CN1208121A - 水冷式内燃机的冷却装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供的水冷式内燃机的冷却装置,可减少冷却水泵的安装和驱动用零部件数目和加工工作量,实现小型轻量化,降低成本。驱动内燃机的动阀机构的凸轮轴18,配设在气缸头5的上部,通过传动机构23由曲轴驱动旋转,冷却水泵安装在气缸头盖6上,由凸轮轴18驱动旋转,该气缸头盖6安装在气缸头5上。冷却水泵50的旋转轴53与凸轮轴18的连接部,配置在收容传动机构23的室62内。冷却水泵50的旋转轴53,通过磁连接部与凸轮轴18连接。

Description

水冷式内燃机的冷却装置

本发明涉及排气量较小的水冷式内燃机，例如搭载在机动两轮车等小型车辆上的水冷式内燃机的冷却装置，特别涉及对冷却水泵的安装构造进行改进了的水冷式内燃机的冷却装置。

现有技术中，在顶置凸轮轴式内燃机中，气缸头盖往气缸头上安装的安装面(气缸头盖的拼合面)，与凸轮轴拼合面在同一面上。因此，凸轮轴延长线与气缸头盖的拼合面重叠，所以，把冷却水泵配置在该凸轮轴延长线上，用该凸轮轴驱动该冷却水泵较为困难。

为此，在现在技术中，冷却水泵安装在除了气缸头盖之外的，例如曲轴箱、气缸头等上。因此，需要用于旋转驱动冷却水泵的专用轴。

也有把冷却水泵配置在凸轮轴延长线上并由凸轮轴驱动旋转的现有技术(例如日本实公昭64-7204号公报)。该技术中，在凸轮轴贯穿凸轮箱和箱盖的对接面部分的部位，夹设着另外的凸轮轴承部件，冷却水泵的泵箱体轴承筒部分安装在该凸轮轴承部件上，主要由凸轮箱支承。

该凸轮轴承部件虽然可谋求通用化，但是冷却水泵的安装和支承，不一定需要该部件。

而且，使用该凸轮轴承部件，该凸轮轴承部件贯穿凸轮箱和箱盖的部分、冷却水泵的箱体轴承筒部分嵌接在凸轮轴承部件上的部位这两处上必须要用液封机构等，增加了零部件数目。

本发明是鉴于上述问题而产生出的，权利要求1记载的本发明的水冷式内燃机的冷却装置，其特征在于，驱动内燃机的动阀机构的凸轮轴配设在气缸头的上部，通过传动机构由曲轴驱动旋转，冷却水泵安装在气缸头盖上，由凸轮轴驱动旋转，上述气缸头盖安装在气缸头上。

权利要求1记载的发明，由于冷却水泵由凸轮轴驱动旋转，所以，不需要用于使冷却水泵驱动旋转的专用轴。另外，冷却水泵安装在气缸头盖上，所以，除了它们之间使用的密封部件和螺栓等通常的密封部件、连接部件外，不需要特别的安装用部件。这样，可以减少用于冷却水泵的安装和驱动的零部件数目和加工工作量。

权利要求2记载的水冷式内燃机的冷却装置，其特征在于，在权利要求1记载的发明的基础上，冷却水泵的旋转轴与凸轮轴的连接部，配置在传动机构室内。这样，可以有效地利用收容传动机构的室(传动机构室)，配置冷却水泵的旋转轴与凸轮轴的连接部，上述传动机构将凸轮轴和冷却水泵与曲轴连动地连接。

权利要求3记载的水冷式内燃机的冷却装置，其特征在于，在权利要求1或2记载的发明的基础上，冷却水泵的旋转轴通过磁连接器与凸轮轴连接。这样，因为不需要冷却水泵的旋转轴的机械密封，所以可得到高水准的水密性。另外，可由此缩短冷却水泵的旋转轴，使结构简化，所以，可实现水冷式内燃机的冷却装置的小型轻量化，降低成本。另外，具有采用磁连接式泵所具有的效果。

权利要求4记载的水冷式内燃机的冷却装置，其特征在于，在权利要求3记载的发明中的基础上，磁连接器的隔壁由树脂材料形成，并由气缸头盖和泵盖夹入地安装。这样，因为隔壁由树脂材料形成，所以可实现水冷式内燃机的冷却装置的轻量化和降低成本，同时，由于隔壁由气缸头盖和泵盖夹入地安装，所以可防止该隔壁的变形。

权利要求5记载的水冷式内燃机的冷却装置，其特征在于，在权利要求1至4中任一项记载的发明的基础上，气缸头盖往气缸头上安装的安装面低于凸轮轴的位置，凸轮轴线贯通气缸头盖的侧壁；气缸头盖的冷却水泵安装面，形成在凸轮轴线贯通气缸头盖侧壁部分的外面侧。这样，气缸头盖往气缸头上安装的安装面(气缸头盖的拼合面)低于凸轮轴位置，用凸轮轴线贯通气缸头盖侧壁这样比较简单的方法，可以在气缸头盖上容易形成冷却水泵的安装面。

图1是本申请权利要求1至5记载的发明的一实施例(实施例1)中的水冷式内燃机的冷却装置所适用的水冷式内燃机的概略立体图。

图2是图1的右侧面图。

图3是沿图2中III-III线剖切的横断平面图。

图4是图3的局部放大图。

图5是图2的V向视图，是局部剖切的正面图。

图6是图1的局部剖切的左侧面图。

图7是本申请权利要求1、权利要求2和权利要求5记载的发明的另一实施例(实施例2)中的水冷式内燃机冷却装置的横断平面图，是与图4同样的图。

下面，先参照图1至图6，说明本申请权利要求1至权利要求5记载的发明的一实施例(实施例1)。

图1是本实施例1的水冷式内燃机冷却装置所适用的水冷式内燃机的概略立体图，顶置凸轮轴式4冲程循环(通称四循环)单气缸水冷式内燃机1，搭载在图未示小型机动两轮车的车身上，位于前后车轮中间。

水冷式内燃机1，由左右分开的曲轴箱2、3、气缸体4、气缸头5、气缸头盖6构成。气缸体4重叠在曲轴箱2、3的前端，气缸体4的气缸孔7的中心轴线略水平地朝向前方。气缸头5和气缸头盖6依次重叠在气缸体4的前方，这些曲轴箱2、3、气缸体4、气缸头5和气缸头盖6相互结合成一体。

气缸头盖6往气缸头5上安装的安装面(气缸头盖6的拼合面)65，如图3和图4所示，低于后述凸轮轴18的安装位置上形成的另一个安装面(拼合面)66，由配置在该安装面65上的沿整个周方向的若干个螺栓67，将气缸头盖6与气缸头5结合成一体。

这样，凸轮轴18的轴线贯通气缸头盖6的侧壁，气缸头盖6的图示左方侧壁的该贯通部上，形成后述冷却水泵50的安装用孔68，该左方的侧壁外面69，作为冷却水泵50和安装面。

如图3和图4所示，活塞8可滑动地嵌装在气缸孔7内，曲轴9可旋转地枢轴支承在左右曲轴箱2、3上，连杆12的两端通过活塞销10和曲轴销11可旋转地枢轴支承在活塞8和曲轴9上，当活塞8往复运动时，曲轴9被驱动旋转。

在气缸头5上，分别形成与气缸孔7顶部的燃烧室13连通的吸气口14和排气口15，在该吸气口14和排气口15，分别设有开闭自如的吸气阀16和排气阀17。

吸气口14形成在气缸头5上，其位置在气缸头盖6借助于安装面65安装在气缸头5上的位置更内方侧。在气缸头盖6借助于安装面66液密地安装在气缸头5上的位置，与形成在气缸头盖6上的吸气通路14a连通。该连通部分，形成在凸轮轴18的图示右方端侧。

在气缸头5的上部，与吸气阀16和排气阀17的顶端邻接地配置着凸轮轴18，该凸轮轴18通过轴承19由气缸头5和凸轮轴保持座20挟住并可旋转地枢轴支承着，在该凸轮轴18的左端扩径部18a上一体地嵌接着从动链轮21，在与曲轴9成一体的驱动链轮22和从动链轮21上，张设着环形链(传动机构)23。凸轮轴18以曲轴9的一半的旋转速度被驱动旋转，上述吸气阀16和排气阀17，每当曲轴9转2圈，分别开闭一次。

如图2、图5和图6所示，冷却水冷式内燃机1的冷却装置的散热部即散热器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槽31、32(图5中左右相反)、朝向车身前后方向并沿铅直面平行配设的多个平板状散热片33、沿着车宽水平方向贯通冷却水槽31、32的相向内壁和散热片33的断面圆形的冷却水导管34(上下方向3排，前后方向2排或3排)构成，在该冷却水槽31、32的底面31a(图6所示，冷却水槽32的底面图未示)，形成冷却水出入开口35，连接套筒38朝下方突出地嵌接在该冷却水出入开口35。

散热器30由螺栓47牢固地安装在气缸体4上，该螺栓47贯穿与冷却水槽31、32的底部成一体的法兰36、37并螺纹接合在散热器支承托架40、41上。盖39可脱卸地嵌接在冷却水槽31的顶部。

如图3所示，在气缸体4上，朝左右两侧方突设着散热器支承托架40、41，设在该散热器支承托架40、41上的冷却水通路42、43之中，右侧的冷却水通路43与包围燃烧室13外周的圆筒状冷却水套44连通，在气缸头5上，也设有与冷却水套44的开口端吻合的冷却水套45，这些冷却水套44、45从气缸体4、气缸头5的对接面朝着里面形成断面变细的形状。

左侧的冷却水通路42中，连接套筒38的下端嵌接在其上方开口部，通过该连接套筒38与冷却水槽31相连。

如图3和图4所示，凸轮轴18的左端扩径部18a的中心部，形成从端面切除的凹部18b，在该凹部18b的内周面，沿周方向等间隔地配设着若干个永久磁铁24。

被凸轮轴18驱动旋转的冷却水泵50，由隔壁(泵壳)51、泵盖52和叶轮54构成。在该隔壁51的转子收容部51a内，叶轮54通过旋转轴53可旋转地枢轴支承在隔壁51和泵盖52上。在该叶轮54的轴部54a的外周面，嵌接着圆筒状永久磁铁55，该圆筒状永久磁铁55具有通过隔壁51的转子收容部51a与凸轮轴18的永久磁铁24相对的极数。由这些永久磁铁55、24形成磁连接器，冷却水泵50的叶轮54与凸轮轴18磁性结合，与该凸轮轴18的旋转对应地，叶轮54被驱动旋转。

冷却水泵50的隔壁(磁连接器的隔壁)51用PPS等树脂材料形成，转子收容部51a的基端大直径部嵌合在形成于气缸头盖6左方侧壁上的泵安装用孔68内，由该气缸头盖6的左方侧壁和泵盖52夹入地安装着。

冷却水泵50的吸入部56如图6所示，通过连通管46与左方散热器支承托架40的冷却水通路42的下方开口42a连通，如图3和图4所示，冷却水泵50的排出部57与泵盖52的排出通路58(由隔壁51闭塞而形成)连通，连通管61的两端水密地嵌接在隔壁51的连通路59和连通路60上，连通路59与排出通路58连通，连通路60与气缸头5的冷却水套45连通。散热器30的左方冷却水槽31内的冷却水，通过左方散热器支承托架40的冷却水通路42、连通管46和吸入部56，被吸入冷却水泵50内，被冷却水泵50的叶轮54加压后的冷却水，从排出部57通过排出通路58、连通路59、连通管61和连通路60，排出到冷却水套45、冷却水套44。

上述连通管61，露出于连通路60的端面的面积大于接触连通路59端面的台阶部的面积，所以，被在这些通路中流动的发动机冷却水的压力向左方推压(图3和图4)，紧密地与连通路59的端面和外周面接触或嵌合，防止其脱出。

本实施例1中，该连通管61在连通路59侧嵌入孔63内，该孔63形成在包围后述传动机构室62的气缸头5外周壁上，这样，被水密地支承着。

如图3和图4所示，在连通管61的外周，可旋转地嵌装着与环形链23啮合的空转链轮(空转皮带轮)25在比空转链轮25靠近曲轴9的位置，空转链轮27通过销26枢接在气缸体4上，如图6所示，在曲轴9的附近，枢接着将环形链23上下夹住的空转链轮28、29。

如图6所示，连通管61配置在收容环形链23的传动机构室62内，并且配置在该环形链23的行走路线包围的区域中，所以，嵌装在该连通管61外周的空转链轮25也配置在同一区域中，因此，空转链轮25从环形链23的行走路线内侧与该环形链23啮合。

上述构造的本实施例1，具有以下的作用效果。

水冷式内燃机1在运转状态时，与水冷式内燃机1的运转对应地旋转的凸轮轴18相磁性结合的冷却水泵50的叶轮54被驱动旋转，被散热器30冷却了的左侧冷却水槽31内的冷却水，从冷却水出入开口35通过连接套筒38、散热器支承托架40的冷却水通路42、连通管46，被吸入冷却水泵50的吸入部56，被冷却水泵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和连通路60，排出到冷却水套45、44，该冷却水套45、44内的冷却水，从右侧散热器支承托架41的冷却水通路43送入右侧的冷却水槽32内，通过冷却水导管34后，返回左侧冷却水槽31内，冷却水在冷却水系统内循环。

当图未示的小型机动两轮车行驶时，从前方向后方的行驶风通过散热器30的散热片33之间，被流经冷却水导管34内的加热了的冷却水加热了的散热片33，被该行驶风散热，该散热片33的散热，使冷却水导管34内的冷却水冷却。

冷却水泵50由凸轮轴18驱动旋转，所以，不需要将冷却水泵驱动旋转的专用轴。另外，冷却水泵50安装在气缸头盖6上，所以，除了在它们之间使用密封部件、螺栓等通常的密封部件、连接部件之外，不需要特别的安装用部件。因此，可大幅度减少冷却水泵50的安装和驱动用的零部件数目和加工工作量。

冷却水泵50的旋转轴53和凸轮轴18的连接部(磁连接部)配置在收容环形链23的室(传动机构)62内，该环形链23将冷却水泵50和凸轮轴18与曲轴9连动连接，所以，可有效地利用空间。

冷却水泵50是磁连接式冷却水泵，所以，旋转轴53不需要机械密封，可得到高水准的水密性。另外，这样，旋转轴53缩短，构造简单化，所以，能使水冷式内燃机1的冷却装置小型轻量化和低成本化。另外，具有采用磁连接式泵所具有的效果。

隔壁51由树脂材料形成，所以，能实现水冷式内燃机1的冷却装置的轻量化和低成本化，同时，该隔壁51被气缸头盖6和泵盖52挟入地安装，所以，可防止其变形，可保持形状。

气缸头盖6往气缸头5上安装的安装面(气缸头盖的拼合面)65，低于凸轮轴18的安装位置，凸轮轴18的轴线贯通气缸头盖6的侧壁，通过变更这些气缸头盖6和气缸头5的铸造加工尺寸，可以比较简单地在气缸头盖6的侧壁上形成冷却水泵50的安装面69。

下面，说明图7所示本申请权利要求1、权利要求2和权利要求5记载的发明的另一实施例(实施例2)。

本实施例2中，不使用实施例1中的磁连接式冷却水泵50，而是使用通常型式的冷却水泵70。

收容冷却水泵70的泵壳71的轴承74的筒部分的基端大径部，嵌合在泵安装用孔68内，该泵壳71被气缸头盖6的左方侧壁和泵盖72夹入地安装着。该泵壳71是金属制。

泵旋转轴73，在贯通上述轴承74轴承部的部分，一体地形成从动链轮21，凸轮轴18的端部与该从动链轮21连接成一体。

上述点是与实施例1不同之处，其它与实施例1相同，其说明从略。

上述构造的本实施例2，使用容易得到的通常型式的冷却水泵70，可容易制造水冷式内燃机1的冷却装置。

另外，除了因采用磁连接式冷却水泵50所具有的效果外，其余效果与实施例1相同。

Claims (5)

1.水冷式内燃机的冷却装置，其特征在于，驱动内燃机的动阀机构的凸轮轴，配设在气缸头的上部，通过传动机构由曲轴驱动旋转，冷却水泵安装在气缸头盖上，由凸轮轴驱动旋转，上述气缸头盖安装在气缸头上。

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，冷却水泵的旋转轴与凸轮轴的连接部，配置在传动机构室内。

3.如权利要求1或2所述的水冷式内燃机的冷却装置，其特征在于，冷却水泵的旋转轴通过磁连接器与凸轮轴连接。

4.如权利要求3所述的水冷式内燃机的冷却装置，其特征在于，磁连接器的隔壁由树脂材料形成，并由气缸头盖和泵盖夹入地安装着。

5.如权利要求1至4中任一项所述的水冷式内燃机的冷却装置，其特征在于，气缸头盖往气缸头上安装的安装面低于凸轮轴位置，凸轮轴线贯通气缸头盖的侧壁，气缸头盖的冷却水泵安装面，形成在凸轮轴线贯通气缸头盖侧壁部分的外面侧。

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