CN102691561B - 具有发动机缸体集成的冷却系统的发动机组件 - Google Patents

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Abstract

一种用于发动机组件的冷却系统，包括发动机缸体，所述发动机缸体限定出冷却剂流动通道，所述冷却剂流动通道配置为承载通过发动机缸体的冷却剂。发动机缸体还限定油流动通道，该油流动通道配置为承载经过发动机缸体的润滑油。油流动通道至少部分地环绕冷却剂流动通道并且足够相邻于冷却剂流动通道，使得在油流动通道中流动的润滑油被在冷却剂流动通道中流过的冷却剂借助通过发动机缸体的热传递而冷却。发动机缸体可以沿冷却剂流动通道限定出脊部，所述脊部增加冷却剂流动通道的表面积，以增加热传递能力。发动机缸体两个这样的冷却剂流动通道，第一和第二冷却剂流动通道，定位为使得油流动通道在冷却剂流动通道之间经过。

Description

具有发动机缸体集成的冷却系统的发动机组件
技术领域
本发明涉及用于发动机组件的冷却系统。
背景技术
车辆发动机可以达到高的温度，特别是在发动机的一些部分中，诸如在汽缸周围。需要发动机的润滑和冷却来延长寿命和改进发动机的性能。通常，发动机冷却系统大部分在发动机缸体之外，并在车辆中需要相关联的封装空间。目标在于发动机组件的特定高温区域的冷却系统将稍高温度引入润滑系统中。
发明内容
一种用于发动机组件的冷却系统，包括发动机缸体，所述发动机缸体限定出冷却剂流动通道，所述冷却剂流动通道配置为承载从冷却剂源通过发动机缸体的冷却剂。发动机缸体还限定油流动通道，该油流动通道配置为承载经过发动机缸体部分的润滑油。油流动通道至少部分地环绕冷却剂流动通道，并且足够相邻于冷却剂流动通道，使得在油流动通道中流动的润滑油被在冷却剂流动通道中流过的冷却剂借助通过发动机缸体的热传递而冷却。发动机缸体可以沿冷却剂流动通道限定出脊部，所述脊部增加冷却剂流动通道的表面积，以增加热传递能力。发动机缸体可限定两个这样的冷却剂流动通道，第一和第二冷却剂流动通道，定位为使得油流动通道在两个冷却剂流动通道之间经过。油流动通道的一部分可以配置为用作储油器，以在第一和第二冷却剂流动通道之间流动之前暂时地保留至少一部分已经流过第一冷却剂流动通道的油。第一冷却剂流动通道可以将冷却剂引导到汽缸盖，而第二冷却剂流动通道可以将冷却剂引导在汽缸孔周围。
在一个实施例中，发动机组件包括连接至发动机缸体的汽缸盖。油流动通道中的油从汽缸盖流至油槽。冷却剂泵安装到发动机缸体，冷却剂流动通道将来自冷却剂泵的冷却剂引导通过发动机缸体，用于冷却发动机。来自泵的出口的冷却剂流在第一和第二冷却剂流动通道之间被分配。第一冷却剂流动通道将冷却剂引导在汽缸孔周围，第二冷却剂流动通道将冷却剂流引导到汽缸盖。冷却剂流动通道中的至少一个足够相邻于油流动通道，使得在冷却剂流动通道中流动的冷却剂借助通过发动机缸体的热传递冷却相邻油流动通道中流动的油。
相应地，冷却系统允许热能从发动机组件的润滑系统以最低成本和最小封装空间需求地去除。更好的发动机冷却得到更好的发动机燃烧，避免敲缸和提前点火问题，并且能够导致更好的发动机性能和燃料经济性。
本发明的上述特征和优势及其他特征和优势将从用于实施本发明的最佳模式的以下详细描述连同附图是显而易见。
附图说明
图1是具有冷却系统的发动机组件的局部示意性透视图，该冷却系统包括冷却剂流动通道和油流动通道，以虚线指出；
图2是图1的发动机组件沿线2-2截取的局部示意性透视横截面图；及
图3是图1的发动机组件沿线3-3截取的局部示意性透视横截面图。
具体实施方式
参考附图，相同的附图标记在若干幅视图中表示相同或相似的部件。图1示出具有冷却系统12的发动机组件10。发动机组件10包括发动机缸体14。冷却系统12的多个部分以一方式被集成到发动机缸体14中，所述方式减少冷却系统的元件部分、质量和封装空间需求，并增加冷却系统的冷却能力。
具体地，冷却系统12包括双出口泵16，所述泵安装到发动机缸体14。泵16与散热器18流体连通，所述散热器18安装到发动机组件10之外。散热器18配置为提供流动通过冷却系统12的冷却剂的空气冷却。例如，散热器18可以安装到车辆，位于发动机组件10的前面。冷却剂可以是50％水和50％乙二醇，或适合于冷却发动机组件10的任何其他液体冷却剂。在流动通过散热器18之后，泵16将冷却剂引导通过第一泵出口通道20和第二泵出口通道22。第一泵出口通道20引导冷却剂以冷却发动机组件10的第一部分，第二泵出口通道22引导冷却剂以冷却发动机组件10的第二部分。在该实施例中，发动机组件10是V-6发动机。第一泵出口通道20将用于冷却汽缸盖24的一部分(在图3中以虚线示出)的冷却剂引导在六个汽缸孔26中的三个上方，第二泵出口通道22将用于冷却汽缸盖24的一部分的冷却剂引导在另外三个汽缸孔(未示出，但是是所示汽缸孔26的镜像，如本领域技术人员所理解的)之上。本领域技术人员将理解将汽缸盖24附连到发动机缸体14的各种方式。相应地，冷却系统12关于第一泵出口通道20被讨论。冷却系统12在V-形发动机缸体14中的另一半大部分相同，冷却剂通过第二泵出口通道22被引导至该部分。
发动机缸体14分别形成有第一和第二冷却剂流动通道28、30。第一泵出口通道20与第一和第二冷却剂流动通道28、30流体连通，使得冷却剂流以一定比例在两个通道28、30之间被分配，所述比例不必相等。第一和第二冷却剂流动通道28、30沿发动机缸体14的长度大体平行于彼此延伸，如图2和3中所指出的。通过第一和第二冷却剂流动通道28、30的流动是大体沿箭头32、34的方向，其在沿发动机14的长度的方向上。此外，分支通道36沿第一冷却剂流动通道28的长度在不同点处延伸，且允许冷却剂沿箭头38的方向流动到汽缸盖24中(图2的)。在冷却汽缸盖24的部分之后，冷却剂随后沿流动方向42被引导通过分支通道40，沿流动方向46通过离开流通通道44，以及通过附加的通道(两者均位于发动机缸体14中和外部)，返回到散热器18，以再次开始冷却循环。
如图3所示，分支通道33沿第二冷却流动通道30的长度在不同点处延伸，以允许冷却剂流动通过冷却套35，所述冷却套35周向地环绕汽缸孔26。有三个分支通道33，图3中仅示出其中一个，所述分支通道沿冷却剂流动通道30隔开，以提供至冷却套35的流体连通。冷却剂流动通过冷却套35以冷却汽缸孔26，并随后被倒入离开流体通道44中，以流出至散热器18。
冷却剂流动通道28、30相邻于形成在发动机缸体14中的油流动通道50。油流动通道50承载油，所述油用于冷却和润滑发动机缸体14和汽缸盖24的各个部分。具体地，如图1中所示，在润滑汽缸盖24中的部件之后，油沿箭头54的方向流动进入油流动通道50中的入口通道52。如图2中所示，油流动通道50的第一部分56在第一冷却剂流动通道28之上经过，而冷却剂沿箭头58的方向流动。油流动通道50随后在图2中的肘部60处转向，并包括第二部分62，所述第二部分62在第一和第二冷却剂流动通道28、30之间延伸。冷却剂通过肘部60的流动由图1中的箭头64指出。冷却剂通过第二部分62的流动沿箭头66的方向(图2中示出)，其大体垂直于冷却剂通过第一和第二冷却剂流动通道28、30的流动方向(由图1的箭头32、34指出)。因为油流动通道50在冷却剂流动通道28上经过以及随后在第一冷却剂流动通道28与第二冷却剂流动通道30之间经过，与如果油流动通道50不被冷却剂流动通道28、30环绕相比，更多的热量从油流动通道50中被提取。此外，发动机缸体14的将冷却剂流动通道28、30和油流动通道50分开的厚度足够小，以允许热传递通过本体14发生。
油流动通道50形成有其它特征，所述其它特征通过减慢油经过油流动通道50的流动、允许为冷却剂流动通道28、30影响油的冷却效果有更多时间来增加发动机组件10的冷却。具体地，油流动通道50在通道50的低点处具有储油器70。储油器70可以还称为谷或池区域。重力使得至少一些流动通过油流动通道50的油暂时地停留在储油器70中，以及，取决于油流动速度，油可以在再次流出通过第二部分62之前暂时保留在储油器70中。这还减慢了油的流动，允许通过在通道28、30中流动的冷却剂进行更大的热量提取。油随后从第二部分62向下流动至油箱的部分63、65。油箱的部分53、65通过其他通道(未示出)互连，并且与油泵流体连通，所述油泵将油泵送回到油流动通道50。
参考图2，发动机缸体14具有表面73，该表面73限定第一冷却剂流动通道28。表面73形成有脊部74，相比于没有脊部的通道，该脊部74增加冷却剂流动通道28的表面积。类似地，发动机缸体14具有表面75，该表面73限定第二冷却剂流动通道30。表面75形成有脊部76，相比于没有脊部的通道，该脊部76增加冷却剂流动通道30的表面积。通过增加通道28、30的表面积，脊部74、76帮助增加通过冷却剂流动通道28、30与油流动通道50之间的汽缸体14的部分进行的油与冷却剂之间的热专递。
发动机缸体14还在油流动通道50的第一部分中形成脊部80，在油流动通道50的第二部分中形成脊部82。脊部80和82垂直于油通过部分56、62的流动方向，并因此用作障碍物以帮助放慢油的流动。因为油流动被放慢，更大的热传递能够通过本体14的将油流动通道50与冷却剂流动通道28、30隔开的部分发生。
尽管已经对执行本发明的较佳模式进行了详尽的描述，但是本领域技术人员可得知在所附的权利要求的范围内的用来实施本发明的许多替换设计和实施例。

Claims (8)

1.一种用于发动机组件的冷却系统，包括：
发动机缸体，其限定第一冷却剂流动通道和平行于第一冷却剂流动通道的第二冷却剂流动通道，所述第一和第二冷却剂流动通道配置为承载通过发动机缸体的冷却剂；
其中，发动机缸体限定油流动通道，该油流动通道配置为承载经过发动机缸体的润滑油；其中，油流动通道至少部分地环绕冷却剂流动通道并且足够相邻于冷却剂流动通道，使得在油流动通道中流动的润滑油被在冷却剂流动通道中流过的冷却剂借助通过发动机缸体进行的热传递而冷却，
其中油流动通道具有第一冷却剂流动通道之上的第一部分和第一冷却剂流动通道之下的第二部分以及连接该第一部分和第二部分的肘部；且其中该肘部配置为用作储油器，以在第一和第二冷却剂流动通道之间延伸的所述油流动通道的所述第二部分中流动之前保持至少一部分已经通过所述第一部分流过第一冷却剂流动通道的油。
2.如权利要求1所述的冷却系统，其中，第一和第二冷却剂流动通道和油流动通道延伸使得第一和第二冷却剂流动通道中的冷却剂的流动方向大体垂直于油流动通道中的润滑油的流动方向。
3.如权利要求1所述的冷却系统，其中，发动机缸体沿冷却剂流动通道限定脊部，所述脊部配置为增加冷却剂流动通道的表面积。
4.如权利要求1所述的冷却系统，其中，发动机缸体沿油流动通道限定脊部，所述脊部配置为减慢经过第一和第二冷却剂流动通道的油流动。
5.一发动机组件，包括：
汽缸盖；
发动机缸体，其连接到汽缸盖并限定第一油流动通道，该第一油流动通道容纳从汽缸盖流动到油槽的油；
冷却剂泵，其安装到发动机缸体；
其中，发动机缸体限定冷却剂流动通道，该冷却剂流动通道将来自冷却剂泵的冷却剂引导通过发动机缸体，用于冷却发动机；其中该冷却剂流动通道包括第一冷却剂流动通道和平行于第一冷却剂流动通道的第二冷却剂流动通道；且
其中，该第一和第二冷却剂流动通道足够相邻于油流动通道，使得在该第一和第二冷却剂流动通道中流动的冷却剂借助通过发动机缸体的热传递来冷却在相邻油流动通道中流动的油，
其中油流动通道具有第一冷却剂流动通道之上的第一部分和第一冷却剂流动通道之下的第二部分以及连接该第一部分和第二部分的肘部；且其中该肘部配置为用作储油器，以在第一和第二冷却剂流动通道之间延伸的所述油流动通道的所述第二部分中流动之前保持至少一部分已经通过所述第一部分流过第一冷却剂流动通道的油。
6.如权利要求5所述的发动机组件，其中，发动机缸体具有汽缸孔；其中，来自泵的出口的冷却剂流在第一和第二冷却剂流动通道之间被分配；且其中，第一冷却剂流动通道将冷却剂引导在汽缸孔周围，第二冷却剂流动通道将冷却剂流引导到汽缸盖。
7.如权利要求6所述的发动机组件，其中，油流动通道在第一和第二冷却剂流动通道之间经过。
8.如权利要求5所述的发动机组件，其中，发动机缸体的限定第一冷却剂流动通道的表面具有脊部，所述脊部配置为增加该第一冷却剂流动通道的表面积。
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