CN103628998B - 一种气缸盖冷却结构 - Google Patents

Abstract

一种发动机气缸盖冷却结构，包括一体成型的至少两缸发动机气缸盖，设置于气缸盖上的气缸盖冷却水腔、设于气缸盖下方的气缸垫以及布置于气缸盖前端的发动机水泵，气缸盖与气缸垫相接触的底板表面上分别设有至少一条第一类水槽以及一条第二类水槽，第一类水槽、第二类水槽均与气缸盖冷却水腔连通，且第一类水槽位于气缸盖相邻两缸之间的盖壁表面上，第二类水槽位于远离发动机水泵一侧的气缸侧边的盖壁上。本发明通过在气缸盖底板的两缸之间加一道水槽，由于水槽冷却水流动带走一部分燃烧产生的热量，从而降低气缸盖底板温度，尤其是相邻的两缸之间的温度，减小气缸盖热变形，改善气缸盖底面平面度。

Description

一种气缸盖冷却结构

技术领域

本发明属于汽车零部件结构领域，涉及一种气缸盖，特别涉及一种汽油机气缸盖的水腔结构。

背景技术

在发动机工作时，缸内燃料剧烈燃烧使气缸盖底板温度迅速升高，同时，高温高压燃气对气缸盖底板不断冲击，使气缸盖底板热负荷较高，气缸盖底板热变形风险增加，底板热变形严重时将导致燃气泄漏甚至气缸盖报废等，影响发动机正常工作。

当前发动机系列化、平台化生产越来越普遍。如图1所示，某4缸1.0L增压发动机就是由同平台4缸1.3L增压发动机通过保持行程、缸心距不变，减少缸径的方式得来，这样两缸之间壁厚较厚。现有的气缸盖内部铸有水套，冷却水从缸体流经气缸盖，将热量带走。但在靠近气缸盖底板的两缸之间缸壁无冷却水流动，从而两缸之间缸壁温度高达150℃，在这种高温下热变形的风险很大，尤其对于铸铝结构的气缸盖影响更大。

发明内容

本发明的目的在于提供一种气缸盖冷却结构，可降低气缸盖底板温度，尤其是降低气缸盖底板的两缸之间缸壁的温度，从而减小气缸盖热变形，改善气缸盖底面平面度。

为达到上述目的，本发明的解决方案是：

一种发动机气缸盖冷却结构，包括一体成型的至少两缸发动机气缸盖，设置于气缸盖上的气缸盖冷却水腔、设于所述气缸盖下方的气缸垫以及布置于气缸盖前端的发动机水泵，所述气缸盖与所述气缸垫相接触的底板表面上分别设有至少一条第一类水槽以及一条第二类水槽，所述第一类水槽、第二类水槽均与所述气缸盖冷却水腔连通，且第一类水槽位于气缸盖相邻两缸之间的盖壁表面上，第二类水槽位于远离发动机水泵一侧的气缸侧边的盖壁上。

所述第一类水槽和第二类水槽设置在与其相接触的气缸垫的两个最高点之间，且气缸盖底板与所述两个最高点抵压接触。

所述第一类水槽和第二类水槽均为长方形槽，二者两端分别与设在气缸盖板上的串水孔连通。

所述第一类水槽和第二类水槽的槽宽范围为2mm至3mm，槽深范围为5mm至10mm。

所述气缸垫上对应所述第一类水槽与第二类水槽分别设有串水孔。

所述第一类水槽与第二类水槽铸造成型。

所述第一类水槽与第二类水槽通过在燃烧室芯上加凸筋铸造成型。

由于采用上述方案，本发明的有益效果是：

本发明通过在气缸盖相邻两缸的缸壁表面设置与气缸盖冷却水腔连通的水槽，但是气缸垫在该区域并不开槽。由于水槽冷却水流动带走一部分燃烧产生的热量，从而降低气缸盖底板温度，减小气缸盖热变形，改善气缸盖底面平面度。

该水槽铸造成型，不仅改善气缸盖底面热变形，而且对气缸盖加工工艺和气缸垫结构无影响；同时，气缸盖铸槽减轻气缸盖重量，降低生产成本。

附图说明

图1为现有的气缸盖结构的仰视图；

图2为本发明一实施例的气缸盖结构的仰视图；

图3为图2所示实施例中第一类水槽①与气缸垫结构之间的放大示意图。

具体实施方式

以下结合附图所示实施例对本发明作进一步的说明。

一种发动机气缸盖冷却结构，包括一体成型的至少两缸发动机气缸盖，设置于气缸盖上的气缸盖冷却水腔、设于气缸盖下方的气缸垫以及布置于气缸盖前端的发动机水泵，气缸盖与气缸垫相接触的底板表面上分别设有至少一条第一类水槽以及一条第二类水槽，第一类水槽、第二类水槽均与气缸盖冷却水腔连通，且第一类水槽位于气缸盖的相邻两缸之间的盖壁上，第二类水槽位于远离发动机水泵一侧的气缸侧边盖壁处。

本发明通过在气缸盖底板的两缸之间以及远离发动机水泵一侧的气缸侧边盖壁处增加水槽，但是气缸垫在该区域并不开槽。由于水槽冷却水流动带走一部分燃烧产生的热量，从而降低气缸盖底板温度，尤其是相邻的两缸之间的温度，减小气缸盖热变形，改善气缸盖底面平面度。

本实施例中，第一类水槽与第二类水槽均为长方形槽，二者均足够长从而两端分别与设在气缸盖板上的对应的串水孔5连通。同时，由于气缸盖壁的厚度一般在3mm到5mm之间，故第一类水槽与第二类水槽不能太宽，为了保证铸造较易实现，第一类水槽与第二类水槽也不能太窄，故第一类水槽与第二类水槽的宽约2mm至3mm。同样对第一类水槽与第二类水槽的深度也有要求，若太深则影响气缸盖强度，若太浅则冷却效果不显著，故第一类水槽与第二类水槽的槽深在5mm到10mm之间。

以下结合四缸发动机气缸盖对本发明进一步说明。

如图2所示，本发明在四缸发动机气缸盖相邻两缸之间的盖壁表面位置处分别铸造三条第一类水槽，即长方形结构的第一类水槽①、②、③，同时考虑到气缸盖的冷却水一般从前端流向后端，当到最后一缸时，冷却水温较高最后一缸冷却效果不佳，气缸盖底板温度更高，故在远离发动机水泵的最右端气缸的右侧壁上铸造一条第二类水槽即长方形结构的第二类水槽④，第一类水槽①、②、③与第二类水槽④均足够长从而两端与设在气缸盖板上的串水孔5连通，且设置在气缸盖底面处的气缸垫在缸间水槽区域并不开槽，这样当水泵运行时，会有冷却水从第一类水槽①、②、③与第二类水槽④中流过，且在第一类水槽①、②、③与第二类水槽④中的冷却水并不能从直接从缸体流到气缸盖，而只能沿水槽流通，通过冷却水的流动实现重点冷却发动机温度较高的部位加强冷却，从而降低底板温度，减小了气缸盖底板热变形的风险。此外，在气缸盖底板上另行设置水槽第一类水槽①、②、③与第二类水槽④，还减轻了气缸盖的重量，降低了生产成本。

如图3所示，以第一类水槽①与汽缸垫的位置关系进行说明，由于气缸垫密封点主要为气缸垫最高点（即气缸垫凸筋的高度最大处）A和B，A和B点在高压下变形从而起到密封作用。为了保证气缸垫密封性能，第一类水槽①尽量不要铸造在影响气缸垫密封性能的区域，即为了保证A和B点的密封，第一类水槽①应铸造在点A、B中间的位置，且气缸盖底板压住A、B两点，从而在保证密封性能的前提下实现冷却的作用，同理，第一类水槽②、③和第二类水槽④也应铸造在点A、B中间的位置，且气缸盖底板压住A、B两点。

此外，为了减少应力集中和加工成本，第一类水槽①、②、③以及第二类水槽④最好采用铸造工艺，本实施例中，第一类水槽①、②、③与第二类水槽④通过在燃烧室芯上加凸筋铸造成型。现有气缸盖毛坯由气缸盖外模、机油芯、水套芯、气道芯、燃烧室芯、气缸盖上模、气缸盖下模组成芯盒进行铸造，本发明的水槽是由燃烧室芯（模具结构）做出来的，通过在燃烧室芯模具对应位置上增加凸筋，则对应的水槽部分为凹陷，从而铸造出水槽。

上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种发动机气缸盖冷却结构，包括一体成型的至少两缸发动机气缸盖，设置于气缸盖上的气缸盖冷却水腔、设于所述气缸盖下方的气缸垫以及布置于气缸盖前端的发动机水泵，其特征在于：所述气缸盖与所述气缸垫相接触的底板表面上分别设有至少一条第一类水槽以及一条第二类水槽，所述第一类水槽、第二类水槽均与所述气缸盖冷却水腔连通，且第一类水槽位于气缸盖相邻两缸之间的盖壁表面上，第二类水槽位于远离发动机水泵一侧的气缸侧边的盖壁上；

所述气缸垫上对应所述第一类水槽与第二类水槽分别设有串水孔；且第一类水槽与第二类水槽均与所述串水孔连通；所述气缸垫在对应第一类水槽和第二类水槽所在位置处开设0条水槽。

2.根据权利要求1所述的气缸盖冷却结构，其特征在于：所述第一类水槽和第二类水槽设置在与其相接触的气缸垫的两个最高点之间，且气缸盖底板与所述两个最高点抵压接触。

3.根据权利要求1所述的气缸盖冷却结构，其特征在于：所述第一类水槽和第二类水槽均为长方形槽，二者两端分别与设在气缸盖板上的串水孔连通。

4.根据权利要求2所述的气缸盖冷却结构，其特征在于：所述第一类水槽和第二类水槽的槽宽范围为2mm至3mm，槽深范围为5mm至10mm。

5.根据权利要求1所述的气缸盖冷却结构，其特征在于：所述第一类水槽与第二类水槽铸造成型。

6.根据权利要求5所述的气缸盖冷却结构，其特征在于：所述第一类水槽与第二类水槽通过在燃烧室芯上加凸筋铸造成型。