TWI424118B - Engine cylinder head structure - Google Patents

Description

引擎汽缸頭結構

本發明係關於一種引擎汽缸頭結構，尤指一種適用於機車之引擎汽缸頭結構。

引擎冷卻系統之目的是在避免引擎過熱而損壞，或避免工作效率降低。冷卻系統可概分為空冷系統、油冷系統、與水冷系統，或者為以上之混合式，空冷系統是藉由空氣在引擎周圍流動以帶走熱量，油冷系統是潤滑油冷卻器先冷卻潤滑油進而藉由潤滑油在引擎內部循環以帶走熱量，水冷系統者則是利用水與冷卻劑在引擎水套內流動以帶走熱量。

參考圖1~2。習知引擎汽缸頭主要包括一汽缸頭本體90與一凸輪軸座91。汽缸頭本體90環周大致區分有四側，依序為：火星塞側901、排氣側902、鍊條室側903、進氣側904。火星塞側901凹設有一進風流道906，此進風流道906深達鍊條室908之腔壁96，而且汽缸頭本體90之一燃燒室壁95相反兩側分別為燃燒室905與前述進風流道906。燃燒室壁95還插設有一火星塞94。進風流道906並與位於排氣側之一排風流道907相連通。

凸輪軸座91固定於汽缸頭本體90，用以支撐一凸輪軸92，而凸輪軸92一端同軸套設一鍊輪931。一鍊條932延伸於鍊條室908，且同時掛設於上述鍊輪931以及一曲軸(圖未示)，用以傳動曲軸動力至凸輪軸92。

進入進風流道906之冷卻空氣流會先冷卻火星塞94、燃燒室壁95外側表面，然後通往排風流道907，使引擎排氣側902溫度也稍獲下降。然而，就現有的結構設計而言，風流排出面積因界定螺栓鎖附孔911,912之距離及肉厚以及排氣道(圖未示)肉厚之限制而無法大幅度增加，故不易提升散熱效果。

對於此種習知引擎汽缸頭也明顯地忽略了對鍊條室側903之冷卻作用，使得鍊條室側903存在高溫累積之潛在危險。

本發明之主要目的係在提供一種引擎汽缸頭結構，俾能在有限之汽缸頭空間之下提升引擎冷卻效果。

為達成上述目的，本發明之引擎汽缸頭結構包括一汽缸頭本體、一凸輪軸座、一閥動凸輪機構、一鍊輪、一鍊條及一連通管。上述汽缸頭本體包括有一火星塞側與一鍊條室側，火星塞側凹設有開放之一進風流道，鍊條室側界定有一鍊條室。凸輪軸座是固定於汽缸頭本體。

上述閥動凸輪機構包括有一凸輪軸，可轉動地支撐於凸輪軸座。鍊輪是同軸套設於凸輪軸，鍊條則掛設於鍊輪，並延伸於鍊條室中。

上述連通管自進風流道穿過鍊條室，包括有連通之一第一開口與一第二開口，第一開口連通進風流道，第二開口連通至汽缸頭本體之外側。

藉由上述結構設計，冷卻空氣流從火星塞側之進風流道同時通往排氣道與連通管，因而兼顧冷卻排氣側與鍊條室側。在引擎整體冷卻效果上有大幅的提升。

上述引擎汽缸頭結構可更包括至少一密封環，係夾設於連通管與汽缸頭本體之間，以防止引擎內氣體或潤滑油洩漏到外部環境。

本發明適用之汽缸頭可為一體式或分離式者。在一體式汽缸頭場合中，汽缸頭本體包括有一側開口，側開口被一側蓋所罩蓋住，且連通管可設計成與側蓋為一體成型者。前述側蓋可包括有用於幫助吹漏氣分離之一迷宮結構。

汽缸頭本體可於表面形成有一鰭片結構，以加強散熱功效。閥動凸輪機構可包括有二閥動凸輪，分別負責進氣與排氣之步驟。汽缸頭本體可於表面形成有一導流結構，其曝露於進風流道，藉此引導火星塞側之風流。連通管之流通截面可為圓形或其它幾何形狀。

參考圖3~6。圖中所示為一機車引擎之汽缸頭部分，引擎汽缸頭主要包括一汽缸頭本體11與一凸輪軸座12。汽缸頭本體11之外周大致可區分為：火星塞側111、排氣側112、鍊條室側113、進氣側114。汽缸頭本體11界定有一燃燒室15與一鍊條室14。本實施例之引擎汽缸頭結構還需配合一上蓋(圖未示)與汽缸頭本體11相結合，於頂面封閉住汽缸頭本體11，將閥動凸輪機構20、鍊條等零部件罩蓋住，特稱為分離式汽缸頭。

火星塞側111凹設有一進風流道13，此進風流道13係呈對外開放者，且向內延伸抵達鍊條室14之一側壁141。隔在上述進風流道13與燃燒室15之間的是一燃燒室壁151，燃燒室壁151連接至鍊條室側壁141。一火星塞30穿透燃燒室壁151而固定，末端伸入到燃燒室15中。

排氣側112為具有排氣道116之埠口之一側，進氣側114則為具有進氣道115之埠口之一側，鍊條室側113為鍊條室14所在一側。汽缸頭本體11於外表面形成有幫助引擎散熱之鰭片結構16。進風流道13並與排風流道17相連通。

汽缸頭本體11於表面還形成有一導流結構131，導流結構131係曝露於進風流道13，用於使空氣流動更為平順，避免產生紊流情形。

凸輪軸座12是固定於汽缸頭本體11，由頂面觀察大致呈四邊形，並具有四螺栓鎖附孔121~124分佈於四角落之位置。凸輪軸座12用以支撐一閥動凸輪機構20。詳細而言，閥動凸輪機構20包括一凸輪軸21以及固設於凸輪軸21上之二閥動凸輪22,23，凸輪軸21透過二軸承27,28而可轉動地支撐在凸輪軸座12，二閥動凸輪22,23用於推抵對應之搖臂機構(圖未示)，進而使進氣閥與排氣閥(圖未示)產生位移。

一鍊輪24同軸固設於凸輪軸21，其上掛設有一鍊條25。鍊條25延伸於鍊條室14，另一端並掛設在一曲軸上之鍊輪(圖未示)，藉此將曲軸動力傳遞到閥動凸輪機構20。

特別地，連通管26兩端分別具有一第一開口261與一第二開口262，連通管26沿平行X座標之方向貫穿鍊條室14，其第一開口261連通進風流道13，第二開口262連通汽缸頭本體11之外側。由圖中觀察可得知連通管26與鍊條室延伸方向(平行Z座標)是大致呈垂直者。

在實務作法上，可先在構成鍊條室14之二腔壁141,142各形成一穿孔143,144，然後再以事先做好的連通管26穿過穿孔143,144，最後以螺栓33鎖附連通管26於汽缸頭本體11。當然，連通管26之配置必須以不干涉鍊條25作動為前提，例如在本實施例中，連通管26是位於鍊條輪廓範圍之內，如此較為節省所佔空間。

為防止引擎內部腔室之氣體或潤滑油從連通管26與汽缸頭本體11之間不完美配合處洩漏到外部環境，可在連通管26兩端各環套一密封環31,32，使密封環31,32呈夾設在連通管26與汽缸頭本體11之間之配置。

由上述可知，當外部空氣流沿平行X座標之方向從火星塞側之進風流道13流入，一部分會流往排風流道17(平行Y座標)，另一部份則流往連通管26，因此不僅排氣側112可獲得適當冷卻效果，鍊條室側113同樣也能有降低溫度之效益，使引擎整體散熱效果更佳、進而提升引擎效能。

雖然上述實施例中連通管26之流通截面為圓形者，但當然不限定於此，亦可以是其它各種形狀如橢圓形、方形、矩形或其它多邊形。

參考圖7與圖8，為第二較佳實施例之汽缸頭平面圖及其剖視圖。在本實施例中，引擎汽缸頭結構為一體式汽缸頭，汽缸頭本體50具有一側開口501，係作為組裝、維修閥動凸輪機構52或鍊條傳動零部件之操作開口。因此，不須於汽缸頭本體50之頂面組裝上蓋，但需以一側蓋51從汽缸頭本體50側方罩蓋住側開口501。且特別地，側蓋51是與連通管53一體成型者。由此可知，本發明之汽缸頭結構是適用於一體式汽缸頭與分離式汽缸頭。本例中，側蓋51組裝至汽缸頭本體50後之向內面包括有一迷宮結構511，用於加強吹漏氣之油氣分離效果。

上述實施例僅係為了方便說明而舉例而已，本發明所主張之權利範圍自應以申請專利範圍所述為準，而非僅限於上述實施例。

90．．．汽缸頭本體

901．．．火星塞側

902．．．排氣側

903．．．鍊條室側

904．．．進氣側

905．．．燃燒室

906．．．進風流道

907．．．排風流道

908．．．鍊條室

91．．．凸輪軸座

911,912．．．螺栓鎖附孔

92．．．凸輪軸

931．．．鍊輪

932．．．鍊條

94．．．火星塞

95．．．燃燒室壁

96．．．腔壁

11,50．．．汽缸頭本體

111．．．火星塞側

112．．．排氣側

113．．．鍊條室側

114．．．進氣側

115．．．進氣道

116．．．排氣道

12．．．凸輪軸座

121,122,123,124．．．螺栓鎖附孔

13．．．進風流道

131．．．導流結構

14．．．鍊條室

141,142．．．腔壁

143,144．．．穿孔

15．．．燃燒室

151．．．燃燒室壁

16．．．鰭片結構

17．．．排風流道

20,52．．．閥動凸輪機構

21．．．凸輪軸

22,23．．．閥動凸輪

24．．．鍊輪

25．．．鍊條

26,53．．．連通管

261．．．第一開口

262．．．第二開口

27,28．．．軸承

30．．．火星塞

31,32．．．密封環

33．．．螺栓

501．．．側開口

51．．．側蓋

511．．．迷宮結構

圖1係習知引擎汽缸頭剖視圖。

圖2係沿圖1之II-II線之引擎汽缸頭剖視圖。

圖3係本發明第一較佳實施例之汽缸頭頂視圖。

圖4係沿圖3之IV-IV線之引擎汽缸頭剖視圖。

圖5係沿圖4之V-V線之引擎汽缸頭剖視圖。

圖6係沿圖4之VI-VI線之引擎汽缸頭剖視圖。

圖7係本發明第二較佳實施例之汽缸頭平面圖。

圖8係沿圖7之VIII-VIII線之引擎汽缸頭剖視圖。

11．．．汽缸頭本體

12．．．凸輪軸座

13．．．進風流道

14．．．鍊條室

141,142．．．腔壁

143,144．．．穿孔

15．．．燃燒室

151．．．燃燒室壁

16．．．鰭片結構

20．．．閥動凸輪機構

21．．．凸輪軸

22,23．．．閥動凸輪

24．．．鍊輪

26．．．連通管

261．．．第一開口

262．．．第二開口

27,28．．．軸承

30．．．火星塞

31,32．．．密封環

Claims (8)

1. 一種引擎汽缸頭結構，包括：一汽缸頭本體，包括有一火星塞側與一鍊條室側，該火星塞側凹設有開放之一進風流道，該鍊條室側界定有一鍊條室；以及一凸輪軸座，固定於該汽缸頭本體；一閥動凸輪機構，包括有一凸輪軸，可轉動地支撐於該凸輪軸座；一鍊輪，同軸套設於該凸輪軸；一鍊條，掛設於該鍊輪，並延伸於該鍊條室中；以及一連通管，自該進風流道穿過該鍊條室，包括有連通之一第一開口與一第二開口，該第一開口連通該進風流道，該第二開口連通至該汽缸頭本體之外側。
2. 如申請專利範圍第1項所述之引擎汽缸頭結構，更包括至少一密封環，係夾設於該連通管與該汽缸頭本體之間。
3. 如申請專利範圍第1項所述之引擎汽缸頭結構，其中，該汽缸頭本體更包括一側開口，該側開口被一側蓋所罩蓋住，且該連通管與該側蓋為一體成型。
4. 如申請專利範圍第3項所述之引擎汽缸頭結構，其中，該側蓋包括有一迷宮結構。
5. 如申請專利範圍第1項所述之引擎汽缸頭結構，其中，該汽缸頭本體於表面形成有一鰭片結構。
6. 如申請專利範圍第1項所述之引擎汽缸頭結構，其中，該閥動凸輪機構包括有二閥動凸輪。
7. 如申請專利範圍第1項所述之引擎汽缸頭結構，其中，該汽缸頭本體於表面形成有一導流結構，係曝露於該進風流道。
8. 如申請專利範圍第1項所述之引擎汽缸頭結構，其中，該連通管之流通截面係為圓形。