CN2623888Y - 密封凸轮轴安装座的自然风冷汽缸头 - Google Patents

Abstract

一种密封凸轮轴安装座的自然风冷汽缸头，包括汽缸头本体及设置在汽缸头本体上的凸轮轴安装座，该凸轮轴安装座上水平开设有摇臂轴孔，还垂直开设有与汽缸头本体中所设连接孔连通的栓孔；栓孔中至少有一个与摇臂轴孔相交的交叉栓孔，汽缸头本体内开设有冷却风道；该冷却风道的进风口设置在汽缸头的迎风面上；冷却风道的出风口设置在汽缸头的其它表面上；所述交叉栓孔的内部与摇臂轴孔相交处同轴设置有圆柱管体，该圆柱管体用于将发动机内部的润滑油池与外部隔离。本实用新型通过在发动机汽缸头内设置的冷却风道，将发动机产生的热量有效排除，同时，通过在栓孔中设置一个圆柱管体，对摇臂轴孔进行密封，使发动机内润滑油不会发生外泄现象。

Description

密封凸轮轴安装座的自然风冷汽缸头

技术领域

本实用新型涉及一种自然风冷汽缸头装置，特别是一种具有密封的凸轮轴安装座并开设有自然冷却风道的摩托车发动机汽缸头，该汽缸头在对凸轮轴安装座密封的基础上确保发动机有效散热降温而不发生润滑油外泄现象，属于摩托车发动机制造技术领域。

背景技术

摩托车发动机在工作时，通常会产生很多的热量，使该发动机的温度升高。

由于过高的温度不仅会使发动机的工作效率大大降低，而且也容易造成发动机以及连接在该发动机上的其它部件的损坏，所以，在摩托车发动机的设计、制造中，往往需要使发动机具有较好的散热性，将工作中摩托车发动机的温度数值控制在允许范围内。

传统的摩托车发动机的散热方式大部分为自然风冷式，即，在发动机的汽缸头的外部设置若干散热片，由于散热片与汽缸头采用铝合金一体制造，当摩托车在行驶中，快速流动的风吹过散热片表面，将热量带走，以此达到发动机的散热冷却。

对于大排气量自然风冷式发动机来说，仅仅依靠散热片对发动机进行冷却，往往还不够，由于大排气量发动机产生的热量相对于小排气量发动机会更高，所以这种冷却方式存在着一定的不足，也由此出现许多发动机存在着汽缸头热负荷过高，影响发动机了的动力性能和汽缸头内零部件运行的可靠性。

如果采用增加散热片的数量或者说增加散热片的表面积的方式，又会受到发动机外形尺寸的限制，因此，在不增加或少量增加散热片面积的前提下，科学、合理的解决大排气量摩托车发动机的有效散热问题，是增加该发动机动力性能并增加其工作可靠性所急待解决的问题之一。

目前，业内解决这一问题的方式是采用开设冷却气道。在中国专利名为《气冷式OHV引擎汽缸头的散热装置》(申请号为：97222328.2)中，公开了一种摩托车发动机的散热技术方案，如图1所示。该技术方案是在发动机汽缸头20内的进气口23与排气口22之间开设一冷却气道，并在该冷却气道一端向汽缸头外弯折出一集气部10，该集气部10的自由端则形成一与冷却气道连通的集气口11。

当摩托车在骑乘时，可使吹拂向摩托车的冷空气直接由汽缸头20的集气口11灌入集气部10内，并由集气部10导引入引擎汽缸头20内部的冷却气道内，以此来防止因过热而造成引擎气门的损坏。

上述技术方案虽然对解决摩托车发动机的散热问题具有一定的帮助，但散热效果仍然欠佳，并存在着一定的不足。

从图1中可以看出，冷却气道、集气部10连接成冷却空气的通道，在该通道中，只有冷却气道部分才能与汽缸头20进行有效的热交换，集气部10的主要功能是汇集冷空气。由于构成该集气部10的三个面均处于汽缸头20的外部，并不与该汽缸头20直接贴合，因此该集气部10的热交换能力极其有限。所以，在这一技术方案中，冷却气道承担了绝大部分的热交换职能，但是，由于冷却气道较短，冷空气与汽缸头20的热交换面积相对较小，所以，该技术方案存在着对发动机散热降温作用相对较小的不足之处。

另外，正如人们通常所知的，在排气量相同及各项性能相当的前提下，发动机的体积尺寸较小者为佳，特别是摩托车发动机，对其体积尺寸的要求就更加严格。在上述的《气冷式OHV引擎汽缸头的散热装置》技术方案中，由于在汽缸头20的外侧增加了集气部10，使汽缸头的尺寸在原有的基础上有所增加，这是该技术方案的另一个不足之处。

目前，解决上述散热问题而且不增加发动机汽缸头尺寸的方式为：采用在发动机汽缸头内设置冷却风道，并将该冷却风道的进风口直接开设在汽缸头本体的表面上，具体为，开设在排气口的旁边，借助汽缸头本体制成冷却风道汇集冷空气的集气部，这样可增加热交换面积，提高散热功效。但是，由于结构的限制，冷却风道的设置又会带来发动机内润滑油外泄的问题。

如图2所示，设置的冷却风道21通常会与汽缸头10内的一个(或几个)栓孔6贯通(在发动机的实际生产中，由于其内部结构复杂，所以通常情况下，将该发动机分成若干部件加工，并分布开设多个栓孔，使所有部件上对应位置处的栓孔相互连通，部件加工完毕后，用螺栓通过栓孔将部件连接，组装成整体发动机，栓孔在一些生产企业中也被称为AB栓孔)，图中，栓孔6中穿设有螺栓8，将凸轮轴安装座7与汽缸头10连接。由于栓孔6连通着发动机上的凸轮轴安装座7，而通常凸轮轴安装座7的结构尺寸较小，所以栓孔6容易与凸轮轴安装座7上的摇臂轴孔71相交。摇臂轴72上开设有给栓孔6让位的槽或孔，该槽或孔恰与摇臂轴72内的螺栓孔721贯通，造成了栓孔6与螺栓孔721贯通，进而造成了螺栓孔721与冷却风道21贯通。

由于螺栓孔721直接与发动机的油池连通，而发动机在工作时，其内部油池的压力较大，形成了外部、内部之间的负压，所以润滑油将通过由螺栓孔721、栓孔6以及冷却风道21构成的通路向外泄漏。另外，油池内的润滑油还经过摇臂轴孔71与摇臂轴72的间隙流向栓孔6。因此，只有解决了润滑油外泄现象，才能有效的解决摩托车发动机的散热问题。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于针对上述摩托车发动机，特别是大排气量自然风冷发动机在散热降温设计上所存在的不足提供一种具有冷却风道的发动机汽缸头，该汽缸头通过其内部设置的冷却风道，将发动机在工作时产生的热量迅速排除，并在散热片的协同下有效的将发动机的工作温度控制在较佳的范围内，从而使该发动机能够发挥理想的动力性能，增加了发动机的可靠性。

本实用新型的另一个目的在于针对上述润滑油外泄的问题，提供一种防止油池内的机油从摇臂轴与凸轮轴安装座之间的间隙以及通过螺栓孔向外泄漏的密封摇臂轴孔的凸轮轴安装座，该凸轮轴安装座将摇臂轴孔与栓孔之间的连通隔断，起到对摇臂轴孔的密封作用，使发动机汽缸头能够采用设置冷却风道的方式对该发动机进行有效的散热降温。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：

该技术方案为一种密封凸轮轴安装座的自然风冷汽缸头，它至少包括汽缸头本体及设置在汽缸头本体上的凸轮轴安装座，该凸轮轴安装座上水平开设有摇臂轴孔，还垂直开设有一个以上与汽缸头本体中所设连接孔连通的栓孔；所述栓孔中至少有一个与所述摇臂轴孔相交的交叉栓孔，所述的汽缸头本体内开设有冷却风道；所述冷却风道的进风口设置在该汽缸头的迎风面上，该迎风面为摩托车行驶时，自然风直接吹拂的气缸头正面；冷却风道的出风口设置在该汽缸头的其它表面上；所述交叉栓孔的直径大于与其连通的连接孔的直径，其内部同轴设置有长度大于摇臂轴孔直径的圆柱管体，该圆柱管体设置在所述交叉栓孔与摇臂轴孔的相交处，该交叉栓孔用于将发动机内部的润滑油池与外部隔离，通过上述设置，使开设有冷却风道的汽缸头不会出现润滑油外泄现象。

由于排气口通常位于汽缸头的迎风面上，所以将冷却风道的进风口设置在发动机排气口的左侧或右侧且进风口至少为一个；通过增加进风口的数量，加大进风面积，可以提高进风量，使该汽缸头具有更好的散热性能。

冷却风道的出风口至少为一个，该出风口设置在发动机火花塞孔的上方。设置多个出风口有利于快速将发动机的热量排出，而将出风口设置在火花塞的上方，不仅便于加工，而且使冷却风道通过发动机汽缸的顶部(该部分是发动机温度较高的区域)对排出热量更加有利。

所述的冷却风道的进风口与排气口的相邻处为圆弧形，该圆弧与排气口同心，由于排气管是汽缸头温度较高处，将冷却风道尽可能的贴近排气口以及排气管，可以更好的将热量带走，而且通过依附排气口的圆弧形状，可使热交换的有效面积进一步加大。

所述的冷却风道为由进风口向内逐渐收缩的契形，该契形风道的进风口处的截面积较大，内部截面积较小，使冷却风在风道内具有比进风口处更高的流速，加快汽缸头内部热交换速度。

为了使该汽缸头具有更好的散热性能，还可以在所述冷却风道内至少设置一个风道分隔片，该分隔片与所述汽缸头一体设置，将该汽缸头与冷却风的接触面积进一步加大，使其降温效果更加显著，同时，分隔片还起加强作用，加强因内设所述冷却风道造成的强度损失和刚度损失，防止加工、使用过程中变形过大。

为使发动机内润滑油不外泄，必须将与摇臂轴孔贯通的交叉栓孔进行密封，使其与发动机良好的隔离，因此，将所述的交叉栓孔内设置的圆柱管体长度设置为大于所述摇臂轴孔的直径，使摇臂轴孔与摇臂轴之间的间隙以及与栓孔贯通的螺栓孔被所设置的圆柱管体隔离。

由于设置的圆柱管体不能影响发动机部件之间的相互连接，故，将所述的圆柱管体的内径设为与对应连通的连接孔直径相等，使连接发动机部件的螺栓能够顺利穿过。

因为圆柱管体必须设置在交叉栓孔与摇臂轴孔的相交处，所以，为使所设置的圆柱管体在实际使用中不因发生位移而出现偏移，从而造成密封不严现象，将圆柱管体的长度设为与凸轮轴安装座等高。当螺栓穿过该圆柱管体将发动机部件连接在一起后，该圆柱管体被固定设置在交叉栓孔与摇臂轴孔的相交处而不会移动。

为进一步达到密封凸轮轴安装座的目的，在所述的圆柱管体表面还箍设有密封圈，且密封圈至少为两个，并分别箍设在所述圆柱管体的两端。

通过上述技术方案可知，本实用新型通过在发动机汽缸头内设置的冷却风道，将发动机在工作时产生的热量迅速排除，尤其是使冷却风道在燃烧室顶部附近通过，而该处往往是发动机最热的部位，因此，也就最需要对其散热降温。通过对发动机的有效散热，使该发动机的能够发挥理想的动力性能，同时，由于减少了向配气***的传热量，降低配气***的温度，减少其运动部件的热变形，增加了发动机的可靠性。

另外，通过在栓孔中设置一个圆柱管体，将摇臂轴中的螺栓孔与交叉栓孔之间的连通隔断，对摇臂轴孔进行密封，使发动机内润滑油不会发生外泄现象，同时也解决零部件制造的工艺问题，使加工容易。

附图说明

图1为目前采用冷却风道降低发动机温度的方案示意图；

图2为仅开设冷却风道时的凸轮轴安装座示意图；

图3为本实用新型一个具体实施例的进风口位置示意图；

图4为本实用新型一个具体实施例的结构示意图；

图5为上述具体实施例的剖面图；

具体实施方式

以下，通过具体实施例并参照附图对本实用新型进行进一步的详细说明。

由于摩托车发动机产生高热量时，往往是发动机在高速运行中，而此时摩托车通常是在行驶状态下，并且发动机的排气口恰好设置在汽缸头的迎风表面上，所以，在本实用新型中，将冷却风道的进风口设置在排气口的旁边，以利于冷风进入发动机的汽缸头内。

本实施例以一个设有单排气管的摩托车发动机的汽缸头为例，如图3所示。在该实施例中，将进风口2设置在发动机排气口1的右侧，其靠近排气口1的一边为与排气口1同心的圆弧形，这种形状有助于增大热交换面积。将进风口2设置在该处的原因在于，排气口处具有较高的温度，该位置的进风口2使冷风自进入汽缸头后就开始进行热交换，在摩托车行驶速度相同的前提下，本实施例中的冷却风在汽缸头内的热交换时间相对较长，而且热交换面积也相应较大，另外，该处具有设置冷却风道的加工空间。

如图4所示，本实施例将冷却风道通过燃烧室顶部，并使其出风口3设置在火花塞孔的上方。由于发动机燃烧室顶部附近的温度一般为最高，而火花塞通常位于该处，同时该处也具有较多的可供加工设置冷却风道的空间，因此，该处是比较理想的出风口位置。

图5为本实施例的剖视图。图中，进风口2的内部呈收缩状，该冷却风道为向内逐渐收缩的契形风道211，该契形风道211在顶部进行弯折，并转向火花塞孔4的方向，且被风道分隔片25分隔为两个出风口3。

由于该风道分隔片25与汽缸头为一体设置，具有与汽缸头相同的温度。通过设置该风道分隔片25，可以增加热交换面积，提高散热效率；分隔片25还起加强作用，加强因内设所述冷却风道造成的强度损失和刚度损失，防止加工、使用过程中变形过大。

本实施例中，契形风道211与一个连接孔61贯通，如图4所示。该连接孔61与凸轮轴安装座上垂直开设的多个(图中示出两个)栓孔中的一个栓孔对应连通。在本实施例中，与连接孔61连通的栓孔与凸轮轴安装座上水平开设的摇臂轴孔71相交，因此该栓孔被称为交叉栓孔62。

处于摇臂轴孔71中的摇臂轴72为了给交叉栓孔62让位，因此在摇臂轴72的与该交叉栓孔62让位的位置开设有让位槽，但是，由于受到尺寸的限制，该让位槽与摇臂轴72中的螺栓孔721贯通，而螺栓孔721与发动机润滑油池连通，使得该润滑油池可以通过交叉栓孔62、契形风道211与外部连通。当发动机工作时，由于润滑油池的压力高于外部压力，所以润滑油将向外泄露。

为了不出现发动机内润滑油外泄现象，本实施例对凸轮轴安装座进行密封处理，其处理方式为：

将凸轮轴安装座7中与摇臂轴孔71相交的交叉栓孔62的直径进行扩大，使其大于与之连通的连接孔61的直径，在其内部同轴设置一个外径略小于该交叉栓孔62直径，长度大于摇臂轴孔直径的圆柱管体5，该圆柱管体5设置在所述交叉栓孔62与摇臂轴孔71的相交处，并且，其内径与对应连通的连接孔61的直径相等。

图中，圆柱管体5的长度与凸轮轴安装座7等高，即充满了凸轮轴安装座7中的整个交叉栓孔62，由于交叉栓孔62的直径大于与之连通的连接孔61的直径，圆柱管体5的内径与对应连通的连接孔61的直径相等，所以，当螺栓8将汽缸头与凸轮轴安装座7连接起来后，圆柱管体5被封装在交叉栓孔62内不能移动，从而使螺栓孔721与契形风道211之间形成的通道被隔断。

为了使隔断效果更好，在圆柱管体5的两端还增加了两个密封圈51，该密封圈51箍设在圆柱管体5的端部，并嵌入交叉栓孔62的内壁，使发动机内部的油池与外部密封隔断。

值得注意的是：发动机的汽缸头、凸轮轴安装座上开设有多个栓孔，只有与摇臂轴孔相交，并与发动机内部油池贯通的交叉栓孔中才设置密封用圆柱管体。

最后所应说明的是：以上实施例仅用以说明而非限制本实用新型的技术方案，尽管参照上述实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本实用新型进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (10)

1、一种密封凸轮轴安装座的自然风冷汽缸头，它包括汽缸头本体及设置在汽缸头本体上的凸轮轴安装座，该凸轮轴安装座上水平开设有摇臂轴孔，还垂直开设有一个以上与汽缸头本体中所设连接孔连通的栓孔；所述栓孔中至少有一个与所述摇臂轴孔相交的交叉栓孔，其特征在于：所述的汽缸头本体内开设有冷却风道；所述冷却风道的进风口设置在该汽缸头的迎风面上；冷却风道的出风口设置在该汽缸头的其它表面上；所述交叉栓孔的直径大于与其连通的连接孔的直径，其内部同轴设置有长度大于摇臂轴孔直径的圆柱管体，该圆柱管体设置在所述交叉栓孔与摇臂轴孔的相交处。

2、根据权利要求1所述的密封凸轮轴安装座的自然风冷汽缸头，其特征在于：所述的进风口至少为一个，该进风口设置在发动机排气口的旁边。

3、根据权利要求1所述的密封凸轮轴安装座的自然风冷汽缸头，其特征在于：所述的出风口至少为一个，该出风口设置在发动机火花塞孔的上方。

4、根据权利要求1或2或3所述的密封凸轮轴安装座的自然风冷汽缸头，其特征在于：所述的冷却风道的进风口与排气口的相邻处为圆弧形，该圆弧与排气口同心。

5、根据权利要求4所述的密封凸轮轴安装座的自然风冷汽缸头，其特征在于：所述的冷却风道为由进风口向内逐渐收缩的契形。

6、根据权利要求4所述的密封凸轮轴安装座的自然风冷汽缸头，其特征在于：所述的冷却风道为直形或弯折形；所述冷却风道内至少设有一个风道分隔片，该风道分隔片与所述汽缸头一体设置。

7、根据权利要求1所述的密封凸轮轴安装座的自然风冷汽缸头，其特征在于：所述的圆柱管体的内径与对应连通的连接孔直径相等。

8、根据权利要求1或7所述的密封凸轮轴安装座的自然风冷汽缸头，其特征在于：所述的圆柱管体与凸轮轴安装座等高。

9、根据权利要求1或7所述的密封凸轮轴安装座的自然风冷汽缸头，其特征在于：所述的圆柱管体表面箍设有密封圈。

10、根据权利要求1或7所述的密封凸轮轴安装座的自然风冷汽缸头，其特征在于：所述的密封圈至少为两个，并分别箍设在所述圆柱管体的两端。

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