CN111852683A - 气缸盖冷却结构和发动机冷却结构和发动机 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种气缸盖冷却结构和发动机冷却结构以及发动机，所述的气缸盖冷却结构布置于发动机气缸盖上，且于所述发动机气缸盖上集成有排气歧管，该气缸盖冷却结构包括可构成对发动机气缸盖主体冷却的主体水套，以及可构成对排气歧管冷却的歧管水套；对应于发动机气缸盖上各燃烧室的位置，于发动机气缸盖上构造有多组缸盖冷却液入口，各缸盖冷却液入口包括并联布置的若干进水口，各进水口与主体水套相连通，且至少其中一个进水口与歧管水套相连通。本发明的气缸盖冷却结构，可对发动机气缸盖具有较好的冷却效果。

Description

气缸盖冷却结构和发动机冷却结构和发动机

技术领域

本发明涉及车辆零部件技术领域，特别涉及一种气缸盖冷却结构。本发明还涉及一种设置有该气缸盖冷却结构的发动机冷却结构，以及设置有该发动机冷却结构的发动机。

背景技术

目前部分发动机气缸盖上集成有排气歧管，为了能够较好的对排气歧管进行冷却，上述发动机气缸盖的冷却结构通常包括对发动机气缸盖主体尤其是燃烧室冷却的主体水套，以及对排气歧管进行冷却的歧管水套。现有技术中，对发动机气缸盖进行冷却的冷却液通常先流入主体水套内，再流入歧管水套内，由于流经主体水套而流入歧管水套的冷却液温度通常已经较高，造成对排气歧管的冷却效果不好。且通常的发动机气缸盖进水结构通常只有一个入水口，对发动机气缸盖上温度较高位置的冷却效果也较差。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种气缸盖冷却结构，以能够对发动机气缸盖具有较好的冷却效果。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：一种气缸盖冷却结构，布置于发动机气缸盖上，且于所述发动机气缸盖上集成有排气歧管，所述气缸盖冷却结构包括构成对所述发动机气缸盖主体冷却的主体水套，以及构成对所述排气歧管冷却的歧管水套；对应所述发动机气缸盖上各燃烧室的位置，于所述发动机气缸盖上构造有多组缸盖冷却液入口，且各所述缸盖冷却液入口包括若干进水口，各所述进水口与所述主体水套相连通，且至少其中一个所述进水口与所述歧管水套相连通。

进一步的，所述主体水套包括布置于所述发动机气缸盖排气道间的鼻梁区水路)，所述冷却液入口包括主进水口，以及位于所述主进水口两侧的分进水口，所述主进水口与所述鼻梁区水路及所述歧管水套相连通。

进一步的，所述歧管水套包括相连通的、分别设于所述排气歧管上下两侧的上侧水套以及下侧水套，至少其中一个所述进水口与所述上侧水套或下侧水套连通。

进一步的，所述上侧水套具有向所述发动机气缸盖排气道的出口外凸的外凸部。

进一步的，于所述下侧水套上构造有若干贯穿所述下侧水套的导流孔，各所述导流孔可构成对冷却液于所述下侧水套内流通的导向。

相对于现有技术，本发明具有以下优势：

本发明所述的气缸盖冷却结构，通过将缸盖冷却液入口设置为包括若干个并联设置的进水口，且各进水口与主体水套相连通，且至少其中一个与歧管水套相连通，使得冷却液可由各进水口同时进入主体水套以及歧管水套，由温度较低的冷却液同时对发动机气缸盖主体以及歧管水套进行冷却，可对发动机气缸盖主体以及排气歧管具有较好的冷却效果。同时，多个进水口的设置可对发动机气缸盖上多处温度较高的地方优先进行冷却，以进一步改善对发动机气缸盖主体的冷却效果。

本发明的另一目的在于提出发动机冷却结构，布置于发动机上，且所述发动机包括发动机缸体、发动机气缸盖，以及设于所述发动机缸体及所述发动机气缸盖之间的气缸盖垫片，所述发动机冷却结构包括构造于所述发动机缸体上的缸体水套，以及构造于所述发动机气缸盖上的气缸盖水套，其特征在于：所述气缸盖水套采用如上所述的气缸盖冷却结构。

进一步的，对应于发动机各燃烧室的位置，于所述气缸盖垫片上构造有多组进水单元和回水单元，所述进水单元可构成冷却液自所述缸体水套向所述气缸盖水套的流入，所述回水单元可构成冷却液自所述气缸盖水套向所述缸体水套的回流，且所述回水单元具有不同的流通截面积。

进一步的，所述缸体水套包括靠近于所述发动机气缸盖排气道的排气侧水套，以及靠近于所述发动机气缸盖进气道的进气侧水套，构成冷却液流入所述缸体水套的缸体水套冷却液入口与所述排气侧水套相连通。

进一步的，所述发动机包括直列的四个燃烧室，且所述缸体水套冷却液入口靠近于所述发动机端部的所述燃烧室；沿向所述缸体水套入水口靠近的方向，各所述回水口流通截面积的比值为1.2～1.7：0.8～1.2：1.1～1.6：1。

此外，本发明还提供了一种发动机，于所述发动机上设置有如上所述的发动机冷却结构。

本发明所述的发动机与上述的发动机冷却结构具有大致相同的有益效果，在此不再赘述。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例一所述的气缸盖冷却结构的整体示意图；

图2为本发明实施例一所述的下侧水套的整体示意图；

图3为本发明实施例一所述的上侧水套的结构示意图；

图4为本发明实施例二所述的发动机冷却结构的整体示意图；

图5为图4中A处的放大图。

附图标记说明：

1-主体水套，11-主体水套单元，111-鼻梁区水路，112-排气门导管冷却水路，113-主体水套出水口，2-歧管水套，21-上侧水套，211-外凸部，22-下侧水套，2201-导流孔，221-外凸单元，23-连通通路，24-歧管水套出水口，3-缸盖冷却液入口，31-主进水口，32-分进水口，4-缸体水套，41-排气侧水套，42-进气侧水套.43-流通通道，5-缸体水套冷却液入口，6-气缸盖垫片，61-进水单元，62-回水单元。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

实施例一

本实施例涉及一种气缸盖冷却结构，其布置于发动机气缸盖上，且于所述发动机气缸盖上集成有排气歧管，该气缸盖冷却结构包括可构成对发动机气缸盖主体冷却的主体水套1，以及可构成对排气歧管冷却的歧管水套2；对应于发动机气缸盖上各燃烧室的位置，于发动机气缸盖上构造有多组缸盖冷却液入口3，各缸盖冷却液入口3包括并联布置的若干进水口，各进水口与主体水套1相连通，且至少其中一个进水口与歧管水套2相连通。

排气歧管集成于发动机上的结构可参考现有成熟技术，在此不再赘述，本实施例中，歧管水套2的结构如图1至图3所示，其包括设置在排气歧管上侧的上侧水套21，以及设置在排气歧管下侧的下侧水套22，且上侧水套21与下侧水套22相连通，通过将歧管水套2按上述结构设置，相比于现有技术中歧管水套对排气歧管的全包裹形式，可在满足对排气歧管冷却的同时，避免车辆低速小负荷工况下，因对排气歧管的过度冷却，而导致的车辆水温上升过慢。

其中，下侧水套22的结构如图1和图2所示，其呈片状，并在该下侧水套22上构造有若干个贯穿该下侧水套22的导流孔2201，通过设置各导流孔2201，可将下侧水套22分割成若干截面积较小的水套支路，而由于水套支路的流通截面积较小，因而可具有较高的流通速度，从而提高下侧水套22对排气歧管的冷却效果。同时，导流孔2201的设置减少了下侧水套22与排气歧管的接触面积，可减少车辆低速小负荷运行时，水温上升过慢的问题。

另外，发明人发现，气缸盖排气道的出口处热量较为集中，使得排气道的出口处温度较高，而现有的歧管水套2距离排气道出口处较远，如果增大歧管水套2的整体流通截面积会影响对排气歧管的冷却效果，还会影响发动机气缸盖的强度。为此，本实施例中，在该下侧水套22上构造有向排气道出口外凸的外凸单元221，通过设置该外凸单元221，可在不影响对排气歧管整体冷却以及发动机气缸盖整体强度的情况下，可有效降低排气道出口处的温度，减小排气道出口处的热变形。

上侧水套21的结构如图1和图3所示，其呈条形，在上侧水套21和下侧水套22之间设有位于排气歧管一侧的连通通路23，且该连通通路23为间隔布置在上侧水套21长度方向上的两个，进入下侧水套22的冷却液可从该连通通路23进入上侧水套21。此外，本实施例中如图1和图3所示，在该上侧水套21上构造有向排气道出口外凸的、呈“几”字形的外凸部211，以可进一步冷却排气道出口处。

上述主体水套1的结构如图1所示，其包括对应于发动机气缸盖上各燃烧室布置的主体水套单元11，各主体水套单元11具有构成对发动机气缸盖鼻梁区冷却的鼻梁区水路111，以及构成对排气门导管冷却的排气门导管冷却水路112。

前述缸盖冷却液入口3的结构如图1所示，其与各主体水套单元11一一对应布置，本实施例中，缸盖冷却液入口3所包括的进水口为三个，且具体包括位于中部的主进水口31，以及位于主进水口31两侧的两个分进水口32，流入主进水口31的冷却液可同时进入主体水套1以及歧管水套2，流入分进水口32的冷却液可进入主体水套1内，其中，主进水口31具体是与鼻梁区水路111以及下侧水套22相连通，而分进水口32具体是与排气门导管冷却水路112相连通。

通过将缸盖冷却液入口3按照上述结构设置，缸盖冷却液入口3进入气缸盖冷却结构的冷却液可同时进入主体水套1以及歧管水套2，即构成了主体水套1与歧管水套2的并联设置，相比于现有技术中主体水套1与歧管水套2串接设置，冷却液流过主体水套1后再流入歧管水套2内，本实施例中进入歧管水套2内的冷却液温度较低，从而可对歧管水套2具有较好的冷却效果。

另外，各缸盖冷却液入口3被设置为包括多个进水口，还可对发动机气缸盖上温度较高的多个区域例如发动机气缸盖上两排气道之间的鼻梁区、排气门导管优先进行冷却，进一步改善对发动机气缸盖的冷却效果。同时，将中间的进水口设置为同时向歧管水套2及主体水套1内输送冷却液，还便于发动机气缸盖上进水口的布置。

本实施例中，如图1所示，在上侧水套21的尾部构造有歧管水套出水口24，并在主体水套1远离进水口的一侧构造有主体水套出水口113。

通过上述结构设置，由气缸盖冷却液入口3进入气缸盖水套内的冷却液具有以下路径，如图1至图3中箭头所示，1、由主进水口31进入鼻梁区水路111，流至主体水套靠近于气缸盖进气道的一侧，再经主体水套出水口113流出；2、由主进水口31流入下侧水套22，再流经上侧水套21，经设置在上侧水套21末端的歧管水套出水口24排出；3、由分进水口32进入排气门导管冷却水路112，流至主体水套靠近于气缸盖进气道的一侧，再经主体水套出水口113流出。由于流经鼻梁区水路111、排气门导管冷却水路112的冷却液都会在气缸盖排气道周围的水路汇合，共同对气缸盖燃烧室进行冷却、从而可对发动机燃烧室具有较好的冷却效果。

实施例二

本实施例涉及一种发动机冷却结构，其布置于发动机上，该发动机包括发动机缸体，发动机气缸盖以及设于发动机缸体和发动机气缸盖之间的气缸盖垫片6。如图4所示，该发动机冷却结构包括构造在发动机缸体上的缸体水套4，以及构造在发动机气缸盖上的缸盖水套，其中缸盖水套采用如实施例一所述的气缸盖冷却结构。本实施例将以四缸发动机，也即具有四个燃烧室的发动机为例对该发动机冷却结构进行介绍，具有其它数量燃烧室的发动机，例如三缸发动机，与该四缸发动机具有相同的原理，在此不再赘述。

本实施例中，缸体水套4的结构如图4所示，其包括分别靠近于气缸盖进气道一侧的进气侧水套42，以及靠近于气缸盖排气道一侧的排气侧水套41。为了便于描述，本实施例中将图4中示意出的、自左向右的四个燃烧室分别称为第一燃烧室、第二燃烧室、第三燃烧室以及第四燃烧室。对应于发动机缸体上的四个燃烧室，进气侧水套42与排气侧水套41均包括四个相接布置的、呈圆弧状的缸体水套单元，且进气侧水套42上的缸体水套单元与排气侧水套41上的缸体水套单元相对布置，并可围绕在各燃烧室的周侧，从而可较好的构成对发动机缸体上各燃烧室的冷却。

本实施例中，进气侧水套42与排气侧水套41隔断设置，具体的来说，如图4和图5所示，在第一燃烧室的周侧，进气侧水套42与排气侧水套41之间间隔设置，使得进气侧水套42和排气侧水套41的一端被隔断；同时，在第四燃烧室的周侧，进气侧水套42与排气侧水套41之间也间隔设置，使得进气侧水套42和排气侧水套41的另一端也被隔断，以使冷却液可从排气侧水套41流入缸盖水套，并从缸盖水套内流回进气侧水套42内。不过，为了确保冷却液可从排气侧水套41流入进气侧水套42，构成循环，本实施例中，在排气侧水套41和进气侧水套42靠近第四燃烧室的一端之间留设有流通通道43，以可保证冷却液在特殊情况下的流通。

本实施例中，构成外部冷却液流入缸体水套4的缸体水套冷却液入口5与排气侧水套41相连通，构成冷却液自缸体水套4流回外部的冷却液出口与进气侧水套42相连通。通过上述设置，因发动机工作过程中，燃烧室内燃烧产生的废气温度很高，远高于进气的温度，高温废气经气缸盖排气道排出，会使得发动机气缸盖靠近于排气道一侧的温度高于发动机气缸盖靠近于进气道一侧的温度。而通过将冷却液入口设置在排气侧水套41上，使得温度较低的冷却液可优先进入缸体水套靠近排气道侧一侧，使气缸盖靠近排气道一侧与气缸盖靠近进气道一侧温度梯度明显减小，减小发动机气缸盖整体变形量。

如图4所示，在前述的气缸盖垫片6上构造有与各燃烧室一一对应布置的进水单元61，且各进水单元61具体是与缸盖冷却液入口3对应设置。并在气缸盖垫片6上构造有与各燃烧室一一对应布置的回水单元62，各回水单元62具体与上述主体水套出水口113对应设置。进入排气侧水套41的冷却液可经各进水单元61进入缸盖水套内，进入缸盖水套的冷却液可经回水单元62流回进气侧水套42内。

在研究发动机各燃烧室的冷却性能时，发明人发现，各燃烧室周侧的温度相差较大，意味着各燃烧室冷却不均匀，影响发动机的性能。发明人进一步研究发现，造成各燃烧室冷却不均匀的原因在于：发动机冷却结构内各处冷却液压力不均匀。为了改善各燃烧室的冷却效果，发明人试图通过调整缸盖水套或缸体水套4的结构来改善各燃烧室冷却效果，但调整缸盖水套及缸体水套4的结构为麻烦。在研究过程中，发明人意外发现调整上述进水单元61或回水单元62的流通截面积，可改善各燃烧室冷却的均匀性，不过发明人进一步研究发现，调节进水单元61的流通截面积虽可改善各燃烧室冷却的均匀性，但会对排气歧管的冷却产生不利的影响。

而调节各回水单元62的流通截面积，可使各燃烧室的冷却较为均匀，有效改善发动机的冷却效果，也不会影响其它结构的冷却效果，而且调节各回水单元62的流通截面积较为简单，易于实现。本实施例中，自对应于第四燃烧室的回水单元62至对应于第一燃烧室的回水单元62，各回水单元62流通截面积的比值为1.2～1.7：0.8～1.2：1.1～1.6：1，优选为1.4：1：1.3：1。需要说明的是，本实施例中各回水单元62具有不同的流通截面积，指的是各回水单元62中至少一个回水单元62的流通截面积与其它回水单元62的流通截面积不同，且本实施例的各回水单元62包括多个回水孔，各所述回水单元62的流通截面积，指的是其所包括的回水孔的总流通截面积。

需要说明的是，本实施例中发动机冷却结构中未提到的部分可参考现有技术，在此不再赘述。

综上所述，本实施例的发动机冷却结构可有效改善发动机上各燃烧室冷却的均匀性，有效提高发动机的冷却效果。

实施例三

本实施例涉及一种发动机，在该发动机上应用有如实施例二所述的发动机冷却结构。

本实施例的发动机，通过应用如实施例一所述的发动机冷却结构，可改善发动机的冷却效果，提高发动机的使用寿命。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种气缸盖冷却结构，布置于发动机气缸盖上，且于所述发动机气缸盖上集成有排气歧管，其特征在于：所述气缸盖冷却结构包括构成对所述发动机气缸盖主体冷却的主体水套(1)，以及构成对所述排气歧管冷却的歧管水套(2)；对应所述发动机气缸盖上各燃烧室的位置，于所述发动机气缸盖上构造有多组缸盖冷却液入口(3)，且各所述缸盖冷却液入口(3)包括若干进水口，各所述进水口与所述主体水套(1)相连通，且至少其中一个所述进水口与所述歧管水套(2)相连通。

2.根据权利要求1所述的气缸盖冷却结构，其特征在于：所述主体水套(1)包括布置于所述发动机气缸盖排气道间的鼻梁区水路(111)，所述冷却液入口(3)包括主进水口(31)，以及位于所述主进水口(31)两侧的分进水口(32)，所述主进水口(31)与所述鼻梁区水路(111)及所述歧管水套(2)相连通。

3.根据权利要求1所述的气缸盖冷却结构，其特征在于：所述歧管水套(2)包括相连通的、分别设于所述排气歧管上下两侧的上侧水套(21)以及下侧水套(22)，至少其中一个所述进水口与所述上侧水套(21)或下侧水套(22)连通。

4.根据权利要求1所述的气缸盖冷却结构，其特征在于：所述上侧水套(21)具有向所述发动机气缸盖排气道的出口外凸的外凸部(211)。

5.根据权利要求1所述的气缸盖冷却结构，其特征在于：于所述下侧水套(22)上构造有若干贯穿所述下侧水套(22)的导流孔(2201)，各所述导流孔(2201)可构成对冷却液于所述下侧水套(22)内流通的导向。

6.一种发动机冷却结构，布置于发动机上，且所述发动机包括发动机缸体、发动机气缸盖，以及设于所述发动机缸体及所述发动机气缸盖之间的气缸盖垫片(6)，所述发动机冷却结构包括构造于所述发动机缸体上的缸体水套(4)，以及构造于所述发动机气缸盖上的气缸盖水套，其特征在于：所述气缸盖水套采用如权利要求1至5中任一项所述的气缸盖冷却结构。

7.根据权利要求6所述的发动机冷却结构，其特征在于：对应于发动机各燃烧室的位置，于所述气缸盖垫片(6)上构造有多组进水单元(61)和回水单元(62)，所述进水单元(61)可构成冷却液自所述缸体水套(4)向所述气缸盖水套的流入，所述回水单元(62)可构成冷却液自所述气缸盖水套向所述缸体水套(4)的回流，且所述回水单元(62)具有不同的流通截面积。

8.根据权利要求6或7所述的发动机冷却结构，其特征在于：所述缸体水套(4)包括靠近于所述发动机气缸盖排气道的排气侧水套(41)，以及靠近于所述发动机气缸盖进气道的进气侧水套(42)，构成冷却液流入所述缸体水套(4)的缸体水套冷却液入口(5)与所述排气侧水套(41)相连通。

9.根据权利要求8所述的发动机冷却结构，其特征在于：所述发动机包括直列的四个燃烧室，且所述缸体水套冷却液入口(5)靠近于所述发动机端部的所述燃烧室；沿向所述缸体水套(4)入水口靠近的方向，各所述回水口流通截面积的比值为1.2～1.7：0.8～1.2：1.1～1.6：1。

10.一种发动机，其特征在于：于所述发动机上设置有如权利要求6-9中任一项所述的发动机冷却结构。

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