KR100927889B1

KR100927889B1 - 공랭식 엔진

Info

Publication number: KR100927889B1
Application number: KR1020087001768A
Authority: KR
Inventors: 요시카즈 사토; 소우헤이 혼다
Original assignee: 혼다 기켄 고교 가부시키가이샤
Priority date: 2005-06-23
Filing date: 2006-06-16
Publication date: 2009-11-23
Also published as: BRPI0611893A2; WO2006137499A1; AR054500A1; CA2612270A1; US7966987B2; ES2449068T3; CN100535422C; AU2006260173A1; JP4327771B2; EP1896715A1; MY145302A; CA2612270C; JP2007002727A; AU2006260173B2; TWI354059B; US20090199793A1; KR20080021802A; CN101233310A; TW200712314A; PE20070303A1

Abstract

냉각 공기에 의해 냉각되는 공랭식 엔진(10)이 제공된다. 이 공랭식 엔진(10)은 실린더 블록(33), 실린더(26)의 일 단부를 폐쇄하는 실린더 헤드(28)를 포함한다. 이 실린더 헤드(28)는 실린더 블록(33)상에 중첩되어 복수의 볼트(91)에 의해 이 실린더 블록(33)에 고정되는 베이스부(81), 및 이 베이스부(81) 상에 일체로 형성된 밸브 수납실(83)을 포함한다. 볼트(91)들 전체는 밸브 수납실(83) 외부의 위치들에서 베이스부(81)의 외주 부근에 배치된다.

공랭식 엔진

Description

공랭식 엔진{AIR-COOLED ENGINE}

본 발명은 실린더 블록에 실린더 헤드를 볼트로 체결한 공랭식 엔진에 관한 것이다.

일부 공랭식 엔진들에 있어서, 실린더 헤드에는 흡기 밸브 및 배기 밸브를 수용하는 밸브실이 제공되고, 이 실린더 헤드를 실린더 블록 상에 중첩시켜 볼트로 체결한다. 이러한 타입의 공랭식 엔진이 일본 실용신안출원 제2-32849호에 개시되어 있다.

상기 일본 실용신안출원 제2-32849호에 개시된 공랭식 엔진은, 밸브실과 냉각 공기 덕트(duct)가 제공된 실린더 헤드가 실린더 블록 상에 중첩되어 볼트로 고정된 다목적 엔진이다. 실린더 헤드는 밸브실[밸브 수납실(compartment)] 내부에 배치된 3 개의 탑재(mounting) 구멍 및 밸브실 외부에 배치된 2 개의 탑재 구멍을 포함한다. 이러한 5 개의 탑재 구멍을 관통하는 볼트들은 실린더 블록에 나사 고정되어 실린더 헤드가 실린더 블록에 부착될 수 있다.

상기 밸브실의 내부에는 윤활유가 공급된다. 따라서, 밸브실 내부에 볼트의 탑재 구멍을 통하여 윤활유가 누출되는 것을 방지하기 위하여 충분한 주의가 요청되어야 한다. 예를 들어, 오일 누출은 실린더 헤드와 실린더 블록 사이에 배치되 는 복잡한 형상을 가지는 개스킷(밀봉 부재)에 의해 방지될 수 있다.

밸브실 내부에 제공되는 볼트의 온도와 밸브실 외부에 제공되는 볼트의 온도 사이에 큰 차이가 존재한다. 따라서, 내부 볼트와 외부 볼트의 균일한 열 변형(strain)을 유지하기 위하여 주위가 요청되어야 한다. 또한, 3 개의 볼트를 수용하기 위하여 밸브실 내부에 공간이 필요하므로, 이에 따라 밸브실은 확장되어야 한다. 따라서, 공랭식 엔진의 크기를 감소시키는 것이 제한된다. 실린더 헤드는 상기 엔진의 연소실의 일부를 구성하고 있음이 명백하다. 밸브실은 실린더 헤드 내의 연소실의 일부를 커버하도록 제공된다. 따라서, 밸브실이 크다면, 연소실의 일부는 밸브실에 의해 커버되어, 이 밸브실은 그 능력에 있어서 연소실의 부근에 도달하려는 냉각 공기를 지체시킨다.

이점을 고려하여, 밸브실로 부터의 오일 누출을 방지하고, 실린더 헤드를 고정시키는 볼트들의 열 변형을 균일하게 하고, 엔진의 크기를 감소시키며 냉각 공기를 연소실의 부근으로 안내할 수 있는 기술이 요청된다.

본 발명은 냉각 공기를 이용하여 냉각되는 공랭식 엔진을 제공하며, 이 공랭식 엔진은, 왕복 이동하는 피스톤을 가지는 실린더가 제공되는 실린더 블록, 상기 피스톤과 연결되는 크랭크샤프트를 수용 및 지지하는 크랭크 케이스, 및 상기 실린더의 일 단부를 폐쇄하는 실린더 헤드를 포함하며, 상기 실린더 헤드는, 상기 실린더 블록 상에 중첩되어 복수의 볼트에 의해 상기 실린더 블록에 고정되는 베이스부, 및 상기 베이스부 상에 일체적으로 형성되는 밸브 수납실을 포함하며, 상기 밸브 수납실은 흡기 밸브, 배기 밸브 및 상기 흡기 밸브 및 배기 밸브를 동작시키는 캠샤프트를 수용하며, 상기 볼트들 전체는 상기 밸브 수납실 외부의 위치들에서 상기 베이스부의 외주 부근에 배치된다.

따라서, 밸브 수납실의 내부 즉, 밸브실에 공급되는 윤활유는, 실린더 블록 위의 실린더 헤드를 볼트 고정시키는 탑재 구멍들을 통과하지 않고, 윤활유는 실린더 헤드와 실린더 블록 사이에서 누출(예를 들어, 새어 나옴)되지 않는다. 따라서, 오일이 밸브실로부터 누출되는 것을 방지하기 위하여, 실린더 헤드와 실린더 블록 사이에 복잡한 형상을 가진 개스킷(밀봉 부재)을 배치하는 것과 같은 오일 밀봉 수단을 사용할 필요가 없게 된다. 그러므로, 공랭식 엔진은 간단한 구조를 가질 수 있다.

또한, 볼트들 전체가 밸브 수납실 외부의 위치들에 배치되므로, 볼트들이 사용되는 상태(온도 등)는 실질적으로 동일하게 유지될 수 있다. 볼트들의 열 변형을 균일하게 할 수 있으므로, 균일하고 적절한 열 변형이, 실린더 또는 연소실에서 유지될 수 있다. 또한, 볼트들의 열 변형이 균일하기 때문에, 볼트들의 내구성은, 충분히 증가될 수 있다.

볼트들이 밸브 수납실 외부에 배치되기 때문에, 밸브실 내부에 볼트들을 배치할 필요가 없다. 밸브실의 크기는, 밸브실 내부에 볼트들을 배치하기 위한 공간을 제공할 필요가 없기 때문에 감소될 수 있고, 이에 의해 공랭식 엔진은 크기가 감소될 수 있다.

또한, 밸브 수납실을 작게 함으로써 연소실의 부근의 영역이 노출되는 실린더 헤드의 일부의 표면 영역 즉, 방사 표면 영역을 증가시킬 수 있다. 또한, 밸브 수납실이 작아지므로, 밸브 수납실의 외부 표면으로부터 연소실까지의 거리가 감소될 수 있다. 따라서, 냉각 공기는 연소실의 부근으로 안내될 수 있다. 그 결과,연소실을 둘러싸는 실린더 헤드의 영역은 더욱 적절히 냉각될 수 있고, 냉각 효율이 개선될 수 있다.

공랭식 엔진은 크랭크샤프트로부터 캠샤프트로 구동력을 전달하는 동력 전달 기구, 및 상기 동력 전달 기구를 수용하는 전달 기구 수납실을 더 포함하는 것이 바람직하며, 여기서 상기 전달 기구 수납실의 적어도 일부는, 상기 밸브 수납실로부터 분리되도록 상기 실린더 헤드 내에 형성된다. 따라서, 적절한 공간은 냉각 공기를 밸브 수납실과 전달 기구 수납실 사이를 통과시킬 수 있도록 제공될 수 있다. 실린더 헤드의 냉각 효과는 이러한 공간을 통하여 냉각 공기를 통과시킴으로써 더욱 개선된다.

또한, 밸브 수납실 및 전달 기구 수납실을 캠샤프트가 통과되는 연결 부재에 의해 일체적으로 형성하며, 연결 부재는 냉각 공기를 흐르게 하기 위하여 이 연결 부재에 형성되는 헤드 냉각 덕트를 가지는 것이 바람직하다. 이러한 방식으로, 헤드 냉각 덕트는 연소실 부근의 실린더 헤드 내에 형성될 수 있다. 이 연소실을 둘러싸는 실린더 헤드의 영역은 더욱 적절히 냉각될 수 있으며, 냉각 효과는 냉각 공기를 헤드 냉각 덕트로 안내함으로써 더욱 개선될 수 있다.

또한, 실린더 블록은 냉각 공기를 흐르게 하기 위하여 실린더 주위에 형성되는 실린더 냉각 덕트들을 가지며, 이 실린더 냉각 덕트는 헤드 냉각 덕트와 연결되는 것이 바람직하다. 따라서, 냉각 공기는 헤드 냉각 덕트 및 실린더 냉각 덕트를 통하여 안내되므로, 냉각 공기는 실린더 헤드 및 실린더 블록의 연소실 부근에 안내되어, 냉각이 더욱 효과적으로 된다.

또한, 볼트들의 일부는 밸브 수납실과 전달 기구 수납실 사이에 위치되는 것이 바람직하다. 따라서, 볼트들의 일부는 다른 볼트들과 동일한 방식으로 밸브 수납실 부근에 배치될 수 있다. 그 결과, 볼트들의 서비스 온도는 더욱 더 균일하게 될 수 있다. 이에 의해, 볼트들 전체의 열 변형은 더욱 균일하게 될 수 있다.

본 발명의 임의의 바람직한 실시형태들을 첨부 도면들을 참조하여 단지 일례로서 아래에 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 공랭식 엔진의 외형도(external view)이다.

도 2는 도 1에 도시된 공랭식 엔진의 분해 사시도이다.

도 3은 도 1에 도시된 공랭식 엔진의 단면도이다.

도 4는 도 3의 라인 4-4에 따른 단면도이다.

도 5는 도 2에 도시된 공랭식 엔진의 실린더 헤드를 둘러싸는 영역의 분해 사시도이다.

도 6은 도 2의 화살선 6 에 따른 도면이다.

도 7은 도 2에 도시된 공랭식 엔진 내의 냉각 덕트를 설명하는 다이어그램이다.

도 8은 도 3의 라인 8-8 에 따른 단면도이다.

도 9는 도 3의 라인 9-9 에 따른 단면도이다.

도 10은 도 5의 화살표 10 에 따른 도면이다.

도 11a 및 도 11b는 냉각 공기가 도 2 에 도시된 공랭식 엔진의 냉각 덕트들을 통하여 안내되는 방식을 기술하기 위한 다이어그램이다.

도 12a 및 도 12b는 냉각 공기가 도 3 및 도 8 에 도시된 냉각 덕트를 통하여 흐르는 방식을 설명하기 위한 다이어그램이다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 공랭식 엔진(10)은 경사진(tilted) 실린더를 가진 OHC(오버헤드-캠) 타입의 단기통 엔진이다. 이 엔진은 냉각팬(13), 상기 냉각팬(13)을 커버하는 팬 커버(15), 리코일 스타터(18), 상기 리코일 스타터(18)를 커버하는 스타터 커버(20), 연료 탱크(22), 에어 클리너(23), 및 머플러(24)를 포함한다.

도 2에 도시된 바와 같이, 냉각 팬(13) 및 리코일 스타터(18)는 크랭크샤프트(12)(도 3 참조)와 연결되어 있다. 팬 커버(15)는 리코일 스타터(18)가 통과하는 개구부(16)를 가진다.

도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 공랭식 엔진(10)은 크랭크샤프트(12), 케이싱(25), 실린더(26) 및 실린더 헤드(28)를 포함한다.

이 케이싱(25)은 크랭크 케이스(31), 이 크랭크 케이스(31)의 개구부(31a)를 폐쇄하는 케이스 커버(32) 및 이 크랭크 케이스(31)의 측면(도 2 의 좌측 단부)에 일체적으로 형성된 실린더 블록(33)으로 구성된다.

이 크랭크 케이스(31)는 크랭크샤프트(12)를 회전가능하게 수용한다. 크랭크 케이스(31)의 개구부(31a)는 크랭크 케이스(31) 위의 케이스 커버(32)를 볼트로 고정함으로써 케이스 커버(32)로 커버될 수 있다. 실린더 블록(33)과 실린더 블록(33) 내에 수용되는 실린더(26)(도 3 참조)는 도 2 에서 도시된 바와 같이 크랭크 케이스(31)의 측부로부터 위쪽으로 경사진다.

크랭크 케이스(31)는 도 2 에 도시된 바와 같이 하나의 측부(31b)에 3 개의 보스(boss)(35)(2개만 도시됨) 및 3 개의 보스(35)로부터 분리된 위치에 배치된 하나의 보스(41)를 포함한다. 3 개의 보스(35)는 나사 구멍(35a)에 나사결합된 스터드 볼트(36)의 나사부(36a)를 가진다. 그에 따라, 3 개의 스터드 볼트(36)들은 크랭크 케이스(31)의 일 측부(31b)에 설치된다. 또한, 스터드 볼트(36)들은 말단(distal)부들에서 나사부(36b)들을 가진다.

팬 커버(15)와 스타터 커버(20)의 부착 절차는 아래와 같다.

먼저, 3 개의 나사부(36b)를 팬 커버(15)의 3 개의 탑재(mounting) 구멍(38)들에 삽입한다. 동시에, 팬 커버(15)의 탑재 구멍(39)의 위치를 보스(41)의 나사 구멍(41a)과 매치시킨다.

다음으로, 3 개의 나사부(36b)를 스타터 커버(20)의 3 개의 탑재 구멍(43)(2 개만 도시됨)을 통하여 삽입한다. 동시에, 팬 커버(15)의 볼트(44)는 스타터 커버(20)의 탑재 구멍(45)으로 삽입된다.

다음으로, 3 개의 나사부(36b)와 볼트(44) 위에 너트(46)들이 나사고정된다.

또한, 볼트(48)는 팬 커버(15)의 탑재 구멍(39)을 통하여 삽입되고, 나사 부(48a)는 보스(41)의 나사 구멍(41a)으로 나사고정된다.

따라서, 팬 커버(15)는 크랭크 케이스(31)의 일 측면(31b)에 부착될 수 있으며, 스타터 커버(20)는 팬 커버(15)에 부착될 수 있다.

도 2 에 도시된 바와 같이, 리코일 스타터(18)는 크랭크샤프트(12)(도 3 참조)와 연결된 풀리(51) 및 이 풀리(51)의 주위에 감겨진 스타터 로프(52)를 포함한다. 스타터 로프(52)는 말단(distal)부에서 그립(53)을 가진다. 도 2 는 그립(53)을 도시하며, 이 그립은 간략화를 위하여 스타터 로프(52)로부터 분리되어 스타터 커버(20)의 측면에 위치되는 상태로서 도시된다.

도 2 에 도시된 바와 같이, 공랭식 엔진(10)은 실린더 헤드(28) 및 실린더 블록(33)의 상부를 커버하는 가이드 커버(21)를 포함한다. 이 가이드 커버(21)는 냉각 팬(13)으로부터 실린더 블록(33)의 상부(33b)를 따라 냉각 공기 Wi를 안내하는 기능을 수행한다. 이 가이드 커버는 실린더 헤드(28)와 실린더 블록(33) 위에 볼트고정된다.

다음으로, 공랭식 엔진(100)의 단면 구조를 설명한다.

도 3 에 도시된 바와 같이, 피스톤(61)은 실린더(26) 내에서 왕복이동 가능하게 수용되며, 커넥팅 로드(62)를 통하여 크랭크샤프트(12)와 연결된다.

도 3 및 도 4 에 도시된 바와 같이, 실린더 헤드(28)는 실린더 블록(33)의 말단부 표면 즉, 헤드(33d) 상에 중첩되며, 이 헤드에 나사고정된다. 실린더 헤드(28)는 실린더(26)의 일 단부를 폐쇄하는 부재이다. 연소실(58)은 헤드(33d)에 대향하는 영역에 형성되며, 밸브실(65)은 연소실(58)과 반대되는 측에 이 연소 실(58)에 인접하여 형성된다. 밸브실(65)은 흡기 밸브(66), 배기 밸브(67) 및 캠 샤프트(68)를 수용한다.

캠샤프트(68)는 동력 전달 기구(70)를 통하여 크랭크샤프트(12)와 연결된다. 동력 전달 기구(70)는 크랭크샤프트(12)로부터 캠샤프트(68)까지 구동력을 전달하며, 실린더(26) 및 연소실(58)을 따라 배치되어 있다. 동력 전달 기구(70)는 크랭크샤프트(12)상에 탑재되는 구동 풀리(71), 캠샤프트(68)상에 탑재되는 종동 풀리(72) 및 구동 풀리(71)와 종동 풀리(72)에 감겨진 벨트(73)로 구성된다.

크랭크샤프트(12)의 회전에 따라, 구동 풀리(71), 벨트(73), 종동 풀리(72), 캠샤프트(68) 및 한 쌍의 캠(77, 77)이 회전한다. 그 결과, 흡기 밸브(66)와 배기 밸브(67)는 연소실(58)과 대향하는 흡기구 및 배기구를 개폐하도록 동작한다. 흡기 밸브(66)와 배기 밸브(67)는 크랭크샤프트(12)의 회전 타이밍과 동기하여 개폐될 수 있다.

도 3 에 도시된 바와 같이, 동력 전달 기구(70)는 전달 기구 수납실(74)내에 수용된다. 전달 기구 수납실(74)은 벨트 삽입 슬롯(75, 76), 풀리 수납실(85) 및 풀리 커버(86)로 구성된다. 벨트 삽입 슬롯(75)은 실린더 블록(33)의 다른 측부(33c) 상에 형성된다. 벨트 삽입 슬롯(76)은 실린더 헤드(28)의 다른 측부(28b)에 형성된다. 벨트(73)는 벨트 삽입 슬롯(75, 76)을 통과한다.

도 5 및 도 6 에 도시된 바와 같이, 실린더 헤드(28)는 베이스부(81), 밸브 수납실(83), 풀리 수납실(85) 및 연결 부재(89)로 구성되는 일체적으로 주조된 물품이다.

베이스부(81)는 실린더 블록(33)의 단부 면(33f)(플랜지 면(33f))상에 중첩되는 평평한 원반모양의 부재이며, 흡기구(93)와 배기구(94)(또한 도 4를 참조)를 가진다.

밸브 수납실(83)은 실린더 블록과 반대되는 측의 베이스부(81)의 면(81a)에 위치된다. 밸브 수납실(83)의 말단 개구면(83a)은 헤드 커버(84)에 의해 폐쇄된다. 이 헤드 커버(84)는 밸브 수납실(83) 위에 나사고정된다. 밸브 수납실(83)의 외부 형상은, 이 밸브 수납실(83)를 헤드 커버(84)의 측면으로부터 볼 때 실질적으로 직사각형이다.

밸브실(65)(도 4 참조)은 헤드 커버(84)에 의해 폐쇄되는 밸브 수납실(83)내에 내부 공간을 구성한다. 상술한 바와 같이, 흡기 밸브(66), 배기 밸브(67) 및 캠샤프트(68)는 밸브 수납실(83) 내부의 밸브실(65) 내에 수용될 수 있다. 밸브 수납실(83)은 내부적으로 배치된 밸브실(65)을 가지므로, 밸브실(65)의 외부 형상보다 한 사이즈가 더 크다.

풀리 수납실(85)은 종동 풀리(72)(도 3 참조)를 수용하는 부재이며, 이 풀리 수납실의 개구 단부는 풀리 커버(86)에 의해 폐쇄된다. 보다 상세하게는, 풀리 수납실(85)은 도 6 에 도시된 바와 같이 실린더 헤드(28)의 다른 측면(28b)을 향하여 밸브 수납실(83)[즉, 밸브실(65)]로부터 특정 거리 Sp 에 배치된다.

따라서, 전달 기구 수납실의 적어도 일부분 즉, 풀리 수납실(85)은 실린더 헤드(28)에서 밸브 수납실(83)로부터 특정 갭(87)을 두고 형성된다. 그 결과, 특정 치수 Sp를 가지는 공간(87)[갭(87)]은, 도 3, 도 5 및 도 6 에 도시된 바와 같이, 밸브 수납실(83)과 풀리 수납실(85) 사이에 유지될 수 있다. 이 공간(87)을 제공함으로써 밸브 수납실(83)과 풀리 수납실(85)를 캠샤프트(68)가 통과하는 연결 부재(89)에 의해 일체로 형성할 수 있다.

연결 부재(89)는 밸브 수납실(83)와 풀리 수납실(85) 사이에 형성되는 헤드 냉각 덕트(104)를 가진다. 헤드 냉각 덕트(104)는 냉각 공기가 흐르는 덕트로서 기능한다.

도 5 및 도 6 에 도시된 바와 같이, 베이스부(81)는 실린더 블록(33)과 반대되는 측의 면(81a)에 복수의 보스(88)를 가진다. 이러한 복수의(예를 들어, 4 개) 보스(88)는 밸브 수납실(83)을 둘러싸는 4 개의 코너(83b)에 배치된다. 보스(88)들은 복수의 탑재 구멍(88a)을 가지므로 베이스부(81)가 탑재된다. 탑재 구멍(88a)들의 위치는 실린더 블록(33)의 플랜지 면(33f)에 형성된 나사 구멍(49)들의 위치와 일치한다.

실린더 헤드(28)를 실린더 블록(33)에 고정시키는 절차는 아래와 같다.

먼저, 도 4 및 도 5 에 도시된 바와 같이, 개스킷(92)[밀봉 부재(92)]은 실린더 블록(33)의 플랜지 면(33f)에 설정되며, 베이스부(81)가 개스킷 위에 중첩된다.

다음으로, 복수의 헤드 볼트(91)[이하에는 간략하게 "볼트(91)"로서 지칭됨]는 베이스부(81)의 단부면(81a)으로부터 탑재 구멍(88a)들에 삽입되며, 나사부(91a)가 돌출되고 나사 구멍(49)으로 나사고정되어, 작업이 완료된다.

상술한 바와 같이, 4 개의 탑재 구멍(88a) 및 4 개의 볼트(91)는 모두 밸브 수납실(83)로부터 떨어진 4 개의 외부 코너(83b)에 근접하게, 즉 밸브실(65) 외부의 영역에 배치된다. 따라서, 밸브실(65) 내의 윤활유는 탑재 구멍(88a)을 통과하지 않으며, 실린더 헤드(28)와 실린더 블록(33) 사이에 누출(예를 들어, 새어나옴)되지 않는다.

따라서, 오일이 밸브실(65)로부터 누출되는 것을 방지하기 위하여, 실린더 헤드(28)와 실린더 블록(33) 사이에 복잡한 형상을 가진 캐스킷(92)을 배치하는 것과 같은 오일 밀봉 수단을 채택할 필요가 없게 된다. 그러므로, 공랭식 엔진(10)은 간단한 구조를 가질 수 있다.

또한, 볼트(91)들 모두가 밸브 수납실(83)의 외부의 4 개의 코너(83b)에 배치되므로, 볼트(91)들의 서비스 상태를 실질적으로 동일하게 유지할 수 있다. 볼트(91)들의 열 변형을 균일하게 할 수 있으므로, 균일하고 적절한 열 변형은, 실린더(26) 및 연소실(58)(도 4 참조)에서 유지될 수 있다. 또한, 볼트(91)들의 내구성은, 볼트(91)들의 열 변형이 균일하기 때문에 충분히 개선될 수 있다.

또한, 볼트(91)들 전체가 밸브 수납실(83) 외부의 영역에 배치되기 때문에 밸브실(65) 내부에 볼트(91)들을 배치할 필요가 없다. 공랭식 엔진(10)의 크기는, 밸브실(65) 내에 볼트(91)들을 수용하기 위한 공간의 부재에 비례하여 밸브 수납실(83)의 크기를 감소시킴으로써 감소될 수 있다.

또한, 밸브 수납실(83)이 작아지게 되므로, 연소실(58)의 부근에 노출되는 실린더 헤드(28)의 일부의 표면 영역 즉, 방사 표면 영역을 증가시킬 수 있다. 또한, 밸브 수납실(83)의 외부 표면으로부터 연소실(58)까지의 거리는, 밸브 수납 실(83)이 작아지기 때문에 감소될 수 있다. 따라서, 냉각 공기를 연소실 (58)의 부근으로 안내할 수 있다. 그 결과, 실린더 헤드(28)내의 연소실(58)을 둘러싸는 영역은 더욱 적절히 냉각될 수 있고, 냉각 효율이 개선될 수 있다.

또한, 4 개의 볼트(91) 중 2 개의 좌측 볼트(91, 91)(볼트들 중 일부)는 밸부 수납실(83)과 상기 전달 기구 수납실(74) 사이에 배치된다. 따라서, 2 개의 좌측 헤드 볼트(91, 91)는, 다른 2 개의 헤드 볼트(91, 91)와 동일한 방식으로 밸브 수납실(83) 부근에 배치될 수 있다. 그 결과, 전체 볼트(91)의 서비스 온도는 더욱 더 균일하게 될 수 있다. 따라서, 전체 볼트(91)의 열 변형은 더욱 균일하게 될 수 있다.

다음으로, 공랭식 엔진(10)의 냉각 덕트를 설명한다.

도 3 에 도시된 바와 같이, 실린더 블록(33)은 실린더(26)와 벨트 삽입 슬롯(75) 사이의 영역(33e)에 냉각 공기를 안내하기 위하여, 2 개의 실린더 냉각 덕트(101, 102) 즉, 제 1 실린더 냉각 덕트(101) 및 제 2 실린더 냉각 덕트(102)를 가진다.

도 3 및 도 7 내지 도 9 에 도시된 바와 같이, 제 1 실린더 냉각 덕트(101)는 실린더(26)의 축선(109)(도 7 참조)을 교차하는 방향에 수직하게 정렬된다. 제 1 실린더 냉각 덕트(101)는 실린더 블록(33)의 상부에서 개구하는 상측 도입구(101a), 및 실린더 블록(33)의 하부에서 개구하는 하측 배출구(101b)를 가진다.

제 2 실린더 냉각 덕트(102)는, 제 1 실린더 냉각 덕트(101)에 실질적으로 평행하며, 실린더 헤드(28)로부터 제 1 실린더 냉각 덕트(101)보다 더 멀리 떨어져 배치되며, 수직으로 정렬되어 있다. 제 2 실린더 냉각 덕트(102)는 실린더 블록(33)의 상부에서 개구하는 상측 도입구(102a), 및 실린더 블록(33)의 하부에서 개구하는 하측 배출구(102b)를 가진다.

실린더 헤드(28)는 도 3, 7, 8 및 10에 도시된 방식으로 냉각 공기를 안내하기 위하여, 2 개의 냉각 덕트(104, 107) 즉, 헤드 냉각 덕트(104) 및 가이드 냉각 덕트(107)를 가진다.

헤드 냉각 덕트(104)는 밸브실(65)과 벨트 삽입 슬롯(76) 사이의 영역(28c)에서 수직으로 형성되며, 제 1 및 제 2 실린더 냉각 덕트(101, 102)와 실질적으로 평행하다. 헤드 냉각 덕트(104)는 실린더 헤드(28)의 상부에서 개구하는 상측 도입구(104a), 및 실린더 헤드(28)의 하부에서 개구하는 하측 도입구(10b)를 가진다.

도 7 및 도 8 에 도시된 바와 같이, 헤드 냉각 덕트(104)는 한 쌍의 연통 채널(105, 105)에 의해 제 1 실린더 냉각 덕트(101)와 연통된다. 이 한 쌍의 연통 채널(105, 105)은 서로에 대하여 일정한 거리에서 형성된다. 연통 채널(105)들은 실린더 헤드(28)내에 형성된 헤드측 연통 채널(111) 및 실린더 블록(33)내에 형성된 실린더측 연통 채널(112)로 구성된다.

도 3, 도 7 및 도 8 에 도시된 바와 같이, 가이드 냉각 덕트(107)는 헤드 냉각 덕트(104)에 실질적으로 직각인 방향으로 형성된다. 이 가이드 냉각 덕트(107)는 헤드 냉각 덕트(104)의 실제 중심과 연통하는 배출구(107a), 및 풀리 수납실(85)과 반대쪽의 측부(28a)(도 3 참조) 즉, 제 1 측부(28a)에서 개구하는 도입구(107b)를 가진다. 풀리 수납실(85)와 반대쪽의 측부(28a)에 도입구(107b)를 제 공함으로써 도입구(107b)를 외부로 향하게 하는 것을 용이하게 할 수 있다. 따라서, 공랭식 엔진 설계시의 자유도가 높아지며, 실린더 헤드(28)와 관련하여 가이드 냉각 덕트(107)의 형상 및 가이드 냉각 덕트(107)의 배열을 쉽게 설정할 수 있기 때문에 생산성이 개선될 수 있다. 또한, 냉각 공기가 도입구(107b)로부터 가이드 냉각 덕트(107)로 들어가도록 용이하게 허용될 수 있다.

다음으로, 냉각팬(13)으로부터 냉각 공기가 흐르는 방식을 설명한다.

도 2 에 도시된 바와 같이, 냉각 팬(13)은 크랭크샤프트(12)에 의해 화살표 Ar 의 방향으로 회전된다(도 3 참조). 회전 냉각 팬(13)은, 외부 공기 도입구(55, 56)로부터 실린더 블록(33)의 제 1 측부(33a)를 향하여(화살표 Ba 의 방향으로) 유입되었던 외부 공기를 배출한다. 이 배출된 외부 공기는 공랭식 엔진(10)을 냉각시키는 냉각 공기 Wi를 구성한다.

냉각 공기 Wi의 일부는, 화살표 Ca에 의해 도시된 바와 같이, 실린더 블록(33)의 제 1 측부(33a)로 부터 위쪽으로 흐르며, 가이드 커버(21)에 의해 실린더 블록(33)의 상부(33b)를 따라 안내된다. 상부(33b)를 따라 안내된 냉각 공기 Wi는 가이드 커버(21)의 만곡부(21a)에 의해 아래쪽으로 향한다. 아래쪽으로 향한 냉각 공기 Wi는 도 3 에 도시된 실린더 블록(33)의 다른 측부(33c)를 따라 아래쪽으로 안내된다.

도 2 에서, 화살표 Ba 에 의해 도시된 바와 같이 이동하는, 냉각 공기 Wi의 나머지 부분은, 화살표 Da에 의해 도시된 바와 같이 실린더 헤드(28)의 일 측부(28a)를 따라 안내된다.

화살표 Ca에 의해 도시된 바와 같이 위쪽으로 흐르는 냉각 공기 Wi는 도 11a, 11b, 12a 및 12b에 도시된 바와 같이 상측 도입구(101a, 102a, 104a)로 들어가도록 허용된다. 화살표 Da에 의해 도시된 바와 같이 측면으로 흐르는 냉각 공기 Wi는 도입구(107b)로 들어가도록 허용된다.

상측 도입구(101a)로 들어가는 냉각 공기 Wi는, 화살표 Ea에 의해 도시된 바와 같이, 제 1 실린더 냉각 덕트(101)를 통하여 흐르고, 하측 배출구(101b)로부터 배출된다. 상측 도입구(102a)에 들어가도록 허용된 냉각 공기 Wi는, 화살표 Fa에 의해 도시된 바와 같이, 제 2 실린더 냉각 덕트(102)를 통하여 흐르고, 하측 배출구(102b)로부터 배출된다.

특히, 냉각 공기 Wi는, 도 9의 화살표 Ca에 의해 도시된 바와 같이, 실린더 블록(33)의 제 1 측부(33a)로부터 상부(33b)까지 흐른다. 상부(33b) 위에 흐르는 냉각 공기 Wi는 상측 도입구(102a)로 들어가도록 허용되며, 제 1 실린더 냉각 덕트(102)를 통하여 흐른 후, 하측 배출구(102b)로부터 배출된다. 제 1 실린더 냉각 덕트(101)를 통하여 흐르는 냉각 공기 Wi에 동일한 내용이 적용된다(도 12a 및 도 12b 참조).

따라서, 다량의 냉각 공기 Wi는, 냉각 공기 Wi가 제 1 및 제 2 실린더 냉각 덕트(101, 102)인 2 개의 냉각 덕트를 통하여 흐르기 때문에 실린더(26) 부근에 흐르게 된다. 그 결과, 실린더(26)를 둘러싸는 영역은, 냉각 공기 Wi에 의해 효율적으로 냉각될 수 있다.

도 12a 에 도시된 바와 같이, 상측 도입구(104a)로 들어가도록 허용되는 냉 각 공기 Wi는, 화살표 Ga에 의해 도시된 바와 같이, 헤드 냉각 덕트(104)를 통하여 흐른 후, 하측 배출구(104b)로부터 배출된다. 냉각 공기 Wi가 헤드 냉각 덕트(104)로 들어가도록 허용함으로써, 실린더 헤드(28)의 냉각 효과를 더욱 개선할수 있다. 더욱 상세하게는, 냉각 공기는 도 10에서 화살표에 의해 도시된 바와 같이, 실린더 헤드(28)의 제 1 측부(28a)로부터 흐른다. 제 1 측부(28a) 위에 흐르는 냉각 공기는 상측 도입구(104a)를 통하여 안내되고, 헤드 냉각 덕트(104)를 통하여 흐르게 된다.

도 11b, 도 12a 및 도 12b 에 도시된 바와 같이, 배출구(107b)로 들어가도록 허용된 냉각 공기 Wi는, 가이드 냉각 덕트(107)로 흐르고, 헤드 냉각 덕트(104)에 들어가, 상측 도입구(104a)로부터의 냉각 공기 Wi와 혼합된다. 따라서, 다량의 공기가 헤드 냉각 덕트(104)를 통하여 흐르게 될 수 있다. 헤드 냉각 덕트(104)를 통하여 흐르는 냉각 공기 Wi의 일부는, 화살표 Ha에 의해 나타낸 바와 같이, 한 쌍의 연통 채널(105, 105)을 통과하여, 제 1 실린더 냉각 덕트(101)로 흐른다.

헤드 냉각 덕트(104)와 제 1 실린더 냉각 덕트(101)가 이와 같이 한 쌍의 연통(105, 105)에 의해 연결되어 있으므로, 실린더 헤드(28) 위를 흐르는 냉각 공기 Wi가 실린더 블록(33)으로 만족스럽게 안내될 수 있다. 이에 의해, 실린더(26)를 냉각시키기 위해 필요한 냉각 공기 Wi는 실린더(26)에 만족스럽게 안내될 수 있다. 냉각 공기 Wi는, 실린더 헤드(28) 및 실린더 블록(33)을 효과적으로 냉각시키기 위하여 연소실(58) 부근에 흐르도록 허용될 수 있다. 이는 냉각 공기 Wi 를 헤드 냉각 덕트(104) 및 제 1 실린더 냉각 덕트(101)로 안내함으로써 달성된다.

본 발명에서는, 헤드 볼트(91)들의 일례로서 4 개의 헤드 볼트가 사용되었지만 적절한 개수의 볼트들이 실린더 블록(33)에 베이스부(81)를 탑재하는데 사용될 필요가 있다.

또한, 실린더 헤드(28)와 실린더 블록(33)이 개스킷(92)과 만나는 면을 밀봉하는 것은 임의적이다. 개스킷(92)의 사용 여부는, 연소실(58)의 밀봉 또는 구성요소에 주어진 고려사항에 따라서 결정되어야 한다. 오일이 밸브실(65)로부터 누설되는 것을 방지하기 위한 개스킷은 불필요하다.

본 발명은 실린더 헤드가 복수의 헤드 볼트를 사용하여 실린더 블록에 고정되는 공랭식 엔진에 적절히 적용될 수 있다.

Claims

냉각 공기를 이용하여 냉각되는 공랭식 엔진으로서,

왕복 이동하는 피스톤을 가지는 실린더를 구비하는 실린더 블록;

상기 피스톤과 연결되는 크랭크샤프트를 수용 및 지지하며, 상기 실린더 블록에 일체적으로 형성된 크랭크 케이스;

상기 실린더의 일 단부를 폐쇄하며, 복수의 볼트에 의해 상기 실린더 블록 상에 고정되는 베이스부와, 상기 베이스부 상에 일체적으로 형성되고 흡기 밸브, 배기 밸브 및 상기 흡기 밸브와 배기 밸브를 동작시키는 캠샤프트를 수용하는 밸브 수납실을 포함하는 실린더 헤드;

상기 크랭크샤프트로부터 상기 캠샤프트로 구동력을 전달하는 동력 전달 기구; 및

상기 동력 전달 기구를 수용하는 전달 기구 수납실;

을 포함하며,

상기 모든 볼트들은 상기 밸브 수납실 외부의 위치들에서 상기 베이스부의 외주 부근에 배치되고,

상기 전달 기구 수납실의 적어도 일부는, 상기 밸브 수납실로부터 특정 갭을 두고 상기 실린더 헤드 내에 형성되는 것인 공랭식 엔진.
삭제
제 1 항에 있어서,

상기 밸브 수납실 및 상기 전달 기구 수납실은, 상기 캠샤프트가 통과하는 연결 부재에 의해 일체적으로 형성되며,

상기 연결 부재는 상기 냉각 공기가 흐를 수 있도록 관통 형성된 헤드 냉각 덕트를 가지는 것인 공랭식 엔진.
제 3 항에 있어서,

상기 실린더 블록은, 상기 냉각 공기가 흐를 수 있도록 실린더 주위에 관통 형성되는 실린더 냉각 덕트들을 가지며,

상기 실린더 냉각 덕트는 상기 헤드 냉각 덕트와 연결되는 것인 공랭식 엔진.
제 1 항에 있어서,

상기 볼트들의 일부는 상기 밸브 수납실과 상기 전달 기구 수납실 사이에 위치되는 것인 공랭식 엔진.