TWI655359B - 水冷sohc引擎 - Google Patents

Abstract

本發明之水冷SOHC引擎具備設置於汽缸頭6之水套30。水套30包含：環狀之外周流路34，其配置於複數個進氣出口14o及複數個排氣入口16i之周圍；中央流路39，其配置於外周流路34之內側，且與火星塞24重疊；上游連接流路38，其自外周流路34延伸至中央流路39；及下游連接流路40，其具有較上游連接流路38之截面面積大之截面面積，且自中央流路39延伸至外周流路34。

Description

水冷SOHC引擎

本發明係關於一種水冷SOHC(Single OverHead Camshaft，單頂置凸輪軸)引擎。

日本專利JP 4514637 B2揭示有一種水冷-SOHC-V型-雙汽缸之引擎。於各汽缸設置有2個進氣閥及2個排氣閥。對應於相同汽缸之進氣閥及排氣閥伴隨著相同凸輪軸之旋轉而開閉。如日本專利JP 4514637 B2之圖3所示，火星塞相對於汽缸之中心線斜向傾斜。引擎之各部藉由在設置於汽缸頭及汽缸體之水套中流動之冷卻液而冷卻。 於水冷引擎中，藉由在設置於引擎之水套中流動之冷卻液將引擎之各部冷卻。於SOHC引擎中，存在火星塞傾斜地配置之情況。因此，存在與形狀及大小相關之水套之制約較嚴格之情形。尤其是，若對應於同一汽缸之進氣閥及排氣閥之數量增加，則與形狀及大小相關之水套之制約變得更嚴格。因此，於水冷SOHC引擎中，難以確保較高之冷卻性能。 因此，本發明之目的之一在於提供一種可提高冷卻性能之水冷SOHC引擎。該目的藉由技術方案1之水冷SOHC引擎而達成。較佳之實施形態由附屬項規定。

本發明之一實施形態提供一種水冷SOHC引擎，其具備：汽缸體，其包含具有沿上下方向延伸之中心線之汽缸；活塞，其於上述汽缸內沿上下方向往返；汽缸頭，其配置於上述汽缸體之上端部，且與上述汽缸及上述活塞一起形成供空氣與燃料之混合氣體燃燒之燃燒室；火星塞，其安裝於上述汽缸頭，使上述燃燒室內之上述混合氣體燃燒；及閥裝置，其控制供給至上述燃燒室之進氣及自上述燃燒室排出之排氣。 上述汽缸頭包含：進氣埠，其包含在上述燃燒室之內表面開口之複數個進氣出口；排氣埠，其包含在上述燃燒室之內表面開口之複數個排氣入口；塞孔，其包含在上述燃燒室之內表面開口之塞出口；及頭用水套，其導引冷卻液。上述火星塞插入於上述塞孔，且相對於上述汽缸之中心線斜向傾斜。上述閥裝置包含：凸輪軸，其繞沿左右方向延伸之旋轉軸線旋轉；複數個進氣閥，其等根據上述凸輪軸之旋轉而將上述複數個進氣出口分別開閉；及複數個排氣閥，其等根據上述凸輪軸之旋轉而將上述複數個排氣入口分別開閉。 上述頭用水套包含：供水口，其於上述汽缸頭之外表面開口，供冷卻液進入；排水口，其於上述汽缸頭之外表面開口，供流入至上述供水口之冷卻液排出；環狀之外周流路，其係於沿上下方向觀察時配置於上述複數個進氣出口及上述複數個排氣入口之周圍，且將流入至上述供水口之冷卻液向上述排水口之方向導引；中央流路，其係於沿上下方向觀察時配置於上述外周流路之內側，且於沿上下方向觀察時與上述火星塞重疊；上游連接流路，其自上述外周流路延伸至上述中央流路，而將冷卻液自上述外周流路導引至上述中央流路；及下游連接流路，其自上述中央流路延伸至上述外周流路，且與上述上游連接流路分離，將由上述上游連接流路導引至上述中央流路之冷卻液自上述中央流路導引至上述外周流路。上述上游連接流路之截面面積小於上述下游連接流路之截面面積。 根據該構成，將引擎冷卻之冷卻液自頭用水套之供水口進入至頭用水套，並朝向頭用水套之排水口於頭用水套之外周流路流動。冷卻液經由頭用水套之上游連接流路自外周流路流至頭用水套之中央流路，並經由頭用水套之下游連接流路自中央流路流至外周流路。於此期間，將汽缸頭之各部、尤其是排氣埠及塞孔以及該等之附近之部分冷卻。 頭用水套之中央流路於沿與汽缸之軸向平行之上下方向觀察時配置於外周流路之內側。火星塞與中央流路於沿上下方向觀察時相互重疊。因此，中央流路配置於產生火花之火星塞之前端部之附近。因此，火星塞之前端部主要由在中央流路流動之冷卻液冷卻。 上游連接流路之截面面積小於下游連接流路之截面面積。由於上游連接流路之截面面積較小，故而上游連接流路中之冷卻液之流動較快。由於該流速較高之冷卻液自上游連接流路流至中央流路，故而冷卻液於中央流路之流動亦較快。若冷卻液之流動較快，則有效率地將熱釋放。因此，可有效地使塞周圍、即燃燒室之內表面中之塞孔之周圍之部分之溫度降低。此外，可有效地使排氣片間、即燃燒室之內表面之排氣入口之間之部分之溫度降低。 進而，並非上游連接流路及下游連接流路兩者均較細，而僅上游連接流路較細。於鑄造汽缸頭之素材(實施切削加工等機械加工前之汽缸頭)時，使用具有與頭用水套相同之形狀之砂心。若上游連接流路及下游連接流路兩者均較細，則砂心之強度降低。因此，藉由僅使上游連接流路較細，可一面抑制砂心之強度降低，一面提高引擎之冷卻性能。 於本實施形態中，亦可對上述水冷SOHC引擎添加以下特徵之至少一個。 沿上下方向觀察時之上述上游連接流路之寬度小於沿上下方向觀察時之上述下游連接流路之寬度。根據該構成，上游連接流路之寬度小於下游連接流路之寬度，故而容易使上游連接流路之截面面積小於下游連接流路之截面面積。藉此，可提高冷卻液於中央流路之流速，而可提高引擎之冷卻性能。 上述上游連接流路於上下方向上之長度小於上述下游連接流路於上下方向上之長度。根據該構成，上游連接流路於上下方向上較下游連接流路短，故而容易使上游連接流路之截面面積小於下游連接流路之截面面積。藉此，可提高冷卻液於中央流路之流速，而可提高引擎之冷卻性能。 上述外周流路之外周面包含：圓弧狀之圓弧部，其於沿上下方向觀察時與上述汽缸之內周面同軸；及內側凸部，其於沿上下方向觀察時自上述圓弧部向上述汽缸之中心線之方向突出，且於沿上下方向觀察時與上述火星塞重疊。 頭用水套之中心線係指將與冷卻液流動之方向正交之頭用水套之剖面之重心連結的線。內側係指朝向汽缸之中心線之方向。外側係指自汽缸之中心線分離之方向。 根據該構成，於外周流路之外周面設置有向頭用水套之中心線之方向突出之內側凸部。外周流路之內側凸部自與汽缸之內周面同軸之圓弧部向汽缸之中心線之方向突出。換言之，相較於未設置內側凸部之情形，外周流路之截面面積減少。因此，於外周流路之內側凸部形成冷卻液之較快之流動。外周流路之內側凸部於沿上下方向觀察時與火星塞重疊，且配置於火星塞之附近。因此，可有效率地將火星塞及其附近之部分冷卻。 上述汽缸頭進而包含自上述中央流路向上方延伸之排氣孔，上述水冷SOHC引擎進而具備將上述排氣孔堵塞之插塞，且自上述排氣孔之中心線至上述汽缸之中心線之距離小於上述排氣孔之直徑。 排氣孔之中心線可為與汽缸之中心線平行之直線，亦可為相對於汽缸之中心線斜向傾斜之直線。於後者之情形時，「自上述排氣孔之中心線至上述汽缸之中心線之距離」係指自排氣孔之上端至排氣孔之下端為止之範圍內之自排氣孔之中心線至汽缸之中心線的最短距離。 根據該構成，將於鑄造汽缸頭之素材時成形頭用水套之砂心排出的排氣孔設置於汽缸頭，且由插塞堵塞。排氣孔配置於汽缸之中心線之附近，自排氣孔之中心線至汽缸之中心線之距離小於排氣孔之直徑。 排氣孔自將火星塞及其附近冷卻之中央流路向上方延伸。中央流路之前端面通常配置於火星塞之附近。若排氣孔距汽缸之中心線較遠，則中央流路之寬度增加，而冷卻液於中央流路之流速降低。相對於此，若使排氣孔接近汽缸之中心線，則可使中央流路變細，而可提高冷卻液於中央流路之流速。藉此，可有效率地將火星塞及其附近之部分冷卻。 上述上游連接流路、中央流路、及下游連接流路係於上述上游連接流路與上述下游連接流路之間形成有於沿上下方向觀察時朝向上述中央流路延伸之山形凸部，且上述中央流路於左右方向上之長度小於上述中央流路於與上下方向及左右方向兩者正交之前後方向上之長度。 根據該構成，於上游連接流路與下游連接流路之間配置有於沿上下方向觀察時朝向中央流路延伸之山形凸部。山形凸部之前端部由上游連接流路、中央流路、及下游連接流路形成。山形凸部之前端部進入至中央流路，而中央流路於左右方向上變細。中央流路於左右方向上之長度小於中央流路於前後方向上之長度。由於如此中央流路於左右方向上較細，故而可提高冷卻液於中央流路之流速。 上述中央流路於左右方向上之長度大於沿上下方向觀察時之上述上游連接流路之寬度。 根據該構成，中央流路於左右方向上之長度不僅小於中央流路於前後方向上之長度，而且大於沿上下方向觀察時之上游連接流路之寬度。若中央流路過細，則成形頭用水套之砂心之強度降低。因此，可一面抑制砂心之強度降低，一面提高引擎之冷卻性能。 上述中央流路包含自上述中央流路之上表面向下方突出之下方凸部，且上述下方凸部包含分別配置於上述排氣區域及進氣區域之一對側面、以及配置於上述一對側面之下端之間之頂面。 根據該構成，於中央流路設置有向頭用水套之中心線之方向突出之下方凸部。中央流路自中央流路之上表面向下方突出。因此，相較於未設置下方凸部之情形，中央流路之截面面積減少。藉此，可提高冷卻液於中央流路之流速，而可提高冷卻性能。 進而，下方凸部之一對側面分別配置於排氣區域及進氣區域。於此情形時，相較於未設置一對側面之情形、即僅使中央流路於上下方向上較薄之情形，可降低排氣埠及進氣埠之附近之部分與頭用水套之接觸面積之減少。 本發明中之上述或進而其他目的、特徵及效果根據參照隨附圖式於以下進行敍述之實施形態之說明而變得明確。

以下說明中之方向之定義如下所述。 上下方向Dud係與汽缸9之中心線C1平行之方向。上方向係與汽缸9之中心線C1平行且自活塞2朝向燃燒室15之方向。下方向係與汽缸9之中心線C1平行且自燃燒室15朝向活塞2之方向。 左右方向Dlr係與第1假想平面P1(參照圖4)平行且與上下方向Dud正交之方向，該第1假想平面P1係包含汽缸9之中心線C1之假想平面，且將空間分隔為於沿上下方向Dud觀察時配置有複數個進氣出口14o之全部之進氣區域、及配置有複數個排氣入口16i之全部之排氣區域。 前後方向Dfr係與第2假想平面P2(參照圖4)平行且與上下方向Dud正交之方向，該第2假想平面P2係包含汽缸9之中心線C1之假想平面，且與第1假想平面P1正交。前後方向Dfr係與上下方向Dud及左右方向Dlr兩者正交之方向。 圖1係表示本發明之第1實施形態之引擎1之鉛垂剖面的模式圖。圖2係表示汽缸頭6及汽缸體8之鉛垂剖面之剖視圖。圖3係沿自下而上之方向觀察汽缸頭6所得之圖。 如圖1所示，引擎1係水冷-SOHC-單汽缸引擎。引擎1亦可為多汽缸引擎。引擎1可搭載於跨坐型車輛等陸上或雪上車輛，亦可搭載於舷內機、舷外機、舷內外機等船舶推進機，還可搭載於直升機等飛機。當然，引擎1亦可搭載於該等以外之機械。 引擎1包含：活塞2，其伴隨著空氣與燃料之混合氣體之燃燒而於汽缸9內往返；曲軸4，其將活塞2之往返運動轉換為旋轉；及連桿3，其將活塞2之動作傳遞至曲軸4。引擎1進而包含：汽缸體8，其形成汽缸9；汽缸頭6，其形成供混合氣體燃燒之燃燒室15；曲軸箱10，其與汽缸體8一起收容曲軸4；及頭蓋5，其安裝於汽缸頭6。 汽缸頭6配置於汽缸體8之上方。頭蓋5配置於汽缸頭6之上方。曲軸箱10配置於汽缸體8之下方。曲軸箱10可與汽缸體8為一體，亦可為藉由螺栓固定於汽缸體8之與汽缸體8獨立之構件。汽缸頭6藉由螺栓而固定於汽缸體8。汽缸體8與汽缸頭6之間之間隙由墊片7填滿。 汽缸頭6包含對燃燒室15供給氣體之進氣埠14、及將排放氣體等氣體自燃燒室15排出之排氣埠16。如圖1及圖3所示，進氣埠14包含在汽缸頭6之外表面6a開口之1個進氣入口14i、及於燃燒室15之內表面開口之2個進氣出口14o。排氣埠16包含在燃燒室15之內表面開口之2個排氣入口16i、及於汽缸頭6之外表面6a開口之1個排氣出口16o。引擎1之閥裝置包含將2個進氣出口14o分別開閉之2個進氣閥18、及將2個排氣入口16i分別開閉之2個排氣閥19。 如圖2所示，引擎1包含對燃燒室15內之混合氣體點火之火星塞24。火星塞24插入於設置於汽缸頭6之塞孔25。塞孔25包含在汽缸頭6之外表面6a開口之1個塞入口25i、及於燃燒室15之內表面開口之1個塞出口25o。火星塞24相對於汽缸9之中心線C1斜向傾斜。中央電極24c及側方電極24b設置於火星塞24之前端部24a。 如圖1所示，引擎1包含：進氣管11，其形成導引經由進氣埠14供給至燃燒室15之氣體之進氣通路；及排氣管17，其形成導引經由排氣埠16自燃燒室15排出之氣體之排氣通路。引擎1進而包含變更供給至燃燒室15之氣體之流量之節流閥12、及對燃燒室15供給燃料之燃料供給裝置13。燃料供給裝置13可為汽化器及燃料噴射器中之任一者。又，燃料供給裝置13可經由進氣通路對燃燒室15供給燃料，亦可直接對燃燒室15供給燃料。 引擎1之閥裝置包含使進氣閥18及排氣閥19動作之閥動裝置20。閥動裝置20包含：凸輪軸21，其繞與曲軸4之旋轉軸線A1平行之旋轉軸線A2旋轉；驅動齒輪，其與曲軸4沿相同方向以相同速度旋轉；從動齒輪，其與凸輪軸21沿相同方向以相同速度旋轉；及環狀之鏈條，其將驅動齒輪之旋轉傳遞至從動齒輪。曲軸4之旋轉軸線A1與凸輪軸21之旋轉軸線A2沿左右方向Dlr延伸。 閥動裝置20進而包含：進氣用彈簧23i，其產生使進氣閥18向關閉位置之方向移動之力；排氣用彈簧23e，其產生使排氣閥19向關閉位置之方向移動之力；進氣用搖臂22i，其將進氣閥18向打開位置之方向推壓；及排氣用搖臂22e，其將排氣閥19向打開位置之方向推壓。閥動裝置20亦可具備變更進氣閥18及排氣閥19之開閉時點或升程量之可變閥機構。 凸輪軸21、進氣用搖臂22i、排氣用搖臂22e、進氣用彈簧23i、及排氣用彈簧23e配置於汽缸頭6與頭蓋5之間。凸輪軸21沿與曲軸4之旋轉軸線A1平行之方向延伸。凸輪軸21配置於進氣閥18與排氣閥19之間。凸輪軸21配置於進氣用搖臂22i及排氣用搖臂22e之下方。 藉由混合氣體之燃燒產生之動力經由驅動齒輪、鏈條、及從動齒輪而自曲軸4傳遞至凸輪軸21。凸輪軸21包含進氣用凸輪21i，該進氣用凸輪21i藉由將已傳遞至凸輪軸21之力傳遞至進氣用搖臂22i，而使進氣閥18向打開位置之方向移動。凸輪軸21進而包含排氣用凸輪21e，該排氣用凸輪21e藉由將已傳遞至凸輪軸21之力傳遞至排氣用搖臂22e，而使排氣閥19向打開位置之方向移動。 若凸輪軸21旋轉，則進氣用凸輪21i與進氣用搖臂22i接觸，而進氣用搖臂22i繞擺動軸線A3擺動。藉此，進氣閥18由進氣用搖臂22i向打開位置之方向推壓，從而進氣埠14打開。其後，進氣用凸輪21i自進氣用搖臂22i分離，利用進氣用彈簧23i之力使進氣閥18返回至關閉位置。藉此，將進氣埠14關閉。 同樣地，若凸輪軸21旋轉，則排氣用凸輪21e與排氣用搖臂22e接觸，而排氣用搖臂22e繞擺動軸線A4擺動。藉此，排氣閥19由排氣用搖臂22e向打開位置之方向推壓，從而排氣埠16打開。其後，排氣用凸輪21e自排氣用搖臂22e分離，利用排氣用彈簧23e之力使排氣閥19返回至關閉位置。藉此，將排氣埠16關閉。 其次，對引擎1之冷卻系統進行說明。 如圖1所示，引擎1包含導引將引擎1之各部冷卻之冷卻液之水套29、30、及對水套29、30輸送冷卻液之水泵28。水套29、30包含設置於汽缸體8之體用水套29、及設置於汽缸頭6之頭用水套30。 水泵28由藉由混合氣體之燃燒而產生之動力驅動。水泵28包含由藉由混合氣體之燃燒而產生之動力旋轉驅動之動葉輪、及收容動葉輪之泵殼體。動葉輪例如與凸輪軸21同軸。動葉輪與凸輪軸21沿相同方向以相同速度旋轉。水泵28亦可為齒輪泵等其他形式之泵。 體用水套29配置於汽缸9之內周面9a之周圍。體用水套29係遍及全周而連續之筒狀。頭用水套30配置於體用水套29之上方。頭用水套30包含在汽缸頭6之下表面開口之複數個中繼口44(參照圖3)。複數個中繼口44經由貫通墊片7之複數個貫通孔7a而連接於體用水套29。 由水泵28輸送之冷卻液通過頭用水套30之供水口31(參照圖4)而進入至頭用水套30，並於頭用水套30中流動。其後，冷卻液通過頭用水套30之排水口42(參照圖4)自頭用水套30排出。又，已供給至頭用水套30之冷卻液之一部分經由複數個中繼口44而供給至體用水套29，並經由複數個中繼口44返回至頭用水套30。 於將引擎1搭載於作為跨坐型車輛之一例之機車之情形時，自汽缸頭6排出之冷卻液供給至恆溫器。於引擎1之暖機運轉完成之情形時，供給至恆溫器之冷卻液輸送至散熱器，而由散熱器進行冷卻。其後，將經冷卻之冷卻液再次供給至水泵28。另一方面，於將引擎1搭載於舷外機等船舶推進機之情形時，船舶推進機之外之水藉由水泵28之抽吸力而被取入至船舶推進機之內部，並輸送至頭用水套30。其後，冷卻液排出至船舶推進機之外。 以下，對頭用水套30詳細地進行說明。 圖4及圖5係沿自上而下之方向觀察頭用水套30所得之圖。圖6係自斜下方觀察頭用水套30所得之圖。圖7係沿圖5所示之箭頭VII之方向觀察所得的表示頭用水套30之一部分之放大圖。於圖4中，以較粗之二點鏈線表示進氣埠14、排氣埠16、及火星塞24。於圖5中，以粗線之箭頭表示冷卻液流動之方向。 頭用水套30包含供冷卻液通過之空間、及形成該空間之內表面。頭用水套30之空間係汽缸頭6之內部之空間。頭用水套30之內表面係汽缸頭6之內表面，而無法自引擎1之外觀察到。因此，於圖4～圖7中，省略汽缸頭6之一部分，而表示頭用水套30之外觀。上述情況對下述圖8等亦相同。 以下說明中之第1假想平面P1係將空間分隔為於沿上下方向Dud觀察時配置有複數個進氣出口14o之全部之進氣區域及配置有複數個排氣入口16i之全部之排氣區域且包含汽缸9之中心線C1的假想平面。第2假想平面P2係與第1假想平面P1正交且包含汽缸9之中心線C1之假想平面。第2假想平面P2將空間分隔為上游區域及下游區域。 第1假想平面P1及第2假想平面P2將空間分隔為4個區域。以下，將屬於上游區域及排氣區域兩者之區域稱為「上游排氣區域Rue」，將屬於下游區域及排氣區域兩者之區域稱為「下游排氣區域Rde」。又，將屬於上游區域及進氣區域兩者之區域稱為「上游進氣區域Rui」，將屬於下游區域及進氣區域兩者之區域稱為「下游進氣區域Rdi」。 如圖4所示，頭用水套30包含使冷卻液進入之供水口31、使冷卻液排出之排水口42、及自供水口31延伸至排水口42之流路32。如圖6所示，頭用水套30進而包含於體用水套29(參照圖1)與頭用水套30之間流動之冷卻液所通過之複數個中繼口44、及自流路32延伸至複數個中繼口44之複數個中繼流路43。 如圖4所示，流路32包含：環狀之外周流路34，其配置於2個進氣出口14o及2個排氣入口16i之周圍；中央流路39，其配置於外周流路34之內側；上游連接流路38，其自外周流路34延伸至中央流路39；及下游連接流路40，其自中央流路39延伸至外周流路34。流路32進而包含自供水口31延伸至外周流路34之上游流路33、及自外周流路34延伸至排水口42之下游流路41。 如圖4所示，供水口31及排水口42配置於外周流路34之周圍。供水口31及排水口42於汽缸頭6之外表面6a開口。上游流路33自供水口31朝向汽缸9之中心線C1延伸。下游流路41自排水口42朝向汽缸9之中心線C1延伸。供水口31及上游流路33配置於上游排氣區域Rue。排水口42及下游流路41配置於下游進氣區域Rdi。 如圖4所示，下游流路41形成有包圍將汽缸頭6固定於汽缸體8之螺栓B1之貫通孔41a。換言之，螺栓B1沿上下方向Dud貫通下游流路41。因此，相較於螺栓B1未貫通下游流路41之情形，下游流路41之截面面積減少。於螺栓B1不貫通下游流路41之情形時，無需此種貫通孔41a。供螺栓B1插入之螺栓孔45於汽缸頭6之下表面開口(參照圖3)。 如圖4所示，中央流路39被汽缸9之內周面9a包圍。中央流路39與汽缸9之中心線C1重疊。同樣地，火星塞24之前端部24a與汽缸9之中心線C1重疊。中央流路39配置於火星塞24之前端部24a之上方，且與火星塞24之前端部24a重疊。火星塞24之前端部24a配置於進氣埠14及排氣埠16之間。 如圖4所示，中央流路39配置於2個進氣出口14o及2個排氣入口16i之上方，且與2個進氣出口14o及2個排氣入口16i重疊。上游連接流路38之至少一部分配置於上游排氣區域Rue，下游連接流路40之至少一部分配置於上游進氣區域Rui。如圖4所示，上游連接流路38配置於配置在上游排氣區域Rue之排氣入口16i之上方，且與該排氣入口16i重疊。如圖4所示，下游連接流路40配置於配置在上游進氣區域Rui之進氣出口14o之上方，且與該進氣出口14o重疊。 如圖4所示，外周流路34配置於體用水套29之上方，且與體用水套29重疊。複數個中繼流路43自外周流路34朝向體用水套29延伸。外周流路34之至少一部分配置於汽缸9之內周面9a之周圍。可將外周流路34之整體配置於汽缸9之內周面9a之周圍，亦可僅將外周流路34之一部分配置於汽缸9之內周面9a之周圍。 外周流路34包含配置於排氣區域之排氣側流路35、配置於進氣區域之進氣側流路37、及將排氣側流路35及進氣側流路37相互連接之中間流路36。中間流路36配置於下游區域。如圖4所示，中間流路36配置於火星塞24之下方，且與火星塞24重疊。如圖4所示，排氣側流路35配置於排氣埠16之下方，且與排氣埠16重疊。如圖4所示，進氣側流路37配置於進氣埠14之下方，且與進氣埠14重疊。 如圖5所示，排氣側流路35之外周面35a包含與汽缸9之中心線C1同軸之圓弧部51。中間流路36之外周面36a包含自排氣側流路35之圓弧部51向汽缸9之中心線C1之方向突出之內側凸部52。內側凸部52向頭用水套30之中心線之方向突出。如圖4所示，內側凸部52配置於火星塞24之下方，且與火星塞24重疊。由於設置有內側凸部52，故而相較於中間流路36之外周面36a為與汽缸9之中心線C1同軸之圓弧狀之情形，中間流路36之截面面積減少。 如圖6所示，排氣側流路35包含自排氣側流路35之下表面向上方突出之上方凸部53。上方凸部53自排氣側流路35之下表面向上方突出，並且自排氣側流路35之外周面35a向汽缸9之中心線C1之方向突出。上方凸部53配置於排氣側流路35之上表面之下方。如圖5所示，若自上方觀察頭用水套30，則上方凸部53被排氣側流路35之上表面隱藏。 如圖7所示，上方凸部53於汽缸9之周向(圖7之左右方向)上配置於複數個中繼流路43之間。上方凸部53將排氣側流路35內之冷卻液一面向上方導引一面向汽缸9之中心線C1之方向導引。朝向中繼流路43流至下游之冷卻液之流動被整流為自複數個中繼流路43分離之方向。藉此，可減少冷卻液所受之阻力，而可減輕冷卻液之流速之降低。 圖8係沿自上而下之方向觀察頭用水套30之上游連接流路38、中央流路39、及下游連接流路40所得之圖。圖9係表示沿著圖8所示之IX-IX線之鉛垂剖面之剖視圖。圖10係表示沿著圖8所示之X-X線之鉛垂剖面之剖視圖。 如圖8所示，上游連接流路38及下游連接流路40於前後方向Dfr上相互分離。上游連接流路38、中央流路39、及下游連接流路40係於上游連接流路38與下游連接流路40之間形成有朝向中央流路39延伸之山形凸部54。山形凸部54於前後方向Dfr上之前端部54a之寬度W1小於上游連接流路38於前後方向Dfr上之寬度Wu。中央流路39於左右方向Dlr上之長度Llr小於中央流路39於前後方向Dfr上之長度Lfr，且大於上游連接流路38於前後方向Dfr上之寬度Wu。 圖9顯示汽缸頭6及頭用水套30之鉛垂剖面。汽缸頭6之素材、即實施切削加工等機械加工前之汽缸頭6例如藉由鑄造而製造。於此情形時，將具有與頭用水套30相同之形狀之砂心配置於鑄模之內部，其後，使已熔融之金屬流入至鑄模之內部。若金屬凝固而成形汽缸頭6之素材，則將已崩解之砂心、即砂粒自汽缸頭6之素材去除。藉此，於汽缸頭6之素材形成具有與頭用水套30相同形狀之空腔。 如圖9所示，汽缸頭6包含將頭用水套30內之砂粒排出之排氣孔55。排氣孔55自中央流路39向上方延伸。排氣孔55於汽缸頭6之外表面6a及頭用水套30之內表面開口。排氣孔55由安裝於汽缸頭6之圓柱狀之插塞56堵塞。插塞56藉由設置於插塞56之外周面之公螺紋及設置於排氣孔55之內周面之母螺紋，而固定於汽缸頭6。 圖9示出將插塞56之圓形之底面56a與排氣孔55之下端配置於同一平面上之例。插塞56之底面56a亦可配置於與排氣孔55之下端不同之高度。於插塞56之底面56a自排氣孔55之下端向下方突出之情形時，頭用水套30之截面面積於插塞56之下方減少。藉此，可提高冷卻液之流速，或使朝向插塞56流動之冷卻液之一部分於插塞56之周圍迂迴。 如圖8所示，排氣孔55與火星塞24重疊。排氣孔55之中心線C2與汽缸9之中心線C1平行。自汽缸9之中心線C1至排氣孔55之中心線C2之最短距離D2較排氣孔55之直徑Φ2短。圖8示出汽缸9之中心線C1不與排氣孔55重疊而配置於排氣孔55周圍之例。汽缸9之中心線C1亦可與排氣孔55重疊。即，自汽缸9之中心線C1至排氣孔55之中心線C2之距離D2亦可小於排氣孔55之半徑。 圖10表示沿著與第2假想平面P2平行之切斷面之上游連接流路38及下游連接流路40之鉛垂剖面。上游連接流路38於前後方向Dfr上之寬度Wu自上游連接流路38之下端部至上游連接流路38之上端部連續地或階段性地增加。同樣地，下游連接流路40於前後方向Dfr上之寬度Wd自下游連接流路40之下端部至下游連接流路40之上端部連續地或階段性地增加。 上游連接流路38於前後方向Dfr上之寬度Wu之最大值小於下游連接流路40於前後方向Dfr上之寬度Wd之最大值。上游連接流路38於上下方向Dud上之長度Lu(高度)之最大值小於下游連接流路40於上下方向Dud上之長度Ld。上游連接流路38之截面面積小於下游連接流路40之截面面積。冷卻液自上游連接流路38流至中央流路39，且自中央流路39流至下游連接流路40。由於上游連接流路38之截面面積較小，故而於上游連接流路38形成較快之冷卻液之流動。因此，流速較高之冷卻液自上游連接流路38流至中央流路39。 如上所述，於第1實施形態中，於頭用水套30中流動之冷卻液將汽缸頭6之各部、尤其是排氣埠16及塞孔25以及該等之附近之部分冷卻。頭用水套30之中央流路39於沿上下方向Dud觀察時與火星塞24重疊。因此，中央流路39配置於火星塞24之前端部24a之附近。因此，火星塞24之前端部24a主要由在中央流路39中流動之冷卻液冷卻。 上游連接流路38之截面面積小於下游連接流路40之截面面積。由於上游連接流路38之截面面積較小，故而冷卻液於上游連接流路38之流動較快。由於該流速較高之冷卻液自上游連接流路38流至中央流路39，故而冷卻液於中央流路39之流動亦較快。若冷卻液之流動較快，則有效率地將熱釋放。因此，可有效地使塞周圍、即燃燒室15之內表面之塞孔25之周圍之部分之溫度降低。此外，可有效地使排氣片間、即燃燒室15之內表面之排氣入口16i之間之部分之溫度降低。 進而，並非上游連接流路38及下游連接流路40兩者均較細，而僅上游連接流路38較細。於鑄造汽缸頭6之素材時，使用具有與頭用水套30相同之形狀之砂心。若上游連接流路38及下游連接流路40兩者均較細，則砂心之強度降低。因此，藉由僅使上游連接流路38較細，可一面抑制砂心之強度降低，一面提高引擎1之冷卻性能。 於第1實施形態中，於外周流路34之外周面設置有向頭用水套30之中心線之方向突出之內側凸部52。外周流路34之內側凸部52自與汽缸9之內周面9a同軸之圓弧部51向汽缸9之中心線C1之方向突出。換言之，相較於未設置內側凸部52之情形，外周流路34之截面面積減少。因此，於外周流路34之內側凸部52形成冷卻液之較快之流動。外周流路34之內側凸部52於沿上下方向Dud觀察時與火星塞24重疊，且配置於火星塞24之附近。因此，可有效率地將火星塞24及其附近之部分冷卻。 於第1實施形態中，將於鑄造汽缸頭6之素材時成形頭用水套30之砂心排出之排氣孔55設置於汽缸頭6，且由插塞56堵塞。排氣孔55配置於汽缸9之中心線C1之附近，自排氣孔55之中心線C2至汽缸9之中心線C1之距離D2小於排氣孔55之直徑Φ2。 排氣孔55自將火星塞24及其附近冷卻之中央流路39向上方延伸。中央流路39之前端面39a(參照圖4)通常配置於火星塞24之附近。若排氣孔55距汽缸9之中心線C1較遠，則中央流路39之寬度增加，而冷卻液於中央流路39之流速降低。相對於此，若使排氣孔55接近汽缸9之中心線C1，則可使中央流路39變細，而可提高冷卻液於中央流路39之流速。藉此，可有效率地將火星塞24及其附近之部分冷卻。 於第1實施形態中，於上游連接流路38與下游連接流路40之間配置有於沿上下方向Dud觀察時朝向中央流路39延伸之山形凸部54。山形凸部54之前端部54a由上游連接流路38、中央流路39、及下游連接流路40形成。山形凸部54之前端部54a進入至中央流路39，而中央流路39於左右方向Dlr上變細。中央流路39於左右方向Dlr上之長度Llr小於中央流路39於前後方向Dfr上之長度Lfr。由於如此中央流路39於左右方向Dlr上較細，故而可提高冷卻液於中央流路39之流速。 於第1實施形態中，中央流路39於左右方向Dlr上之長度Llr不僅小於中央流路39於前後方向Dfr上之長度Lfr，而且大於沿上下方向Dud觀察時之上游連接流路38之寬度Wu。若中央流路39過細，則成形頭用水套30之砂心之強度降低。因此，可一面抑制砂心之強度降低，一面提高引擎1之冷卻性能。 第2實施形態 於以下之圖11～圖15中，對於與圖1～圖10所示之構成同等之構成，標註與圖1等相同之參照符號並省略其說明。 圖11係沿自上而下之方向觀察本發明之第2實施形態之頭用水套30所得之俯視圖。圖12係自斜上方觀察頭用水套30之中央流路39所得之圖。圖13係表示沿著第2假想平面P2之鉛垂剖面之剖視圖。 如圖12所示，中央流路39包含自中央流路39之上表面向下方突出之下方凸部61。如圖13所示，下方凸部61具有於上方開放之U字狀之鉛垂剖面。下方凸部61包含分別配置於排氣區域及進氣區域之一對側面61b、及配置於一對側面61b之下端之間之頂面61a。如圖12所示，中央流路39包含位於火星塞24之側之前端面39a。該前端面39a自頂面61a之前端緣(位於火星塞24側之緣)向下方延伸。 如圖11所示，上游連接流路38及下游連接流路40自外周流路34朝向汽缸9之中心線C1延伸。上游連接流路38之中心線Cu通過汽缸9之中心線C1。同樣地，下游連接流路40之中心線Cd通過汽缸9之中心線C1。上游連接流路38之中心線Cu與下游連接流路40之中心線Cd相對於第1假想平面P1向相互相反之方向傾斜。上游連接流路38之中心線Cu相對於第1假想平面P1之傾斜角度θu之絕對值大於下游連接流路40之中心線Cd相對於第1假想平面P1之傾斜角度θd之絕對值。 圖14係表示沿著圖11所示之XIV-XIV線之鉛垂剖面之剖視圖。圖15係表示沿著圖11所示之XV-XV線之鉛垂剖面之剖視圖。自汽缸9之中心線C1至圖14所示之剖面之距離與自汽缸9之中心線C1至圖15所示之剖面之距離相等。又，圖14所示之剖面之比例尺與圖15所示之剖面之比例尺相等。因此，上游連接流路38之截面面積小於下游連接流路40之截面面積。藉此，可提高冷卻液於上游連接流路38之流速，而可將流速較高之冷卻液自上游連接流路38輸送至中央流路39。 於第2實施形態中，除了第1實施形態之作用效果以外，還可發揮如下作用效果。具體而言，於第2實施形態中，於中央流路39設置有向頭用水套30之中心線之方向突出之下方凸部61。中央流路39自中央流路39之上表面向下方突出。因此，相較於未設置下方凸部61之情形，中央流路39之截面面積減少。藉此，可提高冷卻液於中央流路39之流速，而可提高冷卻性能。 進而，下方凸部61之一對側面61b分別配置於排氣區域及進氣區域。於此情形時，相較於未設置一對側面61b之情形、即僅使中央流路39於上下方向Dud上較薄之情形，可降低排氣埠16及進氣埠14之附近之部分與頭用水套30之接觸面積之減少。 其他實施形態 本發明並不限定於上述實施形態之內容，可進行各種變更。 例如，對應於同一汽缸9之進氣閥18及排氣閥19之數量亦可為4個以上。例如，亦可將3個進氣閥18及2個排氣閥19設置於同一汽缸9。 亦可省略進氣用搖臂22i及排氣用搖臂22e之一者。於此情形時，只要藉由進氣用凸輪21i或排氣用凸輪21e推壓進氣閥18或排氣閥19即可。 亦可省略供水口31及上游流路33。或者，亦可省略排水口42及下游流路41。於該等情形時，只要使複數個中繼口44作為供水口31或排水口42發揮功能即可。例如，亦可將由水泵28輸送之冷卻液經由作為供水口31之複數個中繼口44供給至頭用水套30。 只要上游連接流路38之截面面積小於下游連接流路40之截面面積，則上游連接流路38之寬度Wu可與下游連接流路40之寬度Wd相等，亦可大於下游連接流路40之寬度Wd。 同樣地，只要上游連接流路38之截面面積小於下游連接流路40之截面面積，則上游連接流路38於上下方向Dud上之長度Lu可與下游連接流路40於上下方向Dud上之長度Ld相等，亦可大於下游連接流路40於上下方向Dud上之長度Ld。 上游連接流路38之寬度Wu亦可自上游連接流路38之上端部至上游連接流路38之下端部固定。下游連接流路40亦相同。 亦可於外周流路34之中間流路36不設置內側凸部52，而使中間流路36之外周面36a為與汽缸9之中心線C1同軸之圓弧狀。 自排氣孔55之中心線C2至汽缸9之中心線C1之距離D2可與排氣孔55之直徑Φ2相等，亦可大於排氣孔55之直徑Φ2。 中央流路39於左右方向Dlr上之長度Llr可與中央流路39於前後方向Dfr上之長度Lfr相等，亦可大於中央流路39於前後方向Dfr上之長度Lfr。 山形凸部54之前端部54a於前後方向Dfr上之寬度W1可與下游連接流路40之寬度Wd相等，亦可大於下游連接流路40之寬度Wd。 亦可將上述所有構成之2個以上組合。

1‧‧‧引擎

2‧‧‧活塞

3‧‧‧連桿

4‧‧‧曲軸

5‧‧‧頭蓋

6‧‧‧汽缸頭

6a‧‧‧汽缸頭6之外表面

7‧‧‧墊片

7a‧‧‧貫通孔

8‧‧‧汽缸體

9‧‧‧汽缸

9a‧‧‧汽缸9之內周面

10‧‧‧曲軸箱

11‧‧‧進氣管

12‧‧‧節流閥

13‧‧‧燃料供給裝置

14‧‧‧進氣埠

14i‧‧‧進氣入口

14o‧‧‧進氣出口

15‧‧‧燃燒室

16‧‧‧排氣埠

16i‧‧‧排氣入口

16o‧‧‧排氣出口

17‧‧‧排氣管

18‧‧‧進氣閥

19‧‧‧排氣閥

20‧‧‧閥動裝置

21‧‧‧凸輪軸

21e‧‧‧排氣用凸輪

21i‧‧‧進氣用凸輪

22e‧‧‧排氣用搖臂

22i‧‧‧進氣用搖臂

23e‧‧‧排氣用彈簧

23i‧‧‧進氣用彈簧

24‧‧‧火星塞

24a‧‧‧火星塞之前端部

24b‧‧‧側方電極

24c‧‧‧中央電極

25‧‧‧塞孔

25i‧‧‧塞入口

25o‧‧‧塞出口

28‧‧‧水泵

29‧‧‧體用水套

30‧‧‧頭用水套

31‧‧‧供水口

32‧‧‧流路

33‧‧‧上游流路

34‧‧‧外周流路

35‧‧‧排氣側流路

35a‧‧‧排氣側流路35之外周面

36‧‧‧中間流路

36a‧‧‧中間流路36之外周面

37‧‧‧進氣側流路

38‧‧‧上游連接流路

39‧‧‧中央流路

39a‧‧‧中央流路39之前端面

40‧‧‧下游連接流路

41‧‧‧下游流路

41a‧‧‧貫通孔

42‧‧‧排水口

43‧‧‧中繼流路

44‧‧‧中繼口

45‧‧‧螺栓孔

51‧‧‧圓弧部

52‧‧‧內側凸部

53‧‧‧上方凸部

54‧‧‧山形凸部

54a‧‧‧山形凸部之前端部

55‧‧‧排氣孔

56‧‧‧插塞

56a‧‧‧插塞56之底面

61‧‧‧下方凸部

61a‧‧‧頂面

61b‧‧‧側面

A1‧‧‧曲軸4之旋轉軸線

A2‧‧‧凸輪軸21之旋轉軸線

A3‧‧‧進氣用搖臂之擺動軸線

A4‧‧‧排氣用搖臂之擺動軸線

B1‧‧‧螺栓

C1‧‧‧汽缸9之中心線

C2‧‧‧排氣孔55之中心線

Cd‧‧‧下游連接流路40之中心線

Cu‧‧‧上游連接流路38之中心線

D2‧‧‧自汽缸9之中心線C1至排氣孔55之中心線C2之距離

Dfr‧‧‧前後方向

Dlr‧‧‧左右方向

Dud‧‧‧上下方向

Ld‧‧‧下游連接流路40之長度

Lfr‧‧‧中央流路39於前後方向上之長度

Llr‧‧‧中央流路39於左右方向上之長度

Lu‧‧‧上游連接流路38之長度

P1‧‧‧第1假想平面

P2‧‧‧第2假想平面

Rde‧‧‧下游排氣區域

Rdi‧‧‧下游進氣區域

Rue‧‧‧上游排氣區域

Rui‧‧‧上游進氣區域

W1‧‧‧山形凸部54之前端部之寬度

Wd‧‧‧下游連接流路40之寬度

Wu‧‧‧上游連接流路38之寬度

Φ2‧‧‧排氣孔55之直徑

θd‧‧‧下游連接流路40之中心線Cd相對於第1假想平面P1之傾斜角度

θu‧‧‧上游連接流路38之中心線Cu相對於第1假想平面P1之傾斜角度

圖1係表示本發明之第1實施形態之引擎之鉛垂剖面的模式圖。 圖2係表示汽缸頭及汽缸體之鉛垂剖面之剖視圖。 圖3係沿自下而上之方向觀察汽缸頭所得之圖。 圖4係沿自上而下之方向觀察頭用水套所得之圖。 圖5係沿自上而下之方向觀察頭用水套所得之圖。 圖6係自斜下方觀察頭用水套所得之圖。 圖7係沿圖5所示之箭頭VII之方向觀察所得的表示頭用水套之一部分之放大圖。 圖8係沿自上而下之方向觀察頭用水套之上游連接流路、中央流路、及下游連接流路所得之圖。 圖9係表示沿著圖8所示之IX-IX線之鉛垂剖面之剖視圖。 圖10係表示沿著圖8所示之X-X線之鉛垂剖面之剖視圖。 圖11係沿自上而下之方向觀察本發明之第2實施形態之頭用水套所得的俯視圖。 圖12係自斜上方觀察頭用水套之中央流路所得之圖。 圖13係表示沿著第2假想平面之鉛垂剖面之剖視圖。 圖14係表示沿著圖11所示之XIV-XIV線之鉛垂剖面之剖視圖。 圖15係表示沿著圖11所示之XV-XV線之鉛垂剖面之剖視圖。

Claims (8)

1. 一種水冷SOHC引擎，其具備： 汽缸體，其包含具有沿上下方向延伸之中心線之汽缸； 活塞，其於上述汽缸內沿上下方向往返； 汽缸頭，其配置於上述汽缸體之上端部，且與上述汽缸及上述活塞一起形成供空氣與燃料之混合氣體燃燒之燃燒室； 火星塞，其安裝於上述汽缸頭，使上述燃燒室內之上述混合氣體燃燒；及 閥裝置，其控制供給至上述燃燒室之進氣及自上述燃燒室排出之排氣； 上述汽缸頭包含：進氣埠，其包含在上述燃燒室之內表面開口之複數個進氣出口；排氣埠，其包含在上述燃燒室之內表面開口之複數個排氣入口；塞孔，其包含在上述燃燒室之內表面開口之塞出口；及頭用水套，其導引冷卻液； 上述火星塞插入於上述塞孔，且相對於上述汽缸之中心線斜向傾斜， 上述閥裝置包含： 凸輪軸，其繞沿左右方向延伸之旋轉軸線旋轉； 複數個進氣閥，其等根據上述凸輪軸之旋轉而將上述複數個進氣出口分別開閉；及 複數個排氣閥，其等根據上述凸輪軸之旋轉而將上述複數個排氣入口分別開閉； 上述頭用水套包含： 供水口，其於上述汽缸頭之外表面開口，供冷卻液進入； 排水口，其於上述汽缸頭之外表面開口，供流入至上述供水口之冷卻液排出； 環狀之外周流路，其係於沿上下方向觀察時配置於上述複數個進氣出口及上述複數個排氣入口之周圍，且將流入至上述供水口之冷卻液向上述排水口之方向導引； 中央流路，其係於沿上下方向觀察時配置於上述外周流路之內側，且於沿上下方向觀察時與上述火星塞重疊； 上游連接流路，其自上述外周流路延伸至上述中央流路，將冷卻液自上述外周流路導引至上述中央流路；及 下游連接流路，其自上述中央流路延伸至上述外周流路，與上述上游連接流路分離，且將由上述上游連接流路導引至上述中央流路之冷卻液自上述中央流路導引至上述外周流路；且 上述上游連接流路之截面面積小於上述下游連接流路之截面面積。
2. 如請求項1之水冷SOHC引擎，其中沿上下方向觀察時之上述上游連接流路之寬度小於沿上下方向觀察時之上述下游連接流路之寬度。
3. 如請求項1或2之水冷SOHC引擎，其中上述上游連接流路於上下方向上之長度小於上述下游連接流路於上下方向上之長度。
4. 如請求項1或2之水冷SOHC引擎，其中上述外周流路之外周面包含：圓弧狀之圓弧部，其於沿上下方向觀察時與上述汽缸之內周面同軸；及內側凸部，其於沿上下方向觀察時自上述圓弧部向上述汽缸之中心線之方向突出，且於沿上下方向觀察時與上述火星塞重疊。
5. 如請求項1或2之水冷SOHC引擎，其中上述汽缸頭進而包含自上述中央流路向上方延伸之排氣孔， 上述水冷SOHC引擎進而具備將上述排氣孔堵塞之插塞，且 自上述排氣孔之中心線至上述汽缸之中心線之距離小於上述排氣孔之直徑。
6. 如請求項1或2之水冷SOHC引擎，其中上述上游連接流路、中央流路、及下游連接流路係於上述上游連接流路與上述下游連接流路之間形成有於沿上下方向觀察時朝向上述中央流路延伸之山形凸部，且 上述中央流路於左右方向上之長度小於上述中央流路於與上下方向及左右方向兩者正交之前後方向上之長度。
7. 如請求項6之水冷SOHC引擎，其中上述中央流路於左右方向上之長度大於沿上下方向觀察時之上述上游連接流路之寬度。
8. 如請求項1或2之水冷SOHC引擎，其中上述中央流路包含自上述中央流路之上表面向下方突出之下方凸部，且 上述下方凸部包含分別配置於上述排氣區域及進氣區域之一對側面、以及配置於上述一對側面之下端之間之頂面。