CN102498278B - 内燃机的气缸盖 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种具有多个气缸的内燃机的气缸盖(10)，具有进气侧(12)和带有每个气缸至少两条排气通道(17)的排气侧(11)，其中在气缸盖(10)内设置有具有第一冷却剂收集通道(5)的第一冷却剂套(1)，该第一冷却剂收集通道(5)在排气通道(17)上方的排气侧(11)沿气缸盖(10)延伸。第一冷却剂收集通道(5)与至少部分地围绕排气通道(17)的冷却室相连，该冷却室与气缸盖密封平面(15)内的至少一个溢出开口(3)流体连通，其中每个气缸一个第一溢出开口(3)设置在包含气缸轴线(13)的第一发动机横向平面(16)上，并且第一冷却横向通道(4)从每个第一溢出开口(3)在位于两个对应的排气通道(17)之间的第一发动机横向平面(16)内延伸，所述第一冷却横向通道在气缸轴线(13)的区域内分为两条部分冷却通道(6、7)。每条部分冷却通道(6、7)在对应的排气开口的区域(2)内以大约180°角(α)分别围绕排气通道并经由第二冷却横向通道(8、9)与第一冷却剂收集通道(5)相连，其中每个第二冷却横向通道(8、9)设置在通过至少一个气缸盖螺孔(19)延伸的第二发动机横向平面(20)的区域内。
Description
技术领域
本发明涉及一种具有多个气缸的内燃机的气缸盖，其具有进气侧和带有每个气缸至少两条排气通道的排气侧，其中，在气缸盖内设置有具有第一冷却剂收集通道的第一冷却剂套，该第一冷却剂收集通道在排气通道上方的排气侧沿气缸盖延伸，其中第一冷却剂收集通道与至少部分地围绕排气通道的冷却室相连，该冷却室与气缸盖密封平面内的至少一个溢出开口
流体连通，其中每个气缸一个第一溢出开口设置在包含气缸轴线的第一发动机横向平面内，且第一冷却横向通道从位于对应的两条排气通道之间的第一发动机横向平面内的每个第一溢出开口延伸，第一冷却横向通道在气缸轴线的区域内分为两条部分冷却通道，其中每条部分冷却通道在对应的排气开口的区域内以大约180°角分别围绕排气通道，每条部分冷却通道经第二冷却横向通道与第一冷却剂收集通道相连，其中每个第二冷却横向通道设置在通过至少一个气缸盖螺孔延伸的第二发动机横向平面的区域内。
背景技术
日本专利JP2006-083770A中已知内燃机的气缸盖，其具有冷却剂套。排气通道通入一个共同的排气收集槽(Auslasssamler)中。此处，在排气通道下方设置有第一冷却室，而在排气通道上方设置有第二冷却室。冷却剂从气缸盖密封平面的溢出开口流入第一冷却室，至少部分地绕排气通道流动，并且在包含气缸轴线的发动机纵向平面的区域内向上流入第二冷却室，经由冷却剂排出开口离开冷却剂套。溢出开口和冷却剂出口位于气缸盖的不同端面侧上，因而，(冷却剂)基本上沿纵向流经冷却剂套。不利的是，靠近气缸中心、围绕排气开口的高热负荷的区域不能得到充分冷却。
日本专利JP2009/04 7025A公开了一种具有冷却剂套的内燃机用的气缸盖，该冷却剂套具有在排气通道上方的排气侧沿气缸盖延伸的冷却剂收集通道，其中冷却剂收集通道与围绕排气通道的冷却室相连。冷却室经由溢出开口与在曲轴箱内的冷却套连接。第一冷却横向通道从每个溢出开口起在位于对应的两条排气通道之间的包含气缸轴的第一发动机横向平面内延伸，该第一冷却横向通道在气缸轴线的区域内分成两条部分冷却通道，其中每条部分冷却通道在对应的排气开口的区域内以大约180°角分别围绕排气通道。第一冷却横向通道经由第二冷却横向通道与冷却剂收集通道相连。冷却剂套不仅在气缸盖的排气侧上延伸，而且在气缸盖的进气侧上延伸。
US 2008/0314339 A1和EP 1 258 609 A2的出版物公开了类似的内燃机气缸盖。
本发明的目的为，克服上述不足并改善前述现有技术的气缸盖中热临界区域的冷却。
根据本发明上述目的可如此实现，即第一冷却剂套完全设置在排气侧。
这能够实现极少的冷却剂用量以及气缸盖的高强度。由于进气侧本身比排气侧冷，由此可实现气缸盖内均匀的温度分布。
通过横向定向的第一冷却横向通道和第二冷却横向通道以及在发动机纵向平面区域内围绕排气开口区域内的排气通道的部分冷却通道，可确保对围绕排气开口的高热负荷区域的充分冷却。在此可规定，两个相邻气缸的部分冷却通道经由连接通道彼此流体连通。每条连接通道可与气缸盖密封平面内的第二溢流开口流体连通。第二溢流开口较佳地设置在第二发动机横向平面的区域内。
特别有利的是，第一冷却横向通道经由上升通道与冷却剂收集通道流体连通，其中上升通道较佳地具有带有定义横截面的节流位置。通过上升通道以及节流位置可对局部冷却效果进行细调。
根据使用情况，可从气缸体朝第一冷却剂收集通道流经气缸盖或从第一冷却剂收集通道朝气缸体流经气缸盖。在第一种使用情况下可在此规定，第一冷却剂收集通道与压力降(卸压装置)相连，因而冷却剂从溢出开口经由第一冷却横向通道、部分冷却通道以及第二冷却横向通道流入第一冷却剂收集通道。
对此替代地，当第一冷却剂收集通道与压力源相连时，可获得倒流的冷却剂流，因而冷却剂可从第一冷却剂收集通道经由第二冷却横向通道、部分冷却通道以及第一冷却横向通道流至溢出开口。
当至少一个第一冷却通道至少逐段地由至少一个孔构成时，能够实现制造的简化。
在本发明的另一实施例中可规定，在气缸盖中设置有第二冷却剂套，该第二冷却剂套在气缸盖内与第一冷却套液压分离，其中第二冷却套较佳地完全设置在进气侧。由此，排气侧和进气侧可被最优地并彼此相当独立地冷却。
当第二冷却套具有在进气侧沿气缸盖延伸的第二冷却剂收集通道时，可特别好地排出进气侧的热量，其中第二冷却剂收集通道较佳地设置在进气通道与气缸盖密封平面之间。
附图说明
下面根据附图进一步阐述本发明。其示出：
图1示出根据本发明的气缸盖的第一冷却剂套的从进气侧观察的斜视图；
图2示出第一冷却剂套的从排气侧观察的斜视图；
图3示出第一冷却剂套的俯视图；
图4示出第一冷却剂套的从排气侧观察的侧视图；
图5示出第一冷却剂套的从进气侧观察的侧视图；
图6示出第一冷却剂套的沿图4或图5中Ⅵ-Ⅵ线的剖视图；
图7示出第一冷却剂套的沿图4或图5的Ⅶ-Ⅶ线的剖视图；
图8示出根据本发明的气缸盖在第一发动机横向平面内的剖视图；
图9示出气缸盖的沿图8中Ⅸ-Ⅸ线的剖视图；
图10示出在另一实施变型中的根据本发明的气缸盖在第一发动机横向平面的剖视图；
图11示出另一实施例中的根据本发明的气缸盖的第一冷却剂套和第二冷却剂套的从进气侧观察的斜视图；
图12示出第一冷却剂套和第二冷却剂套的从排气侧观察的斜视图；
图13示出第一冷却剂套和第二冷却剂套的俯视图；
图14示出第一冷却剂套和第二冷却剂套的仰视图；
图15示出在一实施例中具有第一冷却剂套和第二冷却剂套的气缸盖的沿图16中XV-XV线的剖视图；以及
图16示出这些气缸盖的沿图15中XVI-XVI线的剖视图。
附图说明
图8和图9中所示的气缸盖10具有完全设置在气缸盖10的排气侧11的第一冷却剂套1。气缸盖10的排气侧11和进气侧12位于经过气缸轴线13延伸的发动机纵平面14的不同侧。在附图1至7中详细示出第一冷却剂套1。其具有在排气通道上方沿气缸盖10纵向延伸的第一冷却剂收集通道5，这是在排气通道的背向气缸盖密封平面15的那侧上。对于每个气缸，第一溢出开口3设置在气缸盖10的气缸盖密封平面15上、在两条排气通道17之间的经过气缸轴线13延伸的第一发动机横向平面16的区域内。设置在第一发动机横向平面16上的第一冷却横向通道4从每个第一溢出开口3起在位于两个排气开口之间的气门横臂(Ventilbrücke)18的区域内延伸，而排气开口的区域用附图标记2来表示。在发动机纵向平面14之前，第一冷却横向通道4分成两条部分冷却通道6、7，其中每条部分冷却通道6、7在排气开口的区域2内以大约180°的角α围绕对应的排气通道17。与两条部分冷却通道6、7相邻的气缸经连接通道21彼此流体连通。在经气缸盖螺栓孔19延伸的第二发动机横向平面20的区域内，每条部分冷却通道6、7经第二冷却横向通道8、9与冷却剂收集通道5相连接。另外，第一冷却横向通道4经由设置有节流位置4b的上升通道4a与冷却剂收集通道5相连。上升通道4a以及节流位置4b用于对冷却剂套1的冷却功率进行细调。两个相邻气缸的部分冷却通道8、9可经连接通道彼此流体相连，其中连接通道21分别借助于气缸盖密封平面15内的第二溢流开口23与气缸体的第一冷却剂套1相连。
图1至7示出了一应用情况下的流S，其中第一冷却剂收集通道5与压力降(Drucksenke)相连。在此，冷却剂按照箭头S经由气缸盖10的气缸盖密封平面15内的第一溢出开口3从没有进一步示出的气缸体的第一冷却剂套1中流出，流到位于两条排气通道出口之间的气门横臂18的区域内，并进入穿过气门横臂18的第一冷却横向通道4。冷却剂按照箭头S2、S3从第一冷却横向通道4流入部分冷却通道6、7，并在排气开口的区域2内以大约180°的角α绕排气通道17流过。然后，冷却剂经由第二冷却横向通道8、9沿排气通道17斜向上流到第一冷却剂收集通道5，并经由设置在气缸盖端面侧的冷却剂出口22离开气缸盖10。对此替代地，冷却剂可经由设置在气缸盖10的一侧区域内的冷却剂出口22a离开气缸盖10，如图11至14清楚所示。该变型的优点为，在第一冷却剂套1内第一个气缸和最后一个气缸之间的温差和压差相对较小，因此可实现各个气缸的均匀冷却。部分流S1在气门横臂18的区域内从主流S分岔，并以U形弧经节流位置4b和上升通道4a直接流入第一冷却剂收集通道5，而冷却剂流的主流S流到设置在围绕气缸轴线13的区域13a内的点火装置或喷射装置。
图10以与图8相似地以剖视图示出气缸盖10的实施变型，其中第一冷却通道至少逐段地由孔40构成。该孔40可用未示出的塞子与外部密封。通过第一冷却通道4的钻孔实施例，可实现简化的制造过程。
图15和图16示出气缸盖10的一种实施变型，其中除了排气侧11处的第一冷却剂套1之外，还在进气侧12处设置有第二冷却剂套50。图11至图14此外示出相应的第一和第二冷却剂套1、50的核心部件图。尤其由最后提及的图可知，第一和第二冷却剂套1、50在气缸盖10内实施成是彼此分离的。这样可以最优地并彼此独立地设置排气侧11和进气侧12的冷却。料头(Butzen)58是出于铸造技术的原因为支承核心部件而设置的突出物(Fortsatz)。
与第一冷却剂套1相类似，第二冷却剂套50也具有第二冷却剂收集通道51，该第二冷却剂收集通道51在进气通道56下方沿气缸盖10在气缸盖10的进气侧的侧壁10a的区域内延伸。因此，每个气缸都设有冷却通道52，以冷却插入预热塞筒(Glühkerzenschacht)53的预热塞。冷却剂经由气缸盖密封平面15内的溢出开口54、55从气缸体进入冷却通道52，这些冷却通道52在经过火花塞筒53之后通入第二冷却剂收集通道51。在沿纵向流过第二冷却剂收集通道51之后，冷却剂经由气缸盖端面侧处的冷却剂出口57离开气缸盖10。
Claims (11)
1.一种具有多个气缸的内燃机的气缸盖（10），所述气缸盖具有进气侧（12）和带有每个气缸至少两条排气通道（17）的排气侧（11），其中，在所述气缸盖（10）内设置有具有第一冷却剂收集通道（5）的第一冷却剂套（1），所述第一冷却剂收集通道（5）在所述排气通道（17）上方的所述排气侧（11）沿所述气缸盖（10）延伸，其中所述第一冷却剂收集通道（5）与至少部分地围绕所述排气通道（17）的冷却室相连，所述冷却室与气缸盖密封平面（15）内的至少一个溢出开口（3）流体连通，其中对于每个气缸，在包含气缸轴线（13）的第一发动机横向平面（16）上设置有第一溢出开口（3），其中位于所述第一发动机横向平面（16）上的第一冷却横向通道（4）从每个第一溢出开口（3）起在两条排气通道（17）之间延伸，所述排气通道在所述气缸轴线（13）的区域内分为两条部分冷却通道（6、7），其中每条部分冷却通道（6、7）在对应的排气开口的区域（2）内以大约180°的角（α）分别围绕排气通道（17），且每条部分冷却通道（6、7）经由第二冷却横向通道（8、9）与所述第一冷却剂收集通道（5）相连，其中每条第二冷却横向通道（8、9）设置在经过至少一个气缸盖螺孔（19）延伸的第二发动机横向平面（20）的区域内，其特征在于，所述第一冷却剂套（1）完全设置在排气侧（11）上。
2.如权利要求1所述的气缸盖（10），其特征在于，两个相邻气缸的所述部分冷却通道（6、7）经由连接通道（21）彼此流体连通。
3.如权利要求2所述的气缸盖（10），其特征在于，所述连接通道（21）与气缸盖密封平面（15）内的各至少一个第二溢流开口（23）流体连通，所述第二溢流开口（23）较佳地设置于所述第二发动机横向平面（20）上。
4.如权利要求1至3中任一项所述的气缸盖（10），其特征在于，所述第一冷却横向通道（4）经由上升通道（4a）与所述冷却剂收集通道（5）流体连通。
5.如权利要求4所述的气缸盖（10），其特征在于，所述上升通道（4a）具有带有定义横截面的节流位置（4b）。
6.如权利要求1至3中任一项所述的气缸盖（10），其特征在于，所述第一冷却剂收集通道（5）与压力降相连，因而冷却剂能从所述溢出开口（3）经由所述第一冷却横向通道（4）、所述部分冷却通道（6、7）以及所述第二冷却横向通道（8、9）流入所述第一冷却剂收集通道（5）。
7.如权利要求1至3中任一项所述的气缸盖（10），其特征在于，第一冷却剂收集通道（5）与压力源相连，因而冷却剂能从所述第一冷却剂收集通道（5）经由所述第二冷却横向通道（8、9）、所述部分冷却通道（6、7）以及所述第一冷却横向通道（4）流至所述第一溢出开口（3）。
8.如权利要求1至3中任一项所述的气缸盖（10），其特征在于，至少第一冷却通道（4）至少逐段地由至少一个孔（40）构成。
9.如权利要求1至3中任一项所述的气缸盖（10），其特征在于，在所述气缸盖（10）内设置有第二冷却剂套（50），所述第二冷却剂套在所述气缸盖（10）内与所述第一冷却剂套（1）液压分离。
10.如权利要求9所述的气缸盖（10），其特征在于，所述第二冷却套（50）完全设置在所述进气侧（12）。
11.如权利要求9所述的气缸盖（10），其特征在于，所述第二冷却套（50）具有第二冷却剂收集通道（51），所述第二冷却剂收集通道在进气侧（12）沿所述气缸盖（10）延伸，所述第二冷却剂收集通道（51）较佳地设置在进气通道（56）与所述气缸盖密封平面（15）之间。
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