CN109057983B - 发动机及其机体 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种发动机及机体，后者包括具有多个缸孔的缸体，所述缸体内置有布水腔，相邻两所述缸孔之间的侧壁内设置有水套，所述水套与所述布水腔连通，所述水套的底部端面设置有凸起结构，所述凸起结构的高度小于所述水套的高度的一半，所述水套内设置有支撑梁，所述支撑梁的两端分别与所述水套的两个侧壁固接。通过支撑梁能够提高缸孔的刚度，抑制缸孔在曲轴轴向方向的变形，提高可靠性；凸起结构高度降低，减少水套的下部区域，避免死水区的出现，提高流速，换热系数增大，使得铸造生产运输过程中容易存放，降低铸造的难度及废品率；基于上述结构，缸径相同时，发动机缸心距小，整体长度小，提升了产品的竞争力。

Description

发动机及其机体

技术领域

本发明涉及汽车配件技术领域，尤其涉及一种发动机的机体。本发明还涉及一种包括上述机体的发动机。

背景技术

为符合越来越严苛的排放法规要求以及满足低油耗的竞争优势，发动机正日益朝向高爆压的方向发展。

目前，新开发的欧六排放标准的中型发动机，其爆压均在20MPa以上，甚至达到25MPa，为满足高爆压发动机的可靠性，相关零部件也需要进行严格的匹配设计。

发动机的冷却是保证发动机能够有效工作的重要环节，现有技术对于采用干缸套的机型，尤其是轻中型机型，针对两缸之间的冷却，大部分都采用了缸间设置凸起结构、迫使水流上行的结构，通过该结构可以使水流更好的冷却一环，优化一环处冷却，减缓机油老化。

但是，上述结构为了尽量引导水流上行，势必使得缸间的凸起结构的高度较大，该种结构具有以下弊端：一是造成水套下部变成“死水区”，水流流动缓慢，水流浪费，热交换变差；二是水套砂芯在生产、存放、运输时，由于缸间的凸起结构太高，导致砂芯薄弱，砂芯刚度差，容易裂纹甚至断裂，增加了废品率；另外，由于中间为凸起结构，导致螺栓轴力更容易传递到缸孔上部，加大缸孔上部变形。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述存在的至少一个问题，该目的是通过以下技术方案实现的。

本发明提供了一种发动机的机体，包括具有多个缸孔的缸体，所述缸体内置有布水腔，相邻两所述缸孔之间的侧壁内设置有水套，所述水套与所述布水腔连通，所述水套的底部端面设置有凸起结构，所述凸起结构的高度小于所述水套的高度的一半，所述水套内设置有支撑梁，所述支撑梁的两端分别与所述水套的两个侧壁固接。

优选地，所述凸起结构的高度大于水套的高度的三分之一。

优选地，所述凸起结构的外表面为弧面结构。

优选地，所述支撑梁分别与两侧的所述缸孔垂直，所述支撑梁位于所述水套的上部。

优选地，所述支撑梁距离所述水套的顶部端面的距离为30～50mm。

优选地，所述支撑梁为圆柱型结构，所述支撑梁的径向截面的直径为10～20mm。

优选地，所述缸体上还开设有多个缸盖螺栓孔，各所述缸盖螺栓孔均为沉孔，各所述沉孔的沉入端面与所述凸起结构的顶点平齐。

优选地，所述缸体上设置有与所述缸盖螺栓孔数量一致的缸盖螺栓搭子，各所述缸盖螺栓孔分别开设在各所述缸盖螺栓搭子上，位于水套两侧的两所述缸盖螺栓搭子分别向所述水套的方向延伸。

优选地，所述布水腔分别与所述水套的上部连通，所述布水腔与所述水套的接口的底部端面向所述水套的顶部端面的方向倾斜。

本发明还提供一种发动机，该发动机包括如上所述的机体。

本发明所提供的发动机的机体，包括具有多个缸孔的缸体，所述缸体内置有布水腔，相邻两所述缸孔之间的侧壁内设置有水套，所述水套与所述布水腔连通，所述水套的底部端面设置有凸起结构，所述凸起结构的高度小于所述水套的高度的一半，所述水套内设置有支撑梁，所述支撑梁的两端分别与所述水套的两个侧壁固接。上述结构中，缸体上间隔阵列有多个缸孔，其中，布水腔沿各缸孔的阵列方向设置在缸体内，在相邻的缸孔之间的侧壁设均设置有水套，各水套分别与布水腔连通，水套的底部端面(远离缸盖的端面)为凸起结构，该凸起结构的凸起方向朝向水套的顶部端面(靠近缸盖的端面)，凸起结构的高度小于水套的高度的一半，同时，支撑梁横跨水套的宽度设置，支撑梁的一端与水套的一个侧壁固接，支撑梁的另一端与水套的另一个侧壁固接，通过该结构能够有效提高缸孔的刚度，抑制缸孔在曲轴轴向方向的变形，提高可靠性。

基于上述结构，通过设置凸起结构使得在冷却过程中，冷却水能够引导水流上行，能够对缸体进行有效冷却，凸起结构小于水套整体高度的1/2，有效减少水套的下部区域，避免“死水区”的出现；同时，由于缸间水套整体截面变小，在同样流量下，水流可以更加快速的通过此处，流速增加，换热系数更大，从而更好的冷却缸孔上部；另外，水套底部端面的凸起结构减小，使得铸造生产运输过程中更容易存放，降低了铸造的难度及废品率；再者，上述结构减少了缸间水套的高度，缸间水套厚度可以减小，在缸径相同的条件下，发动机缸心距变小，整体长度变小，从而优化了发动机的***尺寸，提升了产品的竞争力。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1为本发明所提供的发动机的机体的缸体的结构示意图；

图2为图1所示缸体的A-A的剖视图；

图3为图1所示缸体的剖视图(与缸孔长度方向垂直的剖面)，图中所示的黑色箭头代表冷却水的流向(自布水腔至水套方向)；

图4为图1所示的所示缸体的剖视图(布水腔与水套连接处的剖面)。

附图标记

1为缸体；

11为缸孔；

12为沉孔；

13为水套，131为支撑梁；

14为布水腔，141为接口；

15为缸盖螺栓搭子。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

请参考图1至图4，图1为本发明所提供的发动机的机体的缸体的结构示意图；图2为图1所示缸体的A-A的剖视图；图3为图1所示缸体的剖视图(与缸孔长度方向垂直的剖面)，图中所示的黑色箭头代表冷却水的流向(自布水腔至水套方向)；图4为图1所示的所示缸体的剖视图(布水腔与水套连接处的剖面)。

在一种具体实施方式中，本发明所提供的发动机的机体总成，包括具有多个缸孔11的缸体1，所述缸体1内置有布水腔14，相邻两所述缸孔11之间的侧壁内设置有水套13，所述水套13与所述布水腔14连通，所述水套13的底部端面设置有凸起结构，所述凸起结构的高度小于所述水套13的高度的一半，所述水套13内设置有支撑梁131，所述支撑梁131的两端分别与所述水套13的两个侧壁固接。上述结构中，缸体1上间隔阵列有多个缸孔11，其中，布水腔14沿各缸孔11的阵列方向设置在缸体1内，在相邻的缸孔11之间的侧壁设均设置有水套13，各水套13分别与布水腔14连通，水套13的底部端面(远离缸盖的端面)为凸起结构，该凸起结构的凸起方向朝向水套13的顶部端面(靠近缸盖的端面)，凸起结构的高度小于水套13的高度的一半，同时，支撑梁131横跨水套13的宽度设置，支撑梁131的一端与水套13的一个侧壁固接，支撑梁131的另一端与水套13的另一个侧壁固接，通过该结构能够有效提高缸孔11的刚度，抑制缸孔11在曲轴轴向方向的变形，提高可靠性。

基于上述结构，通过设置凸起结构使得冷却水能够在冷却过程中被引导上行，能够对缸体1进行有效冷却，凸起结构小于水套13整体高度的1/2，有效减少水套13的下部区域，避免“死水区”的出现；同时，由于缸间水套13整体截面变小，在同样流量下，水流可以更加快速的通过此处，流速增加，换热系数更大，从而更好的冷却缸孔11上部；另外，水套13底部端面的凸起结构减小，使得铸造生产运输过程中更容易存放，降低了铸造的难度及废品率；再者，上述结构减少了缸间水套13的高度，缸间水套13厚度可以减小，在缸径相同的条件下，发动机缸心距变小，整体长度变小，从而优化了发动机的***尺寸，提升了产品的竞争力。

需要理解的是，为满足工艺性，水套13最小厚度具有限值，这是因为水套芯存在拔模角度，缸间水套13越长会使水套芯越厚，从而加长机体长度。同时，由于在水套13内设置支撑梁131，水套13的截面减小，有利于提升缸间水流速度，提高冷却过程中热交换的速率，保证发动机的冷却效果。

进一步理解的是，所述凸起结构的高度大于水套13的高度的三分之一。上述凸起结构的高度介于水套13整体高度的1/3～1/2之间，通过该结构，在保证冷却水在水套13内能够有效流动的同时，使得凸起结构的高度有效降低，从而有效减少水套13的下部区域，避免“死水区”的出现，进而保证缸体1的冷却效果，使得发动机的使用寿命得到保障。

进一步地，所述凸起结构的外表面为弧面结构，使得水套13中间的凸起结构表面比较缓和，使得冷却水流经缸间时，阻力变小，可以更加从容的引导水流上行，从而有效保证冷却的效果，使得发动机的使用寿命得到保证。

需要理解的是，本申请的结构与现有技术相比，水套13的开设位置高置(与缸盖距离小)，水套13的整体高度降低，当水套13内的凸起结构高度较小时就能够实现逼迫水流上行的目的，从而有效降低加工的难度及制造的成本。

进一步地，所述支撑梁131分别与两侧的所述缸孔11垂直，所述支撑梁131位于所述水套13的上部。由于缸盖通过螺栓与缸体1进行连接，缸盖与缸体1连接后，螺栓的轴力传递至缸孔11上部，在缸盖螺栓轴力的作用下，缸孔11上部变形会变大，支撑梁131设置在水套13的上部，即靠近缸孔11与缸盖的连接端设置，通过该结构能够有效提高缸孔11的强度及刚度，从而抑制缸孔11在曲轴轴向方向的变形，提高缸体1的可靠性。

进一步地，所述支撑梁131距离所述水套13的顶部端面的距离为30～50mm。通过上述结构一方面能够使得水套13顶面与支撑梁131之间具有足够的间隙，从而保证冷却水能够顺利流动，避免支撑梁131对冷却水形成阻挡，使得冷却的效果得到保证，另一方面能够使得缸孔11的强度得到有效增强，从而避免缸孔11发生变形，提高缸体1的可靠性。

进一步地，所述支撑梁131为圆柱型结构，所述支撑梁131的径向截面的直径为10～20mm。上述结构中，支撑梁131为圆柱型结构，其外表面为弧面结构，当冷却水经过支撑梁131的表面时，弧面结构能够有效降低对冷却水的阻挡，从而有效保证冷却水的流速，使得冷却水的循环速度得到保证，进而使得热交换的速度得到保证，同时，将支撑梁131的直径设置在10～20mm之间，一方面能够有效提高缸孔11的强度，避免缸孔11发生变形，提高缸体1的可靠性，另一方面能够有效降低对冷却的循环过程中的阻碍，使得冷却水的流速得到保证，保证热交换的效果。

具体理解的是，所述缸体1上还开设有多个缸盖螺栓孔，各所述缸盖螺栓孔均为沉孔12，各所述沉孔12的沉入端面与所述凸起结构的顶点平齐。由于缸盖通过螺栓与缸体1进行连接，缸盖与缸体1连接后，螺栓的轴力传递至缸孔11上部，在缸盖螺栓轴力的作用下，缸孔11上部变形会变大，通过将沉孔12的沉入端面下移，使螺栓受力位置下移，减少螺栓轴力对缸孔11上沿的影响，从而减少缸孔11变形。

具体地，所述缸体1上设置有与所述缸盖螺栓孔数量一致的缸盖螺栓搭子15，各所述缸盖螺栓孔分别开设在各所述缸盖螺栓搭子15上，位于水套13两侧的两所述缸盖螺栓搭子15分别向所述水套13的方向延伸。缸体1上设置的缸盖螺栓搭子15为沉孔12的开设位置，用于连接缸盖与缸体1的螺栓设置在沉孔12内，在水套13的两侧(缸孔11阵列方向的两侧)分别设置有一个缸盖螺栓搭子15，两个螺栓搭子向水套13的方向进行延伸，从而使得布水腔14与水套13之间的连接处形成人字形结构，通过该种结构，使得冷却水从布水腔14进入水套13后，各个方向的水流可以更好的向缸间流动，避免水流间出现干涉，防止出现紊流，从而提高缸间冷却效果。

具体地，所述布水腔14分别与所述水套13的上部连通。通过该结构能够使得冷却水在从布水腔14进入水套13时能将冷却水引导至水套13的上部，从而提高缸孔11上部的冷却效果，提高冷却的效率。

具体地，所述布水腔14与所述水套13的接口141(即水套13的入水口处)的底部端面向所述水套13的顶部端面的方向倾斜。通过该结构能够使得冷却水经布水腔14进入水套13的过程中，冷却水能够有效被引导至水套13的上部，实现对缸孔11上部的冷却，同时，能够有效降低接口141对冷却的阻挡，提高冷却水的流速，从而提高热交换的速率，保证发动机的冷却效果。

除了上述发动机的机体，本发明还提供一种包括上述机体的发动机，该发动机的其他各部分结构请参考现有技术，在此不再赘述。

应当理解的是，尽管可以在文中使用术语第一、第二、第三等来描述多个元件、部件、区域、层和/或部段，但是，这些元件、部件、区域、层和/或比段不应被这些术语所限制。这些术语可以仅用来将一个元件、部件、区域、层或部段与另一区域、层或部段区分开。除非上下文明确地指出，否则诸如“第一”、“第二”之类的术语以及其它数字术语在文中使用时并不暗示顺序或者次序。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种发动机的机体，包括具有多个缸孔的缸体，所述缸体内置有布水腔，相邻两所述缸孔之间的侧壁内设置有水套，所述水套与所述布水腔连通，其特征在于，所述水套的底部端面设置有凸起结构，所述凸起结构的高度小于所述水套的高度的一半，所述水套内设置有支撑梁，所述支撑梁的两端分别与所述水套的两个侧壁固接；

所述支撑梁分别与两侧的所述缸孔垂直，所述支撑梁位于所述水套的上部；

所述支撑梁距离所述水套的顶部端面的距离为30～50mm；

所述支撑梁为圆柱型结构，所述支撑梁的径向截面的直径为10～20mm。

2.根据权利要求1所述的发动机的机体，其特征在于，所述凸起结构的高度大于水套的高度的三分之一。

3.根据权利要求 2所述的发动机的机体，其特征在于，所述凸起结构的外表面为弧面结构。

4.根据权利要求1所述的发动机的机体，其特征在于，所述缸体上还开设有多个缸盖螺栓孔，各所述缸盖螺栓孔均为沉孔，各所述沉孔的沉入端面与所述凸起结构的顶点平齐。

5.根据权利要求4所述的发动机的机体，其特征在于，所述缸体上设置有与所述缸盖螺栓孔数量一致的缸盖螺栓搭子，各所述缸盖螺栓孔分别开设在各所述缸盖螺栓搭子上，位于水套两侧的两所述缸盖螺栓搭子分别向所述水套的方向延伸。

6.根据权利要求1所述的发动机的机体，其特征在于，所述布水腔分别与所述水套的上部连通，所述布水腔与所述水套的接口的底部端面向所述水套的顶部端面的方向倾斜。

7.一种发动机，其特征在于，包括如权利要求1-6任一项所述的机体。

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