CN101680350B - 液体冷却的内燃机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种液体冷却的内燃机(1)，该内燃机包括用于至少一个汽缸(13)和至少一个缸盖(3)的汽缸壳体(2)。位于汽缸壳体(2)内的至少一个汽缸(13)被冷却缸套(5)包围。在缸盖(3)中设置有邻近点火台(18)设置的底部部分冷却室(7)和通过至少一个转移开口(8、9)与底部部分冷却室相流体连通的上部部分冷却室(6)，转移开口布置在缸盖(3)中，缸盖与汽缸壳体(2)相连接。与压力槽相连通的冷却剂出口(14)延伸自该底部部分冷却室(7)。为了改善冷却，可以与压力源相连通的至少一个冷却剂入口(12)通到汽缸壳体(2)的冷却缸套(5)中，冷却缸套(5)通过至少一个立式歧管(10、11)直接与上部部分冷却室(6)流体连通，从而，在发动机工作时，冷却剂从压力源流动到汽缸壳体(2)的冷却缸套(5)中，从冷却缸套(5)流动到缸盖(3)的上部部分冷却室(6)中，并且通过转移开口(8、9)流动到底部部分冷却室(7)中，然后从底部部分冷却室(7)流动到压力槽中。

Description

液体冷却的内燃机
技术领域
本发明涉及一种液体冷却的内燃机，该内燃机包括包含至少一个汽缸和至少一个缸盖的汽缸壳体，其中，位于汽缸壳体内的至少一个汽缸由冷却缸套封闭，并且，底部部分冷却室邻近点火台(fire deck)设置，而上部部分冷却室通过至少一个转移开口与底部部分冷却室相流体连通，转移开口布置在缸盖中，缸盖与汽缸壳体相连接，而冷却剂出口与压力槽相连通，压力槽开始于底部部分冷却室。
背景技术
AT005939U1公开了一种用于液体冷却的内燃机的缸盖，该内燃机具有邻近点火台的冷却室装置，基本上平行于点火台的中间台沿着汽缸轴线的方向把该冷却室装置分成位于点火台侧上的底部部分冷却室和邻近底部部分冷却室的上部部分冷却室。底部部分冷却室和上部部分冷却室借助至少一个转移开口相互流体连通。可以与压力源相连通的冷却剂入口通到上部部分冷却室中。冷却剂出口可以与压力槽相连通，压力槽开始于底部部分冷却室。因此，在发动机工作时，冷却剂从压力源流到上部部分冷却室中并且从那里通过转移开口进入底部部分冷却室及从那里到达压力槽中。冷却剂还从底部部分冷却室通过点火台中的连接孔流动到汽缸壳体的冷却缸套中。其缺点是衬套的区域得不到足够的冷却。另一个缺点是，上部部分冷却室通过底部部分冷却室进入到汽缸壳体的冷却缸套中的流动方向在整个冷却系统中产生了逆热虹吸效应这不利地影响了冷却剂的通过，在紧急工作时尤其如此。
发明内容
本发明的目的是克服这些缺点，以及，借助使用物理热虹吸效应，改善热临界区域、尤其是缸盖的底部部分冷却室和汽缸套的冷却。
根据本发明，该目的以下面的方式来实现：可以与压力源相连通的至少一个冷却剂入口通到汽缸壳体的冷却缸套中，冷却缸套通过至少一个立式歧管直接与上部部分冷却室相流体连通，从而，在发动机工作时，冷却剂从压力源流动到汽缸壳体的冷却缸套中，并从那里流动到缸盖的上部部分冷却室中，并且进一步通过转移开口流动到底部部分冷却室中，以及从那里流动到压力槽中。将来自压力源的冷却剂引入到汽缸壳体的冷却缸套中，并且从那里直接被供给到上部部分冷却室中，冷却剂从上部部分冷却室通过每个汽缸中的至少一个转移开口被供给到底部部分冷却室中，并进一步从底部部分冷却室供给到位于内燃机外部的压力槽中，其中，冷却剂基本上沿着发动机的横向流过每个汽缸中的冷却室、上部部分冷却室和底部部分冷却室。
在冷却剂分配室布置在汽缸壳体的纵向侧上时，是特别有利的，其中较佳地，冷却缸套通过每个汽缸的至少一个冷却剂入口与分配室相流动连通。为了使冷却剂均匀地流入到上部部分冷却室中，缸盖包括位于纵向两侧上的立式歧管，以产生冷却剂缸套与上部部分冷却室的流动连接，优选地每个汽缸包括在其纵向的相对两侧上布置的至少两个立式歧管。
在本发明的进一步改进中设定，冷却缸套借助具有限定的流动横截面面积的旁通孔直接与底部部分冷却室相连接，其中，旁通孔借助汽缸衬垫中的流动转移部分来形成。在这种方式中，在冷却缸套中所产生的任何蒸汽泡可以直接转移到汽缸盖的底部部分冷却室中。而且，借助旁通孔可以有目的地冷却热临界区域、例如位于排气门联接板区域内的区域。
当为每个汽缸提供底部部分冷却室时，可以获得不同的冷却剂横流，其中两个互相邻近的汽缸的底部部分冷却室相互分开。每个底部部分冷却室通过至少一个冷却剂出口与布置在缸盖的一个纵向侧上的冷却剂收集器相连通。沿着纵向可以为数个汽缸连续地布置上部部分冷却室。
为了避免蒸汽聚集在上部部分冷却室内，上部部分冷却室通过具有较小横截面积的至少一个蒸汽凝结孔与冷却剂收集室相流动连通是有利的。作为替换方式，还有可能使上部部分冷却室通过蒸汽凝结孔与冷却系统的补偿箱相连接。
附图说明
现在参照附图来更加详细地解释本发明。其中：
图1示意性地示出了本发明的内燃机冷却系统；及
图2以横剖视图示出了内燃机。
具体实施方式
内燃机1包括汽缸壳体2和缸盖3。冷却系统4被设置来用冷却流体进行冷却，该冷却流体流过汽缸壳体2中的冷却缸套5及缸盖3内的上部和底部部分冷却室6、7。上部部分冷却室6和底部部分冷却室7通过每个汽缸的至少一个转移开口8、9流通连接起来。立式歧管10、11布置在汽缸盖3的相对的纵向两侧3a、3b上，这些歧管使上部部分冷却室6与汽缸壳体2的冷却缸套5相连接。汽缸壳体2的冷却缸套5通过每个汽缸13的至少一个冷却剂入口12与纵向侧3a上延伸的冷却剂分配室20相连接。底部部分冷却室7通过每个汽缸13中的至少一个冷却剂出口14通到布置在缸盖3的纵向侧3a上的冷却剂收集室15中。此外，旁通孔16、17可以布置在点火台18上，这使冷却缸套5与底部部分冷却室7直接相连。旁通孔16、17具有精确限定的转移横截面，该横截面由缸盖衬垫21中的流动转移部分来形成，因此只有相对较小量的冷却剂可以直接被转移到底部部分冷却室7中。
为了防止蒸汽聚集在上部部分冷却室6内，因此上部部分冷却室6通过具有小横截面面积的蒸汽凝结孔22与位于至少一个汽缸上的冷却剂收集室15相流动连通是有利的。
冷却剂根据箭头P从冷却剂泵(未详细示出)流动到冷却剂分配室20中并且到达大部分位于环绕衬套2的冷却剂入口12上方的冷却剂缸套5中，或者通过立式歧管10直接到达上部部分冷却室中。冷却剂沿着横向流过汽缸壳体2。冷却剂通过立式歧管10、11进一步到达上部部分冷却室6中，借助立式歧管10、11和各个衬垫开口的几何结构来设定通过冷却剂缸套5的冷却剂量的百分比。所有冷却剂被导向通过转移开口8、9而到达底部部分冷却室7中。与上部部分冷却室6一样，基本上横向于发动机、沿着径向流经底部部分冷却室7，冷却剂通过位于汽缸盖3的纵向侧3a上的冷却剂出口14到达冷却剂收集室15中。冷却剂从冷却剂收集室15中被供给到流体冷却器19中并且最后通过冷却剂泵返回到冷却剂分配室20中。
根据具有数个汽缸和连续汽缸盖的内燃机描述了本发明。但是它也可以应用到单缸发动机中。

Claims (11)

1.一种液体冷却的内燃机(1)，所述内燃机包括用于至少一个汽缸(13)和至少一个缸盖(3)的汽缸壳体(2)，其中位于所述汽缸壳体(2)内的所述至少一个汽缸(13)借助冷却缸套(5)来封闭，并且，底部部分冷却室(7)邻近点火台(18)而设置，上部部分冷却室(6)通过至少一个转移开口(8、9)与所述底部部分冷却室相流体连通，所述转移开口布置在所述缸盖(3)中，所述缸盖与所述汽缸壳体(2)相连接，冷却剂出口(14)与压力槽相连通，所述压力槽开始于所述底部部分冷却室(7)，其特征在于，可以与压力源相连通的至少一个冷却剂入口(12)通到所述汽缸壳体(2)的所述冷却缸套(5)中，及所述冷却缸套(5)通过至少一个立式歧管(10、11)直接与所述上部部分冷却室(6)相流体连通，从而，在发动机工作时，冷却剂从压力源流动到所述汽缸壳体(2)的所述冷却缸套(5)中，并从那里流动到所述缸盖(3)的所述上部部分冷却室(6)中，并且进一步流动通过转移开口(8、9)而到达所述底部部分冷却室(7)中，然后从那里流到压力槽中。
2.根据权利要求1所述的内燃机(1)，其特征在于，冷却剂分配室(20)布置在所述汽缸壳体(2)的纵向侧(3a)上，所述冷却缸套(5)通过每个汽缸(13)的至少一个冷却剂入口(12)与所述分配室(20)流体流动连通。
3.根据权利要求1所述的内燃机(1)，其特征在于，所述缸盖(3)包括位于两纵向侧(3a、3b)上的立式歧管(10、11)，用于产生所述冷却剂缸套(5)与所述上部部分冷却室(6)的流动连接，其中包括在每个汽缸(13)的相对纵向两侧(3a、3b)上布置的至少两个立式歧管(10、11)。
4.根据权利要求1-3任一所述的内燃机(1)，其特征在于，所述冷却缸套(5)借助具有限定的流动横截面面积的旁通孔(16、17)直接与所述底部部分冷却室(7)相连通，其中所述旁通孔(16、17)由缸盖衬垫(21)中的流动转移部分来形成。
5.根据权利要求1-3中任一所述的内燃机(1)，其特征在于，为每个汽缸(13)设置底部部分冷却室(7)，其中，两个相邻的汽缸(13)的所述底部部分冷却室(7)相互分开。
6.根据权利要求5所述的内燃机(1)，其特征在于，每个底部部分冷却室(7)通过至少一个冷却剂出口(14)与布置在所述缸盖(3)的一个纵向侧(3a)上的冷却剂收集室(15)相连通。
7.根据权利要求1-3任一所述的内燃机(1)，其特征在于，为数个汽缸(13)连续地布置所述上部部分冷却室(6)。
8.根据权利要求6所述的内燃机(1)，其特征在于，所述上部部分冷却室(6)通过至少一个蒸汽凝结孔(22)与所述冷却剂收集室(15)相流动连通。
9.一种用来冷却根据权利要求1-8任一所述的内燃机(1)的方法，其特征在于，来自压力源的冷却剂被引入到汽缸壳体(2)的冷却缸套(5)中并且从那里直接被供给到上部部分冷却室(6)中，且，所述冷却剂从所述上部部分冷却室(6)通过每个汽缸的至少一个转移开口(8、9)被供给到底部部分冷却室(7)中，并且进一步从所述底部部分冷却室(7)被供给到位于内燃机(1)外部的压力槽中。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，对于每个汽缸(13)而言，所述冷却剂基本上以沿着通过气门十字头(valve crosshead)径向对称的方式流过所述冷却缸套(5)、上部部分冷却室(6)和底部部分冷却室(7)。
11.根据权利要求9或者10所述的方法，其特征在于，.对于每个汽缸(13)而言，所述冷却剂基本上沿着与发动机成横向的方向流过所述冷却缸套(5)、上部部分冷却室(6)和底部部分冷却室(7)。
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