该突设部上嵌装着皮带式自动变速机50的右侧变速机51的基端部51a(参照图9)。

右变速机箱51具有从基端部51a沿右曲轴箱21R的后面绕入内侧的连接部51b。

在连接部51部的后面上下两处分别向后方突出着安装突部51c。在该安装突部51c的右侧接合面上接合着右叉构件53的前端的左侧结合面，通过由螺栓56安装上述两部位而将右叉构件53一体地连接在右侧变速机箱51上并向后方延伸。

一方曲轴25的左端穿过右曲轴箱21L而向左方突出着，在该突出部上设有具有离心变速机构的驱动皮带轮60。

在左曲轴箱21L的曲轴25所贯通的外侧面的曲轴25的周围固定着环状支承构件57，左侧变速机箱52的基端部52a通过轴承58自由摇动地枢支承在上述环状支承构件57上。

左侧变速机箱52具有连接部52b和进一步向后方延伸的左叉部52c，该连接部52b从基端部52a沿左驱轴箱21L的后面绕入内侧。

沿曲轴箱21的后面从右侧绕入的右侧变速机箱51的连接部51b和从左侧绕入的左侧变速机箱52的连接部52b相互抵接其连接结合面，通过旋装四根螺栓而使左右的变速机箱51、52连接，左叉部52c和右叉部53相对地结合为一体。

被结合的一方右侧变速机箱51以曲轴25为中心由轴承54自由摇动地支承着，另一方的左侧变速机箱25以曲轴25为中心由轴承58自由摇动地支承着，因此，相对的左叉部52c和右叉构件53一体地以曲轴54为中心上下自由摇动地被支承着。

左侧变速机箱52的左叉部52C的后部构成变速机室，从动轴64自由回转被支承着，在该从动轮64上通过离心离合器轴支承着从动皮带轮62。

在该从动皮带轮62和上述驱动皮带轮60之间架挂着V型皮带61，构成皮带式自动变速机构。在左叉部52c的后部变速机室内，构成着皮带式自动变速机。

在左叉部52c的后部的变速室内，构成着由齿轮群组成的减速机构，该减速机构从从动轴64通过中间轴65将驱动力传递给车轴66。

车轴66自由旋转地架设在左叉部52c和右叉构件53之间，在左叉部52c和右叉构件53之间，后轮15支承在车轴66上。

因此，支承皮带式变速机50的左右变速机箱51、52以曲轴25为中心上下自由摇动地枢支承着左叉构件部52C、右叉构件53及后轮15。

而且，在左侧变速机箱52的后端和车座导轨7的后端之间夹装着后缓冲部件67。

皮带罩68封盖收纳皮带式变速机50的左侧变速机箱52的左侧开口，从左侧覆盖皮带式变速机50。

本内燃机20在曲轴25的上下具有一对平衡轴71、72，嵌装在各平衡轴71、72上的平衡从动齿轮74、75同时与沿右曲轴箱的轴承部的内面嵌装在曲轴25上的驱动齿轮73啮合，两平衡轴71、72借助曲轴25的旋转而沿相反方向旋转。

在上侧平衡轴71的正上方，安装支座21a突设在曲轴箱21上，在支座21a的前方配设着起动电机78，集中地配设着起动电机78、支座21a、上侧平衡轴71(参照图4)。

在下侧平衡轴72的下方，泵驱动轴80平行地向斜前方架设着，在驱动链轮76和从动链轮81之间绕架着链82，该驱动链轮76嵌装在从下侧平衡轴72的右曲轴箱21R突出的右端上，上述从动链轮81嵌装在泵驱动轮81的右端上(参照图4、图5)。

因此，曲轴25的旋转通过平衡轴72使泵驱动轴80旋转。

在该泵驱动轴80的右曲轴箱21R和右端的从动链轮81之间设有油泵85，在从泵驱动轴80的左曲轴箱21L突出的部分上设有水泵86。

如图5所示，从水泵86的叶轮86a的中央左空间部向前方突出着吸入连接管87，从叶轮86a的侧方朝向上方突出着排出连接管88(参照图2)。

吸入连接管87与散热器连接，排出连接管88如图2所示地由软管与连接管91连接，该连接管91突出于设在气缸体22的左侧面上的冷却水入口90。

冷却水入口90由于设在与设有水泵86的曲轴箱21的左侧面相同的气缸体22的左侧面上，因此连接管91和排出连接管88处于相近的位置，从而可以用短的软管89连接两者。

气缸体22的构造如图6(在图3中沿VI-VI线切断的剖面图)所示地在两个圆筒结合了那样的形状的气缸内壁22外观周围上形成着水冷套22c。

是在气缸内壁22b上嵌装着气缸套30的干式水冷套。

夹装在该气缸体22的与气缸盖23的结合面上的垫片92如图7所示地在其右侧端具有凸轮链室用的矩形孔92a，在其左方的两个相当于气缸内径的部分上形成着圆孔92b、92b，其周围的相当于水冷套22c的部分几乎被堵塞，在右侧的圆孔92b和矩形孔92c之间形成着三个连通孔92c，并且在左侧圆孔92b的下侧(在图7中是上侧，但在实际安装时为下侧)形成着一个辅助连接孔92d。

在圆孔92b、92b的上侧(在图7中为下侧)穿设着排气孔92e、92e。

将夹着该垫片92结合的气缸盖23的构造表示在图8(在图3中沿VIII-VIII线切断的剖面图)中。

气缸盖23具有形成燃烧室凹部的顶壁23b，在除了嵌装着点火火花塞96圆筒部23d、吸气通路壁23e以及排气通路23f的顶壁23b的上方空间形成着水冷套23c。

在天井壁23b的周围的右侧部分与上述垫片92的连通孔92c对应地形成着三个连通孔23g，另外还与垫片92的辅助连通孔92d对应地形成着辅助连通孔23h，还与垫片92的排气孔92e对应地形成着排气孔23i。

在该水冷套23c的左上侧(在图8中为左下侧)的角部形成着冷却水出口93，在冷却水出口93上突设着连接散热器软管的连接管94。

冷却水出口93由于与冷却入口90同样地设在与设有水泵86的曲轴箱21的左侧相同的气缸盖23的左侧面上，因此，在内燃机20的左侧面上集中地配设着水泵86、冷却水入口90、冷却水出口93，水配管的设计容易。

整流壁95从水冷套23内的上侧中央部向左侧延伸到途中，在与气缸盖23的上侧外壁之间形成着朝向冷却水出口93去的流路。

以上那样的冷却水循环路径形成在气缸体22及气缸盖23上。

因此，从水泵86排出的冷却水通过软管89从气缸体22的左侧面的冷却水入口90进入气缸体22的水冷套22c，通过沿气缸内壁22的周围向右侧流动来冷却气缸整体(参照图6的箭头)，到达右侧的冷却水通过垫片92和气缸盖23的连通孔92c、23g而流入气缸盖23侧的水冷套23c。

流入气缸盖23侧的水冷套23c的右侧部分的冷却水因为气缸盖23处于大地前倾的姿势，并且由于一边向下方向(在图8中为上方向)受到重力一边向左方向流动，因此，水冷套23c的左侧上部(在图8中为左侧下部)变为不足。

但是，本气缸盖23，由于将冷却水出口93设在水冷套23c的左侧最高位置的角部，因此从右侧流入的冷却水在大致充满水冷套23c地流动后，从左侧上部的冷却水出口93流出，可以基本没有偏差地冷却形成气缸盖23的燃烧室的顶壁23b。

即便如此，由于水冷套23c左侧上部的靠近中央的部分有可能冷却水的流动不足，因此本气缸盖23通过设有整流壁95而在与气缸盖23的上部侧外壁之间导引冷却水，由此消除了该部分的水流不足。

由于在水冷套23左侧下部具备辅助连通孔23h而从气缸体22的水冷套22c流入直接压力不衰减的冷却水，因此使常常停留的水冷套23c的左下部的冷却水的流动变好，可以维持高的冷却效果。

借助以上那样的冷却水出口93的位置、整流壁95、辅助连通孔23h，可以没有偏倚地且不滞留地将冷却水流到水冷套的23的各个角落，可以高效地冷却气缸盖23的整体。

在垫片92和气缸盖23的天井壁23b的上方位置具有排气孔92e、23i，用于使气缸体22的水冷套22c内的气体排出。

另外，向左方向整流冷却水的流动的整流壁95可以提高气缸体23的左右方向的刚性。

接着，将气缸盖的变形例表示在图9中，本气缸盖100具有与上述气缸盖23几乎相同的构造，但是其冷却水出口101和整流壁102有所不同。

即，冷却水出口101从水冷套100a的左侧中央到上部(在图9中为下部)地开口并向上方(在图9中为下方)延伸。

因此，流过水冷套100a的左下部的冷却水不滞留地容易流到冷却水出口101。

另外，整流壁102形成为在水冷套100a的中央和右侧向曲轴方向即左右方向延伸的平板状。

因此，从右侧的连通路100b流入的冷却水向左方向流动，借助整流壁102可以尽量防止偏向下方地流动，而使其流遍整体，从而可以高效地冷却气缸盖100的整体。

在具有本气缸盖100那样的冷却水出口101的冷却水循环构造中，也可以没有整流壁102，在水冷套100a的左下部(在图9中为左上部)设有辅助连通路，也可以设有排出孔。

另外，将气缸盖的另一变形例表示在图10中。

本气缸盖110是使用于气缸不太前倾的内燃机的气缸盖，冷却水出口111设有水冷套110a的左侧中央部，也未设有整流壁。

由于气缸不前倾，从连通路111b流入的冷却水一边基本平均地扩散一边向左方向流动，高效地冷却气缸盖110整体并从冷却水出口111流出。

Claims (3)

1.一种内燃机的冷却水循环构造，包括：

一个冷却水入口和一个冷却水出口，其分别并列地形成在一台多气缸内燃机的气缸体的一个侧面上和气缸盖的一个侧面上，所述两个侧面位于该内燃机靠近一个水泵的相同侧面上；

一个气缸体侧水冷套和一个气缸盖侧水冷套，它们通过一个形成在与靠近所述水泵的所述侧面相对的侧面上的连通路相互连通，从而允许冷却水循环；和

一个辅助连通路，其位于与所述水泵相同侧，用于使所述气缸体侧水冷套与气缸盖侧水冷套之间连通，从而使通过所述气缸盖侧水冷套的冷却水均匀流动。

2.按照权利要求1所述的内燃机的冷却水循环构造，其特征在于，所述多气缸内燃机的沿曲轴方向设置的气缸很大程度地向前倾斜，所述冷却水出口设在位于所述气缸盖侧水冷套的最高位置处的一个角部上。

3.按照权利要求1或2所述的内燃机的冷却水循环构造，其特征在于，所述气缸体侧水冷套与所述气缸盖侧水冷套中的至少一个上设有一个流量控制壁，用于沿曲轴方向导引冷却水。

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