CN1149381C - 水冷式内燃机的冷却装置 - Google Patents

Abstract

提供用于排气量较小的冷却式内燃机，特别是搭载于机动两轮车等的小型车辆的水冷式内燃机的冷却装置。具有两端开口，使冷却水沿水平方向流动的冷却水管34和安装在上述冷却水管34的端部、通过该冷却水管34相互连通的一对水箱31，32，散热面朝着与上述冷却水管的长相交叉的上下方向的散热片33被安装在上述冷却水管34上。

Description

水冷式内燃机的冷却装置

技术领域

本发明涉及排气量较小的水冷式内燃机、特别是涉及搭载于机动两轮车等小型车辆的水冷式内燃机的冷却装置。

背景技术

现有的冷却装置被通称为散热器，用于冷却机动两轮车所搭载的水冷式内燃机内流动的冷却水，其构造已记载于实开昭59-134777号专利公报。

在上述冷却装置中，上下配设一对水箱，垂直相对的冷却水管的两端分别被插入到该上方水箱的底壁上的孔和下方水箱顶壁上的孔中，上下一对水箱被该冷却水管所支撑连通，沿水平面设置的平板状散热片穿过上述冷却水管，沿上下方向相隔一定距离地多片排列设置，由于车辆的行驶所带起来的前后方向的风，流过多片平板状散热片之间，利用这种行驶产生的风，借助该平板状散热片，对冷却水管内的冷却水进行冷却。

实开昭59-134777号公报上所记载的冷却装置中，如果将该冷却装置小型化，让散热片的每单位表面积的散热负荷增大，那么在通常的行驶状态下，从前向后吹的行驶风沿平板状散热片的上下两面流动，利用该平板状散热片两面散热，与该平板状散热片相接的冷却水管内的冷却水就被充分地冷却，但是，如果是夏天，如果是遇到交通堵塞、要反复低速行驶、停车时，那么上下平板状散热片之间的外来空气，在上述散热片之间的空间内以被加热成高温的状态滞留下来，外来的空气与冷却水管中的冷却水之间的热交换不能顺利进行，冷却装置的冷却能力大幅度下降。

发明内容

本发明涉及克服上述难点的水冷式内燃机的冷却装置的改进，其特征在于，具有两端开口，使冷却水沿水平方向流动的冷却水管和安装在上述冷却水管的端部，并借助冷却水管相互连通的1对水箱，在所述水箱上一体地形成设置于水冷式内燃机的冷却水出入口上的法兰盘面，散热面朝向与上述冷却水管的长度方向相交叉的上下方向的散热片安装在上述冷却水管上。

根据本发明方案1所述的构成，即使冷却风扇和行驶所产生的水平方向的冷却空气流减小或者没有，多数的散热片之间的空气也会沿着朝向与上述冷却水管长度方向相交叉的上下方向的散热片上升，利用这种自然对流，上述的散热片进行散热，与该散热片相接的冷却水管内的冷却水和周围空气之间进行热交换，也就可以避免冷却装置的冷却能力的大幅度下降。

另外，在方案1所记载的发明中，因为即使没有冷却风扇所产生的强制冷却风，也可以保持冷却能力，所以不一定需要冷却风扇、既可以使冷却装置整体小型化，也可以降低成本。

根据本发明方案2所述的构成，上述多层散热片单体的下端边缘和上端边缘上露出的散热片单体的下方空间以及上方空间的任何一方或者对方，与夹在上述多层散热片单体之间的垂直方向的空间之间的空气对流，可以促进上述多层散热片单体之间的自然对流，这样上述冷却水管内的冷却水与周围空气之间的热交换可以顺利进行，可以提高冷却装置的冷却能力。

根据本发明方案3所述的构成，两侧的一对水箱固定支承于内燃机的汽缸部位，可提高耐振性的同时，也使上述水箱接近内燃机的汽缸，缩短了连接两者的配管，可以使冷却水循环的流动阻力降低，减轻冷却水泵的负荷。

根据本发明方案4所述的构成，可以将上述水箱直接牢固地安装在内燃机上，可以进一步提高冷却装置的耐振性，同时，还可省去连接上述水箱与内燃机的冷却水通路的软管，可以防止漏水和降低成本，并且可图实现内燃机整体的小型化。

根据本发明方案5所述的构成，即使被在内燃机的汽缸部位产生并传递到外表面的热量加热的周围空气上升，也可以避免由于该加热空气导致上述冷却装置的冷却能力降低。

附图说明

图1是实施本发明方案1至方案4的一个实施例形态的概略立体图。图2是图1的右侧视图。图3是沿图2的III-III线剖断的剖面平面图。图4是图2的IV箭头方向的视图，是剖切一部分的正视图。图5是剖切一部分的左侧视图。图6是实施本发明方案1至方案3以及方案5的实施例形态的概略立体图。

具体实施方式

下面对实施本发明方案1至4所记载的发明的图1至图5所示的冷却装置进行说明。

图1是表示本发明实施形态的概略立体图，顶置气门式4冲程循环(通常称为4循环)单气筒式水冷式内燃机1搭载于图中没有表示出的小型机动两轮车上的前后两轮中间。

水冷式内燃机1是由左右分开的曲柄箱2、3和汽缸体4、汽缸盖5以及汽缸头盖6组成，在曲柄箱2、3的前端设置着汽缸体4，该汽缸体4的汽缸孔7的中心轴线大致水平地朝向前方，在汽缸体4的前面顺序设置着汽缸盖5和汽缸头盖6，这些曲柄箱2、3、汽缸体4、汽缸盖5以及汽缸头盖6相互连接成一体。

如图3所示，活塞8可滑动地嵌装在汽缸孔7内，同时，曲柄轴9可转动地轴支在左右曲柄箱2、3上，在该活塞8和曲柄轴9上，连接杆12的两端借助活塞销10和曲柄销11可转动地轴接着，活塞8往返运动时，曲柄轴9被驱驶转动。

在汽缸盖5上形成连通汽缸孔7顶部的燃烧室13的进气口14和排气口15，在该进气口14和排气口15上分别设置着可自由开关的进气阀16和排气阀17。

与进气阀16和排气阀17的顶端相邻接，配置着凸轮轴18，该凸轮轴18借助轴承19可自由转动地轴支在汽缸盖5和凸轮轴支架20之间，并被夹持着。从动链轮21被整体镶嵌在该凸轮轴18的左端扩径部18a上，在与曲柄轴9成为一体的主动链轮22和从动链轮21之间架设着环形链条，凸轮轴18以曲柄轴9的一半的速度被驱驶转动，上述的进气阀16和排气阀17在曲柄轴9转动两圈时，分别被驱动各开关一次。

如图2、图4以及图5所示，作为冷却水冷式内燃机1的冷却装置的散热器30被配置在汽缸体的上方，该散热器30是由左右两侧的冷却水箱31、32(在图4中左右相反)和向着车体前后方向且沿垂直面多片平行地配置的平板状散热片33、和沿车宽的水平方向穿通冷却水箱31、32相向的内壁以及散热片33的断面呈圆形的冷却水管34所构成(上述冷却水管上下方向成3列、前后方向成2列或3列地配置着)。在该冷地水箱31、32的底面31a上(如图5所示，冷却水箱32的底面图中没有表示出)形成冷却水出入口35，在与该冷却水箱31、32的底部连成一体的法兰盘36、37上设有螺栓孔36a(法兰盘37的螺栓孔图中没有表示出)，连接套管38向下突出地嵌合在上述冷却水出入口35上。另外在冷却水箱31的顶部，嵌合着可自由安上或拔下的帽39。

如图3所示，在汽缸体4上，散热器的支持部40、41整体向左右两侧方向突出地设置着。在设置于该散热器的支持部40、41的冷却水通路42、43中、右侧的冷却水通路43连通于围在燃烧室13外周的圆筒状冷却水套筒44，在汽缸盖5上也设置了与冷却水套筒44的开口端相吻合的冷却水套筒45，这些冷却水套筒44、45从汽缸体4和汽缸盖5的结合面向内形成了截面前端部较窄的形状。

凸轮轴18的左端扩径部18a的中心部，从端面上除去一部分形成凹部18b，在该凹部18b的内周面上、多个永久性磁铁24绕着周边方向等间隔地配设着。

被凸轮轴18驱动的冷却水泵50由泵壳51、泵罩52、和涡轮54构成，该涡轮54位于该泵壳51的转子收纳部51a内，借助转动轴53可自由转动地轴支在泵壳51及泵罩52上。在该涡轮54的轴部54a的外周面上，借助泵壳51的转子收纳部51a，沿周边方向整体地设置着多个与凸轮轴18的永久磁铁24相对的永久磁铁55，冷却水泵50的涡轮54，通过永久磁铁55、24被磁力结合在凸轮轴18上，对应于凸轮轴18的转动，涡轮54被驱动。

如图5所示，冷却水泵50的吸入部56借助连通管46与左面散热器支持部40的冷却水通路42的下方开口42a连通，如图3所示，冷却水泵50的吐出部57与泵罩52的吐出通路58连通，连通管61的两端不漏水地分别嵌合在连通于上述吐出通路58的泵壳51的连通路59和连通于汽缸盖5的冷却水套筒45的连通路60上，散热器30的左面水箱31内的冷却水借助左面散热器支持部40的冷却水通路42、连通管46以及吸入部56被吸入到冷却水泵50内，利用冷却水泵50的涡轮54加压后的冷却水从吐出通路58借助连通路59、连通管61以及连通路60被送到冷却水套筒45、冷却水套筒44。

如图3所示，与环形链条23相啮合的空转链轮25可自由转动地镶嵌在连通管61的外周，同时，空转链轮27位于比空转链轮25更接近曲柄轴9的位置，借助销26被轴接在汽缸体4上，如图5所示，空转链轮28，29好象从上下挟住环形链条23一样被轴接在曲柄轴9附近。

图1至图5所表示的实施形态其构造如上所述，所以水冷式内燃机1处于运转状态，对应于水冷式内燃机1的运转，被磁力结合在转动的凸轮轴18上的冷却水泵50的涡轮54被驱动时，被散热器30冷却的左侧冷却水箱31内的冷却水从冷却水出入口35通过连接套管38、散热器支持部40的冷却水通路42和通路管46被冷却水泵50的吸入部56吸入，经过冷却水泵50的涡轮54加压后，被从冷却水泵50的吐出部57经过吐出通路58、连通路59、连通管61以及连通路60送到冷却水套筒45、44处。该冷却水套筒45、44内的冷却水从右侧的散热器支持部41的冷却水通路43被送到右侧的冷却水箱32内，通过冷却水管34流回到左侧冷却水箱31内，冷却水在冷却水系统内循环。

于是，图中未示出的机动两轮车行驶时，从前方吹向后方的行驶风通过散热器30的散热片33之间，被冷却水管34内流动的、且被加热了的冷却水加热的散热片33，利用这种行驶风而得到散热。通过这种散热片33的散热，冷却水管34内的冷却水就被冷却。

但是，如果机动两轮车停止，或者以极底的速度行驶，那么散热器30的散热片33之间没有从前方来的行驶风通过，但散热片33之间的空气，在该散热片33和冷却水管34上被加热而上升，因为在散热片33的上下没有妨碍上升气流的障碍物存在，所以散热片33之间的加热空气的自然对流可以顺利进行，散热片33的散热成为可能，就可以避免水冷式内燃机1过热。

通过散热片33之间的自然对流，散热片33的散热成为可能，所以不一定需要冷却风扇，有可能降低成本。

因为冷却水管34呈圆筒面，所以不管是对从前方吹来的行驶风，还是对于从下方向上方的对流，都不会产生过大的阻抗，所以不论在行驶时还是停车时冷却性能都能保持较高水准。

因为左右冷却水箱31、32，利用穿过法兰盘36，37并被螺合在散热器支持部40上的螺栓47牢固地安装在汽缸体4上，所以，可以避免冷却水箱31、32和冷却水管34的嵌合部受过大的力作用，散热器30的耐久性良好。

并且，因为散热器30的冷却水箱31，32直接安装在汽缸体4上，所以除了连通管46，61外，不需要象冷却水软管那样的连接材料，减少了零件个数，也减少了漏水的地方，可以降低成本，提高水密封性，尤其是因冷却水路的缩短而降低冷却水通路的阻力，可以实现冷却水泵50的小型化。

因为汽缸体4被配置在散热器30的下方，所以可以通过汽缸体4保护散热器30不受车辆行驶时所带起的飞石的损害。

因为在环形链条23之间的空间上配置连通管61，所以可以以最短距离连接临接于凸轮轴18的冷却水泵50和汽缸盖5的冷却水套筒45，可以进一步缩短冷却水系统的流路长度。

因为以连通管61做为空转链轮27的轴支材料，所以可以节省轴支空转链轮27的材料。

在图1至图5所示的实施例中，汽缸体4、汽缸盖5、汽缸头盖6向前方躺倒，汽缸孔7的中心轴线朝向前方，但也可以如图6所示，让汽缸体4、汽缸盖5、汽缸头盖6向上方直立，汽缸孔7的中心轴线垂直地朝向上方，将散热器30靠在汽缸体4的左侧，安装在左侧的曲柄箱2上。

图6的实施形态表示的是本专利的权利要求1、权利要求2以及权利要求5所记载的发明。

即使是图6的实施形态，在散热器30的前后也没有阻挡行驶风的东西，并且在散热器30的上方也没有阻挡上升气流的东西，所以行驶风和上升气流能够在散热片33之间流动，可以使散热片33进行散热，并且因为可以利用位于散热器下方的曲柄箱2来保护散热器30，所以可以获得与图1至图5所示的实施形态同样的效果。

Claims (5)

1.一种水冷式内燃机的冷却装置，其特征在于，具有两端开口、使冷却水沿水平方向流动的冷却水管，和安装在上述冷却水管端部并借助该冷却水管相互连通的一对水箱，在所述水箱上一体地形成设置于水冷式内燃机的冷却水出入口上的法兰盘面，散热面朝向与上述冷却水管长度方向相交叉的上下方向的散热片安装在上述冷却水管上。

2.如权利要求1所记载的水冷式内燃机的冷却装置，其特征在于，在上述散热片中，上述冷却水管穿通在相互层叠的散热片单体上，该各散热片单体的下端边缘以及上端边缘的任何一方或双方露出在该散热片单体的下方空间以及上方空间的任何一方或双方。

3.如权利要求1或权利要求2所记载的水冷式内燃机，其特征在于，在汽缸轴线大致朝向水平方向的水冷式内燃机的汽缸的上方，与该汽缸之间具有一定间隔地配置着上述冷却装置。

4.如权利要求3所记载的水冷式内燃机，其特征在于，所述法兰盘面成一体地形成在上述水箱的下面。

5.如权利要求1或权利要求2所记载的水冷式内燃机，其特征在于，在汽缸轴线大致朝向垂直方向的水冷式内燃机的汽缸的侧方，配置着上述冷却装置。

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