专利名称：纵式多气缸发动机的水冷装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种纵式多气缸发动机的冷却装置。
过去，在该种发动机中，旁水路的出口与气缸套的上部相对。
上述现有技术存在以下问题。
问题各气缸壁的上下部分的预热(暖机)和冷却不均匀。
由于旁水路的出口与气缸套的上部相对，虽然从旁水路的出口流出的冷却水很多，但是冷却水未通过气缸套的下部就直接流入气缸套的上部，在气缸套的下部停滞，使得各气缸壁的上下部分的预热和冷却不均匀。因此，在预热运转中，各气缸壁的靠下部分很难加热，存在活塞烧结的危险。另外，在通常的运转中，由于各气缸壁靠下的部分冷却不足，在其靠下部分和活塞环之间产生间隙，容易产生漏气和油上升到燃烧室内的后果。
本发明的第一方面的构成如下。
如图1所示，一种纵式多气缸发动机的水冷装置，在气缸体1的一侧壁沿着气缸体1的长度方向设有旁水路3，在气缸体1内设有气缸套4，通过旁水路3将从散热器流出的冷却水导入到气缸套4；其特征为旁水路3的出口5与气缸套4的下部相对。
本发明的第1方面起到以下效果。
效果1使各气缸壁的上下部分的预热和冷却均匀化。
如图1所示，由于旁水路3的出口5与气缸套4的下部相对，从旁水路3的出口5流出的冷却水通过气缸套4的下部后，浮到气缸套4的上部，使得各气缸壁12的上下部分的预热和冷却均匀化。因此，在预热进行中，各气缸壁12的靠下部分和其靠上部分同样加热，不易产生活塞24的烧结。另外，在通常运转中，与各气缸壁12的靠上部分同样，其靠下部分也可充分冷却，在其靠下部分和活塞之间不易产生间隙，从而不易产生漏气和油上升到燃烧室内的现象。
本发明的第2方面起到以下效果。
效果2可以缩小发动机的横向宽度。
如图1所示，由于沿着气缸套4和气缸壁12上下排列旁水路3和上下一对的轴6、7，与将它们沿宽度方向排列配置的情况比，可以减小发动机的宽度尺寸。
本发明的第3方面起到以下效果。
效果3可以减小水路的阻力。
如图2所示，在定时传动装置8的相反一端安装水泵10，如图7所示，由于开口于气缸体1的端壁9的旁水路3的入口11与水泵10的排出口相对，当连通旁水路3的入口11与水泵10的排出口时，不必绕过定时传动装置8的侧面，即可直接相对，从而可以减小水路阻力。
本发明的第4方面起到以下效果。
效果4使整个气缸壁的预热和冷却均匀化。
如图3所示，在通过整个气缸壁12的侧面的旁水路3设有多个出口5，由于将这些多个出口5配置在旁水路3的长度方向两端部和中间部，向着整个气缸壁12冷却水被均等地分配，使得整个气缸壁12的预热和冷却均匀化。
本发明的第5方面起到以下效果。
效果5可以减小发动机的横向宽度。
如图3所示，由于在旁水路3的相邻出口5、5间的壁13内设有气门传动装置的挺杆导孔14，因此与将出口5和挺杆导孔14沿宽度方向排列配置的情况相比，可以减小发动机的横向宽度。
本发明的第6方面起到以下效果。
效果6使各气缸壁的前后部分的预热和冷却均匀化。
如图3所示，由于旁水路3的各出口5分别与各气缸壁12的侧方向突出端面15相对，在气缸体1的长度方向沿前后方向看时，从旁水路3的各出口5横向流入气缸套4的冷却水对应于各气缸壁12的侧方向突出端面15沿前后方向均等地分流，使各气缸壁12的前后部分的预热和冷却均匀化。
本发明的第7方面起到以下效果。
效果7提高气缸内径间的连续壁的冷却性能。
如图3、图4所示，当彼此连接邻接的气缸壁12、12时，由于在其连续壁16沿气缸体1的宽度方向形成了气缸间横断水路17，沿横向看气缸体1的宽度方向，从旁水路3的出口5横向流入气缸套4的冷却水被压入到气缸间横断水路17。因此，冷却水平稳地通过气缸间横断水路17，提高了气缸孔间的连续壁16的冷却性能。
本发明的第8方面起到以下效果。
效果8可使发动机两侧的预热和冷却均匀化。
如图7所示，横向通过气缸间横断水路17的冷却水反转横向通过孔间横断水路21，可使发动机两侧的预热和冷却均匀化。
本发明的第9方面起到以下效果。
效果9使发动机整体的预热和冷却均匀化。
如图7所示，由于冷却水横向通过气缸体1内，纵横并充满气缸盖内地在气缸盖18内循环，使发动机整体的预热和冷却均匀化。
本发明的第10方面起到以下效果。
效果10提高吸气充填效率。
如图7所示，由于通过孔间横断水路21的冷却水从气缸盖18一侧的吸气分配装置22侧流向另一侧的排气合流装置23侧，排气热不易传递到吸气分配装置22侧，可抑制吸气的温度上升。由此，提高吸气充填效率。
图1为本发明的实施方式的发动机的纵断正面图。
图2为图1的发动机的纵断侧面图。
图3为在图1发动机的气缸体的横断平面图中，在与以气缸中心轴线2为界的左右部分不同的位置剖切得到的剖切图。
图4为图3的气缸体的IV-IV线的断面图。
图5为说明图1的发动机的气缸盖的图，图5(A)为横断通过平面图，图5(B)为图5(A)的B-B线断面图。
图6为在说明图5的气缸盖的图中，图6(A)为平面图，图6(B)为图6(A)的B-B线断面图，图6(C)为图6(A)的C-C线断面图，图6(D)为图6(A)的D-D线断面图，图6(E)为图6(A)的E-E线断面图。
图7为示出图1的发动机的冷却水的流动模式的透视图。
该发动机的大致情况如下。
如图2所示，在气缸体1的上部安装气缸盖18，在气缸盖18上部安装顶盖35。在气缸体1的前端壁9安装具有冷却风扇2的水泵10，在气缸体1的后端部配置飞轮37。如图3所示，在气缸体1的右侧壁沿着气缸体1的前后方向设置旁水路3，通过旁水路3将从散热器流出的冷却水导入到气缸套4。
水泵10与旁水路3的关系如下。
如图3所示，旁水路3的入口11开在气缸体1的前端壁9，如图7所示，旁水路3的入口11与水泵10的排出口相对。如图2所示，在气缸体1的后端壁36和飞轮37之间配置定时传动装置8。这样，由于在气缸体1的后端部配置了定时传动装置8，所以可以配置水泵10，不会被定时传动装置8妨碍，因此，也可以降低安装于水泵10的冷却风扇2的位置，使得不易受到搭载发动机机型的制约。定时传动装置8为正时齿轮传动链(timing gear train)。
旁水路3的构成如下。
如图1所示，在气缸体1的右侧，当将旁水路3与上下一对的轴6、7一同配置时，旁水路3和上下一对的轴6、7沿着气缸套4和气缸壁12上下排列。因此，与将它们沿着宽度方向排列配置的情况相比，可以减小发动机的宽度尺寸。旁水路3上方的轴6为二次平衡轴，旁水路3下方的轴7为阀控制凸轮轴。气缸体1左侧的轴38为另一二次平衡轴。
另外，如图3所示，旁水路3经过气缸体1的全长形成，通过整个气缸壁12的侧面。在该旁水路3中，设有多个出口5，在旁水路3的两端部和中间部配置该多个出口5，使各出口5与各气缸壁12的侧方向突出端面15相对。因此，向着整个气缸壁12冷却水被均等地分配，使整个气缸壁12的预热和冷却均匀化，同时，从旁水路3的各出口5横向流入气缸套4的冷却水对应于各气缸壁12的侧方向突出端面15前后均等地分流，使各气缸壁12的前后部分的预热和冷却均匀化。另外，在旁水路3的相邻出口5、5间的壁13内设有气门传动装置的挺杆导孔14。因此，与将出口5和挺杆导孔14沿宽度方向排列配置的情况相比，可以减小发动机的横向宽度。
另外，如图1所示，旁水路3的出口5面对气缸套4的下部。因此，从旁水路3的出口5流出的冷却水通过气缸套4的下部后，浮到气缸套4的上部，使各气缸壁12的上下部分的预热和冷却均匀化。因此，在预热运行中，各气缸壁12的靠下部分与其靠上部分相同加热，不易产生活塞24的烧结。另外，在通常的运行中，与各气缸壁12的靠上部分相同其靠下部分也被充分冷却，在其靠下部分和活塞环之间不易产生间隙，从而不易产生漏气和油上升到燃烧室内的现象。
气缸套4的构成如下。
如图2～图4所示，在气缸体1中，邻接的气缸壁12、12相互连接。在该连续壁16沿着气缸体1的宽度方向形成气缸间横断水路17。因此，在气缸体1的宽度方向沿横向看过去，从旁水路3的出口5横向流入气缸套4的冷却水被压入气缸间横断水路17。因此，冷却水平稳地通过气缸间横断水路17，提高了气缸内径间的连续壁16的冷却性能。
盖套25的构成如下。
如图5、图6所示，在气缸盖18内设有盖套25，在气缸盖18的吸气孔19和排气孔20之间沿着气缸盖18的宽度方向形成孔间横断水路21，在气缸盖18的吸气分配装置22侧和排气合流装置23侧沿气缸盖18的长度方向分别形成顶吸气侧水路26和顶排气侧水路27，该顶吸气侧水路26和顶排气侧水路27由孔间横断水路21连通。
冷却水的流动情况如下。
如图7所示，从旁水路3流入气缸套4右侧的冷却水的一部分浮到顶排气侧水路27，其余的部分流入气缸间横断水路17。在气缸盖18的右前拐角部28的右侧面开盖套25的出口25a。因此，从旁水路3侧向着另一侧切断气缸间横断水路17的冷却水浮到顶吸气侧水路26，浮上的冷却水一边向前通过该顶吸气侧水路26，一边在多个孔间横断水路21处分流，分流冷却水一边在旁水路3侧的顶排气侧水路27合流，一边向前通过该水路27，向前通过两水路26、27的冷却水合流并从盖套25的出口25a流出。这样，冷却水在气缸体1内横向通过，在气缸盖18内纵横并且充满整个气缸盖内地循环，使得发动机整体的预热和冷却均匀化。另外，由于通过孔间横断水路21的冷却水从气缸盖18一侧的吸气分配装置22侧向着另一侧的排气合流装置23侧流动，所以，排气热不易传递到吸气分配装置22侧，可以抑制吸气的温度上升。因此，吸气的充填效率提高。在将旁水路3配置于气缸体1的左侧，将盖套25的出口25a开于气缸体18的左侧面的情况，冷却水的流动情况与上述流动情况对称。
顶排气侧水路27的构成如下。
如图6(B)～(E)所示，使顶排气侧水路27的顶壁下面27a比顶吸气侧水路26的顶壁下面26a高。因此，发动机左右倾斜，顶排气侧水路27变高，即便是在其顶壁下面27a形成空气槽，排气孔19的顶壁也很难从冷却水中露出，可以确保其冷却。另外，由于沿着气缸盖18的长度方向使顶排气侧水路27的顶壁下面27a较高，发动机前后倾斜，顶排气侧水路27的前端部或者后端部变高，即便在其顶壁下面27a的前端部或者后端部形成空气槽，前端部或者后端部的排气孔19的顶壁也不易从冷却水露出，可以确保其冷却。
其他水路等的构成如下。
如图2所示，在气缸体1的前端壁9的壁部内形成水泵10的入口水路10a。如图7所示，旁通水路29和脱气通路31两者都经过气缸体1的前端壁9的壁部内和气缸盖18的前端部30内形成。其中，旁通水路29旁通从恒温箱32进入水泵10的冷却水，脱气通路31脱出从水泵10进入盖套25的空气。另外，将恒温箱32安装于气缸盖18的右侧面，并将热交换器33用的热水管34连接于该恒温箱32。因此，不必担心它们从气缸体1的前端壁9向前方伸出，可以使冷却风扇2接近气缸体1，不会被它们妨碍，从而缩短发动机的全长。
权利要求
1.一种纵式多气缸发动机的水冷装置，在气缸体(1)的一侧壁沿着气缸体(1)的长度方向设有旁水路(3)，在气缸体(1)内设有气缸套(4)，通过旁水路(3)将从散热器流出的冷却水导入到气缸套(4)；其特征为旁水路(3)的出口(5)与气缸套(4)的下部相对。
2.如权利要求1所述的纵式多气缸发动机的水冷装置，其特征为在气缸体(1)的一侧，当将旁水路(3)和上下一对的轴(6、7)一同配置时，将旁水路(3)和上下一对的轴(6、7)沿着气缸套(4)与气缸壁(12)上下排列。
3.如权利要求1或2的任一项所述的纵式多气缸发动机的水冷装置，其特征为定时传动装置(8)配置在气缸体(1)的长度方向一端部，在其相反端的气缸体(1)的端壁(9)安装水泵(10)，在该气缸体(1)的端壁(9)开设旁水路(3)的入口(11)，该旁水路(3)的入口(11)与水泵(10)的排出口相对。
4.如权利要求1至3的任一项所述的纵式多气缸发动机的水冷装置，其特征为在通过整个气缸壁(12)的侧部的旁水路(3)设有多个出口(5)，将这些多个出口(5)配置在旁水路(3)的长度方向两端部和中间部。
5.如权利要求4所述的纵式多气缸发动机的水冷装置，其特征为在与旁水路(3)相邻的出口(5、5)间的壁(13)内设有气门传动装置的挺杆导孔(14)。
6.如权利要求4或5所述的纵式多气缸发动机的水冷装置，其特征为旁水路(3)的各出口(5)分别与各气缸壁(12)的侧方向突出端面(15)相对。
7.如权利要求1至6的任一项所述的纵式多气缸发动机的水冷装置，其特征为当彼此连接邻接的气缸壁(12、12)时，在其连续壁(16)沿气缸体(1)的宽度方向形成气缸间横断水路(17)。
8.如权利要求7所述的纵式多气缸发动机的水冷装置，其特征为在气缸盖(18)内设有盖套(25)，在气缸盖(18)的吸气孔(19)和排气孔(20)之间沿气缸盖(18)的宽度方向形成孔间横断水路(21)；横向通过气缸间横断水路(17)的冷却水反转横向通过孔间横断水路(21)。
9.如权利要求8所述的纵式多气缸发动机的水冷装置，其特征为在气缸盖(18)的吸气分配装置(22)侧和排气合流装置(23)侧分别沿气缸盖(18)的长度方向形成顶吸气侧水路(26)和顶排气侧水路(27)，该顶吸气侧水路(26)和顶排气侧水路(27)由孔间横断水路(21)连通；在气缸盖(18)的长度方向沿着前后方向中任一方朝前看，在气缸盖(18)的宽度方向两侧之间，在具有旁水路(3)的一侧的气缸盖(18)的前拐角部(28)开设盖套(25)的出口(25a)；从旁水路(3)侧向着另一侧横向通过气缸间横断水路(17)的冷却水在该顶吸气侧水路(26)和顶排气侧水路(27)之间，浮到旁水路(3)的相反侧的水路(26)，浮上的冷却水一边向前通过该水路(26)，一边在多个孔间横断水路(21)分流，分流冷却水一边由旁水路(3)侧的水路(27)合流，一边向前通过该水路(27)，向前通过两水路(26、27)的冷却水合流并从盖套(25)的出口(25a)流出。
10.如权利要求8或9所述的纵式多气缸发动机的水冷装置，其特征为横向通过孔间横断水路(21)的冷却水从气缸盖(18)一侧的吸气分配装置(22)侧向着另一侧的排气合流装置(23)侧流动。
全文摘要
一种纵式多气缸发动机的水冷装置，在气缸体的一侧壁设有沿气缸体的长度方向的旁水路。在气缸体内设有气缸套，通过旁水路将从散热器流出的冷却水导入到气缸套。旁水路的出口与气缸套的下部相对。
文档编号F02F1/40GK1408999SQ02143150
公开日2003年4月9日 申请日期2002年9月13日 优先权日2001年9月25日
发明者明田正宽, 小坂哲也, 山中重善 申请人:株式会社久保田