專利名稱：水冷式內(nèi)燃機(jī)的冷卻結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及水冷式內(nèi)燃機(jī)的冷卻結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
為使內(nèi)燃機(jī)的活塞順暢運行，必須降低潤滑油粘度以降低潤滑油粘性阻力。但是，在運行初期，在氣缸體溫度還低時，潤滑油粘度高。另外，在水冷時，在運行初期，冷卻水的溫度也低。因此，在運行開始后立刻使低溫的冷卻水在氣缸體中循環(huán)，難于使?jié)櫥偷恼扯认陆?，所以在冷卻水溫度低的運行初期最好不使冷卻水在氣缸體中循環(huán)。在運行初期不冷卻氣缸體時，氣缸體溫度就會較快地上升，潤滑油的粘度很快下降，所以能很快順暢運行。另外，在運行初期僅在氣缸蓋使冷卻水循環(huán)，在冷卻水溫度提高一定程度后，使其對氣缸體中循環(huán)，可以縮短暖機(jī)時間。
目前，為實現(xiàn)所述目的，有設(shè)置兩個恒溫器閥、把循環(huán)的冷卻水的溫度分為三個階段、對應(yīng)冷卻水的溫度如下確定循環(huán)對象的實例。例如參照特許文獻(xiàn)一。(特許文獻(xiàn)一特開2002-97959號公報(圖1∽圖9))冷卻水低溫時水泵-氣缸蓋-水泵。
冷卻水中溫時水泵-氣缸蓋-散熱器-水泵。
冷卻水高溫時水泵-氣缸體-氣缸蓋-散熱器-水泵。

發(fā)明內(nèi)容
如所述現(xiàn)有技術(shù)，把冷卻水的溫度分為三個階段，設(shè)置兩個恒溫器閥使內(nèi)燃機(jī)的冷卻結(jié)構(gòu)復(fù)雜，重量增加，因此，這樣的結(jié)構(gòu)作為安裝在小型車輛上的水冷式內(nèi)燃機(jī)的冷卻結(jié)構(gòu)不適合。本發(fā)明，通過設(shè)置一個恒溫器閥，把冷卻水的溫度分為高溫和低溫兩個階段，使結(jié)構(gòu)簡單，從而達(dá)到所述目的，并提供適用于安裝在小型車輛上的水冷式內(nèi)燃機(jī)的冷卻結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明為解決上述問題，提供一種水冷式內(nèi)燃機(jī)的冷卻結(jié)構(gòu)，其具有散熱器、連接所述散熱器和氣缸蓋的水套上游端的冷卻水通道、插入所述冷卻水通道和氣缸蓋的水套上游端之間在冷卻水達(dá)到一定溫度時打開的恒溫器閥、設(shè)在所述恒溫器閥下游側(cè)的水泵、具有把在氣缸蓋的水套中循環(huán)的冷卻水流向氣缸體的水套的通水孔且安裝在氣缸蓋和氣缸體之間的襯墊、把在所述氣缸體的水套中循環(huán)的冷卻水返回所述散熱器的冷卻水通道、設(shè)在所述氣缸蓋的水套下游端附近把冷卻水返回所述水泵上游的旁通通道、與所述恒溫器閥的開閉動作連動在所述恒溫器閥打開時關(guān)閉所述旁通通道的旁通閥。
本發(fā)明由于如上所述構(gòu)成，故在運行初期冷卻水達(dá)到規(guī)定溫度前，冷卻水不向氣缸體側(cè)循環(huán)，所以氣缸體不會被冷卻。因此，溫度可以較快上升，使?jié)櫥驼扯认陆?，可盡早順利運行。另外，在冷卻水達(dá)到規(guī)定溫度前，通過旁通通道使冷卻水只在氣缸蓋中循環(huán)，冷卻水溫度上升后再向氣缸體循環(huán)，所以可以縮短暖機(jī)時間。在冷卻水達(dá)到規(guī)定溫度后，在氣缸蓋和氣缸體循環(huán)并成為高溫的冷卻水在散熱器被冷卻。本發(fā)明為實現(xiàn)所述目的，設(shè)置一個恒溫器閥，把冷卻水的溫度分為高溫和低溫兩個階段，使結(jié)構(gòu)簡單，從而右提供適用于安裝在小型車輛上的水冷式內(nèi)燃機(jī)的冷卻結(jié)構(gòu)。


圖1是安裝了本發(fā)明的水冷式四沖程循環(huán)內(nèi)燃機(jī)1的在機(jī)動兩輪車2的側(cè)面圖；圖2是以車載狀態(tài)從上看所述內(nèi)燃機(jī)的橫剖面的圖；圖3是從左側(cè)看所述內(nèi)燃機(jī)的縱剖面圖；圖4是可看到恒溫器閥70內(nèi)部的圖；圖5是圖4的V-V剖面圖，是表示恒溫器閥70在冷卻水為低溫狀態(tài)的閥體位置的圖；圖6是表示所述恒溫器閥70在冷卻水為高溫狀態(tài)的閥體位置的圖；圖7是所述內(nèi)燃機(jī)冷卻水流路系統(tǒng)圖，表示冷卻水在低溫狀態(tài)的水流的圖；圖8是從另一角度看圖7的冷卻水流路系統(tǒng)圖，表示冷卻水在低溫狀態(tài)的水流的圖；圖9是所述內(nèi)燃機(jī)冷卻水流路系統(tǒng)圖，表示冷卻水在高溫狀態(tài)的水流的圖；
圖10是從另一角度看圖9的冷卻水流路系統(tǒng)圖，表示冷卻水在高溫狀態(tài)的水流的圖。
部件編號說明1…水冷式四沖程循環(huán)內(nèi)燃機(jī)； 2…機(jī)動兩輪車；3…主車架；4…下行管；5…后車架；6…頭管；7…轉(zhuǎn)向軸；8…前叉；9…前輪；10…后叉；11…后輪；12…減震器；13…操縱柄；14…散熱器；15…前擋泥板；16…后擋泥板；17…排氣管；18…消音器；19…車座；20…左曲軸箱；21…右曲軸箱；22…左曲軸箱蓋；23…右曲軸箱蓋；24…氣缸體；25…氣缸蓋；26…氣缸蓋罩；27…曲軸；28…曲軸銷；29…滾動軸承；30…滾動軸承；31…連桿 32…活塞；33…氣缸室 34…燃燒室；35…凸輪軸；36…凸輪軸傳動鏈?zhǔn)遥?7…驅(qū)動鏈輪；38…從動鏈輪；39…凸輪軸傳動鏈；40…水泵；41…泵殼；42…泵軸；43…泵葉片；44…從動泵用永久磁鐵；45…驅(qū)動泵用永久磁鐵；46…氣缸蓋側(cè)水套；47…氣缸體側(cè)水套 48…水泵流入口；49…水泵排出口；50…交流發(fā)電機(jī)；51…起動離合器；52…變速切換離合器；53…變速器齒輪組 60…吸氣口；61…排氣口；62…吸氣閥；63…排氣閥；64…搖臂軸；65…搖臂；66…滾子；67…啟動電機(jī)；70…恒溫箱閥；71…殼；72…蓋；73…散熱器回水入口；74…旁通水入口；75…流出口；76…隔板；77…橋部；78…圓筒狀可動部；79…閥芯；80…第一閥體；81…第二閥體；82…圓錐狀螺旋彈簧；83…彈簧支承部件；84…螺旋彈簧；85…小孔；90…襯墊；90a…襯墊的通水孔；90b…襯墊的排出空氣孔；91…空氣出口；92…冷卻水出口；93…散熱器回水通道；94…旁通通道；95…排放空氣通道；96…氣缸體回水通道；97…散熱器入口；98…散熱器蓋。
具體實施例方式
圖1是安裝了本發(fā)明的水冷式四沖程內(nèi)燃機(jī)1的機(jī)動兩輪車2的側(cè)面圖。該機(jī)動兩輪車2的車體由下述部分組成主車架3，其從前方上部向后方下部傾斜；下行管4，其前端部與主車架3的前方上部結(jié)合成一體；后車架5，其與主車架3后方下部結(jié)合成一體，指向斜后上方；頭管6，其與主車架3的前端結(jié)合成一體。水冷式四沖程內(nèi)燃機(jī)1以氣缸軸線比水平稍微向上向前傾斜的姿態(tài)安裝在主車架3和下行管4上。
另外，轉(zhuǎn)向軸7可左右自由轉(zhuǎn)動地嵌裝在頭管6內(nèi)；在轉(zhuǎn)向軸7的下端設(shè)置前叉8，前輪9轉(zhuǎn)動自如地安裝在前叉8的下端。在主車架3的后方下部上下自由擺動地樞軸支承著后叉10的前端，后輪11轉(zhuǎn)動自如地安裝在后叉10的后端；在后車架5和后叉10的后端之間安裝減震器12。
另外，在轉(zhuǎn)向軸7的上端一體安裝轉(zhuǎn)向手柄13，在下行管4的上部前方配置散熱器14。在前叉8上連成一體地安裝前擋泥板15，在后車架5上安裝后擋泥板16，在內(nèi)燃機(jī)排氣口上連接排氣管17和消音器18。在后車架上方安裝車座19。
圖2是以車載狀態(tài)從上看所述內(nèi)燃機(jī)的橫剖面的圖。圖中，該內(nèi)燃機(jī)的外殼由左曲軸箱20、右曲軸箱21、左曲軸箱蓋22、右曲軸箱蓋23、氣缸體24、氣缸蓋25、氣缸蓋罩26構(gòu)成。曲軸27由左右兩部分組成并且通過曲軸銷28連成一體。曲軸27在左曲軸箱20和右曲軸箱21內(nèi)分別能夠通過滾動軸承29、30轉(zhuǎn)動地支承著。活塞32通過連桿31與曲軸銷28連接。該活塞32在氣缸室33中沿氣缸軸線方向進(jìn)行往復(fù)運動。在氣缸蓋25的下面形成燃燒室34。在氣缸蓋25上安裝未圖示的火花塞，其前端對著上述燃燒室34。氣門傳動機(jī)構(gòu)的凸輪軸35能夠轉(zhuǎn)動地被支承在氣缸蓋25內(nèi)。
在如上所述地組裝的內(nèi)燃機(jī)的左側(cè)部設(shè)置凸輪軸傳動鏈?zhǔn)?6，其從凸輪軸35的左端部空間貫通至左曲軸箱20的內(nèi)部。在曲軸27的左側(cè)部上設(shè)有驅(qū)動鏈輪37，在凸輪軸35的左端部固定從動鏈輪38，凸輪軸傳動鏈39掛在這兩個鏈輪上。由此，能夠向凸輪軸35傳遞曲軸27的轉(zhuǎn)動驅(qū)動力，在規(guī)定的時間驅(qū)動配置在氣缸蓋25內(nèi)的吸排氣門。
在氣門傳動機(jī)構(gòu)左側(cè)設(shè)置水泵40。在泵殼41的中心，設(shè)置可自由轉(zhuǎn)動且具有與所述凸輪軸35共同的中心線但沒連在一起的泵軸42。泵葉片43與從動泵用永久磁鐵44安裝在泵軸42上與該泵軸42一體轉(zhuǎn)動。在由所述凸輪軸傳動鏈39驅(qū)動的從動鏈輪38上驅(qū)動泵用永久磁鐵45與從動鏈輪38一起轉(zhuǎn)動地安裝。在通過凸輪軸傳動鏈39驅(qū)動從動鏈輪38和凸輪軸35轉(zhuǎn)動時，驅(qū)動泵用永久磁鐵45也在泵殼41的外周轉(zhuǎn)動，驅(qū)動泵殼41中的泵從動用永久磁鐵使水泵40工作。
鄰接氣缸蓋25的燃燒室34上方形成水套46。在氣缸體24靠近燃燒室周圍形成水套47。
在曲軸27的一端設(shè)有交流發(fā)電機(jī)50，在曲軸27的另一端設(shè)有起步離合器51。52是變速器的切換離合器，53是變速器的齒輪組。
圖3是從左側(cè)看所述內(nèi)燃機(jī)的縱剖面的圖。右曲軸箱21中有曲軸27，在連接曲軸銷28的連桿31的端部設(shè)置活塞32，其在氣缸體24的氣缸室33中沿氣缸軸線滑動。
在氣缸蓋25與活塞32相對的一側(cè)形成燃燒室34，設(shè)置從內(nèi)燃機(jī)上部通向燃燒室34的吸氣口60。設(shè)置從燃燒室34通向內(nèi)燃機(jī)下部的排氣口61。在吸氣口60設(shè)置吸氣門62，在排氣口61設(shè)置排氣門63。在氣缸蓋25的中央設(shè)置所述凸輪軸35。與凸輪軸35鄰接設(shè)置一對搖臂軸64、一對搖臂65和滾子66，用上述部件驅(qū)動所述吸氣門62、排氣門63。在氣缸蓋25設(shè)置水套46，在氣缸體24設(shè)置水套47。
圖4是可看到本實施例所用的恒溫器閥70的內(nèi)部的圖。圖5是圖4的V-V剖面圖。圖4、圖5都表示在恒溫器閥70中流通冷卻水為低溫時閥體的位置圖。恒溫器閥70設(shè)置在殼71和蓋72中。在蓋72上設(shè)置散熱器回水入口73；在殼71上設(shè)置旁通水入口74。在殼71設(shè)置與水泵流入口直接連接的流出口75。
在圖5中，在恒溫器閥70內(nèi)部由殼71和蓋72夾持固定具有橋部77的隔板76。在該橋部77中保持有從圓筒狀可動部78突出的閥芯79的一端。該閥芯79的另一端插入圓筒狀可動部78中。在該圓筒狀可動部78的大直徑部的內(nèi)部封入蠟，作為感溫部起作用。在流通的水的溫度上升時，推出所述閥芯79，由于閥芯79的一端保持在橋部77中，所以由其反作用力，使該圓筒狀可動部78自身動作。
在圓筒狀可動部78設(shè)置第一閥體80和第二閥體81。第一閥體80固定在圓筒狀可動部78上。第二閥體81圓筒狀可動部78受圓錐狀螺旋彈簧82靠壓。固定在隔板76的彈簧支承部件83和第一閥體80之間安裝螺旋彈簧84。第一閥體的通道是主通道，第二閥體的通道是旁通水的通道。
圖5表示運行初期流動水的溫度低時的閥體位置和水流狀態(tài)。圖中，粗箭頭表示大量的水流，細(xì)箭頭表示少量水流。在水溫低時，第一閥體80處于關(guān)閉位置，第二閥體81為開放位置。在隔板76上設(shè)有小孔85，在第一閥體80處于關(guān)閉位置時也可從散熱器回水入口73流入少量的水。在水溫低時，從旁通水入口74流入大量的水并向流出口75流出。從散熱器回水入口73有少量水流入，通過小孔85在流出口75流出。
圖6表示運行開始經(jīng)過一段時間后，流經(jīng)所述恒溫器閥70的水的溫度升高時閥體的位置和水流狀態(tài)圖。圖中，粗箭頭表示大量的水流，細(xì)箭頭表示少量水流。在水溫高時，第一閥體80處于開放位置，第二閥體81關(guān)閉。圓筒狀可動部78的溫度上升時，在其內(nèi)部填充的蠟膨脹，圓筒狀可動部78把閥芯79推出。由于閥芯79的前端是固定的，所以由其反作用力使圓筒狀可動部78自身抵抗螺旋彈簧84的彈力移動。在圖中是向右方移動，使第一閥體80打開，第二閥體81閉合。在水溫高時，從散熱器回水入口73流入大量的水并向流出口75流出。有通過小孔85有流入恒溫器閥70少量的水，但這些水與所述大量的水合流從流出口75流出。而不從旁通水入口74流入水。
圖7是所述內(nèi)燃機(jī)1的冷卻水流路系統(tǒng)圖，是從左側(cè)看各部分的圖。在圖中，氣缸蓋25和氣缸體24畫成離開，但實際上是連著的，水套46和水套47借助于設(shè)在襯墊90上的通水孔90a連通。
所述水泵40設(shè)在氣缸蓋25的左側(cè)部。水泵40的流入口48在接近水泵40的中心處開口。水泵40的排出口49設(shè)置在離開中心的部位，與氣缸蓋25的水套46連通。
與水泵40鄰接設(shè)置有所述恒溫器閥70。在恒溫器閥70上有兩個水的入口。即為散熱器回水入口73和旁通水入口74。在恒溫器閥70有流出口75，與所述水泵40的流入口48直接連接。在氣缸蓋側(cè)的水套46設(shè)置空氣出口91。在氣缸體側(cè)的水套47設(shè)置冷卻水出口92。
在所述冷卻水流路系統(tǒng)，連接各設(shè)備的流體通道自圖中左側(cè)開始依次設(shè)置以下四條(1)散熱器回水通道93在散熱器14中被冷卻了的水向恒溫器閥70的散熱器回水入口73流的通道。
(2)旁通通道94氣缸蓋側(cè)水套46中的水流向恒溫器閥70的旁通水入口74的通道。
(3)排放空氣通道95是連接氣缸蓋側(cè)水套46的空氣出口91至散熱器14的小內(nèi)徑通道。這是在內(nèi)燃機(jī)開始使用前在向水套注入冷卻水時，排出其中的空氣的通道?？諝鈴脑谏崞?4的蓋98開設(shè)的開口部放出。在內(nèi)燃機(jī)運行時，該通道有少量水流動。
(4)氣缸體回水通道96流經(jīng)氣缸體側(cè)水套47的水從冷卻水出口92流出流向散熱器14的通道。
圖8是從另一角度看圖7的冷卻水流路系統(tǒng)的圖。左側(cè)圖是從后方(燃燒室側(cè))看氣缸蓋25的圖，右側(cè)圖是從前方(燃燒室側(cè))看氣缸體24的圖，中央的圖是從前方看安裝在氣缸蓋25和氣缸體24之間的襯墊90的圖。在襯墊90的氣缸室周圍設(shè)有一個通水孔90a。氣缸蓋側(cè)的水套46和氣缸體側(cè)的水套47借助于該通水孔90a連通。90b是用于注排水的連通孔。
圖7和圖8的箭頭表示運行初期即恒溫器閥70中流通的水溫度低時的水流。粗箭頭表示大量的水流，細(xì)箭頭表示少量的水流。從恒溫器閥70流入水泵40的流入口48的水從排出口49排向氣缸蓋25的水套46，經(jīng)過在氣缸套46內(nèi)流動冷卻燃燒室34的周圍部分，大部分的水從旁通通道94返回恒溫器閥70的旁通水入口74，送入水泵40中。
散熱器14中的水借助于散熱器返回水通道93和恒溫器閥70的小孔85(圖5)被吸到水泵40中。這樣，產(chǎn)生流向散熱器14的少量的水。第一部分少量的水流從氣缸蓋25的水套46的空氣出口91流出，經(jīng)排放空氣通道95從散熱器入口97流入散熱器14中。第二部分少量的水流從氣缸蓋25的水套46經(jīng)襯墊90的通水孔90a，進(jìn)入氣缸體24的水套47中，在氣缸室33的外周的水套47中流動，從冷卻水出口92流出，再經(jīng)氣缸體回水通道96流入散熱器14。第一、第二這兩部分少量水流在散熱器14內(nèi)匯合并被冷卻，經(jīng)散熱器返回水通道93吸入恒溫器閥70。
氣缸體24的水套47中的水在運行初期時，也成為上述第二部分少量水流動，所以可以防止由滯留在氣缸體內(nèi)的水過熱引起的故障，例如需要冷卻時用高溫的滯留水使氣缸冷卻遲緩而產(chǎn)生的燃爆。
圖9、圖10表示繼續(xù)運行時即恒溫器閥70中流通的水溫度高時的水流。粗箭頭表示大量的水流，圖中，細(xì)箭頭表示少量的水流。從恒溫器閥70流入水泵40的流入口48的水從排出口49排向氣缸蓋25的水套46，經(jīng)過在水套46內(nèi)流動冷卻燃燒室34的周圍。在流通的水溫度高時，恒溫器閥70的旁通水入口74側(cè)的閥關(guān)閉，所以水不能流向旁通通道94側(cè)。大部分水從氣缸蓋25的水套46經(jīng)襯墊90的通水孔90a流入氣缸體24的水套47，在氣缸室33的外周的水套47中流動，冷卻氣缸體24，水自身形成高溫，從冷卻水出口92流出，經(jīng)氣缸體回水通道96和散熱器入口97流入散熱器14。
在所述大量水流之外，有從氣缸蓋25的水套46的空氣出口91流出，經(jīng)排放空氣通道95流入散熱器14中的水。所述大量的水流和少量水流在散熱器14內(nèi)匯合并被冷卻，經(jīng)散熱器回水通道93被吸入恒溫箱閥70。
綜上所述，在本實施例的內(nèi)燃機(jī)的冷卻結(jié)構(gòu)中，設(shè)置一個恒溫器閥，把冷卻水的溫度分為兩個階段，主要的冷卻水循環(huán)如下所示冷卻水低溫時水泵-氣缸蓋-水泵。
冷卻水高溫時水泵-氣缸蓋-氣缸體-散熱器-水泵。
在運行初期冷卻水達(dá)到規(guī)定溫度前，冷卻水不向氣缸體側(cè)循環(huán)，所以氣缸體不會被冷卻。因此，溫度可以較快上升，使?jié)櫥驼扯认陆担杀M早順利運行。另外，在冷卻水達(dá)到規(guī)定溫度前，通過旁通通道使冷卻水只在氣缸蓋中循環(huán)，特別由在排氣口附近的高溫使冷卻水溫度上升后再向氣缸體循環(huán)，所以可以縮短暖機(jī)時間。在冷卻水達(dá)到規(guī)定溫度后，在氣缸蓋和氣缸體循環(huán)成為高溫的冷卻水在散熱器被冷卻。在本實施例中，設(shè)置一個恒溫器閥，把冷卻水的溫度分為低溫和高溫兩個階段，使結(jié)構(gòu)簡單，并達(dá)到所述目的，所以可以提供適用于安裝在小型車輛上的水冷式內(nèi)燃機(jī)的冷卻結(jié)構(gòu)。
氣缸體24的水套47中的水在運行初期也有少量循環(huán)，所以可以防止由滯留在氣缸體內(nèi)的水過熱引起的故障，例如需要冷卻時因高溫的滯留水使氣缸冷卻遲緩而產(chǎn)生燃爆。
權(quán)利要求
1.一種水冷式內(nèi)燃機(jī)的冷卻結(jié)構(gòu)，其特征在于，具有散熱器、連接所述散熱器和氣缸蓋的水套的上游端的冷卻水通道、插入所述冷卻水通道和氣缸蓋的水套的上游端之間當(dāng)冷卻水達(dá)到一定的溫度時打開的恒溫器閥、設(shè)在所述恒溫器閥下游側(cè)的水泵、具有把在氣缸蓋的水套中循環(huán)的冷卻水流向氣缸體的水套的通水孔且安裝在氣缸蓋和氣缸體之間的襯墊、把在所述氣缸體的水套中循環(huán)的冷卻水返回所述散熱器的冷卻水通道、設(shè)在氣缸蓋的水套下游端附近把冷卻水返回所述水泵上游的旁通通道、與所述恒溫器閥的開閉動作連動在所述恒溫器閥打開時關(guān)閉所述旁通通道的旁通通道開關(guān)閥。
全文摘要
一種適合安裝在小型車輛上的水冷式內(nèi)燃機(jī)的冷卻結(jié)構(gòu)。其具有散熱器、連接散熱器和氣缸蓋的水套的冷卻水通道、插入冷卻水通道和氣缸蓋的水套之間在冷卻水達(dá)到一定的溫度時打開的恒溫器閥、設(shè)在恒溫器閥下游側(cè)的水泵、具有把在氣缸蓋的水套中循環(huán)的冷卻水流向氣缸體的水套的通水孔的襯墊、把在氣缸體的水套中循環(huán)的冷卻水返回所述散熱器的冷卻水通道、設(shè)在氣缸蓋的水套下游端附近把冷卻水返回所述水泵上游的旁通通道、與恒溫器閥的開閉動作連動在所述恒溫器閥打開時關(guān)閉旁通通道的旁通通道開關(guān)閥。
文檔編號F01P7/16GK1536209SQ20041003427
公開日2004年10月13日 申請日期2004年4月5日 優(yōu)先權(quán)日2003年4月4日
發(fā)明者久保田良, 菊池一紀(jì), 紀(jì) 申請人:本田技研工業(yè)株式會社