CN103597194A - 液体冷却的内燃机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种具有至少一个气缸（10）的液体冷却的内燃机（1），所述至少一个气缸（10）具有气缸盖（3），在所述气缸盖内设置有与隔热板（18）相邻的下方部分冷却室（7）和借助至少一个主溢流孔（8）与下方部分冷却室流动连接的上方部分冷却室（6）。按照本发明，为了改善从隔热板的热临界区域的散热并提高气缸盖（3）的强度，可将至少一个流入管道（11）、较佳为每个气缸（10）至少一个流入管道（11）设置在所述上方部分冷却室（6）和所述下方部分冷却室（7）之间，所述流入管道较佳地在所述气缸（10）的中心区域（13）内流动连接到所述下方部分冷却室（7）。

Description

液体冷却的内燃机
本发明涉及液体冷却的内燃机，该内燃机包括至少一个气缸，该气缸具有气缸盖，在该气缸盖内设置有与隔热板（Feuerdeck）相邻的下方部分冷却室以及借助至少一个主溢流孔与下方部分冷却室流动连通的上方部分冷却室。
由AT501008A2已知具有气缸盖和曲轴箱的内燃机，其中，气缸盖包括下和上方部分冷却室，且两个部分冷却室通过中间板彼此分开。冷却剂从曲轴箱中的冷却室流到下方部分冷却室并经由用于中心部件的接纳套筒和中间板之间的环形流动转移开口（）到达上方部分冷却室，冷却剂从上方部分冷却室经由侧向流出口流入冷却剂收集室内。
由AT005939U1已知类似的气缸盖。但该气缸盖是为反向的冷却剂流而设计的。冷却剂从上方部分冷却室经由用于中间部件的接纳套筒和中间板之间的环形转移开口流入下方部分冷却室，并经由转移开口引导到曲轴箱的冷却室内。在冷却剂经所述气缸盖从下方部分冷却室流到上方部分冷却室的气缸盖的情况下，由于流体分离（
Figure BDA0000386354490000012
），所以对隔热板的热临界区域的冷却是不够的。
还由AT503182A2已知具有用于至少一个气缸的气缸壳体和至少一个气缸盖的液体冷却的内燃机。在此情况下，上方部分冷却室经由上升通道流动连接到曲轴箱的冷却室。冷却剂直接从曲轴箱的冷却室经由上升通道到达上方部分冷却室，并经由用于中间部件的接纳套筒和中间板之间的环形转移开口流入下方部分冷却室。冷却剂经由侧向流出口离开下方部分冷却室。
已知的气缸盖具有如下缺点，即，由于上和下方部分冷却室之间的环形转移开口，中间板仅较弱地在气缸中心区域支承到隔热板，由此会出现相对较大的偏转（Durchbiegung），并由此影响气缸盖的耐久性。
本发明的目的是避免这些缺点并确保受到高热应力的隔热板区域的最佳冷却，且加大气缸盖的刚度。
根据本发明这通过如下来实现，至少一个流入管道、较佳为每个气缸至少一个流入管道设置在上和下方部分冷却室之间，该流入管道较佳地在气缸的中心区域内流动连接到下方部分冷却室。这允许中心区域内的冷却剂从上方流入下方部分冷却室，由此允许直接流冲到隔热板的热临界区域上。这改善了排气门座和气门桥区域内的散热，以使热应力能减少。
较佳地使流入管道在中心区域内、较佳为气缸轴线的区域内经由至少一个流入口流动连接到下方部分冷却室，该流入口较佳为环形或以环段形。这允许持续供给冷却剂，这种供给能通过局部改变环形流入口的径向扩张而适应于后续的气门桥通道的局部热要求。较佳为闭合的环形腔室封围住通到燃烧室内的部件、例如是燃料喷射阀。
冷却剂从下方部分冷却室的中心区域经由气门桥梁区域内的辐条状管道引导到外部，并沿周向在气门座区域内内流过排气口和进气口。冷却剂将由主溢流孔引导到上方部分冷却室内，其中，至少一个第二溢流孔允许细微调节各个气门桥之间的质量流。在流经上方部分冷却室之后，冷却剂通过气缸盖的第一纵向侧区域内的流出口离开气缸盖。主溢流孔理想地设置在排气门桥区域内、较佳地在气缸盖的远离流出口的第二纵向侧区域内。
可在流入管道通过构造成钩状并通过铸造生产时实现简单的管道引导。可规定流入管道至少分段地大致垂直于气缸轴线设置，并较佳地流动连接到进入管道，该进入管道大致平行于气缸轴线设置，并且从隔热板内的至少一个转移开口引出。
流入管道通过分隔壁与上方部分冷却室分开。
为了保持下分隔壁的偏移尽可能小，有利的是使环形空间与用于中间部件的接纳修边部（Aufnahmeputzen）相邻，其中，接纳修边部连接到隔热板和分离底壁。因此，接纳修边部起到用作下分隔壁的中心支承元件的作用。由此，中心区域内的气缸盖的刚度和热稳固性和结构稳固性得益提高。
为了促进用冷却剂填充冷却系统，可规定至少一个排气转移口（Entgasungsübertritt）设置在流入管道和上方部分冷却室之间，其中，排气转移口较佳地设置在气缸盖的第一纵向侧区域内或接纳修边部区域内。
将参照附图更详细地解释本发明，其中：
图1以斜剖视图示出根据本发明的内燃机；
图2以斜剖视图示出该内燃机的气缸盖，以及
图3以又一斜剖视图示出该内燃机的气缸盖。
功能相同的部件在各实施例中设有相同的附图标记。
内燃机1包括气缸壳体2和气缸盖3。冷却系统4设有用于冷却的冷却流体，该冷却流体流经气缸壳体2内的冷却套5并流经气缸盖3内的上和下方部分冷却室6、7。上方部分冷却室6和下方部分冷却室7经由每个气缸10的主溢流孔8彼此流动连接。钩状流入管道11设置在气缸盖3内，该流入管道从隔热板18内的第一纵向侧3a区域内的转移开口12引出，并在下方部分冷却室7和上方部分冷却室6之间径向引导到气缸10的中心区域13内。用于接纳套筒25的接纳修边部14设置在中心区域13内，该接纳套筒用于接纳通到燃烧室15内的部件，其中，接纳修边部14在使上方部分冷却室6与下方部分冷却室7分离的下分隔壁17和与气缸壳体2相邻的隔热板18之间延伸。流入管道11通过上分隔壁16与上方部分冷却室6分开，其可由下分隔壁17形成。在流入管道11和下方部分冷却室7之间设有环形流入口19，该环形流入口的环形空间用附图标记19a来表示。附图标记20表示流入管道11和上方部分冷却室6之间的排气转移口。
冷却剂根据箭头S从气缸壳体2的冷却室5经由流入管道11和环形流入口19流入下方部分冷却室7，并在气门桥区域内的进气口和排气口之间经由径向管道21引导到外部。在流过进气口和排气口（在图2中用IN和EX表示）之后，冷却剂到达较佳地在外侧围绕进气口和排气口封闭的环形空间22，且还经由较佳地在气缸盖1的第二纵向侧3b区域内的主溢流孔8流入上方部分冷却室6。流经上方部分冷却室6之后，冷却剂经气缸盖的第一纵向侧3a的冷却剂出口23流出气缸盖3，并进入冷却剂容器24。
由于接纳修边部14刚性连接到下分隔壁17和隔热板18，下分隔壁17和隔热板18的偏移减小，且气缸盖的强度增大。通过直接流冲到隔热板18的热临界区域，经过流入管道11从上方部分冷却室6侧到下方部分冷却室7的冷却剂的中心流入流会产生最佳的冷却，特别是对于在排气门桥周围受到高热应力的区域。

Claims (12)

1.一种液体冷却的内燃机（1），所述内燃机包括具有气缸盖（3）的至少一个气缸（10），在所述气缸盖内设置有与隔热板（18）相邻的下方部分冷却室（7）和借助至少一个主溢流孔（8）与所述下方部分冷却室流动连接的上方部分冷却室（6），其特征在于，至少一个流入管道（11）、较佳为每个气缸（10）至少一个流入管道（11）设置在所述上方部分冷却室（6）和所述下方部分冷却室（7）之间，所述流入管道较佳地在所述气缸（10）的中心区域（13）内流动连接到所述下方部分冷却室（7）。
2.如权利要求1所述的内燃机（1），其特征在于，所述流入管道（11）在中心区域（13）内、较佳为气缸轴线区域内经由至少一个流入口（19）流动连接到所述下方部分冷却室（7），所述流入口较佳为环形或以环段形。
3.如权利要求1或2所述的内燃机（1），其特征在于，所述流入管道（11）流动连接到进入管道（11a），所述进入管道较佳地与气缸轴线（10a）大致平行地设置，并且从所述隔热板（18）的至少一个转移开口（12）引出。
4.如权利要求1至3中任一项所述的内燃机（1），其特征在于，所述流入管道（11）设置成钩状。
5.如权利要求1至4中任一项所述的内燃机（1），其特征在于，所述流入管道（11）至少分段地大致垂直于所述气缸轴线（10a）设置。
6.如权利要求1至5中任一项所述的内燃机（1），其特征在于，上分隔壁（16）设置在所述流入管道（11）和所述上方部分冷却室（6）之间。
7.如权利要求1至6中任一项所述的内燃机（1），其特征在于，用于中心部件的接纳修边部（14）连接到所述隔热板（18）和下分隔壁（17）。
8.如权利要求1至7中任一项所述的内燃机（1），其特征在于，流入口（19）由环形空间（19a）构成，所述环形空间较佳地至少部分封围住用于所述中心部件的所述接纳修边部（14）。
9.如权利要求1至8中任一项所述的内燃机（1），其特征在于，所述上方部分冷却室（6）连接到至少一个冷却剂出口（23），较佳地每个气缸（10）均设有位于所述气缸盖的第一纵向侧（3a）区域内的冷却剂出口（23）。
10.如权利要求1至9中任一项所述的内燃机（1），其特征在于，所述主溢流孔（8）于背离所述冷却剂出口（23）的第二纵向侧（3b）区域内设置在所述上方部分冷却室（6）和所述下方部分冷却室（7）之间。
11.如权利要求1至10中任一项所述的内燃机（1），其特征在于，至少一个主溢流孔（8）于两个排气口之间的至少一个径向管道（21）区域内设置在所述上方部分冷却室（6）和所述下方部分冷却室（7）之间。
12.如权利要求1至11中任一项所述的内燃机（1），其特征在于，至少一个排气转移口（20）设置在所述流入管道（11）和所述上方部分冷却室（6）之间，较佳地，所述排气转移口（20）较佳地设置在所述气缸盖的所述第一纵向侧（3a）区域内或所述接纳修边部（14）的区域内。
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