CN105275567B - 发动机缸体缸盖的冷却结构总成 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种发动机缸体缸盖的冷却结构总成，包括缸体、缸盖和设置在缸盖的冷却水出水端的出水室，缸体内部形成有缸体冷却水道；还包括缸体调温器和缸盖调温器，缸体调温器设置在缸体冷却水道的进水口处，缸盖调温器设置在出水室内用于控制缸盖的冷却水出水端与发动机的散热器启闭连通；缸盖调温器初开温度高于所述缸体调温器初开温度；本发明可针对不同的工作状态对发动机的缸体和缸盖具有不同的冷却能力，形成区分化冷却，使发动机的缸体和缸盖在各自最适宜的温度设定点工作，并在发动机刚启动或怠速行驶时，使水温和缸体迅速升温，从而降低油耗，同时在缸盖或缸体温度过高时，又具有较好的冷却效果。

Description

发动机缸体缸盖的冷却结构总成

技术领域

本发明涉及发动机部件冷却领域，特别涉及一种发动机缸体缸盖的冷却结构总成。

背景技术

发动机缸体和缸盖共同组成动力传动部件——活塞与曲轴的外壳，发动机做功时会产生大量的热量，为了将该热量从发动机壳体(即缸体与缸盖)排出，需要在发动机的缸体与缸盖内设置冷却水通道，以使冷却水流经缸体与缸盖将热量带走。

在发动机工作过程中，为提高做功效率和燃油经济性，缸盖温度需要较低，而缸体温度需要相对较高，因为缸盖温度低可提高充气效率，增大进气量，温度低且进气量大可促进完全燃烧，降低NOx的形成，提高输出功率，缸体温度较高则会减小摩擦损失，直接改善燃油效率和提高输出功率，间接的降低缸内峰值压力和温度；而现有的发动机的冷却***，冷却水通过水泵泵入缸体再进入缸盖，或是分别进入缸体和缸盖，使冷却水随发动机的运转不停的循环，此种冷却方式不能对缸体、缸盖进行区分化冷却，往往造成汽车冷却能力偏大，不能达到“缸盖温度较低而缸体温度相对较高”这种发动机热工作的理想状态，尤其是当在发动机刚启动时，燃油消耗较大；而且，发动机刚启动时的发动机各部位润滑油还没有到位，发动机缸体温度过低，会产生机件的干磨，导致缸套、轴颈、齿轮等零部件早期磨损。

因此，有必要提供一种发动机缸体缸盖的冷却结构总成，可针对不同的工作状态对发动机的缸体和缸盖具有不同的冷却能力，形成区分化冷却，使发动机的缸体和缸盖在各自最适宜的温度设定点工作，并在发动机刚启动或怠速行驶时，使水温和缸体迅速升温，从而降低油耗，同时在缸盖或缸体温度过高时，又具有较好的冷却效果，有利于降低热负荷。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种发动机缸体缸盖的冷却结构总成，可针对不同的工作状态对发动机的缸体和缸盖具有不同的冷却能力，形成区分化冷却，使发动机的缸体和缸盖在各自最适宜的温度设定点工作，并在发动机刚启动或怠速行驶时，使水温和缸体迅速升温，从而降低油耗，同时在缸盖或缸体温度过高时，又具有较好的冷却效果，有利于降低热负荷。

本发明的发动机缸体缸盖的冷却结构总成，包括缸体、缸盖和设置在缸盖的冷却水出水端的出水室，缸体内部形成有缸体冷却水道，还包括缸体调温器和缸盖调温器，缸体调温器设置在缸体冷却水道的进水口处，缸盖调温器设置在出水室内用于控制缸盖的冷却水出水端与发动机的散热器启闭连通；缸盖调温器初开温度高于所述缸体调温器初开温度。

进一步，所述缸盖的缸盖冷却水道的进水口保持冷却水始终进入；

当缸体调温器打开后，对缸体冷却的冷却水自缸体冷却水道的出水口流出后汇入缸盖的缸盖冷却水道内。

进一步，出水室上还设置有与发动机的暖风循环回路保持常连通的暖风连通出水道。

进一步，缸体在对应缸体冷却水道进水口的位置处设置有向缸体内部延伸的缸体调温器安装孔，缸体调温器安装孔内端与缸体冷却水道连通，缸体上还设置有用于水泵泵入冷却水并与缸体调温器安装孔侧部连通的缸体冷却水进水道。

进一步，缸体调温器包括缸体调温组件和用于固定缸体调温组件并将其安装于缸体调温器安装孔内端与缸体冷却水道连通处的安装架。

进一步，安装架包括可与缸体固定连接的端盖和与端盖连接并可将缸体调温组件固定将其伸入调温器安装孔内部设置的固定体。

进一步，固定体由至少两个成夹持状态设置的夹板构成，缸体调温组件位于夹板之间，夹板间对缸体调温组件形成径向夹持固定。

进一步，缸体调温组件通过用于限制其相对于夹板纵向移动的限位结构固定于夹板上，限位结构由夹板上设置的卡槽和由缸体调温组件的上支架的圆周边沿径向向外延伸形成的并***卡槽的卡缘构成。

进一步，端盖包括盖本体和设置于盖本体内侧面并用于嵌入缸体形成定位的环形定位部，环形定位部外侧位凸台结构；

环形定位部的凸台结构处加装有用于与缸体内壁间形成密封的密封圈Ⅰ；

所述缸体调温组件的上支架***加装有用于与缸体内壁间形成密封的密封圈Ⅱ。

进一步，缸盖调温器初开温度高于所述缸体调温器初开温度的范围值为20℃-25℃。

本发明的有益效果：本发明的发动机缸体缸盖的冷却结构总成，由于缸体调温器设置于缸体冷却水道的进水口处，缸盖调温器设置在缸盖的出水端，并缸盖调温器初开温度高于所述缸体调温器初开温度，通过缸盖调温器负责控制与发动机散热器连通的大循环水路的开闭，通过缸体调温器负责控制缸体与缸盖间的内部水路循环路径，当缸体调温器关闭时，循环路径为冷却水直接流向缸盖内，此时可保证怠速时迅速升温，从而降低油耗，当缸体调温器开启时，循环路径为冷却水分别流向缸体和缸盖，冷却效果显著，有利于降低热负荷；

总之，本发明可针对不同的工作状态对发动机的缸体和缸盖具有不同的冷却能力，形成区分化冷却，使发动机的缸体和缸盖在各自最适宜的温度设定点工作，并在发动机刚启动或怠速行驶时，使水温和缸体迅速升温，从而降低油耗，同时在缸盖或缸体温度过高时，又具有较好的冷却效果。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。

图1为本发明整体结构示意图；

图2为图1俯视图；

图3为本发明中当水温小于缸体调温器初开温度时的水路循环图；

图4为本发明中当水温在缸体调温器初开温度至缸盖调温器初开温度之间时的水路循环图；

图5为本发明中当水温大于缸盖调温器初开温度时的水路循环图；

图6为本发明中的缸体调温器结构示意图；

图7为本发明中的缸体调温器剖面结构示意图；

图8为本发明中的缸体调温器与缸体装配示意图；

图9为本发明中的缸体结构示意图；

图10为本发明中的缸体调温器的安装架结构示意图；

图11为本发明中的缸体调温器的安装架的剖面结构图。

具体实施方式

图1为本发明整体结构示意图，图2为图1俯视图，图3为本发明中当水温小于缸体调温器初开温度时的水路循环图，图4为本发明中当水温在缸体调温器初开温度至缸盖调温器初开温度之间时的水路循环图，图5为本发明中当水温大于缸盖调温器初开温度时的水路循环图，图6为本发明中的缸体调温器结构示意图，图7为本发明中的缸体调温器剖面结构示意图，图8为本发明中的缸体调温器与缸体装配示意图，图9为本发明中的缸体结构示意图，图10为本发明中的缸体调温器的安装架结构示意图，图11为本发明中的缸体调温器的安装架的剖面结构图如图所示：本实施例的发动机缸体缸盖的冷却结构总成，包括缸体1、缸盖2和设置在缸盖2的冷却水出水端的出水室3，缸体1内部形成有缸体冷却水道1-1，还包括缸体调温器4和缸盖调温器5，缸体调温器4设置在缸体冷却水道1-1的进水口处，缸盖调温器5设置在出水室3内用于控制缸盖2的冷却水出水端与发动机的散热器9启闭连通；缸盖调温器5初开温度高于所述缸体调温器4初开温度；其中，缸体调温器4和缸盖调温器5的调温组件4-1部分均为常规蜡式调温器，主要包括上支架4-1-1、下支架4-1-2和设置在上、下支架间用于对冷却水道启闭的主阀4-1-3，属于现有技术，在此不再赘述；

缸体1和缸盖2所需冷却水由发动机的水泵6提供，缸盖调温器5初开温度高于所述缸体调温器4初开温度，其中，缸体调温器4的初开温度到全开温度范围为70-85℃，缸盖调温器5的初开温度到全开温度范围为92-106℃，而缸盖调温器5初开温度高于所述缸体调温器4初开温度的范围值为20℃-25℃，优选的为20℃、22℃、25℃；

当冷却水温度在缸体调温器4初开温度以下时，缸体调温器4关闭，此时冷却水为部分小循环状态，冷却水不流经缸体冷却水道，且冷却水不经过发动机的散热器9回到水泵6；

当冷却水温度高于缸体调温器4初开温度、但低于缸盖调温器5初开温度时，缸体调温器4打开，此时冷却水为全部小循环，冷却水流经缸体冷却水道和缸盖冷却水道，并冷却水同样不经过散热器9回到水泵6；

当冷却水温度高于缸盖调温器5初开温度时，缸体调温器4和缸盖调温器5均开，此时冷却水为大循环，冷却水流经缸体冷却水道和缸盖冷却水道，并冷却水经过散热器9直接回到水泵6。

本实施例中，所述缸盖2的缸盖冷却水道的进水口保持冷却水始终进入；即无论缸体调温器4和缸盖调温器5是否打开或关闭，冷却水可始终保持流经缸盖冷却水道对缸盖2进行冷却，从而保证在发动机工作过程中始终对缸盖2进行冷却；

当缸体调温器4打开后，对缸体1冷却的冷却水自缸体冷却水道1-1的出水口流出后汇入缸盖2的缸盖冷却水道内；即当缸体调温器4打开后，冷却水会进入缸体冷却水道1-1内对缸体1冷却，自缸体冷却水道1-1内的冷却水最后自缸体1内出来后会流入缸盖2内，并汇入缸盖冷却水道内，并自缸盖冷却水道的出水端流出缸盖2，使得无论是缸体1冷却水和缸盖2冷却水最后会融入至同一温度值。

本实施例中，出水室3上还设置有与发动机的暖风循环回路7保持常连通的暖风连通出水道3-1；即自缸盖2的冷却水出水端流出的冷却水始终会经过暖风循环回路7后进入机油冷却器8，对暖风循环回路7供水和对机油冷却，当缸盖调温器5打开前，自缸盖2的冷却水出水端流出的冷却水是全部经暖风连通出水道3-1进入暖风循环通路，并最终经机油冷却器8回到水泵6，水泵通过水泵回水管路6-1回水，当缸盖调温器5打开后，自缸盖2的冷却水出水端流出的冷却水是部分经暖风连通出水道3-1进入暖风循环通路，另外部分进入散热器9进行散热，再回到水泵6。

本实施例中，缸体1在对应缸体冷却水道1-1进水口的位置处设置有向缸体1内部延伸的缸体调温器安装孔1-2，缸体调温器安装孔1-2内端与缸体冷却水道1-1连通，缸体1上还设置有用于水泵6泵入冷却水并与缸体调温器安装孔1-2侧部连通的缸体冷却水进水道1-3；现有的缸体调温器4多采取通过法兰面安装到缸盖2的出水室3端面或缸体1的外部上，即调温器置于缸体1或缸盖2的外部上，不仅温度感应不灵敏，而且需要占用较大安装空间，使得气缸本体整体结构不够紧凑；而且通过法兰端面安装的方式，需要涂抹密封胶进行密封，使用时间较长的情况下，密封效果难以保证；通过在缸体1上设置缸体调温器安装孔1-2，且缸体调温器安装孔1-2内端位于缸体1内部宾与缸体冷却水道1-1连通，使得缸体调温器4可安装到缸体1内部，从而使得结构紧凑，并保证密封性。

本实施例中，缸体调温器4包括缸体调温组件4-1和用于固定缸体调温组件4-1并将其安装于缸体调温器安装孔1-2内端与缸体冷却水道1-1连通处的安装架4-2；可方便的将缸体调温器4固定后安装入缸体调温器安装孔1-2内。

本实施例中，安装架4-2包括可与缸体1固定连接的端盖4-2-1和与端盖4-2-1连接并可将缸体调温组件4-1固定将其伸入缸体调温器安装孔内部设置的固定体4-2-2；其中，端盖4-2-1上设置有螺栓连接孔4-2-1-1，端盖4-2-1在安装后抵止在缸体的表面，缸体上设置有调温器总成安装位，螺栓或其它现有连接件通过螺栓连接孔将端盖4-2-1固定在缸体1上，固定体4-2-2用于将调温组件固定，然后固定体4-2-2伸入缸体1内部，固定体4-2-2与端盖4-2-1为一体成型结构，可保证结构强度；另外，缸体1的缸体冷却水进水道1-3与缸体调温器安装孔1-2相连通用于冷却水进入缸体调温器4，缸体调温器安装孔1-2末端与缸体冷却水道1-1连通，调温组件用于控制缸体调温器安装孔1-2末端与缸体冷却水道1-1连通处的启闭。

本实施例中，固定体4-2-2由至少两个成夹持状态设置的夹板4-2-2-1构成，缸体调温组件4-1位于夹板4-2-2-1之间，夹板4-2-2-1间对缸体调温组件4-1形成径向夹持固定；其中，夹板4-2-2-1可沿端盖4-2-1的圆周设置两个、三个或四个，调温组件位于夹板4-2-2-1之间形成固定，夹板4-2-2-1可为平板或弧形板，均可实现本发明的目的，结构简单，但固定可靠，并通过夹板4-2-2-1结构可减少固定体4-2-2整体重量，达到发动机减重的目的，本实施例中，夹板4-2-2-1设置两个并成径向对称，具有较稳定的固定方式，并均匀分布各夹板4-2-2-1的承力能力。

本实施例中，缸体调温组件4-1通过用于限制其相对于夹板4-2-2-1纵向移动的限位结构固定于夹板4-2-2-1上，限位结构由夹板4-2-2-1上设置的卡槽4-2-2-2和由缸体调温组件4-1的上支架4-1-1的圆周边沿径向向外延伸形成的并***卡槽4-2-2-2的卡缘4-1-1-1构成；卡缘4-1-1-1卡入各夹板4-2-2-1的卡槽4-2-2-2中形成固定，使得夹板4-2-2-1对调温组件形成径向夹持，安装方式简单可靠，且易于安装和拆卸，并可防止调温组件的纵向和径向移动，保证安装稳定性，并可达到防止振动的目的；另外，卡槽4-2-2-2设置在每一夹板4-2-2-1的末端部，为矩形槽结构。

本实施例中，端盖4-2-1包括盖本体4-2-1-2和设置于盖本体4-2-1-2内侧面并用于嵌入缸体1形成定位的环形定位部4-2-1-3，环形定位部外侧位凸台结构4-2-1-4；环形定位部用于嵌入缸体13内部并与缸体1内部设置的座体相配套形成定位安装；

环形定位部的凸台结构处加装有用于与缸体1内壁间形成密封的密封圈Ⅰ4-3；密封圈Ⅰ位于凸台结构的端面上并绕固定体4-2-2圆周设置，在安装架4-2安装到缸体1上后，密封圈Ⅰ位于缸体1内壁与固定体4-2-2之间形成密封；

缸体调温组件4-1的上支架4-1-1***加装有用于与缸体1内壁间形成密封的密封圈Ⅱ4-4。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (6)

1.一种发动机缸体缸盖的冷却结构总成，其特征在于：包括缸体、缸盖和设置在缸盖的冷却水出水端的出水室，所述缸体内部形成有缸体冷却水道；还包括缸体调温器和缸盖调温器，所述缸体调温器设置在缸体冷却水道的进水口处，所述缸盖调温器设置在出水室内用于控制缸盖的冷却水出水端与发动机的散热器启闭连通；所述缸盖调温器初开温度高于所述缸体调温器初开温度；

所述缸体调温器包括缸体调温组件和用于固定缸体调温组件并将其安装于缸体调温器安装孔内端与缸体冷却水道连通处的安装架；所述安装架包括可与缸体固定连接的端盖和与端盖连接并可将缸体调温组件固定将其伸入所述调温器安装孔内部设置的固定体；所述固定体由至少两个成夹持状态设置的夹板构成，所述缸体调温组件位于夹板之间，夹板间对缸体调温组件形成径向夹持固定；所述缸体调温组件通过用于限制其相对于夹板纵向移动的限位结构固定于夹板上，所述限位结构由夹板上设置的卡槽和由缸体调温组件的上支架的圆周边沿径向向外延伸形成的并***所述卡槽的卡缘构成。

2.根据权利要求1所述的发动机缸体缸盖的冷却结构总成，其特征在于：

所述缸盖的缸盖冷却水道的进水口保持冷却水始终进入；

当缸体调温器打开后，对缸体冷却的冷却水自缸体冷却水道的出水口流出后汇入缸盖的缸盖冷却水道内。

3.根据权利要求1所述的发动机缸体缸盖的冷却结构总成，其特征在于：所述出水室上还设置有与发动机的暖风循环回路保持常连通的暖风连通出水道。

4.根据权利要求1所述的发动机缸体缸盖的冷却结构总成，其特征在于：所述缸体在对应缸体冷却水道进水口的位置处设置有向缸体内部延伸的缸体调温器安装孔，缸体调温器安装孔内端与缸体冷却水道连通，所述缸体上还设置有用于水泵泵入冷却水并与缸体调温器安装孔侧部连通的缸体冷却水进水道。

5.根据权利要求1所述的发动机缸体缸盖的冷却结构总成，其特征在于：端盖包括盖本体和设置于盖本体内侧面并用于嵌入缸体形成定位的环形定位部，环形定位部外侧位凸台结构；

环形定位部的凸台结构处加装有用于与缸体内壁间形成密封的密封圈Ⅰ；

所述缸体调温组件的上支架***加装有用于与缸体内壁间形成密封的密封圈Ⅱ。

6.根据权利要求1-5任一权利要求所述的发动机缸体缸盖的冷却结构总成，其特征在于：所述缸盖调温器初开温度高于所述缸体调温器初开温度的范围值为20℃-25℃。