CN112576401A - 一种双层气缸盖水套、气缸及车辆 - Google Patents
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Abstract
本发明适用于车辆领域,公开了一种双层气缸盖水套、气缸及车辆,包括上层水套和下层水套,上层水套和下层水套上下叠置,上层水套具有用于容纳冷却水的上水腔以及用于将冷却水排出上水腔的出水口,下层水套具有用于容纳冷却水的下水腔以及用于将冷却水引入下水腔的入水口,下水腔具有对应于气缸燃烧室上部的燃烧室区域,燃烧室区域包括排气门区域,上层水套和下层水套之间设置有用于连通上水腔及下水腔的连通孔,连通孔位于靠近排气门区域处。本发明还提供一种气缸以及车辆。本发明提供的双层气缸盖水套、气缸及车辆,其能将冷却水引流至缸盖的高热区域,避免水流死区的产生,使得关键高热部位的冷却效果达到要求。
Description
技术领域
本发明属于车辆领域,尤其涉及一种双层气缸盖水套、气缸及车辆。
背景技术
随着发动机相关技术的不断发展,发动机的功率密度不断提高,对零部件的要求也越来越苛刻。气缸盖作为发动机最为关键的零部件之一,其可靠性与铸造工艺及冷却效果息息相关。气缸盖具有水套来冷却在燃烧室和用于发动机的其他机械操作的部件中所产生的热量,以防止发动机过热,使发动机维持在合适的温度以达到最佳的热效率。采用双层水套能够很好得满足缸盖底面高温区域优先加强冷却的效果,但是双层水套缸盖铸造的工艺也随之变得更加复杂。上下层水套连接位置在铸造过程中容易产生毛刺,并且燃烧室高热区域容易产生水流死区,不满足冷却要求,导致气缸盖开裂,甚至整台发动机报废。
发明内容
本发明旨在至少解决上述技术问题之一,提供了一种双层气缸盖水套、气缸及车辆,其能解决铸造过程中上下层水套连接处位置的毛刺问题,能将冷却水引流至高热区域,使得关键高热部位的冷却效果达到要求。
本发明的技术方案是:一种双层气缸盖水套,包括上层水套和下层水套,所述上层水套和所述下层水套上下叠置,所述上层水套具有用于容纳冷却水的上水腔以及用于将冷却水排出所述上水腔的出水口,所述下层水套具有用于容纳冷却水的下水腔以及用于将冷却水引入所述下水腔的入水口,所述下水腔具有对应于气缸燃烧室上部的燃烧室区域,所述燃烧室区域包括排气门区域,所述上层水套和所述下层水套之间设置有用于连通所述上水腔及所述下水腔的连通孔,所述连通孔位于靠近所述排气门区域处。
可选地,所述燃烧室区域包括两个相邻的所述排气门区域和两个相邻的进气门区域,两个所述排气门区域和两个所述进气门区域上下设置;
所述燃烧室区域包括位于相邻所述进气门区域之间的进气鼻梁区、相邻所述排气门区域之间的排气鼻梁区以及相邻所述进气门和所述排气门之间的进排气鼻梁区;
所述下层水套设置有引流结构,所述引流结构用于对冷却水进行引流以使冷却水流经所述进排气鼻梁区。
可选地,所述燃烧室区域具有多个,所述引流结构设置有多个,且相邻所述引流结构之间具有一个所述燃烧室区域。
可选地,所述引流结构设置于所述下层水套顶部且两侧靠近相邻两个所述燃烧室区域所对应的进排气鼻梁区,所述引流结构为中心相对较深且两侧越靠近两侧所述进排气鼻梁区的深度越浅的凹坑结构;
或者,所述引流结构为设置在所述下水腔内的凸起结构,所述凸起结构为中心高度相对较高且两侧越靠近两侧所述进排气鼻梁区的高度越低的凸起。
可选地,所述凹坑结构的截面为V形或梯形或半圆形。
可选地,所述连通孔设置在所述排气门鼻梁区处或/和所述进气门鼻梁区处。
可选地,所述连通孔设置有多个,且相邻两个所述连通孔之间具有两个所述排气门区域或两个进气门区域。
可选地,所述入水口设置在所述下层水套的一侧,所述出水孔设置在所述上层水套且远离所述入水口的一侧。
本发明还提供一种气缸,包括缸盖以及缸体,所述缸盖连接有上述的双层气缸盖水套,所述缸盖的底面设置有缸盖底面孔,所述缸盖底面孔与所述连通孔位置相对应。
本发明还提供一种车辆,具有上述气缸。
本发明所提供的一种双层气缸盖水套、气缸及车辆,其通过合理布置上下层水套连通孔的位置,关键高热部位的冷却更佳,通过将缸盖底面孔对应于水套连通孔处设置,使得缸盖在铸造之后可以观察连通孔并去除连通孔位置的毛刺,提高缸盖铸造的成品率,进而提高生产效率。设置在高热区域的引流结构可以将冷却水引流至高热位置,以冷却高热位置,引流结构可以为凹坑结构或者凸起结构,将引流结构所在位置的下水腔限制为中间两侧宽的形状,使冷却水优先流经位于两侧的进排气鼻梁区,达到引流冷却水的效果,从而冷却进排气鼻梁区。进水口和出水口分别设置在不同侧,以满足缸盖冷却的均匀性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的双层气缸盖水套的立体结构示意图;
图2是本发明实施例提供的双层气缸盖水套的下层水套的俯视图;
图3是图1中A处局部放大图;
图4是本发明实施例提供的气缸中缸盖仰视图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
需要说明的是,术语“设置”、“连接”应做广义理解,例如,可以是直接设置、连接,也可以通过居中元部件、居中结构间接设置、连接。
另外,本发明实施例中若有“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系的用语,其为基于附图所示的方位或位置关系或常规放置状态或使用状态,其仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的结构、特征、装置或元件必须具有特定的方位或位置关系、也不是必须以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。在本发明的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是两个或两个以上。
在具体实施方式中所描述的各个具体技术特征和各实施例,在不矛盾的情况下,可以通过任何合适的方式进行组合,例如通过不同的具体技术特征/实施例的组合可以形成不同的实施方式,为了避免不必要的重复,本发明中各个具体技术特征/实施例的各种可能的组合方式不再另行说明。
如图1和图2所示,本发明实施例提供的一种双层气缸盖水套,包括上层水套1和下层水套2,所述上层水套1和所述下层水套2上下叠置,所述上层水套1具有用于容纳冷却水的上水腔(图中未示出)以及用于将冷却水排出所述上水腔的出水口11,所述下层水套2具有用于容纳冷却水的下水腔(图中未示出)以及用于将冷却水引入所述下水腔的入水口22,所述下水腔具有对应于气缸燃烧室43上部的燃烧室区域21,燃烧室区域21即对应于气缸燃烧室43上方的区域(双层气缸盖水套装配于气缸时),所述燃烧室区域21包括排气门区域212,排气门区域212即对应于气缸排气门上方的区域,所述上层水套1和所述下层水套2之间设置有用于连通所述上水腔及所述下水腔的连通孔3,所述连通孔3位于靠近所述排气门区域212处,即连通孔3位于气缸排气门上方的区域。
通过这样的设计,冷却水从位于下层水套2的入水口22流入下水腔中,下水腔中的冷却水通过上下层水套2之间的连通孔3流入上水腔中,再从上层水套1的出水口11流出,合理设置连通孔3所在的位置,将其设置在靠近排气门区域212,排气门区域212为高热区域,连通孔3设置在该区域能使冷却水能充分冷却该区域并流入上水腔中,具体应用中,可以在缸盖4对应连通孔3的下方处设置缸盖底面孔44,连通孔3设置在该区域可以通过缸盖4的缸盖底面孔44观察到连通孔3,在缸盖4铸造后,便可以通过缸盖4的连通孔3观察连通孔3位置处是否出现毛刺,如有毛刺,可方便去除毛刺。
具体地,如图2和图4所示,作为本发明的一可选实施例,所述燃烧室区域21包括两个相邻的所述排气门区域212和两个相邻的进气门区域211,两个所述排气门区域212和两个所述进气门区域211上下设置,即两个相邻的所述排气门区域212和两个相邻的进气门区域211呈两行两列的矩阵状设置于燃烧室区域21内。
所述燃烧室区域21包括进气门鼻梁区214、排气门鼻梁区215和进排气鼻梁区216。进气门鼻梁区214位于相邻所述进气门区域211之间,排气门鼻梁区215位于相邻所述排气门区域212之间,进排气鼻梁区216位于相邻所述进气门和所述排气门之间,应用于汽油内燃机时,所述燃烧室区域21还可包括一个火花塞区域213,所述火花塞区域213位于所述燃烧室区域21的中间位置即所述进排气鼻梁区216的中部;
所述下层水套2设置有引流结构23,所述引流结构23用于对冷却水进行引流以使冷却水更充分地流经所述进排气鼻梁区216。
通过这样的设计,进气门区域211和排气门区域212分别用于对应于气缸的进气道42和排气道41上方处,进气门区域211和排气门区域212可根据实际气缸的情况设置,一般每个燃烧室43对应1到2个排气门区域212和进气门区域211,本实施例中优选为2个,各区域对应的鼻梁区均为汽缸盖的发热区域,在实际情况中,由于进排气鼻梁区216范围较大,在该区域容易出现水流不足的情况,导致冷却水在流动过程中在进排气鼻梁区216形成水流死区,从而不满足冷却要求,以导致汽缸盖开裂,甚至发动机报废,本发明在该区域设置有引流结构23,能将冷却水引流至进排气鼻梁区216,避免在该区域形成水流死区,使该区域能充分冷却。
具体地,如图2所示,作为本发明的一可选实施例,所述燃烧室区域21具有多个,所述引流结构23设置有多个,且相邻所述引流结构23之间具有一个所述燃烧室区域21。
具体应用中,一般发动机气缸的燃烧室43有多个,对应的引流结构23也设置有多个,以满足冷却要求,在本实施例中,燃烧室43优选为4个,同样的,燃烧室区域21具有4个,引流结构23则设置有5个,即满足相邻引流结构23之间有一个燃烧室区域21,这样的设计能够满足进排气鼻梁区216的冷却要求。
具体地,作为本发明的一可选实施例,所述引流结构23为设置在所述下水腔内的凸起结构,所述凸起结构为中心高度相对较高且两侧越靠近两侧所述进排气鼻梁区216的高度越低的凸起,具体应用中,下层水套2一般为薄壳结构件,如图1至图3所示,所述引流结构23也可以理解为设置于所述下层水套2顶部且两侧靠近相邻两个所述燃烧室区域21的进排气鼻梁区216,所述引流结构23为中心相对较深且两侧越靠近两侧所述进排气鼻梁区216的深度越浅的凹坑结构;通过这样的设计,由于下层水套2更靠近气缸,所接收的热量相较于上层水套1而言会更多,因此,将引流结构23设置在下层水套2上,并且靠近相邻两个燃烧室区域21所对应的进排气鼻梁区216,引流结构23为设置于所述下层水套2顶部、中心相对较深且两侧越靠近两侧进排气鼻梁区216的深度越浅的凹坑结构,引流结构23也可以理解为设置在下水腔内且中心高度相对较高两侧越靠近两侧进排气鼻梁区216的高度越低的凸起结构,无论是凹坑结构还是凸起结构,目的都是为了压缩引流结构23中心位置的下水腔内的水流空间,而两边的水流空间会逐渐向外变宽,当冷却水流经该位置时,冷却水会优先流向两侧,且两侧的水流量更多,避免了产生水流死区,以达到冷却引流结构23两侧的进排气鼻梁区216的效果,同时,根据实际情况,上层水套1也可以增设引流结构23,以增强冷却效果。
具体地,如图3所示,作为本发明的一可选实施例,所述凹坑结构的截面可为V形或梯形或半圆形。
具体应用中,凹坑结构的截面并不仅限于V形或梯形或半圆形,截面只要是由中间向两侧变浅的凹坑结构均可,同样的,凸起结构也只要是由中间向两侧变低的结构均可。
具体地,如图2所示,作为本发明的一可选实施例,所述连通孔3设置在所述排气门鼻梁区215处或/和所述进气门鼻梁区214处。
具体应用中,连通孔3主要是为了连接上水腔和下水腔,将下水腔的冷却水引入至上水腔,连通孔3处水流流速快且水流量大,在排气门鼻梁区215处或/和进气门鼻梁区214处设置连通孔3,能提高该处的冷却效果。
具体地,如图2所示,作为本发明的一可选实施例,所述连通孔3设置有多个,且相邻两个所述连通孔3之间具有两个所述排气门区域212或两个进气门区域211。
具体应用中,为了能将下水腔中的冷却水充分引入至上水腔中,在下层水套2上设置了多个连通孔3,同时,由于水套的空间有限,因此在相邻两个连通孔3之间有两个进排气鼻梁区216或排气门区域212,这样的设计,既有效的利用了空间,又能保证下水腔中有足够的冷却水能顺利引入至上水腔中。
具体地,如图1至图3所示,作为本发明的一可选实施例,所述入水口22设置在所述下层水套2的一侧,所述出水口11设置在所述上层水套1且远离所述入水口22的一侧。
通过这样的设计,设置在不同侧的入水口22和出水口11能满足缸盖4各位置冷却的均匀性,同时,可以根据实际情况来增加入水口22或出水口11的数量,以提高冷却水的流动效率,从而提高冷却效果。
本发明还提供了一种气缸,如图4所述,包括缸盖4以及缸体(图中未示出),所述缸盖4连接有上述的双层气缸盖水套,所述缸盖4的底面设置有缸盖底面孔44,所述缸盖底面孔44与所述连通孔3位置相对应。
通过这样的设计,通过设置在缸盖4底面的缸盖底面孔44,来观察上下层水套2连通孔3是否在铸造过程中产生了毛刺,如若产生了毛刺,便可通过缸盖底面孔44将其去除,同时,铸造过程中该砂芯水套脚可用做支撑脚,以保证水套砂芯的固定,从而增加铸造的成品率。
本发明还提供了一种车辆,采用上述气缸。该气缸采用上述水套以保证冷却效果,利于保证车辆的稳定性和可靠性。
本发明实施例所提供的一种双层气缸盖水套、气缸及车辆,其通过合理布置上下层水套2连通孔3的位置,使得缸盖4在铸造之后可以观察连通孔3并去除连通孔3位置的毛刺,提高缸盖4铸造的成品率,进而提高生产效率。设置在高热区域的引流结构23可以将冷却水引流至高热位置,以冷却高热位置,引流结构23可以为凹坑结构或者凸起结构,将引流结构23所在位置的下水腔限制为中间两侧宽的形状,使冷却水优先流经位于两侧的进排气鼻梁区216,达到引流冷却水的效果,从而冷却进排气鼻梁区216。入水口22和出水口11分别设置在不同侧,以满足缸盖4冷却的均匀性。
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、等同替换或改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种双层气缸盖水套,包括上层水套和下层水套,所述上层水套和所述下层水套上下叠置,所述上层水套具有用于容纳冷却水的上水腔以及用于将冷却水排出所述上水腔的出水口,所述下层水套具有用于容纳冷却水的下水腔以及用于将冷却水引入所述下水腔的入水口,所述下水腔具有对应于气缸燃烧室上部的燃烧室区域,所述燃烧室区域包括排气门区域,其特征在于,所述上层水套和所述下层水套之间设置有用于连通所述上水腔及所述下水腔的连通孔,所述连通孔位于靠近所述排气门区域处。
2.如权利要求1所述的双层气缸盖水套,其特征在于,所述燃烧室区域包括两个相邻的所述排气门区域和两个相邻的进气门区域,两个所述排气门区域和两个所述进气门区域上下设置;
所述燃烧室区域包括位于相邻所述进气门区域之间的进气鼻梁区、相邻所述排气门区域之间的排气鼻梁区以及相邻所述进气门和所述排气门之间的进排气鼻梁区;
所述下层水套设置有引流结构,所述引流结构用于对冷却水进行引流以使冷却水流经所述进排气鼻梁区。
3.如权利要求2所述的双层气缸盖水套,其特征在于,所述燃烧室区域具有多个,所述引流结构设置有多个,且相邻所述引流结构之间具有一个所述燃烧室区域。
4.如权利要求3所述的双层气缸盖水套,其特征在于,所述引流结构设置于所述下层水套顶部且两侧靠近相邻两个所述燃烧室区域所对应的进排气鼻梁区,所述引流结构为中心相对较深且两侧越靠近两侧所述进排气鼻梁区的深度越浅的凹坑结构;
或者,所述引流结构为设置在所述下水腔内的凸起结构,所述凸起结构为中心高度相对较高且两侧越靠近两侧所述进排气鼻梁区的高度越低的凸起。
5.如权利要求4所述的双层气缸盖水套,其特征在于,所述凹坑结构的截面为V形或梯形或半圆形。
6.如权利要求2所述的双层气缸盖水套,其特征在于,所述连通孔设置在所述排气门鼻梁区处或/和所述进气门鼻梁区处。
7.如权利要求6所述的双层气缸盖水套,其特征在于,所述连通孔设置有多个,且相邻两个所述连通孔之间具有两个所述排气门区域或两个进气门区域。
8.如权利要求1所述的双层气缸盖水套,其特征在于,所述入水口设置在所述下层水套的一侧,所述出水孔设置在所述上层水套且远离所述入水口的一侧。
9.一种气缸,包括缸盖以及缸体,其特征在于,所述缸盖连接有如权利要求1至8任一项所述的双层气缸盖水套,所述缸盖的底面设置有缸盖底面孔,所述缸盖底面孔与所述连通孔位置相对应。
10.一种车辆,其特征在于,所述车辆具有如权利要求1至8任一项所述的双层气缸盖水套。
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