CN1211674A - 水冷式发动机的冷却装置 - Google Patents

Abstract

水冷套及水泵的构造简单化的水冷式发动机的冷却装置,其构造为:泵安装凹部41及水冷套45由压铸成形的向左右的脱模形成在呈约长方体的本体1的相对的一对左右侧面上,右侧面的水冷套45用吸气口罩2覆盖,左侧面的泵安装凹部41兼作水冷套的一部分,水泵40的泵壳体43嵌合在泵安装凹部41中并成为盖,叶片46夹着形成在泵壳体中央部的水通路43面临着水冷套45。水泵40的驱动部突出到链室32内并由凸轮链35驱动,用凸轮链罩3固定。

Description

水冷式发动机的冷却装置

本发明涉及一种具备汽缸部的水冷式发动机，该汽缸部不使用型芯地成形水冷套。

一般的水冷式发动机通过铸造分体地构成汽缸部件、汽缸盖及汽缸盖罩，然后将它们分别叠合组装在一起。这种情况下，汽缸盖由重力铸造法铸造，其水冷套一般由型芯成形。另外，汽缸部件的成形也采用压铸成形，此时的水冷套一般用沿汽缸轴向脱模的方式来形成。

在以铸造的方式制造上述一般的水冷式发动机用的汽缸及汽缸盖时，因为水冷套的形成采用型芯，所以，工序数量、人员数量多。并且，因为该型芯是一次性的，所以浪费大。另外，由压铸方法以汽缸轴向脱模的方式形成水冷套时，因为必须将水冷套的模具做成水冷套大小的薄长形状，需要考虑冷即效率的问题。而且，薄长的水冷套部分也易产生流动性，难以获得产品的精度。

作为解除关于上述的压铸中的长薄水冷套形成部的模具构造问题的技术，在实公平5-17377号中揭示了通过在汽缸的周围整体上安装向侧方开放、并且自外侧方分体的罩体，从而形成了封闭的油冷套的发动机。

关于水泵的配设，在特开平4-269324号公报中揭示了如下的一种构造，将水泵安装在汽缸侧面，该汽缸面临于用凸轮链罩覆盖的链室，与凸轮链的回转面同一平面地配设水泵的链轮。在实开昭62-141621号中揭示了这样的构造，其构造为：将水泵嵌合到安装部内，该安装部设在面临链室的汽缸侧部，将其周围用螺栓紧固到汽缸侧面上，实开平2-35925号中揭示了这样一种构造，其构造是：将水泵从外方安装在链室的汽缸盖侧方位置上，用凸轮链驱动设在其泵轴上的链轮，并且用汽缸盖侧面支承泵轴的朝向发动机的端部。

即使是上述实公平5-17377号所述的形成向侧方开放的油冷套的情况下，不仅必须分别用分体的罩体覆盖水(油)冷套，而且必须再设有分体的水泵。并且，若这样地在汽缸的周围整体上形成水冷套，仅此就使得模具构造复杂化、而且后期加工也多。

在安装用凸轮链驱动的水泵的情况下，上述各公知例都必须用管道等在水泵和水冷套之间配设管路，由此造成了配管构造复杂化。

本发明的目的是提供一种通过零件多功能化来实现构造的简单化及零件数量、组装工时减少、并且有利于成形、且配管构造也简单化的冷却装置。

为了解决上述问题，本申请的涉及水冷式发动机的冷却装置的第1发明的冷却装置具有：可滑动地收容发动机的活塞的汽缸、包围该汽缸周围的水冷套、用于使冷却水强制循环向所述水冷套内的水泵，其特征在于上述水冷套对着汽缸的侧面开口，该水泵的叶片面面对该开口部内，并且，用该水泵的泵壳体覆盖着水冷套的开口部。

第2发明是在第1发明的基础上，其特征是，安装着上述叶片的泵轴的支承部设在开口部内的汽缸外周壁面上。

第3发明是在上述第1发明的基础上，其特征是上述水冷套是由向与汽缸轴线垂直的方向夹汽缸、并相互对置的一对模具成形的。

第4发明是在上述第3发明的基础上，其特征在于，上述一对模具的拔模方向与发动机的凸轮轴的轴向一致。

第5发明是在上述第1发明的基础上，其特征在于，向水冷套直接开口并连通的水通路形成在泵壳体上。

第6发明是在上述第5发明的基础上，其特征是，上述水通路的导向部设在水冷套的罩体上，该水冷套的罩覆盖水冷套中的与设置水泵的场所不同的部分。

第7发明是在上述第1发明的基础上，其特征在于，水冷套由左右的脱模成形，该水冷套的一部分面对收容凸轮链的链室开口，并且水泵配置在凸轮链和汽缸之间，所述凸轮链配设在汽缸侧方，所述水泵朝向上述开口部地被收容着、其叶片面对着水冷套。

第8发明是在上述第7发明的基础上，其特征在于，上述水通路的导向部设在水泵的泵壳体上。

根据第1发明，水冷套朝向汽缸侧方开口，水泵的叶片面对该开口内，而且，用该水泵的泵壳体覆盖水冷套的开口部，因此，水泵可以作为水冷套用的罩体使用，由此，可以谋求由于零件的多功能化而带来的构造的简单化及零件数量、组装工时数的减少和装置的紧凑化。并且，不需用管道等在水泵和水冷套之间配置管路。

根据第2发明，因为安装着上述叶片的泵轴的支承部设在开口部内的汽缸外周壁面上，所以，可在水冷套内支承泵轴，容易地将叶片面向水冷套地进行配置。

根据第3发明，因为水冷套是由沿与汽缸轴线垂直的方向夹汽缸、并互相对置的一对模具成形的，所以，可以通过从汽缸侧方脱模成形水冷套，因为弃用了用过去的铸造方法制造水冷套时所需的型芯，所以，可以减少工序数量和人员数，而且不需考虑采用压铸时的水冷套部分的模具的冷却效率，可以谋求水冷套的精度的提高，也可以提高形状的自由度。

根据第4发明，因为上述一对模具的拔模方向与发动机的凸轮轴的轴向一致，所以模具的分型构造变为简单，在成形水冷套的同时，也可以成形凸轮室。

根据第5发明，因为向水冷套直接开口并连通的水通路形成在泵壳体上，所以，可简单地形成朝向水泵的水通路。

根据第6发明，因为上述水通路的导向部设在水冷套的罩体上，该罩体覆盖着水冷套中的与设置着水泵的不同的部分，所以，利用该导向部可以将水冷套内的冷却水顺利地导向到水泵的水通路。

根据第7发明，因为由左右脱模成形的水冷套的一部分面对链室开口、并且将朝向这开口部被收容的水泵配置在凸轮链罩和汽缸之间，上述链室收容配设在汽缸侧方的凸轮链。

根据第8发明，因为上述水通路的导向部设在水泵的泵壳体上，所以，利用该导向部可以顺利地将水冷套内的冷却水顺利地导向到水泵的水通路。

图1是本实施例的发动机的整体剖视图。

图2是取掉吸气口罩的右侧面的图。

图3是表示取掉凸轮链罩的左侧面的图。

图4是图1的4-4线剖视图。

图5是图1的5-5线剖视图。

图6是本体部的剖视图。

图7是表示吸气口罩的接合面侧的图。

图8是表示凸轮链罩的接合面侧的图。

图9是表示本体部的铸造模具的剖视图。

图10是表示水冷套的成形方法的模具的剖视图。

首先，根据图1～图8来说明该发动机的概略构造。该发动机是通过将吸气口罩2和凸轮链罩3安装在形成在本体1的长度方向上的基本上平行地相对的二个侧面上面而组装起来的，并且被安装在曲轴箱(图中省略)上。所述本体1呈约长方体形、并通过将铝合金等适宜的金属由压铸成形等的铸造方法进行成形的。

本体1是将汽缸部5和汽缸盖部8一体地铸造而成形的，该汽缸部5收容着活塞4、该活塞4通过连杆4a与曲柄轴(图中省略)连接着，上述汽缸盖部8具有旋转自如地收容凸轮轴6的凸轮室7。

另外，在本中请中，将覆盖盖部8中的凸轮室7的部分称作盖罩部9，另外，为了方便将本体1上的安装吸气口罩2用的面称为右侧面10，将本体1上的安装凸轮链罩3的面称为左侧面11，将本体1上的右侧面10和左侧面11所夹着的两相对面中的安装后述的散热器的面称为前面12，将该其中的另一面称做背面13(图5)。将盖罩部9的顶部外表面称作顶面14，将向曲轴箱上安装的面称为底面15(图1)。

汽缸16从底面15到本体1的长度方向约中间部地形成在汽缸部5上，燃烧室17与吸气口18及排气口19连通，该燃烧室17形成在作为该汽缸16的最深部的盖部8侧，各口的燃烧室17侧的开口部用吸气气门20和排气气门21进行开闭，各气门轴线C1、C2相对于汽缸轴线C成规定的气门夹角。符号20a及21a为杆套。

吸气口18与形成在吸气口罩2上的吸气通路22连通，该吸气通路22倾斜地在吸气口18的延长线上向外方延伸，并通过进气管23与汽化器(图示省略)连接。排气口19向着与吸气口18成约直角方向弯曲地延伸着、并在背面13处与排气管24相接。图2、图3中的符号29为点火火花塞。各气门的驱动为直动式，它通过设在各自的轴端部上的气门提升器25、26由凸轮27、28直接驱动，形成着该凸轮27、28的凸轮轴6贯通右侧面10和左侧面11之间，并且在形成为锥体形状的凸轮室7的两开口端部中由轴承30、31支承着。凸轮27、28的各滑动面与各自的气门提升器25、26的滑动面相对应地形成为倾斜面。另外，供油部6a形成在凸轮轴6的一端部和吸气口罩2之间。

凸轮轴6的另一端部向链室32内突出，该链室32形成在凸轮链罩3和左侧面11之间，凸轮链轮33用螺栓34安装在凸轮轴6的突出端部上，该凸轮链轮33通过凸轮链35与驱动链轮绕连着，该驱动凸轮设在图中未示的曲轴上。

盖罩部9中的各气门轴线C1、C2的延长线上形成着凸轮观测孔36、37，该凸轮观测孔36、37与各自的气门轴线C1、C2同轴、并且大致与各气门提升器25、26同径。分别开闭凸轮室7用的盖38、39用螺纹固定着、并借助密封垫进行密封。

在本体1的燃烧室17的近旁处，水泵40被收容在圆形的泵安装凹部41中，该泵安装凹部41形成在面向本体1的凸轮链罩3的侧壁部上。通过将凸缘42的外周借助O形密封圈44液体密封地进行嵌合，泵安装凹部41的中间是密封的。

泵壳体43覆盖着水冷套45，该水冷套45的局部向着泵安装凹部41开口。叶轮46配设在泵壳体43的中央部位、并与泵轴47一体地旋转自由地被支承着，将冷却水从水通路43a取入到泵壳体43的中心部，该水通路43a直接朝向水冷套45开着口。

泵轴47的一端旋转自由地支承在毂48中，该毂48突出形成在汽缸16的外周壁面上。泵轴47的另一端侧越过凸轮链35突出于链室32内，在其周围设有磁环49，通过用与凸缘42为一体的树脂制的罩的一部分覆盖在其周围、从而形成为圆形的小径部50。该小径部50的突出端部嵌合支承在形成在凸轮链罩3上的圆形的嵌合凹部51上。

如图3所示，小径部50的中心与凸缘42的中心不同，小径部50与同心的嵌合凹部51的中心与凸缘42和同心的泵安装凹部41的中心也不同。在将小径部50嵌合到嵌合凹部51的状态下将凸缘42嵌合到泵安装凹部41上，通过将凸轮链罩3用螺栓等安装在左侧面11上，水泵40被固定在泵安装凹部41上。

如图5所示，磁环52被一体化在内周侧的水泵用链轮53设在小径部50的外周部，并由凸轮链35驱动着。水泵用链轮53的毂外周通过轴承54旋转自由地收容在圆形的水泵收容部55内，该水泵收容部55形成在凸轮链罩3上。

当磁环52与水泵用链轮53一体地旋转时，小径部50内的磁环49被磁性地结合、并一体地进行旋转，由此，通过与磁环49一体的泵轴47、叶轮46被旋转，水泵40成为驱动状态。

本体部1的前面12上分别横排列地突出形成着水出口56和水入口57，水出口56形成在凸轮链罩3的近旁、并与设在泵壳体43上的排出路58连通，排出路58与略圆弧状通路59连接着，该圆弧状通路59与泵壳体43内部的叶轮46周围相通。水入口57位于吸气口罩2的近旁，并与水冷套45连通。

这些水出口56及水入口57上分别直接嵌合连接着散热器60的回水口61和输水口62，回水口61通过回水通路63连接在上水箱64上，该回水通路63沿排出路58的延长方向直线地延伸在散热器60内。

如图6所示，气门提升器孔84、85和小径的杆套孔86、87形成在本体1的盖部8上，所述气门提升器孔84、85用于收容各气门提升器25、26，所述杆套孔86、87从气门提升器孔84、85的顶端连续地延伸到吸气口18和排气口19。各孔沿着气门轴线C1或C2延伸，各气门轴线C1或C2的延长线与凸轮轴6的轴线(凸轮室的中心轴线)交叉并延伸，凸轮观测孔36、37形成在上述C1、C2的延长线上的盖罩部9上。

如图7所示，在安装在本体部1的右侧面10上的吸气口罩2的接合面侧上形成有矩形的冷却水密封圈65、椭圆形的吸气密封圈66和约P字形的油部密封圈67，通过将吸气口罩2覆盖在本体部1的右侧面10上，在右侧面10和吸气口罩2之间使水、混合气及油分离、并进行了密封。

图7中的符号67是与通向主纵间润滑沟的油路67a(图5)相连通的凹部，68是向形成在凸轮轴6的轴端上的送油部6a(图1、图4)供油的油通路，图4中的符号69是点火火花塞29的安装用凸台。

图9表示成形图1所示的本体1用的模具构造，它由成形本体1的右侧面10的右模70、成形左侧面11的左模71、成形汽缸16部分的汽缸模72，成形顶面14侧的上模73构成。如图10所示，前面模92和背面模97分别用于成形前面12和背面13。

在右模70上形成着突部74、突部75、突部76等。该突部74相当于凸轮轴的一端轴承部，突部75用于成形相当于吸气口18的一部分的下孔18a，突部76相当于吸气口罩2侧的水冷套45。

在左模71上形成着突部77、销79、突部80。该突部77铸穿形成凸轮室7、并呈前端细的锥体状，销79用于形成通气孔78，突部80相当于泵安装凹部41。在该突部80的中央部位形成着相当于毂部48的成形部81。

在汽缸模72上形成着突部82、突部83。该突部82相当于形成吸气通路18的一部分的下孔18b，突部83相当于排气口19的一部分的下孔19a。在上模73上形成着用于同时铸穿形成凸轮观测孔36、37的突部97、98。

闭合这些模具压铸成形后，打开各模具时，本体1以在其各面上形成了各种的凹部和空间的状态下被取出。特别是，由向左打开的左模71成形本体部1的左侧面11，同时由沿同一方向与凸轮轴6的轴线平行地拉拔的突部77铸出了凸轮室7，而且也同时地铸造形成了泵安装凹部41和水冷套45的左侧部分。

而后，仅仅进行各下孔(18a、18、19a)等钻孔及孔部内周面的整形、提升器84、85及气门杆套孔86、87的钻孔及观测孔36、37的螺纹加工等的机械加工就可以完成本体1，该本体1中的汽缸部5、盖部8及一直覆盖到凸轮室7的上方的盖罩部9三者形成为一体。

图10表示成形水冷套45部分的模具构造，右模70的突部76和左模71的突部80具有半圆弧状的成形面90、91，以便分别在汽缸模72的周围具有汽缸16的壁厚程度的间隙、并围成环状。在前面模92上设有用于铸出出水口56和入水口57的铸造销93、94及形成中间的凹部95的突部96。符号97为背面模。

如图5所示，各成形面90、91形成了在包围汽缸16的汽缸部5的4角上嵌合导向部101、102、103和104的空间。这些导向部101、102、103及104都是圆弧状曲面的导向面，并且大致与汽缸16的外周平行地对置着。从泵壳体43突出地形成着导向部101及102，导向部103、104形成在吸气口罩2的水冷套45侧。泵壳体43的面对水冷套45的面中的导向部101及102之间形成水通路43a。另外导向部103和104之间也由连续的曲形形成着，形成吸气口罩2的水冷套45侧的面形成了一个整体的导向面105。但是，在该导向面105中的入水口57近旁部分中部分地形成了泄水面106，该泄水面106用于形成使从散热器60向水冷套45的冷却水流入变容易地扩大空间。空气泠却风扇107一体地形成在吸气口罩2的外表面侧。

接着，对本实施例的作用进行说明。

水冷套45向汽缸部5侧面的泵安装凹部41开口，水泵40嵌合在泵安装凹部41上，用泵壳体43覆盖水冷套45的开口部，因此，能使水泵40的泵壳体43具有作为覆盖水冷套45的罩体的功能。所以，可以实现由于零件的多功能化而带来的构造的简单化以及零件数量及组装工时数的降低和装置的紧凑化。

另外，因为，将水泵40的凸缘42做成为圆形，将其外周部通过用O型密封圈密封而液体密封地嵌合在泵安装凹部41的周壁部，所以，水泵40与泵安装凹部41之间的密封构造变简单。

又因为将泵安装凹部41面对于链室32，将水泵40配置在凸轮链罩3和汽缸16之间，所以，为了向链室32开口而用脱模成形水冷套45时，起着作为该水冷套45的盖的功能，并且成为适合于用凸轮链35驱动水泵40的形式的配置。

而且，通过将凸轮链罩3安装在左侧面11上，可以将水泵40固定在汽缸部5的泵安装凹部41上，所以，固定构造变简单，并且，不需要水泵40紧固用的专用螺栓，不需表面压力管理。

因为小径部50的中心与凸缘42的中心不同，嵌合它们的嵌合凹部51与泵安装凹部41的各中心也不同，所以，在小径部50嵌合到嵌合凹部51的状态下将凸缘42嵌合到泵安装凹部41上时，水泵40可以定位地安装在泵安装凹部41上，所以，安装水泵时的定位工作简单化。

另外，因为通过设在泵壳体43上的水通路43a将叶片46直接面临水冷套45地配设着，所以，不需要在水泵40和水冷套45之间用管路等配设管路，从而可以削减零件数量，使冷却水路紧凑化。

因为将泵轴47的安装部48设在面对水通路43a的汽缸部5的外周壁面上，所以，可以在水冷套45内支承泵轴47，可以容易地将叶片46面临水冷套45地进行配置。

因为将水通路43a的导向部和导向部(101～105)，设在泵壳体43和吸气口罩2上，所以，可以利用这些导向部和导向面将水冷套45内的冷却水顺利地导引到水泵40的水通路43a而难以滞留在途中。而且，因为空冷风扇107一体地形成于面临于水冷套45的吸气口罩2的外表面侧，所以，可以提高冷却效率。上述导向部及导向面是由呈约圆弧状、且平行于汽缸16的外周的曲面构成。

用沿与汽缸轴线垂直的方向夹汽缸部5而相互相对配置的一对模具、即右模70和左模71以向汽缸部5的侧方开口的方式从左右方向形成水冷套45，因此，弃用了用过去的铸造方法铸制水冷套45时所需的型芯，不需要制做型芯、清砂等的大量的工时，从而可以减少工序数量和人员数量。而且，也不需要过多考虑采用压模成形的场合中的水冷套部分的模具的冷却效率问题，可以谋求水冷套45的精度的提高。也可以提高形状的自由度。

因为由沿轴线方向脱模右模70和左模71来进行水冷套45的成形，所以，模具的分型构造变为简单，在成形水冷套45的同时，凸轮室7也被铸造成形。

在形成水冷套45的同时，可以用模具压铸形成汽缸部5、盖部8及覆盖到凸轮室7的上方的盖罩部三者为一体的本体1，并且，作为铸造后的本体1的后加工仅需少量的机械加工就可完成，所以，可以提高本体1的生产效率。而且，因为模具所产生的成形面比较美观且致密，所以可以不需要机械精加工处理的部位变多，有利于制造。

本申请的发明不限于上述各实施例，它可以作种种的变形，例如，不一定非采用铝压铸成形的铸造方法，可以采用使用砂模等其它的公知的铸造方法。

Claims (8)

1．一种水冷式发动机的冷却装置，它具有：可滑动地收容发动机的活塞的汽缸、包围所述汽缸的周围的水冷套、向所述水冷套内强制循环冷却水的水泵，其特征在于，上述水冷套对着汽缸的侧面开口，水泵的叶片面对着该开口部内，并且用该水泵的泵壳体覆盖着水冷套的开口部。

2．如权利要求1所述的水冷式发动机的冷却装置，其特征在于，安装着上述叶片的泵轴的支承部设在上述开口部内的汽缸外周壁面上。

3．如权利要求1所述的水冷式发动机的冷却装置，其特征在于，上述水冷套由一对模具成形，该一对模具沿与汽缸轴线垂直的方向夹汽缸、并相互相对配置着。

4．如权利要求3所述的水冷式发动机的冷却装置，其特征在于，上述一对模具的拔模方向与发动机的凸轮轴的轴向一致。

5．如权利要求1所述的水冷式发动机的冷却装置，其特征在于，在上述泵壳体上形成有向水冷套直接开口、并连通的水通路。

6．如权利要求5所述的水冷式发动机的冷却装置，其特征在于，上述水通路的导向部设在水冷套的罩体上，该水冷套的罩体覆盖水冷套中的与设置着水泵的场所不同的部分。

7．如权利要求1所述的水冷式发动机的冷却装置，其特征在于，水冷套由左右的脱模成形，该水冷套的一部分面对链室开口，并且水泵配置在凸轮链罩和汽缸之间，所述链室收容配设在汽缸侧方的凸轮链，所述水泵朝向上述开口部被收容着并且其叶片面对水冷套。

8．如权利要求7所述的水冷式发动机的冷却装置，其特征是，上述水通路的导向部设在水泵的泵壳体上。

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