CN201137529Y - 水套式直列双缸发动机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种水套式直列双缸发动机，包括位于气缸体内平行排列的两个气缸、对应于每个气缸的配气机构以及位于曲轴箱内的曲轴，气缸内的活塞通过连杆带动曲轴；其特征在于所述气缸体由缸头和前、后盖板拼接而成，两个气缸成型于缸头上，前述独立的两套配气机构位于两个气缸的外侧，并于两个气缸的结合面对置；前、后盖板与缸头的壳壁之间形成围绕两个气缸的水套。本实用新型将常规水冷发动机的缸头和箱体一体设计，能够轻易加入水套同时具备冷却效果好，气缸工作平稳，结构简单，体积小，重量轻以及制造成本低的特点。

Description

水套式直列双缸发动机

技术领域

本实用新型属于内燃机机械结构改进技术领域，具体涉及一种内置水套的直列双缸小型发动机。

背景技术

风冷发动机的冷却是通过发动机曲轴直接带动的风叶对发动机箱体或者缸套上设置的散热片进行散热，由于该方式结构简单，造价低廉，因此直接风冷式设计被广泛运用在简易单缸和V型双缸发动机中。但由于风扇吹出的风是一个方向的，缸体迎风面，侧面和背面风速都不一样，所以缸体四周的温度相差较大，如果要设计直列双缸或多缸机，气缸与气缸之间的温度就更无法散去，所以目前市场上的直接风冷双缸发动机的两个气缸都设计成V型排列，即将两个气缸错开一个角度，使每个气缸的风冷效果等同于单缸风冷机，但四冲程发动机每一个气缸工作循环为720°，V型双缸机的两个气缸错开一个角度后，一般为90°，则两个气缸分别在90°～270°和540°～720°爆燃作功，相交角为270°和450°，所以工作较不平稳，而且由于相交角的不同造成如使用一个化油器进气管压力不同的问题，所以就必须使用两个化油器，而一般化油器很难保证在每个角度供油、气量的一致，需通过匹配或制造双联化油器来解决，这也增加了成本。

水冷式发动机是在气缸套外设计一个可由水流动的水道，在发动机以外设计一个散热水箱，将水道与水箱连接成一个密闭循环水道，然后用水泵使水道中水流动，将发动机的热能从散热水箱中带走，由于水的流动，从而使发动机得到均匀的散热。由于该方式散热效果好，水道可根据需要任意设计，因此外循环水冷设计被广泛应用在直列多缸发动机中，但现有的这类多缸发动机的结构布置方式较复杂：缸头由于水道的原因必须用低压铸造方式制造，加工困难且成本高；而箱体内的配气机构布局一般使用顶置凸轮设计，凸轮轴需经同步带或同步链与正时齿轮连接，使得箱体结构大而复杂，不仅占据了气缸体前后的空间体积，且使得相应的控制气门的摇臂、凸轮轴等配气机构附件的制造成本均相应提高，而且上述水冷发动机缸头和箱体必须分开制造，再进行分段式连接，这种水冷方式显然不适合制造小型发动机。

发明内容

本实用新型目的是针对上述现有技术的不足，提供一种内置水套的直列双缸小型发动机，同时具备冷却效果好，气缸工作平稳，结构简单，体积小，重量轻以及制造成本低的特点。

本实用新型的技术方案是：一种水套式直列双缸发动机，包括位于气缸体内平行排列的两个气缸、对应于每个气缸的配气机构以及位于曲轴箱内的曲轴，气缸内的活塞通过连杆带动曲轴；所述气缸体由缸头和前、后盖板拼接而成，两个气缸成型于缸头上，前述独立的两套配气机构位于两个气缸的外侧，并于两个气缸的结合面对置；前、后盖板与缸头的壳壁之间形成围绕两个气缸的水套。

本实用新型较详细的技术方案是：一种水套式直列双缸发动机，包括位于气缸体内平行排列的两个气缸、对应于每个气缸的配气机构以及位于曲轴箱内的曲轴，气缸内的活塞通过连杆带动曲轴；配气机构包括正时齿轮、凸轮轴、凸轮、挺杆、推杆和摇臂，安装在曲轴上的正时齿轮带动凸轮轴，凸轮轴上的凸轮顶触挺杆，挺杆顶触推杆，推杆通过摇臂控制气门的开闭。所述气缸体由缸头和前、后盖板拼接而成，两个气缸成型于缸头上，前述独立的两套配气机构位于两个气缸的外侧，并于两个气缸的结合面对置；缸头的两侧成型有供挺杆和推杆活动的通道。前、后盖板与缸头的壳壁之间形成围绕两个气缸的水套。同时缸头罩、前盖板，后盖板的外壁上均成型有若干散热片。所述每套配气机构中的凸轮轴有两根，这两根凸轮轴并列且都与曲轴平行设置，每根凸轮轴上设有一个凸轮；两个凸轮分别顶触对应的挺杆，挺杆顶触对应的推杆，推杆通过对应的摇臂控制同一气缸的进气门或者出气门的开闭。

本实用新型更为详细的技术方案如下：一种水套式直列双缸发动机，包括位于气缸体内平行排列的两个气缸、对应于每个气缸的配气机构以及位于曲轴箱内的曲轴，气缸内的活塞通过连杆带动曲轴；配气机构包括正时齿轮、凸轮轴、凸轮、挺杆、推杆和摇臂，安装在曲轴上的正时齿轮带动凸轮轴，凸轮轴上的凸轮顶触挺杆，挺杆顶触推杆，推杆通过摇臂控制气门的开闭。所述气缸体由缸头和前、后盖板拼接而成，两个气缸成型于缸头上，前述独立的两套配气机构位于两个气缸的外侧，并于两个气缸的结合面对置；缸头的两侧成型有供挺杆和推杆活动的通道。前、后盖板与缸头的壳壁之间形成围绕两个气缸的水套。同时缸头、前盖板，后盖板的外壁上均成型有若干散热片。所述每套配气机构中的凸轮轴有两根，这两根凸轮轴并列且都与曲轴平行设置，每根凸轮轴上设有一个凸轮，且两根凸轮轴上的凸轮位于同一平面内；安装在曲轴上的正时齿轮为主动齿轮，并与固定在其中一个凸轮轴上的从动齿轮啮合，而两个凸轮轴上分别固定有互相啮合的传动齿轮。两个凸轮分别顶触对应的挺杆，挺杆顶触对应的推杆，推杆通过对应的摇臂控制同一气缸的进气门或者出气门的开闭。同一气缸的进气门和出气门之间的连线与曲轴和凸轮轴垂直。

本实用新型的优点是：

1.本实用新型水套式直列双缸发动机中为两个气缸分别设置了独立且对置于气缸体两侧的配气机构，同常规的水冷发动机结构比较，简化了复杂箱体结构的同时，让出了气缸体内的前后空间，因此容易设置前、后盖板与缸头形成水套，而省去外接水箱，循环水泵，也就省去了常规缸头内的水道布置，相当于将常规水冷发动机的缸头和箱体一体设计，省去了缸头昂贵的低压铸造费用；模具出模，零件加工都十分方便，大大降低了成本。

2.本实用新型水套式直列双缸发动机保留了风冷发动机的基本结构，冷却风与水套内的冷却水共同作用，使各缸冷却均匀，并能基本达到水冷发动机的效果，但发动机结构却大大简化，适合小型化、便携化。

3.本实用新型水套式直列双缸发动机由于采用了水套式设计，提高了发动机冷却效果，因此可以将两个气缸设计成并排直列形式；而并排直列形式的双缸机相比V型双缸机，其两个气缸正好相隔360度做功一次，因此工作平稳；且消除了V型双缸机如采用一个化油器进气管压力不同的情况，所以不但减少了一只化油器，配气机构等附件要简单得多，不但简化了结构，降低了成本，还保证了双缸工作的一致性。

附图说明

下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述：

图1为本实用新型的整体结构示意图；

图2为图1的A-A剖面视图；

图3为图2的B-B剖面视图；

图4为本实用新型中同一配气机构的齿轮传动方式结构简图。

其中：1、气缸体；2、气缸；3、曲轴箱；4、曲轴；5、活塞；6、连杆；7、正时齿轮；8、凸轮轴；9、凸轮；10、挺杆11、推杆；12、摇臂13、进气门；14、出气门；15、从动齿轮；16、传动齿轮；17、风叶；18、缸头；19、前盖板；20、后盖板；21、水套；22、通道；23、散热片。

具体实施方式

实施例：结合图1、图2、图3、图4所示为本实用新型水套式直列双缸发动机的具体实施方式，它包括位于气缸体1内平行排列的两个气缸2、对应于每个气缸2的配气机构以及位于曲轴箱3内的曲轴4，气缸2内的活塞5通过连杆6带动曲轴4，曲轴4的一端同现有技术一样安装由其带动的风叶17。

每个气缸2都具有各自独立的配气机构，配气机构由正时齿轮7、凸轮轴8、凸轮9、挺杆10、推杆11、摇臂12和气门组成，安装在曲轴4上的正时齿轮7带动凸轮轴8，凸轮轴8上的凸轮9顶触挺杆10，挺杆10顶触推杆11，推杆11通过摇臂12控制气门的开闭，当然这些都是现有技术，其具体实现方式不再详述。

本实施例中的气缸体1由缸头18和前、后盖板19、20拼接而成，其拼接方式主要是采用连接螺栓或相等效的公知连接方式进行连接。两个气缸2成型于缸头18上，前、后盖板19、20与缸头18的壳壁之间形成围绕两个气缸2的水套21，同时缸头18、前盖板19，后盖板20的外壁上均成型有若干散热片23，这一结构特征在图3上表示的较清楚。

前述独立的两套配气机构位于两个气缸2的外侧，并于两个气缸2的结合面对称布置；缸头18的两侧成型有供挺杆10和推杆11活动的通道22。

如图4表示的那样，所述每套配气机构中的凸轮轴8有两根，这两根凸轮轴8并列且都与曲轴4平行设置，每根凸轮轴8上设有一个凸轮9，且两根凸轮轴8上的凸轮9位于同一平面内；安装在曲轴4上的正时齿轮7为主动齿轮，并与固定在其中一个凸轮轴8上的从动齿轮15啮合，而两个凸轮轴8上分别固定有互相啮合的传动齿轮16。

同一配气机构内的两个凸轮9分别顶触对应的挺杆10，挺杆10顶触对应的推杆11，推杆11通过对应的摇臂12控制同一气缸2的进气门14或者出气门15的开闭。且同一气缸2的进气门14和出气门15之间的连线与曲轴4和凸轮轴8垂直，即本实用新型中同一气缸2上的进气门14和出气门15对置分布在曲轴4的两侧，而曲轴4末端安装风叶17，故进气门14和出气门15间的连线与冷却风的风向垂直。同时对于本实用新型来说相当于两个单气缸头背靠背的并列组合，每个气缸头的配气机构都是朝向外侧，且组合后的整个直列双缸便携式发动机的整体结构是完全对称的。

常规的直列双缸发动机一般都为水冷式发动机，水冷式发动机的缸头和箱体必须分开制造，再进行分段式连接，缸头不仅成型与冷却水箱连通的水道，且配气机构布局一般使用顶置凸轮设计，即凸轮轴需经同步带或同步链与正时齿轮连接，为此大大占据了缸头的体积，并使得箱体及水冷发动机的整体结构复杂，体积大不适于小型发动机。

与之相比本实用新型水套式直列双缸发动机的特点就在于为两个气缸2分别设置了独立且对置于气缸体1两侧的配气机构，而让出了气缸体1内的前后空间，因此很容易的设置前、后盖板19、20与缸头18间形成围绕两个气缸2的水套21，而省去外接水箱，循环水泵，也就省去了常规缸头内的水道布置，相当于将常规水冷发动机的缸头和箱体一体设计，省去了缸头昂贵的低压铸造费用；模具出模，零件加工都十分方便，大大降低了成本。

同时本实用新型在曲轴4的末端安装有风叶17，保留了风冷发动机的基本结构。风叶17与水套21的共同作用，使得冷却水在两个平行排列气缸2的温差作用下不停流动，并反过来加快温度的传递，逐渐平缓两个气缸2间的温度梯度，有助于热量从气缸体1外壁上的散热片23散去，因此基本可以达到水冷发动机的冷却效果，但结构大大减化，适合小型化、便携化。值得一提的是本实用新型中的水套21可以是全封闭式的，只在气缸体1上留出注水口，例如运用在便携式发电机上，方便操作；当然也不限制的可以在水套21上设置循环水的出、入口并外接抽水设备，以此用作小型快艇上的舷外机。

由于本实用新型水套式直列双缸发动机采用了水套式设计，提高了发动机冷却效果，因此可以将两个气缸2设计成并排直列形式；作为公知技术，并排直列形式的双缸机相比V型双缸机，其两个气缸正好相隔360度做功一次，因此工作平稳；消除了V型双缸机由于进气相交角的不同如使用一个化油器造成进气管压力不同的情况，由于不存在相位差，不但减少了一个化油器，配气机构等附件要简单得多，不但简化了结构，降低了成本，还保证了双缸工作的一致性。

对于本实施例的每个配气机构来说，设置两根与曲轴4平行的凸轮轴8，两根凸轮轴8上分别设置一个凸轮9的优化方案，主要目的是缩短凸轮轴8的长度，减小曲轴箱3的体积，更加简化本实用新型的体积便于用户携带。同时本实施例中同一气缸2上的两个气门之间的连线与曲轴4和凸轮轴8相垂直，也就是与冷却风的风向垂直，与现有技术相比转过90度，从而有利于缸头18的散热，也就进一步提高了本实用新型的冷却效果。

Claims (8)

1.一种水套式直列双缸发动机，包括位于气缸体(1)内平行排列的两个气缸(2)、对应于每个气缸(2)的配气机构以及位于曲轴箱(3)内的曲轴(4)，其特征在于所述气缸体(1)由缸头(18)和前、后盖板(19、20)拼接而成，两个气缸(2)成型于缸头(18)上，前述独立的两个配气机构位于两个气缸(2)的外侧，并于两个气缸(2)的结合面对置；前、后盖板(19、20)与缸头(18)的壳壁之间形成围绕两个气缸(2)的水套(21)。

2.根据权利要求1所述的水套式直列双缸发动机，其特征在于每个配气机构包括正时齿轮(7)、凸轮轴(8)、凸轮(9)、挺杆(10)、推杆(11)和摇臂(12)，安装在曲轴(4)上的正时齿轮(7)带动凸轮轴(8)，凸轮轴(8)上的凸轮(9)顶触挺杆(10)，挺杆(10)顶触推杆(11)，推杆(11)通过摇臂(12)控制气门的开闭。

3.根据权利要求2所述的水套式直列双缸发动机，其特征在于：缸头(18)的两侧成型有供挺杆(10)和推杆(11)活动的通道(22)。

4.根据权利要求2所述的水套式直列双缸发动机，其特征在于所述气缸体(1)的外壁上成型有若干散热片(23)。

5.根据权利要求2所述的水套式直列双缸发动机，其特征在于：每个配气机构中的凸轮轴(8)有两根，这两根凸轮轴(8)并列且都与曲轴(4)平行设置，每根凸轮轴(8)上设有一个凸轮(9)；两个凸轮(9)分别顶触对应的挺杆(10)，挺杆(10)顶触对应的推杆(11)，推杆(11)通过对应的摇臂(12)控制同一气缸的进气门(13)或者出气门(14)的开闭。

6.根据权利要求5所述的水套式直列双缸发电机，其特征在于：对于每个配气机构而言，安装在曲轴(4)上的正时齿轮(7)为主动齿轮，并与固定在一个凸轮轴(8)上的从动齿轮(15)啮合，而两个凸轮轴(8)上分别固定有互相啮合的传动齿轮(16)。

7.根据权利要求5或6所述的水套式直列双缸发电机，其特征在于：对于每个配气机构而言，两根凸轮轴(8)上的凸轮(9)位于同一平面内。

8.根据权利要求5或6所述的水套式直列双缸发电机，其特征在于：同一气缸(2)上的进气门(13)和出气门(14)之间的连线与曲轴(4)和凸轮轴(8)垂直。

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