JP2009243450A - Engine heat dissipating structure - Google Patents
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本発明は、エンジンの散熱構造に関するものであって、特に、エンジン燃焼室付近のシリンダヘッドとシリンダ本体の散熱片厚さを増加した散熱構造に関するものである。 The present invention relates to a heat dissipating structure of an engine, and more particularly to a heat dissipating structure in which the thickness of a heat dissipating piece between a cylinder head and a cylinder body near the engine combustion chamber is increased.
一般車両の作動、例えば、バイク、車両は、外界から導入された新鮮な空気と燃油を混合し、エンジンで燃焼させて動力を生成し、ピストンの往復運動により、クランクにより変速機構を帯動して伝動させる。 The operation of a general vehicle, for example, a motorcycle or a vehicle, mixes fresh air and fuel introduced from the outside world and burns it with an engine to generate power, and the reciprocating motion of the piston drives the transmission mechanism with the crank. To transmit.
車両エンジン運転時に生成される高温は、散熱方式が異なり、空冷エンジンと水冷式エンジンの二種がある。一般の空冷エンジンは、図1、図2で示されるように、主に、エンジン動力システム、及び、エンジン動力システムの冷却風カバーにより構成される。エンジン動力システム1は、クランク11、クランク11と連結するクランク軸12、クランク11上のシリンダ本体13、シリンダ本体13中のピストン14、シリンダ本体13上のシリンダヘッド15、冷却風カバーは、エンジン動力システム1周縁のシリンダ13とシリンダヘッド15上に蓋設される導風カバー16により構成される。導風カバー16の低い箇所に冷却風入口161を形成し、導風カバー16の一側は冷却風出口162を形成する。また、クランク軸12の出力端は直接冷却ファン17を駆動し、且つ、冷却ファン17は導風カバー16の冷却風入口161に対応する。クランク軸12が冷却ファン17を帯動して運転させる時、冷却風は入口161から進入し、導風カバー16とシリンダ本体13、シリンダヘッド15間の冷却風通路を通過し、冷却風はシリンダ本体13とシリンダヘッド15上の散熱片131、151上の熱量を奪い、シリンダ13とシリンダヘッド15の冷却目的を達成し、エンジン動力システム1が正常な温度で運転できるようにし、最後に、冷却風出口162から排出する。
There are two types of high-temperature generated during vehicle engine operation: an air-cooled engine and a water-cooled engine. As shown in FIGS. 1 and 2, a general air-cooled engine mainly includes an engine power system and a cooling wind cover of the engine power system. The engine power system 1 includes a
図2で示されるように、シリンダ本体13、及び、シリンダヘッド15は散熱面積を増加させるため、シリンダ本体13、及び、シリンダヘッド15上に複数の間隔を隔てて排列された散熱片131、151を設置する。オイルが燃焼室19に進入した後、スパークプラグ18が点火爆発し、膨張した気体圧力が推力を生成してピストン14が上下往復運動する。ピストン14が下降する時、吸気弁が開放され、混合オイルを燃焼室19内に導引して燃焼させ、燃焼後の廃気は排気弁により速やかに排出されると共に、排気ポート153から排気管(図示しない)に排出される。車両が進行する時、冷却風はシリンダ本体13、及び、シリンダヘッド15の周りを流動し、散熱片131、151上の熱量(高温の熱気)を奪い、導風カバー16の出口から排出する。
As shown in FIG. 2, the
公知のシリンダヘッド15、及び、シリンダ本体周縁に設置された散熱片151、131により散熱するので、燃焼室19はエンジン中、温度が最高の場所であり、よって、通常、燃焼室19付近のシリンダヘッド15、或いは、シリンダ本体13の散熱片151、131の長さが長く、燃焼室から遠い散熱片151、131は長さが短くなり、エンジン散熱の目的を達成する。しかし、燃焼室の温度は最高であり、シリンダヘッド15とシリンダ本体13の接合面位置の温度も同様に最高であり、公知の散熱片151、131の厚さは均一なので、シリンダヘッド15、及び、シリンダ本体13の温度差が過大で、散熱が不均一になり、一旦、温度差が過大になると、以下のような欠点を生じる。
Since the heat is dissipated by the known
シリンダ本体13、及び、シリンダヘッド15の熱変形率が高く、図3のように、熱変形率曲線Lから分かるように、燃焼室19の温度が相当高く、シリンダヘッド15、及び、シリンダ本体13の燃焼室19に近い熱変形率は、燃焼室19より遠い熱変形率より高く、ここでの熱変形は、素子の変形、或いは、摩損を生じ、ピストン14作動の真円度が悪くなり、シリンダ本体13との間の適合も悪く、シリンダ壁を摩損し、エンジンの寿命が短くなる。また、ピストン14とピストン環がシリンダ本体13内で運動すると、シリンダ本体13の熱変形の不均一により、密封不良になり、油性が悪くなって、シリンダ本体13内のオイルを消耗する。ブローバイガスが増加し、オイルが燃焼により揮発して、車両から黒煙を排出し、環境汚染になる。
The
本発明の目的は、エンジンの散熱構造を提供し、上述の問題を改善することにある。 It is an object of the present invention to provide an engine heat dissipation structure and to remedy the above problems.
本発明のエンジンの散熱構造は、主に、エンジンのシリンダヘッドとシリンダ本体周縁に、間隔を隔てて排列された複数の散熱片を設置し、シリンダヘッドとシリンダ本体の散熱片の厚さは異なり、燃焼室に近い散熱片は厚く、燃焼室から遠い散熱片は薄く、これにより、エンジンの燃焼室付近の熱変形率を減少させて、エンジンのシリンダヘッドとシリンダ本体の散熱不均一の問題を解決する。 The heat dissipating structure of the engine of the present invention is mainly provided with a plurality of heat dissipating pieces arranged at intervals on the periphery of the cylinder head and cylinder body of the engine, and the thicknesses of the heat dissipating pieces of the cylinder head and cylinder body are different. The heat dissipating piece near the combustion chamber is thick and the heat dissipating piece far from the combustion chamber is thin, which reduces the thermal deformation rate near the combustion chamber of the engine and causes the problem of non-uniform heat distribution between the engine cylinder head and cylinder body. Resolve.
本発明の散熱片の厚さは、燃焼室に近い散熱片は厚く、燃焼室から遠い散熱片は薄いので、エンジンの燃焼室付近の熱変形率を減少させて、エンジンのシリンダヘッドとシリンダ本体の散熱不均一の問題を解決することができる。 The thickness of the heat dissipating piece of the present invention is such that the heat dissipating piece close to the combustion chamber is thick and the heat dissipating piece far from the combustion chamber is thin, so that the thermal deformation rate near the combustion chamber of the engine is reduced, and the cylinder head and cylinder body of the engine The problem of uneven heat dissipation can be solved.
本発明のエンジン散熱構造は、主に、エンジン動力システム、及び、エンジン動力システムを経る冷却風カバーからなり、この部分は公知技術と同様なので説明を省略する。 The engine heat dissipation structure of the present invention is mainly composed of an engine power system and a cooling wind cover that passes through the engine power system.
図4で示されるように、本発明のシリンダヘッド2の周縁は複数の散熱片21を設置する。シリンダヘッド2内に燃焼室22を有し、散熱片21は平行に、シリンダヘッド2の外周縁に設置される。シリンダ本体3の周縁は複数の散熱片31を設置し、シリンダ本体3内はピストン32を設置する。シリンダヘッド2、及び、シリンダ本体3の散熱片21,31は不等の厚さで、散熱片21、31は燃焼室22に近い散熱片21A、31Aの厚さが、燃焼室22から遠い散熱片21B、31Bの厚さより厚く、且つ、散熱片21、31の厚さは徐々に変化する。
As shown in FIG. 4, a plurality of
次に図5を参照すると、本発明の実施時、シリンダヘッド2、及び、シリンダ本体3の散熱片21、31は、燃焼室22に近い散熱片21A、31Aの総数の半分以上が、燃焼室22から遠い散熱片21B、31Bの厚さより厚い。散熱片21A、31Aの厚さを増加することにより、散熱片21A、31Aの散熱表面積を増加し、シリンダヘッド2、及び、シリンダ本体3の燃焼室22に近い位置が均一な散熱を得られるようになり、シリンダヘッド2とシリンダ本体3全体の散熱効果が増加する。
Next, referring to FIG. 5, when the present invention is implemented, the
図6を参照すると、本発明の実施時、シリンダヘッド2、及び、シリンダ本体3の燃焼室22に近い散熱片21A、31Aの前三片、或いは、前三片中のいづれか一片の散熱片21A,31Aの厚さは、燃焼室22から遠い散熱片21B、31Bの厚さより遠く、これにより、シリンダヘッド2、及び、シリンダ本体3が均一な散熱を得ることができる。
Referring to FIG. 6, when the present invention is carried out, the front three pieces of the
本発明の効果は、シリンダヘッド2とシリンダ本体3の燃焼室22に近い散熱片21A、31Aが、燃焼室22より遠い散熱片21B,31Bの厚さより厚いことにより、散熱片21A、31Aの散熱表面積、及び、熱当量が増加し、シリンダヘッド2とシリンダ本体3の熱変形率が小さくなり、図7で示されるように、熱変形曲線L1から分かるように、シリンダヘッド2とシリンダ本体3の燃焼室22に近い散熱片21A、31Aの厚さが厚いので、シリンダヘッド2とシリンダ本体3の燃焼室22に近い熱変形率は大きな変化がなく、シリンダヘッド2とシリンダ本体3の熱変形の生成を回避し、素子の変形、摩損を防止して、エンジンの寿命を延長する。燃焼室22が生成する熱量は、散熱片21A、31Aにより散熱されて、燃焼室22に近い温度も迅速に冷却され、シリンダヘッド2とシリンダ本体3の温度が均一になり、熱変形不均一によるシリンダとピストン環の密合不良を防止し、シリンダ本体3内のオイルの消耗を減少させ、オイルの燃焼揮発を防止し、車両の黒煙排出を防止して、環境を汚染せず、ブローバイガスを増加させない。
The effect of the present invention is that the
また、図8のように、本発明の実施時、エンジンは、シリンダヘッド2上で、スパークプラグ23周辺に沿って、冷却風チャネル24を設置し、冷却風チャネル24により、一部の冷却風を冷却風チャネル24内に進入され、冷却風チャネル24は冷却風出口241を設置し、且つ、シリンダヘッド2上に複数の固定孔25を設置し、固定孔25は螺固素子により穿設して、シリンダヘッド2をシリンダ本体3上に鎖固する。冷却風出口241の固定孔25は、冷却風出口241のもう一側に偏移し、これにより、冷却風出口241を増大し、冷却風が冷却風チャネル24を通過する時、迅速にシリンダヘッド2の熱量を奪い、シリンダヘッド2が効果的に温度降下する。
Further, as shown in FIG. 8, when the present invention is implemented, the engine installs a
図9〜図11で示されるように、本発明の実施時、エンジンのシリンダヘッド2、及び、シリンダ本体3に導風カバー4を設置し、導風カバー4上に冷却風出口42を有し、シリンダヘッド2の吸気ポート26側を被覆するカバー片4aは、吸気管(図示しない)が穿過する吸気穿孔43を開設し、シリンダヘッド2の排気ポート27を被覆するカバー片4bは、排気管(図示しない)を穿通する排気穿孔44を開設する。導風カバー4がシリンダヘッド2の排気ポート27側のカバー片4bを被覆すると共に、排気穿項4と冷却風入口41の間を介し、傾斜面を有する導風機構5を凸設する。導風機構5の傾斜面は、冷却風入口41から排気穿孔44に傾斜し、及び、冷却風出口42の反対側の側カバー面45上に、傾斜面を有する第二導風機構6を凸設し、第二導風機構6の断面は三角形、或いは、孤形である。第二導風機構6の傾斜面は、冷却風入口41から後ろに傾斜し、第二導風機構6は導風機構5に隣接し、これにより、第二導風機構6と導風機構5は隣側が対応する状態の設置である。
As shown in FIGS. 9 to 11, when the present invention is implemented, the
クランク軸33が冷却ファン34を運転させる時、外界の冷却風がファンカバー46の冷却風入口41から導風カバー4内に進入し、導風カバー4とシリンダ本体3、シリンダヘッド2の間の散熱片31、21を通過し、一部の外界の冷却風が導風機構5に導引され、直接、シリンダヘッド2の排気ポート27に吹きかけられ、エンジンの最高温度の燃焼室22横の排気ポート27の温度を効果的に低下させる。第二導風機構6により、冷却風を直接シリンダヘッド2の冷却風チャネル24内に導入して、エンジンの最高温度のシリンダヘッド2が好ましい散熱効果を得る。エンジンは熱平衡効果により、エンジン全体の温度が効果的に低下し、その他の外界の冷却風は、同時に、シリンダ本体3とシリンダヘッド2上の散熱片31、21上の熱量を奪い、シリンダ本体3とシリンダヘッド2の目的を達成する。
When the
1 エンジン動力システム
11 クランク
12 クランク軸
13 シリンダ本体
131、151 散熱片
14 ピストン
15 シリンダヘッド
16 導風カバー
161 冷却風入口
162 冷却風出口
17 冷却ファン
18 スパークプラグ
19 燃焼室
2 シリンダヘッド
3 シリンダ本体
4 カバー片
5 導風機構
6 第二導風機構
21、31 散熱片
22 燃焼室
24 冷却風チャネル
25 固定孔
26 吸気ポート
27 排気ポート
241 冷却風出口
31 散熱片
32 ピストン
43 吸気穿孔
44 排気穿孔
45 側カバー面
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