CN114592986B - 用于车辆的发动机和车辆 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种用于车辆的发动机和车辆，所述发动机包括：缸盖主体水套，所述缸盖主体水套上设置有第一进水口和第一排水口；进气侧水套和排气侧水套，所述进气侧水套上设置有第二进水口和第二排水口，所述排气侧水套上设置有第三进水口和第三排水口；进气侧小循环水套，所述进气侧小循环水套上设置有第四进水口和第四排水口；缸盖水套冷却水汇合部，所述缸盖水套冷却水汇合部设置在缸盖内且分别与所述第一排水口、所述第二排水口、所述第三排水口和所述第四进水口连通，所述缸盖水套冷却水汇合部还与所述缸盖的出水口相连。根据本申请的发动机内的水套的整体布置和水流形式合理，有效提高发动机冷却性能。

Description

用于车辆的发动机和车辆

技术领域

本申请涉及车辆技术领域，尤其是涉及一种用于车辆的发动机和车辆。

背景技术

排气歧管与气缸盖集成后，气缸盖的热负荷至少要增加10％～20％，增加的热负荷需要冷却水套来冷却，对冷却***的冷却能力提出了严峻的挑战；一般的，大多数主机厂通过增加冷却水泵的流量来来增加冷却***的能力，来降低发动机的热负荷，但是使用高流量的冷却水泵会增加水泵的开发成本和采购成本；同时，当水泵流量增加到一定的程度后，再增加流量，冷却效率并不会提升，冷却能力不足，容易造成局部热应力集中，产生热疲劳，裂纹等隐患，影响发动机的正常使用。

发明内容

本申请旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本申请的一个目的在于提出用于车辆的发动机，该发动机的缸盖水套整体布置和水流形式合理，有效提高发动机冷却性能。

本申请还提出了一种具有上述发动机的车辆。

根据本申请的用于车辆的发动机，包括：缸盖主体水套，所述缸盖主体水套上设置有第一进水口和第一排水口；进气侧水套和排气侧水套，所述进气侧水套上设置有第二进水口和第二排水口，所述排气侧水套上设置有第三进水口和第三排水口；进气侧小循环水套，所述进气侧小循环水套上设置有第四进水口和第四排水口；缸盖水套冷却水汇合部，所述缸盖水套冷却水汇合部设置在缸盖内且分别与所述第一排水口、所述第二排水口、所述第三排水口和所述第四进水口连通，所述缸盖水套冷却水汇合部还与所述缸盖的出水口相连。

根据本申请的用于车辆的发动机，缸盖水套由缸盖主体水套、进气侧水套和排气侧水套以及进气侧小循环水套四部分组成，每部分水套对应发动机气缸盖的不同结构进行冷却或回水，整体布置和水流形式合理，有效提高发动机冷却性能。

根据本申请的一个实施例，所述第一进水口包括：设置在所述缸盖主体水套前端的第一主进水口、第一辅进水口以及设置在相邻的两个燃烧室之间的第一中间进水口。

根据本申请的一个实施例，所述第一中间进水口构造为间隔的两个；所述发动机还包括：设置在缸体内的缸体水套，所述缸体水套与两个所述第一中间进水口中的一个直接连通，所述缸体水套与两个所述第一中间进水口中的另一个通过连接水道连通。

根据本申请的一个实施例，所述连接水道包括：排气侧水道以及进气侧水道，所述排气侧水道的一端与所述缸体水套连通，所述排气侧水道的另一端与所述进气侧水道连通，所述进气侧水道的另一端与两个所述第一中间进水口中的所述另一个连通。

根据本申请的一个实施例，所述进气侧水道与所述排气侧水道之间具有夹角，所述排气侧水道的轴线与所述缸体的上表面之间的夹角为a，所述进气侧水道的轴线与所述缸体的上表面之间的夹角为b，其中，20°≤a≤45°，20°≤b≤45°。

根据本申请的一个实施例，所述进气侧水套构造为条形水套，所述条形水套包括多个依次相连的弧形段，每个所述弧形段设置在对应的气缸孔的外侧。

根据本申请的一个实施例，所述进气侧水套的第二排水口与所述缸盖主体水套连通，所述进气侧水套与所述缸盖主体水套之间还设置有多个分流通道。

根据本申请的一个实施例，所述排气侧水套包括：排气侧上水套和排气侧下水套；

所述第三进水口包括：设置在所述排气侧上水套的前端的第三上进水口以及设置在所述排气侧下水套的前端的第三下进水口。

根据本申请的一个实施例，所述发动机还包括：暖风取水通道，所述暖风取水通道的一端与所述缸盖主体水套连通。

根据本申请的车辆包括上述的发动机，由于根据本申请的车辆设置有上述发动机，因此该车辆的发动机冷却效率得到了显著提升，各缸燃烧室冷却均匀，促使各缸燃烧一致性好，减少燃烧的循环变动和爆震等发生的概率，有利于提升发动机的动力性和经济性，提高了市场的竞争力。

本申请的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。

附图说明

本申请的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本申请实施例的气缸的示意图；

图2是根据本申请实施例的缸盖水套的一个方向的示意图；

图3是根据本申请实施例的缸盖水套的另一个方向的示意图；

图4是根据本申请实施例的排气侧水套的示意图；

图5是根据本申请实施例的缸盖水套的再一个方向的示意图；

图6是根据本申请实施例的缸盖水套的再一个方向的示意图；

图7是根据本申请实施例的缸盖水套的局部剖视图；

图8是根据本申请实施例的缸盖水套的局部剖视图；

图9是根据本申请的缸体和缸盖的局部剖视图。

附图标记：

缸盖水套100，

缸盖主体水套110，第一进水口111，第一主进水口111a，第一辅进水口111b，第一中间进水口111c，第一排水口112，

进气侧水套120，第二进水口121，第二排水口122，弧形段123，

排气侧水套130，排气侧上水套101，排气侧下水套102，第三进水口131，第三上进水口131a，第三下进水口131b，第三辅进水口131c，第三排水口132，水套肋板133，连接水套103，

进气侧小循环水套140，第四进水口141，第四排水口142，

缸盖水套冷却水汇合部150，出水口160，温度传感器170，分流通道180，暖风取水通道190，

缸盖200，缸体300，缸体水套310，排气侧水道22，进气侧水道23。

具体实施方式

下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。

下面参考图1-图9描述根据本申请实施例的用于车辆的发动机。

其中，发动机包括缸盖水套100，缸盖水套100包括缸盖主体水套110、进气侧水套120和排气侧水套130以及进气侧小循环水套140。

缸盖主体水套110主要用于冷却燃烧室，因此需要缸盖主体水套110具有足够的冷却效果，缸盖主体水套110也是最冷却水流经量最多的部分。进气侧水套120用于冷却缸盖的进气侧部分，进气侧水套120可以设置在缸盖的进气侧底部，排气侧水套130主要用于冷却缸盖的排气侧区域，进气侧小循环水套140可以将上述三个水套冷却水道后的混合水的一部分回流并进入到缸体水套内。

缸盖主体水套110上设置有第一进水口111和第一排水口112，进气侧水套120上设置有第二进水口121和第二排水口122，排气侧水套130上设置有第三进水口131和第三排水口132，进气侧小循环水套140上设置有第四进水口141和第四排水口142。

缸盖内部还设置有缸盖水套冷却水汇合部150，缸盖水套冷却水汇合部150分别与第一排水口112、第二排水口122、第三排水口132和第四进水口141连通，缸盖水套冷却水汇合部150还与缸盖的出水口160相连。

从缸盖主体水套110、进气侧水套120和排气侧水套130排出的冷却水可以在缸盖水套冷却水汇合部150内混合，然后混合后的冷却水一部分从缸盖的出水口排出，一部分从第四进水口141进入到进气侧小循环水套140内。

缸盖水套冷却水汇合部150内可以设置有温度传感器170，温度传感器可以检测缸盖水套冷却水汇合部150内的混合水温度。由此，可以精确地反应出发动机的实际水温，便于ECU精确地控制喷油***，使各缸燃烧处于较好的状态，提高产品的经济性。

需要说明的是，第四排水口142可以与缸体内的缸体水套连通，缸盖水套冷却水汇合部150内的混合水的一部分可以回流到缸体水套内。

具体地，当发动机负荷较小时，冷却***处于小循环状态，此时小循环水套从第四进水口141取水，通过进气侧小循环水套140回到节温器前，完成小循环；当发动机负荷提高，冷却***需要切换为大循环状态时，节温器将小循环回水通路关闭，开启大循环，小循环水套停止工作。

可选地，缸盖水套冷却水汇合部150气缸盖暖风取水孔连通，由此缸盖水套冷却水汇合部150中的混合冷却水的一部分可以参与发动机供暖。

根据本申请的用于车辆的发动机100，包括缸盖水套100，缸盖水套100由缸盖主体水套110、进气侧水套120和排气侧水套130以及进气侧小循环水套140四部分组成，每部分水套对应发动机气缸盖的不同结构进行冷却或回水，整体布置和水流形式合理，有效提高发动机冷却性能。

根据本申请的缸盖水套100，缸盖燃烧室温度降低了至少50℃，其他部位的结构温度降低10℃～60℃不等，有效减小发动机的热应力、热变形，提高了发动机的可靠性；同时，缸盖各缸燃烧室温度场温度梯度分布一致，各缸燃烧室冷却均匀，促使各缸燃烧一致性好，减少燃烧的循环变动和爆震等发生的概率，有利于提升发动机的动力性和经济性，提高了市场的竞争力。

在本申请的一些实施例中，第一进水口111包括设置在缸盖主体水套110的前端的第一主进水口111a、第一辅进水口111b以及设置在相邻的两个燃烧室之间的第一中间进水口111c。缸盖主体水套110内的冷却水主要从第一进水口111进入，部分从第一辅进水口111b以及第一中间进水口111c进入。

在本申请的一些实施例中，第一中间进水口111c构造为间隔开的两个，发动机还包括：设置在缸体300内的缸体水套310，缸体水套310与两个第一中间进水口111c中的一个直接连通，缸体水套310与两个第一中间进水口111c中的另一个通过连接水道连通。

也就是说，缸体水套310中的冷却液一部分可以直接通过两个第一中间进水口111c中的所述一个进入到缸盖主体水套110，缸体水套310中的冷却液的一部分还可以通过连接水道间接进入到缸盖主体水套110中。

连接水道包括：排气侧水道22以及进气侧水道23，排气侧水道22的一端与缸体水套310连通，排气侧水道22的另一端与进气侧水道23连通，进气侧水道23的另一端与两个第一中间进水口111c中的所述另一个连通。

具体而言，缸体水套310的冷却水可以直接供给至两个第一中间进水口111c中的所述一个或者通过排气侧水道22、进气侧水道23供给至两个第一中间进水口111c中的所述另一个，实现对气缸盖的冷却，缸体水套310内的冷却水从高压力区流向低压力区，以使缸盖主体水套110内的各部分均匀且尽量保证在同时流入冷却水，确保缸盖主体水套110的冷却效果，有效地对气缸盖进行降温。

此外，可以理解的是，冷却水在排气侧水道22以及进气侧水道23的流通过程中，排气侧水道22以及进气侧水道23位于相邻的气缸孔之间，以在缸体水套310向缸盖主体水套110供给冷却水的过程中，通过进气侧水道23以及排气侧水道22内的冷却水对缸体进行冷却，也可以提高缸体的冷却效果，有效地降低相邻的气缸之间的温度，进一步避免气缸盖出现热变形，提高发动机100的工作稳定性。

进气侧水道23与排气侧水道22之间具有夹角，排气侧水道22的轴线与缸体300的上表面之间的夹角为a，进气侧水道23的轴线与缸体300的上表面之间的夹角为b，其中，20°≤a≤45°，20°≤b≤45°。

这样，使进气侧水道23与排气侧水道22均满足上述角度范围，且进气侧水道23和排气侧水道22的连线呈“V”形，可以增大排气侧水道22以及进气侧水道23的冷却面积，提高冷却效果，使进气侧水道23和排气侧水道22具有更好的冷却效果。

缸盖主体水套110的冷却水的容量为排气侧水套130的冷却水容量的2倍～3倍，二者都远远大于进气侧水套120的容量，同时，缸盖主体水套110的冷却水的第一进水口111的面积为排气侧水套130的第三进水口131的面积的4倍～5倍，排气侧水套130的第三进水口131的面积是进气侧水套120的第二进水口121的面积2倍～3倍，即，流经缸盖水套冷却水汇合部150的冷却水主要为缸盖主体水套110的冷却水。

在本申请的一些实施例中，进气侧水套120构造为条形水套，条形水套包括多个依次相连的弧形段123，每个弧形段123设置在对应的气缸孔的外侧。由此，缸盖的进气侧不仅可以依靠缸盖主体水套110进行冷却，还可以通过条形水套进行冷却，且将条形水套设置为弧形可以更加均匀且有效地对缸盖的进气侧进行冷却。

在本申请的一些实施例中，进气侧水套120的第二排水口102与缸盖主体水套110连通，也就是说，进气侧水套120的第二排水口102并不是直接与缸盖水套冷却水汇合部140连通，而是通过缸盖主体水套110间接与缸盖水套冷却水汇合部140连通，进气侧水套120内的冷却水可以先通过第二排水口102进入到缸盖主体水套110中，然后在通过第一排水口101进入到缸盖水套冷却水汇合部140内。

进一步地，本申请中的进气侧水套120与缸盖主体水套110之间还设置有多个分流通道180，由此进气侧水套120内的冷却水可以进入到缸盖主体水套110内，缸盖主体水套110的冷却水也可以进入到进气侧水套120内，而最终进气侧水套120与缸盖主体水套110内的冷却水都通过第一排水口101进入到缸盖水套冷却水汇合部140，从而提升了对缸盖的冷却效率以及冷却均匀性。

在本申请的一些实施例中，排气侧水套130包括排气侧上水套101和排气侧下水套102，排气侧上水套101和排气侧下水套102彼此连通，排气侧上水套101和排气侧下水套102在上下方向上正对，由此可以对缸盖的排水侧进行更好地冷却。

进一步地，排气侧上水套101和排气侧下水套102之间设置有多个连接水套103，每个连接水套103都用于将排气侧上水套101和排气侧下水套102连通。由此，排气侧上水套101和排气侧下水套102中的冷却水可以彼此交汇，进一步提升了对缸盖排气侧的冷却效率。

第三进水口131包括：设置在排气侧上水套101的前端的第三上进水口131a以及设置在排气侧下水套102的前端的第三下进水口131b。也就是说，排气侧上水套101和排气侧下水套102均设置有独立的进水口，且从各自的进水口进入的冷却水可以通过中间的连接水套103彼此交汇。

进一步地，气缸内设置有邻近前端的第一气缸孔以及位于第一气缸孔后侧的多个第二气缸孔。第三下进水口131b设置在第一气缸孔的前侧，第三进水口131还包括设置在相邻的第一气缸孔与第二气缸孔之间以及相邻的两个第二气缸孔之间的第三辅进水口131c，第三下进水口131b的数量小于第三辅进水口131c的数量。

这样布置的原因是第三下进水口131b设置在第一气缸孔附近，且水流流速较快，对第一气缸孔附近的排气侧下水套102有辅助冷却的作用，因此第一气缸孔附近的位置仅需设置一个进水口即可满足冷却要求。

通过在排气侧上水套101和排气侧下水套102上设置水套肋板133，可以有效的调整排气水套内部冷却液的流速及流向，以达到较优的冷却效率，有效的降低了缸盖排气侧的温度，最大限度的保证了对缸盖冷却的均匀性，降低了缸盖热变形的概率。

根据本申请的一个实施例，排气侧上水套101和排气侧下水套102上均设置有多个水套肋板133；其中排气侧上水套101或排气侧下水套102上的多个水套肋板133中的至少部分与连接水套103的外端面之间的夹角不同。

多个水套肋板133布置的角度不同，具体体现在与连接水套103的外端面之间的夹角不同。水套肋板133在不同的位置上，由于与连接水套103的外端面之间的夹角不同也会体现出不一样的作用效果。

根据本申请的一个实施例，排气侧上水套101或排气侧下水套102上的多个水套肋板133中的至少部分的形状不同。水套肋板133在不同的位置上，水套肋板133的形状会影响冷却液的流向和流速。

在本申请的一些实施例中，发动机还包括暖风取水通道190，暖风取水通道190的一端与缸盖主体水套110连通，暖风取水通道190的另一端可以与驾驶舱内的空调散热器相连。由此，暖风取水通道190可以直接从缸盖主体水套110内取水，高温的冷却液可以进入到驾驶舱内的空调散热器中，有效地利用了发动机产生的热量来对驾驶舱进行加热。

下面简单描述本申请实施例的车辆。

根据本申请实施例的车辆包括上述实施例的发动机，由于根据本申请实施例的车辆设置有上述发动机，因此该车辆的发动机冷却效率得到了显著提升，各缸燃烧室冷却均匀，促使各缸燃烧一致性好，减少燃烧的循环变动和爆震等发生的概率，有利于提升发动机的动力性和经济性，提高了市场的竞争力。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本申请的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本申请的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本申请的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种用于车辆的发动机，其特征在于，包括：

缸盖主体水套，所述缸盖主体水套上设置有第一进水口和第一排水口，所述第一进水口包括设置在所述缸盖主体水套前端的第一主进水口、第一辅进水口以及设置在相邻的两个燃烧室之间的第一中间进水口；

进气侧水套和排气侧水套，所述进气侧水套上设置有第二进水口和第二排水口，所述排气侧水套上设置有第三进水口和第三排水口；

进气侧小循环水套，所述进气侧小循环水套上设置有第四进水口和第四排水口；

缸盖水套冷却水汇合部，所述缸盖水套冷却水汇合部设置在缸盖内且分别与所述第一排水口、所述第二排水口、所述第三排水口和所述第四进水口连通，所述缸盖水套冷却水汇合部还与所述缸盖的出水口相连。

2.根据权利要求1所述的用于车辆的发动机，其特征在于，所述第一中间进水口构造为间隔的两个；

所述发动机还包括：设置在缸体内的缸体水套，所述缸体水套与两个所述第一中间进水口中的一个直接连通，所述缸体水套与两个所述第一中间进水口中的另一个通过连接水道连通。

3.根据权利要求2所述的用于车辆的发动机，其特征在于，所述连接水道包括：排气侧水道以及进气侧水道，所述排气侧水道的一端与所述缸体水套连通，所述排气侧水道的另一端与所述进气侧水道连通，所述进气侧水道的另一端与两个所述第一中间进水口中的所述另一个连通。

4.根据权利要求3所述的用于车辆的发动机，其特征在于，所述进气侧水道与所述排气侧水道之间具有夹角，所述排气侧水道的轴线与所述缸体的上表面之间的夹角为a，所述进气侧水道的轴线与所述缸体的上表面之间的夹角为b，其中，20°≤a≤45°，20°≤b≤45°。

5.根据权利要求1所述的用于车辆的发动机，其特征在于，所述进气侧水套构造为条形水套，所述条形水套包括多个依次相连的弧形段，每个所述弧形段设置在对应的气缸孔的外侧。

6.根据权利要求5所述的用于车辆的发动机，其特征在于，所述进气侧水套的第二排水口与所述缸盖主体水套连通，所述进气侧水套与所述缸盖主体水套之间还设置有多个分流通道。

7.根据权利要求1所述的用于车辆的发动机，其特征在于，所述排气侧水套包括：排气侧上水套和排气侧下水套；

所述第三进水口包括：设置在所述排气侧上水套的前端的第三上进水口以及设置在所述排气侧下水套的前端的第三下进水口。

8.根据权利要求1所述的用于车辆的发动机，其特征在于，还包括：暖风取水通道，所述暖风取水通道的一端与所述缸盖主体水套连通。

9.一种车辆，其特征在于，包括权利要求1-8中任一项所述发动机。

Images