專利名稱：水冷式內(nèi)燃機(jī)的冷卻裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及排氣量較小的水冷式內(nèi)燃機(jī)、特別是涉及搭載于機(jī)動兩輪車等小型車輛的水冷式內(nèi)燃機(jī)的冷卻裝置。
現(xiàn)有的冷卻裝置被通稱為散熱器，用于冷卻機(jī)動兩輪車所搭載的水冷式內(nèi)燃機(jī)內(nèi)流動的冷卻水，其構(gòu)造已記載于實開昭59-13 47 77號專利公報。
在上述冷卻裝置中，上下配設(shè)一對水箱，垂直相對的冷卻水管的兩端分別被插入到該上方水箱的底壁上的孔和下方水箱頂壁上的孔中，上下一對水箱被該冷卻水管所支撐連通，沿水平面設(shè)置的平板狀散熱片穿過上述冷卻水管，沿上下方向相隔一定距離地多片排列設(shè)置，由于車輛的行駛所帶起來的前后方向的風(fēng)，流過多片平板狀散熱片之間，利用這種行駛產(chǎn)生的風(fēng)，借助該平板狀散熱片，對冷卻水管內(nèi)的冷卻水進(jìn)行冷卻。
實開昭59-134777號公報上所記載的冷卻裝置中，如果將該冷卻裝置小型化，讓散熱片的每單位表面積的散熱負(fù)荷增大，那么在通常的行駛狀態(tài)下，從前向后吹的行駛風(fēng)沿平板狀散熱片的上下兩面流動，利用該平板狀散熱片兩面散熱，與該平板狀散熱片相接的冷卻水管內(nèi)的冷卻水就被充分地冷卻，但是，如果是夏天，如果是遇到交通堵塞、要反復(fù)低速行駛、停車時，那么上下平板狀散熱片之間的外來空氣，在上述散熱片之間的空間內(nèi)以被加熱成高溫的狀態(tài)滯留下來，外來的空氣與冷卻水管中的冷卻水之間的熱交換不能順利進(jìn)行，冷卻裝置的冷卻能力大幅度下降。
本發(fā)明涉及克服上述難點的水冷式內(nèi)燃機(jī)的冷卻裝置的改進(jìn)，其特征在于，具有兩端開口，使冷卻水沿水平方向流動的冷卻水管和安裝在上述冷卻水管的端部，并借助冷卻水管相互連通的1對水箱，散熱面朝向與上述冷卻水管的長度方向相交叉的上下方向的散熱片安裝在上述冷卻水管上。
根據(jù)本發(fā)明方案1所述的構(gòu)成，即使冷卻風(fēng)扇和行駛所產(chǎn)生的水平方向的冷卻空氣流減小或者沒有，多數(shù)的散熱片之間的空氣也會沿著朝向與上述冷卻水管長度方向相交叉的上下方向的散熱片上升，利用這種自然對流，上述的散熱片進(jìn)行散熱，與該散熱片相接的冷卻水管內(nèi)的冷卻水和周圍空氣之間進(jìn)行熱交換，也就可以避免冷卻裝置的冷卻能力的大幅度下降。
另外，在方案1所記載的發(fā)明中，因為即使沒有冷卻風(fēng)扇所產(chǎn)生的強(qiáng)制冷卻風(fēng)，也可以保持冷卻能力，所以不一定需要冷卻風(fēng)扇、既可以使冷卻裝置整體小型化，也可以降低成本。
根據(jù)本發(fā)明方案2所述的構(gòu)成，上述多層散熱片單體的下端邊緣和上端邊緣上露出的散熱片單體的下方空間以及上方空間的任何一方或者對方，與夾在上述多層散熱片單體之間的垂直方向的空間之間的空氣對流，可以促進(jìn)上述多層散熱片單體之間的自然對流，這樣上述冷卻水管內(nèi)的冷卻水與周圍空氣之間的熱交換可以順利進(jìn)行，可以提高冷卻裝置的冷卻能力。
根據(jù)本發(fā)明方案3所述的構(gòu)成，兩側(cè)的一對水箱固定支承于內(nèi)燃機(jī)的汽缸部位，可提高耐振性的同時，也使上述水箱接近內(nèi)燃機(jī)的汽缸，縮短了連接兩者的配管，可以使冷卻水循環(huán)的流動阻力降低，減輕冷卻水泵的負(fù)荷。
根據(jù)本發(fā)明方案4所述的構(gòu)成，可以將上述水箱直接牢固地安裝在內(nèi)燃機(jī)上，可以進(jìn)一步提高冷卻裝置的耐振性，同時，還可省去連接上述水箱與內(nèi)燃機(jī)的冷卻水通路的軟管，可以防止漏水和降低成本，并且可圖實現(xiàn)內(nèi)燃機(jī)整體的小型化。
根據(jù)本發(fā)明方案5所述的構(gòu)成，即使被在內(nèi)燃機(jī)的汽缸部位產(chǎn)生并傳遞到外表面的熱量加熱的周圍空氣上升，也可以避免由于該加熱空氣導(dǎo)致上述冷卻裝置的冷卻能力降低。


圖1是實施本發(fā)明方案1至方案4的一個實施例形態(tài)的概略立體圖。圖2是圖1的右側(cè)視圖。圖3是沿圖2的Ⅲ-Ⅲ線剖斷的剖面平面圖。圖4是圖2的Ⅳ箭頭方向的視圖，是剖切一部分的正視圖。圖5是剖切一部分的左側(cè)視圖。圖6是實施本發(fā)明方案1至方案3以及方案5的實施例形態(tài)的概略立體圖。
下面對實施本發(fā)明方案1至4所記載的發(fā)明的圖1至圖5所示的冷卻裝置進(jìn)行說明。
圖1是表示本發(fā)明實施形態(tài)的概略立體圖，頂置氣門式4沖程循環(huán)(通常稱為4循環(huán))單氣筒式水冷式內(nèi)燃機(jī)1搭載于圖中沒有表示出的小型機(jī)動兩輪車上的前后兩輪中間。
水冷式內(nèi)燃機(jī)1是由左右分開的曲柄箱2、3和汽缸體4、汽缸蓋5以及汽缸頭蓋6組成，在曲柄箱2、3的前端設(shè)置著汽缸體4，該汽缸體4的汽缸孔7的中心軸線大致水平地朝向前方，在汽缸體4的前面順序設(shè)置著汽缸蓋5和汽缸頭蓋6，這些曲柄箱2、3、汽缸體4、汽缸蓋5以及汽缸頭蓋6相互連接成一體。
如圖3所示，活塞8可滑動地嵌裝在汽缸孔7內(nèi)，同時，曲柄軸9可轉(zhuǎn)動地軸支在左右曲柄箱2、3上，在該活塞8和曲柄軸9上，連接桿12的兩端借助活塞銷10和曲柄銷11可轉(zhuǎn)動地軸接著，活塞8往返運動時，曲柄軸9被驅(qū)駛轉(zhuǎn)動。
在汽缸蓋5上形成連通汽缸孔7頂部的燃燒室13的進(jìn)氣口14和排氣口15，在該進(jìn)氣口14和排氣口15上分別設(shè)置著可自由開關(guān)的進(jìn)氣閥16和排氣閥17。
與進(jìn)氣閥16和排氣閥17的頂端相鄰接，配置著凸輪軸18，該凸輪軸18借助軸承19可自由轉(zhuǎn)動地軸支在汽缸蓋5和凸輪軸支架20之間，并被夾持著。從動鏈輪21被整體鑲嵌在該凸輪軸18的左端擴(kuò)徑部18a上，在與曲柄軸9成為一體的主動鏈輪22和從動鏈輪21之間架設(shè)著環(huán)形鏈條，凸輪軸18以曲柄軸9的一半的速度被驅(qū)駛轉(zhuǎn)動，上述的進(jìn)氣閥16和排氣閥17在曲柄軸9轉(zhuǎn)動兩圈時，分別被驅(qū)動各開關(guān)一次。
如圖2、圖4以及圖5所示，作為冷卻水冷式內(nèi)燃機(jī)1的冷卻裝置的散熱器30被配置在汽缸體的上方，該散熱器30是由左右兩側(cè)的冷卻水箱31、32(在圖4中左右相反)和向著車體前后方向且沿垂直面多片平行地配置的平板狀散熱片33、和沿車寬的水平方向穿通冷卻水箱31、32相向的內(nèi)壁以及散熱片33的斷面呈圓形的冷卻水管34所構(gòu)成(上述冷卻水管上下方向成3列、前后方向成2列或3列地配置著)。在該冷地水箱31、32的底面31a上(如圖5所示，冷卻水箱32的底面圖中沒有表示出)形成冷卻水出入口35，在與該冷卻水箱31、32的底部連成一體的法蘭盤36、37上設(shè)有螺栓孔36a(法蘭盤37的螺栓孔圖中沒有表示出)，連接套管38向下突出地嵌合在上述冷卻水出入口35上。另外在冷卻水箱31的頂部，嵌合著可自由安上或拔下的帽39。
如圖3所示，在汽缸體4上，散熱器的支持部40、41整體向左右兩側(cè)方向突出地設(shè)置著。在設(shè)置于該散熱器的支持部40、41的冷卻水通路42、43中、右側(cè)的冷卻水通路43連通于圍在燃燒室13外周的圓筒狀冷卻水套筒44，在汽缸蓋5上也設(shè)置了與冷卻水套筒44的開口端相吻合的冷卻水套筒45，這些冷卻水套筒44、45從汽缸體4和汽缸蓋5的結(jié)合面向內(nèi)形成了截面前端部較窄的形狀。
凸輪軸18的左端擴(kuò)徑部18a的中心部，從端面上除去一部分形成凹部18b，在該凹部18b的內(nèi)周面上、多個永久性磁鐵24繞著周邊方向等間隔地配設(shè)著。
被凸輪軸18驅(qū)動的冷卻水泵50由泵殼51、泵罩52、和渦輪54構(gòu)成，該渦輪54位于該泵殼51的轉(zhuǎn)子收納部51a內(nèi)，借助轉(zhuǎn)動軸53可自由轉(zhuǎn)動地軸支在泵殼51及泵罩52上。在該渦輪54的軸部54a的外周面上，借助泵殼51的轉(zhuǎn)子收納部51a，沿周邊方向整體地設(shè)置著多個與凸輪軸18的永久磁鐵24相對的永久磁鐵55，冷卻水泵50的渦輪54，通過永久磁鐵55、24被磁力結(jié)合在凸輪軸18上，對應(yīng)于凸輪軸18的轉(zhuǎn)動，渦輪54被驅(qū)動。
如圖5所示，冷卻水泵50的吸入部56借助連通管46與左面散熱器支持部40的冷卻水通路42的下方開口42a連通，如圖3所示，冷卻水泵50的吐出部57與泵罩52的吐出通路58連通，連通管61的兩端不漏水地分別嵌合在連通于上述吐出通路58的泵殼51的連通路59和連通于汽缸蓋5的冷卻水套筒45的連通路60上，散熱器30的左面水箱31內(nèi)的冷卻水借助左面散熱器支持部40的冷卻水通路42、連通管46以及吸入部56被吸入到冷卻水泵50內(nèi)，利用冷卻水泵50的渦輪54加壓后的冷卻水從吐出通路58借助連通路59、連通管61以及連通路60被送到冷卻水套筒45、冷卻水套筒44。
如圖3所示，與環(huán)形鏈條23相嚙合的空轉(zhuǎn)鏈輪25可自由轉(zhuǎn)動地鑲嵌在連通管61的外周，同時，空轉(zhuǎn)鏈輪27位于比空轉(zhuǎn)鏈輪25更接近曲柄軸9的位置，借助銷26被軸接在汽缸體4上，如圖5所示，空轉(zhuǎn)鏈輪28，29好象從上下挾住環(huán)形鏈條23一樣被軸接在曲柄軸9附近。
圖1至圖5所表示的實施形態(tài)其構(gòu)造如上所述，所以水冷式內(nèi)燃機(jī)1處于運轉(zhuǎn)狀態(tài)，對應(yīng)于水冷式內(nèi)燃機(jī)1的運轉(zhuǎn)，被磁力結(jié)合在轉(zhuǎn)動的凸輪軸18上的冷卻水泵50的渦輪54被驅(qū)動時，被散熱器30冷卻的左側(cè)冷卻水箱31內(nèi)的冷卻水從冷卻水出入口35通過連接套管38、散熱器支持部40的冷卻水通路42和通路管46被冷卻水泵50的吸入部56吸入，經(jīng)過冷卻水泵50的渦輪54加壓后，被從冷卻水泵50的吐出部57經(jīng)過吐出通路58、連通路59、連通管61以及連通路60送到冷卻水套筒45、44處。該冷卻水套筒45、44內(nèi)的冷卻水從右側(cè)的散熱器支持部41的冷卻水通路43被送到右側(cè)的冷卻水箱32內(nèi)，通過冷卻水管34流回到左側(cè)冷卻水箱31內(nèi)，冷卻水在冷卻水系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)。
于是，圖中未示出的機(jī)動兩輪車行駛時，從前方吹向后方的行駛風(fēng)通過散熱器30的散熱片33之間，被冷卻水管34內(nèi)流動的、且被加熱了的冷卻水加熱的散熱片33，利用這種行駛風(fēng)而得到散熱。通過這種散熱片33的散熱，冷卻水管34內(nèi)的冷卻水就被冷卻。
但是，如果機(jī)動兩輪車停止，或者以極底的速度行駛，那么散熱器30的散熱片33之間沒有從前方來的行駛風(fēng)通過，但散熱片33之間的空氣，在該散熱片33和冷卻水管34上被加熱而上升，因為在散熱片33的上下沒有妨礙上升氣流的障礙物存在，所以散熱片33之間的加熱空氣的自然對流可以順利進(jìn)行，散熱片33的散熱成為可能，就可以避免水冷式內(nèi)燃機(jī)1過熱。
通過散熱片33之間的自然對流，散熱片33的散熱成為可能，所以不一定需要冷卻風(fēng)扇，有可能降低成本。
因為冷卻水管34呈圓筒面，所以不管是對從前方吹來的行駛風(fēng)，還是對于從下方向上方的對流，都不會產(chǎn)生過大的阻抗，所以不論在行駛時還是停車時冷卻性能都能保持較高水準(zhǔn)。
因為左右冷卻水箱31、32，利用穿過法蘭盤36，37并被螺合在散熱器支持部40上的螺栓47牢固地安裝在汽缸體4上，所以，可以避免冷卻水箱31、32和冷卻水管34的嵌合部受過大的力作用，散熱器30的耐久性良好。
并且，因為散熱器30的冷卻水箱31,32直接安裝在汽缸體4上，所以除了連通管46,61外，不需要象冷卻水軟管那樣的連接材料，減少了零件個數(shù)，也減少了漏水的地方，可以降低成本，提高水密封性，尤其是因冷卻水路的縮短而降低冷卻水通路的阻力，可以實現(xiàn)冷卻水泵50的小型化。
因為汽缸體4被配置在散熱器30的下方，所以可以通過汽缸體4保護(hù)散熱器30不受車輛行駛時所帶起的飛石的損害。
因為在環(huán)形鏈條23之間的空間上配置連通管61，所以可以以最短距離連接臨接于凸輪軸18的冷卻水泵50和汽缸蓋5的冷卻水套筒45，可以進(jìn)一步縮短冷卻水系統(tǒng)的流路長度。
因為以連通管61做為空轉(zhuǎn)鏈輪27的軸支材料，所以可以節(jié)省軸支空轉(zhuǎn)鏈輪27的材料。
在圖1至圖5所示的實施例中，汽缸體4、汽缸蓋5、汽缸頭蓋6向前方躺倒，汽缸孔7的中心軸線朝向前方，但也可以如圖6所示，讓汽缸體4、汽缸蓋5、汽缸頭蓋6向上方直立，汽缸孔7的中心軸線垂直地朝向上方，將散熱器30靠在汽缸體4的左側(cè)，安裝在左側(cè)的曲柄箱2上。
圖6的實施形態(tài)表示的是本專利的權(quán)利要求1、權(quán)利要求2以及權(quán)利要求5所記載的發(fā)明。
即使是圖6的實施形態(tài)，在散熱器30的前后也沒有阻擋行駛風(fēng)的東西，并且在散熱器30的上方也沒有阻擋上升氣流的東西，所以行駛風(fēng)和上升氣流能夠在散熱片33之間流動，可以使散熱片33進(jìn)行散熱，并且因為可以利用位于散熱器下方的曲柄箱2來保護(hù)散熱器30，所以可以獲得與圖1至圖5所示的實施形態(tài)同樣的效果。
權(quán)利要求
1．一種水冷式內(nèi)燃機(jī)的冷卻裝置，其特征在于，具有兩端開口、使冷卻水沿水平方向流動的冷卻水管，和安裝在上述冷卻水管端部并借助該冷卻水管相互連通的一對水箱，散熱面朝向與上述冷卻水管長度方向相交叉的上下方向的散熱片安裝在上述冷卻水管上。
2．如權(quán)利要求1所記載的水冷式內(nèi)燃機(jī)的冷卻裝置，其特征在于，在上述散熱片中，上述冷卻水管穿通在相互層疊的散熱片單體上，該各散熱片單體的下端邊緣以及上端邊緣的任何一方或雙方露出在該散熱片單體的下方空間以及上方空間的任何一方或雙方。
3．如權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所記載的水冷式內(nèi)燃機(jī)，其特征在于，在汽缸軸線大致朝向水平方向的水冷式內(nèi)燃機(jī)的汽缸的上方，與該汽缸之間具有一定間隔地配置著上述冷卻裝置。
4．如權(quán)利要求3所記載的水冷式內(nèi)燃機(jī)，其特征在于，在上述水箱的下面，成一體地形成有設(shè)置于水冷式內(nèi)燃機(jī)的冷卻水出入口處的法蘭盤面。
5．如權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所記載的水冷式內(nèi)燃機(jī)，其特征在于，在汽缸軸線大致朝向垂直方向的水冷式內(nèi)燃機(jī)的汽缸的側(cè)方，配置著上述冷卻裝置。
全文摘要
提供用于排氣量較小的冷卻式內(nèi)燃機(jī),特別是搭載于機(jī)動兩輪車等的小型車輛的水冷式內(nèi)燃機(jī)的冷卻裝置。具有兩端開口,使冷卻水沿水平方向流動的冷卻水管34和安裝在上述冷卻水管34的端部、通過該冷卻水管34相互連通的一對水箱31,32,散熱面朝著與上述冷卻水管的長相交叉的上下方向的散熱片33被安裝在上述冷卻水管34上。
文檔編號F01P3/04GK1207492SQ9811800
公開日1999年2月10日 申請日期1998年8月5日 優(yōu)先權(quán)日1997年8月6日
發(fā)明者岡野則明, 船山芳浩 申請人:本田技研工業(yè)株式會社