CN103842634B - 对置活塞发动机中的汽缸的冲击冷却 - Google Patents

Abstract

一种汽缸冷却构造包括具有侧壁、通过侧壁的排气和进气端口、缸孔以及被形成为沿侧壁自汽缸的中心带朝向排气和进气端口延伸的多个进给通道的汽缸衬套。覆盖侧壁的套筒包括多个冲击射流端口，其以围绕中心带延伸的至少一个系列进行布置，并且其与多个进给通道流体连通。被布置在衬套与套筒之间的环形构件增强了中心带。套筒还包括内表面，其具有间隔开的环形槽，环形槽与侧壁一起限定了邻近端口的液体冷却剂储存器，液体冷却剂储存器与进给通道流体连通。通过排气端口的桥的通道具有与邻近排气端口的冷却剂储存器流体连通的第一端和开放通过汽缸的排气端的一部分的第二端。

Description

对置活塞发动机中的汽缸的冲击冷却

相关申请的交叉引用

本申请包含与以下未决美国专利申请的主题相关的主题：

2009年6月22日提交的标题为"Two-Cycle,Opposed-Piston InternalCombustion Engine"的US12/456,735，其在2009年12月3日被公布为US2009/0293820A1；

2010年2月12日提交的标题为"Multi-Cylinder Opposed Piston Engines"的US12/658,696，其在2010年8月26日被公布为US2010/0212613；

2010年2月12日提交的标题为"Opposed Piston Engines with ControlledProvision of Lubricant for Lubrication and Cooling"的US12/658,697，其在2010年8月26日被公布为US2010/0212638；以及，

2010年2月12日提交的标题为"Cylinder and Piston Assemblies for OpposedPiston Engines"的US12/658,695，其在2010年8月26日被公布为US2010/0212637。

技术领域

本发明的领域涉及用于对置活塞发动机的带气门汽缸。更具体地，本发明的领域涉及二冲程对置活塞发动机中的带气门汽缸的冲击冷却。

背景技术

在二冲程对置活塞发动机中，两个活塞以对置的方式被布置在细长汽缸的缸孔中。排气和进气端口被提供为通过靠近汽缸的各端的汽缸侧壁。当发动机运转时，活塞在汽缸孔中朝向彼此和远离彼此地滑动。当活塞一起滑动时，空气在其端面之间被压缩，并且在燃料被喷射到压缩空气内时发生燃烧。活塞端面在汽缸孔中的相对狭小的圆柱形空间中容纳燃烧，所述相对狭小的圆柱形空间的侧面由基本居中在排气和进气端口之间的汽缸侧壁的圆周部分限定。该圆周部分被称为汽缸的中心带。当活塞响应于燃烧而滑动远离中心带时，它们打开排气和进气端口，从而实现直流扫气，其中经由进气端口流入汽缸孔的加压空气迫使燃烧产物通过排气端口离开缸孔。

用于这种二冲程对置活塞发动机的冷却系统结构很大程度上不同于四冲程发动机的冷却系统结构。在对置活塞发动机中，燃烧将热负荷集中在中心带处，并且空气在扫气期间的单向流动导致热从中心带朝向汽缸的端部的不对称分布。也就是说，当中心带是汽缸的最热部分时，汽缸的排气端比进气端更热。这种不对称热负荷引起汽缸的纵向以及周向扭曲。汽缸的扭曲导致活塞与汽缸孔之间的摩擦增加、缸孔的划伤以及发动机耐久性的降低。

中心带中的高度集中的热引起对发动机使用寿命的另一威胁。当燃烧发生时，对置活塞（未示出）经过上止点（TDC）位置。在活塞TDC之后，它们反向，并且响应于燃烧的压力而开始远离彼此地移动。随着反向开始，燃烧引起中心带中压力的突然升高，其将每个活塞环牢固地抵靠在叠覆于中心带的缸孔表面区域（“顶环反向区域”）。环与缸孔之间的摩擦的峰值会引起缸孔表面磨损的增加。因此，对于发动机耐久性而言重要的是，顶环反向区域中润滑油膜被保持在由中心带承担的热负荷的面内。

用于二冲程对置活塞发动机的简单的冷却结构包括液体冷却剂在其内沿汽缸侧壁在轴向方向上从靠近进气端口的入口流至靠近排气端口的出口的套。例如，在US6,182,619中所描述的汽缸套冷却结构中，液体冷却剂在汽缸外壳的外表面之上沿从进气端到排气端的方向流动。然而，这种结构产生在汽缸外壳周围的纵向以及周向的不均衡冷却。

通过在中心带附近引入冷却剂并提供自中心带朝向汽缸的任一端输送冷却剂的装置，已经在用于对置活塞发动机的带气门汽缸中实现了改善的热响应。参见US20100212613的图3E，其中冷却剂流入到中心带中的汽缸侧壁的一部分的外表面上的周向凹槽内，以及朝向汽缸结构的进气和排气端流过在中心凹槽的任一侧上并且与中心凹槽流体连通的纵向凹槽。US2009/0293820的图11A和图11B示出了在汽缸衬套的侧壁中包括三组凹槽的汽缸冷却结构。一组凹槽沿汽缸衬套的中心圆周的方向延伸。分开的成组凹槽自中心一组凹槽的任一侧朝向各自的端口纵向延伸。被布置在中心带上的套筒为每组凹槽提供分开的输入口。

在这两种结构的中心带中，存在用于喷射器的周向凹槽和开口，其显著地削弱中心带处的汽缸结构完整性并且导致汽缸可靠性和耐久性问题。另外，冷却剂表面流动的传热系数受冷却剂流动速度以及局部的几何形状限制，因此实际上限制了中心带的冷却能力。这会引起中心带处汽缸结构的温度超过汽缸材料的设计极限，导致引起排气漏气、汽缸上的应力集中以及环与汽缸孔过度磨损的过度衬套扭曲。

通过用于二冲程对置活塞发动机的汽缸冷却系统避免了这些问题，所述汽缸冷却系统将中心带的机械增强与中心带的冲击冷却、中心带与端口之间的部分侧壁的流动冷却以及端口附近的部分侧壁的储存器冷却相结合。

这种冷却系统的一个目的是减少汽缸纵向以及周向尺寸的热变化，以便维持其线性和圆状。理想地，这个目的通过与在发动机运转期间汽缸受到热负荷的不对称方式相反的不对称方式冷却汽缸而实现。

目的是通过增强中心带区域提供这种冷却同时维持汽缸的结构完整性。在一个优选示例中，通过消除中心带中的周向定向的凹槽来维持汽缸的结构完整性。

另一目的是限制环反向区域中的汽缸的温度，以便防止或减轻润滑油膜的粘度损失和蒸发。这个目的通过将液体的冲击射流引导到中心带中或附近的侧壁而实现，其中活塞环遭受最高水平的热和缸孔扭曲。

目的是提供中心带的这种增强和冷却，同时降低并且均衡沿着汽缸的整个冲程长度以及缸孔圆周周围的壁温和扭曲，以便增加汽缸衬套以及活塞环的可靠性和持久性。

发明内容

汽缸冷却系统供应冲击在中心带中或附近的汽缸侧壁上的液体冷却剂射流。优选地，射流沿汽缸的径向方向行进至侧壁。由此液体冷却剂的相应部分自中心带朝向汽缸结构的排气和进气端口被引入撞向侧壁与侧壁流动地接触。这通过将冲击冷却射流聚集在这种高热集中区域，且同时还提供液体冷却剂以便沿端口方向冷却侧壁，从而最大化对中心带的冷却效果。

在中心带中没有周向延伸的凹槽的情况下向中心带递送液体冷却剂，由此在汽缸的完整性方面消除一个缺陷。另外，通过在中心部分环绕燃烧室的环形构件来机械地增强中心带处的汽缸结构。在一些方面，环形构件在汽缸侧壁的内部；在另一些方面，它被布置在侧壁的外表面上。

液体冷却剂自中心带朝向汽缸的排气和进气端口与侧壁接触地输送通过进给通道。液体冷却剂自流动通道流入位于排气和进气端口附近的相应储存器内。储存器与端口附近的侧壁区段接触地累积液体冷却剂，以便在中心带与端口桥（其邻接端口处）之间的位置处维持缸孔的圆状。液体冷却剂循环离开储存器，以便被冷却以及被重新引入到冷却机构内。

在一些实施例中，冷却系统包括围绕中心带的至少一种多个冲击射流端口。优选地，射流端口以沿中心带的周向方向延伸的一个或更多个系列被布置。例如，多个射流端口围绕中心带以环形进行布置，该中心带与一个或更多个喷射器端口对齐。在另一示例中，多个射流端口以第一环形和第二环形被布置，其中第一和第二环形沿在中心带内的周向肋的相应侧被布置，该中心带包括一个或更多个喷射器端口。

用于对置活塞发动机的汽缸冷却结构包括具有侧壁、通过侧壁开口的排气和进气端口、缸孔以及多个进给通道的汽缸衬套，其中所述进给通道由从汽缸的中心带朝向排气和进气端口的侧壁形成并沿该侧壁延伸。覆盖侧壁的套筒包括多个冲击射流端口，其被布置成围绕中心带延伸的至少一个系列并且其与多个进给通道流体连通。套筒还包括具有间隔开的环形槽的内表面，环形槽与侧壁一起限定了端口附近的液体冷却剂储存器，其与进给通道流体连通。优选地，通过排气端口的桥的通道具有与邻近排气端口的冷却剂储存器流体连通的第一端和通过汽缸的排气端的一部分打开的第二端。套筒包括增强在中心带中的侧壁的环形构件。

在一个实施例中，冷却机构包括多个冲击射流端口，其被设置成围绕中心带、优选地沿中心带的周向方向延伸的一个系列。在一些方面，多个射流端口围绕中心带以环形布置，对齐于与一个或更多个喷射器端口对齐的汽缸的圆周。每个射流端口打开到沿汽缸侧壁在排气与进气端口之间延伸的进给通道。进给通道的第一端打开到邻近排气端口的围绕汽缸衬套沿周向方向延伸的第一储存器。进给通道的第二端打开到邻近进气端口的围绕汽缸衬套沿周向方向延伸的第二储存器。一个或更多个循环通道自第一储存器延伸至第二储存器。冲撞汽缸衬套的中心带中的侧壁表面的液体冷却剂射流被重新引导到将液体冷却剂输送至第一和第二储存器的进给通道内。在第二储存器中收集的液体冷却剂经由循环通道输送至第一储存器。液体冷却剂被循环离开至少第一储存器，以便被冷却，以及被重新引入到冷却机构内。在一些方面，端口通道被提供为通过排气端口中的桥，用于来自第一储存器的液体冷却剂经过排气端口。具有凸起的中心过道的材料的环形带被安放在与冲击射流和喷射器端口的圆周对齐的汽缸孔中。

在第二实施例中，冷却机构包括多个射流端口，其被设置成围绕中心带延伸的在具有一个或更多个喷射器端口的侧壁的环形构件的任一侧上的系列。优选地，每个系列沿汽缸衬套的周向方向延伸。第一射流端口开放到沿汽缸壁在环形构件与排气端口之间延伸的第一进给通道。第二射流端口开放到沿汽缸壁在环形构件与排气端口之间延伸的第二进给通道。第一进给通道开放到邻近排气端口的沿周向方向围绕汽缸衬套延伸的第一储存器。第二进给通道开放到邻近进气端口的沿周向方向围绕汽缸衬套延伸的第二储存器。撞击汽缸套的中心带中的侧壁表面的液体冷却剂射流被重新引导到将液体冷却剂输送至第一或第二储存器的进给通道内。液体冷却剂被循环离开第一和第二储存器，以便被冷却以及被重新引入到冷却机构内。在一些方面，端口通道被提供为通过排气端口中的桥，用于来自第一储存器的液体冷却剂经过排气端口。

附图说明

图1是装有第一冲击冷却结构的对置活塞发动机的汽缸的局部剖视立体图；

图2是图1的汽缸的分解立体图；

图3是图1的单个汽缸的侧视图；

图4是描述了图1的汽缸上的液体冷却剂流动的图解；

图5是描述了冷却对置活塞发动机的汽缸的方法的图解，将图1的汽缸用作示例性示例；

图6是装有第二冲击冷却结构的对置活塞发动机的汽缸的局部剖视立体图；

图7是图6的汽缸的分解立体图。

具体实施方式

如在图1和3中所见，对置活塞发动机的汽缸组件10具有侧壁11、缸孔12以及纵向分开的排气和进气端口13和14。每个端口均由一个或更多个开口系列组成，所述开口通过衬套且由侧壁的实心区段分开。这些实心区段被称为“桥”。汽缸的中心带是围绕发生燃烧的缸孔空间的侧壁的环形部分；它占据了大体被布置在排气和进气端口之间的中间的汽缸区域。中心带20在图3中由虚线表示，但这仅用于图示说明，并不是意图指出汽缸的不连续的以及准确标注尺寸的元件。

由于被中心带围绕的空间中的燃烧，对置活塞发动机的热负荷高度地集中在汽缸组件的该部分中。期望地，通过用于在其内输送液体冷却剂的一个或更多个周向定向的凹槽的缺失来维持汽缸组件的结构完整性。而且，通过提供被布置在中心带中并且用于增强中心带的环形增强构件来提高汽缸的结构完整性。期望地，通过使用通过汽缸衬套侧壁中的射流端口喷射的液体冷却剂射流对中心带进行冲击冷却来限制中心带中的缸孔表面的温度。冲击射流、用于递送冷却剂到侧壁的多个通道和邻近汽缸端口的储存器的结合确保了那些区域被适度冷却，从而实现整个汽缸组件的基本一致的温度分布。

第一实施例：在图1-4中图示说明的第一实施例中，随着朝向中心带喷射的射流撞击汽缸侧壁，它们被重新引导至沿汽缸衬套的轴向方向延伸的成组冷却剂通道内。一组冷却剂通道将液体冷却剂输送至邻近排气端口的排气冷却剂储存器，并且输送至邻近进气端口的进气冷却剂储存器。液体冷却剂通过旁通孔离开排气冷却剂储存器。通过一组循环通道将在进气冷却剂储存器中收集的液体冷却剂输送至排气储存器。通过中心带开放到汽缸孔的一个或更多个端口被提供用于安装燃料喷射器喷嘴；其他此类端口可以被提供用于安装传感器、制动阀和/或需要通达到缸孔的其他机构。邻近至少一个喷射器端口的另一组射流端口与仅将液体冷却剂输送至排气和进气冷却剂储存器中的一个或另一个的另一组冷却剂通道流体连通。通过延伸通过排气端口桥的通道将液体冷却剂从排气冷却剂储存器输送至排气歧管冷却套。

参照图1和图2，对置活塞发动机汽缸组件10包括三个元件：排气区段10E、进气区段10I和套筒10S。排气区段10E是通过铸造和/或机加工而形成的圆柱形件，其包括其内形成排气端口13的开口的后部。在后部的前面，排气区段10E的外直径减小，以便限定侧壁区段11e，并且在排气区段10E的前端25处再次减小。类似地，进气区段10I是通过铸造和/或机加工而形成的圆柱形件，其包括在其内形成进气端口14的后部。在该后部的前面，进气区段10I的外直径减小，以便限定侧壁区段11i，并且在进气区段10I的前端27处再次减小。汽缸套筒10S是通过铸造和/或机加工而形成的圆柱形件，其包括外和内表面29和31。多个冲击射流端口33被设置成沿套筒10S的圆周方向延伸的系列。通过从外表面29到内表面31钻过套筒10S而形成射流端口33。优选地，射流端口的中心线与套筒10S的半径对齐。通过沿套筒10S的径向方向钻孔而形成与射流端口33在相同圆周上的至少一个喷射器端口35。如在图1中最佳所见，每个喷射器端口包括具有用于密封与固定的扩口颈圈的凸起36。套筒10S的内表面31具有其内形成一系列纵向肋37的中心部分。肋37之间的空间构成了开放的进给通道38，其将在下文中进一步描述。在中心部分的外侧，在内表面31的每一端处，套筒10S的内直径增加，由此形成间隔开的环形槽39e和39i，其限定了在汽缸组件10的侧壁上的相应液体冷却剂储存器。环形增强构件由具有凸起的中心过道42的材料环41组成。环41安放在内表面31上与冲击射流和喷射器端口33和35圆周对齐。环41由与元件10E、10I和10S相同的材料或与其相容的材料组成。依据图1和图2，在与喷射器端口35同心的位置处钻出环41。

依据图1-3，通过将侧壁区段10E和10I的11e和11i插入到套筒10S的相应端内从而使前部25和27抵靠在凸起的中心过道42的侧面上且金属密封环44e和44i密封其间的空间，来组装汽缸10。区段10E和10I与套筒10S可以通过压配合、过盈配合、收缩配合、焊接以及钎焊或其任何等同物中的一个或更多个而被连结在一起。这种结构允许液体冷却剂应用于汽缸组件，同时密封缸孔12以及有待安装燃料喷射器喷嘴、传感器、制动阀和/或需要通达到缸孔的其他机构的一个或更多个端口。另外，环绕汽缸的燃烧空间的环41在点火发生时接收燃烧压力。它增强了汽缸的中心带，包括安装有燃料喷射器喷嘴、传感器、制动阀和/或其他机构的端口。

汽缸组件的元件可以由诸如铸铁、铝、青铜和/或其他等同材料的金属材料制成。汽缸结构的多件式结构允许能够使材料特性与运转要求匹配的组合。例如，排气和进气区段10E和10I能够由具有良好的摩擦学性能的材料制成，而套筒能够由具有良好的高温性能的材料制成。

依据图1，当如上所述组装汽缸10时，间隔开的环形槽39e和39i限定在侧壁11上分别邻近排气和进气端口13和14的相应液体冷却剂储存器50e和50i。第一储存器50e是恰好在排气端口13内侧的环形空间，而第二液体储存器50i是恰好在进气端口14内侧的环形空间。开放的进给通道38被侧壁区段11e、11s和11i覆盖，以便限定连续的进给通道，其具有与冷却剂储存器50e流体连通的第一端和与冷却剂储存器50i流体连通的第二端。如在图1中最佳所见，每个冲击射流端口33与相应一个进给通道38流体连通。依据图1和图2，钻取通过排气端口13的桥，从而形成通道52，其具有与冷却剂储存器50e流体连通的第一端和带有邻近汽缸10的排气端的开口54的第二端。通过在套筒10S中径向钻孔而形成的多个液体冷却剂旁通端口56与第一冷却剂储存器50e流体连通。套筒10S还包括循环通道58，其通过在肋37中纵向钻孔而形成，且其具有分别与冷却剂储存器50e和50i流体连通的第一和第二端。

参照图4，通过在压力下在每个冲击射流端口24中提供液体冷却剂使冲击冷却系统运转。在端口33中形成的液体冷却剂的高速射流径向地行进到汽缸组件10内，在此它们撞击侧壁11。由此被引入汽缸组件10的液体冷却剂在进给通道38中流动通过其第一和第二端并且流入到冷却剂储存器50e和50i内。在冷却剂储存器50i中收集的液体冷却剂通过循环通道58循环回到冷却剂储存器50e。自冷却剂储存器50e，液体冷却剂可以流过排气端口13中的桥通道52，或流出旁通端口56。提供旁通端口，以用于调节冷却剂储存器50e中的压力的目的，从而控制递送至汽缸组件的排气端的冷却程度。就这一点而言，如果流过排气桥的液体冷却剂超过适合于当前发动机工况的水平，则缸孔12的排气端会被过度冷却，从而导致比在缸孔的进气端处更小的直径横截面。为了防止或减轻这种情况，通过旁通端口56的流出量可以被设定为减少通过排气端口桥的液体冷却剂的流量的水平。在制造以及组装过程中通过适当地设置旁通端口的尺寸，通过旁通端口56的液体冷却剂的流出量可以被设定为恒定的；或其可以通过响应于发动机工况的受控配气设置而被动态地设定和改变。

在一些方面，希望提供邻近喷射器端口的额外的冷却能力，以便耗散在中心带中的由于与例如喷射器端口相关联的结构不连续而产生的局部热点。就这一点而言，参照图1和图2，辅助的射流端口60被形成在套筒10S中，位于固定有凸起36的喷射器端口的侧面。从中心带延伸至冷却剂储存器50e和50i中的一个或另一个的辅助进给通道62被形成在套筒的内表面31上。

依据图2和图5，对置活塞发动机包括至少一个带端口的汽缸（ported cylinder），在所述汽缸的缸孔中布置有一对活塞以用于相对的滑动运动。发动机包括一个或更多个液体冷却剂储存器、泵组件和分配网络，以便在发动机运转期间将加压的液体冷却剂输送至带气门汽缸以及自带气门汽缸输送加压的液体冷却剂。将汽缸组件10用作示例性示例，发动机中的汽缸冷却的方法包括步骤70，其中加压的液体冷却剂进入冲击射流端口24。在72处，液体冷却剂射流撞击汽缸的侧壁。在74处，由此施加于侧壁的冷却剂沿进给通道38中的侧壁被输送。在76处，进给通道中的液体冷却剂沿侧壁被输送至邻近排气端口的排气储存器50e；在78处，进给通道中的液体冷却剂沿侧壁被输送至邻近进气端口的进气储存器50i。液体冷却剂聚积在排气和进气储存器中，从而液体冷却剂的环形集中，这缓解了在缸孔的结构连续性被端口桥所打断的位置处的热应力。在79处，在进气储存器中聚积的液体冷却剂沿侧壁通过循环通道58从进气储存器50i输送至排气储存器50e。在80处，在排气储存器中聚积的液体冷却剂被输送通过排气端口的桥并且离开汽缸。在82处，在排气储存器中聚积的液体冷却剂被输送通过旁通端口56，以便调整作用在被输送至且通过排气端口桥的液体冷却剂上的流体压力。在冷却方法的一些方面，离开汽缸的液体冷却剂被输送至排气歧管冷却剂通道（不可见），以用于冷却以及再循环。在冷却方法的另一些方面，在84处，液体冷却剂的冲击射流通过辅助液体冷却剂射流端口毗邻一个或更多个喷射器端口被引入，并且沿侧壁通过辅助通道62被输送至排气和进气储存器50e和50i。

第二实施例：在图6-7中图示说明的第二实施例中，汽缸结构包括作为中心肋被构造在侧壁上的环形增强构件，其一般位于中心带的正中并且其沿侧壁的圆周方向延伸。优选地，中心肋是连续并且不断开的/完整的。中心肋具有第一和第二侧，相应的第一和第二组进给通道沿侧壁自该第一和第二侧朝向排气和进气端口延伸。相应圆周阵列的冲击射流端口与第一和第二组进给通道流体连通。与第一组进给通道流体连通的排气冷却剂储存器被布置在邻近排气端口的侧壁上，而与第二组进给通道流体连通的进气冷却剂储存器被布置在邻近进气端口的侧壁上。延伸通过排气端口的桥的桥通道具有开放到排气冷却剂储存器的第一端，并且具有通过缸套的排气端部分开放的第二端。离开端口被提供用于排气和进气冷却剂储存器。

参照图6和图7，对置活塞发动机汽缸组件100包括两个铸造和/或机加工的元件：衬套区段100L和套筒10S。衬套区段100L是通过铸造和/或机加工而形成的圆柱形件，其包括侧壁111、其中形成排气端口113的开口的排气区段、其中形成进气端口114的开口的进气区段以及其间的中心区段115。在中心区段中，侧壁111被形成为包括构成中心肋120的环形增强构件。中心肋120一般被设置在中心带的正中处，并且沿区段的圆周方向分格衬套区段100L。中心肋120的形状容纳一个或更多个端口122，其开放通过中心带到汽缸孔内，并且用于安装燃料喷射器喷嘴；其他此类端口可以被提供用于安装传感器、制动阀和/或需要通达到缸孔的其他机构。第一系列肋137由中心肋120的一侧形成。肋137之间的空间构成第一组开放进给通道138。开放进给通道138具有在中心肋120的一侧上的第一端和开放到衬套区段100L上的邻近排气端口113的凹槽139内的第二端。第二系列肋142由中心肋120的一侧形成。肋142之间的空间构成第二组开放进给通道143。开放进给通道143具有在中心肋120的另一侧上的第一端和开放到衬套区段100L上的邻近进气端口114的环形凹槽145内的第二端。环形凹槽145的外侧壁146过渡到具有表面部分147的衬套部分。

仍参照图6-7，汽缸套筒100S是通过铸造和/或机加工而形成的圆柱形件，其包括外和内表面150和151。以沿套筒100S的圆周方向延伸的第一系列布置多个第一冲击射流端口153。以沿套筒100S的圆周方向延伸的第一系列布置多个第二冲击射流端口155。射流端口153和155通过从外表面150到内表面151钻取通过套筒100S而形成。优选地，射流端口的中心线与套筒100S的半径对齐。通过沿套筒100S的径向方向钻孔而形成位于居中在第一与第二射流端口系列的圆周之间的圆周上的至少一个喷射器端口孔157。靠近内表面151的相应端形成间隔开的周向凹槽159和161。凹槽161的外侧面过渡到环形对齐凸缘163。

进一步参照图6-7，通过将套筒100S套在衬套区段100L的排气端上，组装汽缸100，以便使对齐凸缘61抵靠在衬套区段100L上的凹槽145的外侧壁146。随着套筒旋转以致第一系列射流端口153与进给通道138的第一端对齐、使第二系列射流端口与进给通道143的第一端对齐以及使孔157与端口122对齐，套筒100S与衬套区段100L可以通过压配合、过盈配合、收缩配合、焊接以及钎焊或其任何等同物中的一个或更多个而被连结在一起。这种结构允许液体冷却剂被施加于汽缸组件，同时密封缸孔以及需要安装燃料喷射器喷嘴、传感器、制动阀和/或需要通达到缸孔的其他机构的一个或更多个端口。另外，点火发生时，给汽缸的中心区段分格的中心肋120接收燃烧压力。它增强了汽缸的中心带，包括安装有喷射器喷嘴、传感器、制动阀和/或其他机构的端口。

汽缸组件的元件可以由诸如铸铁、铝、青铜和/或其他等同材料的金属材料制成。汽缸结构的多件式构造允许能够使材料特性与运转要求匹配的组合。例如，衬套区段100L能够由具有良好的摩擦学性能的材料制成，而套筒100S能够由具有良好的高温性能的材料制成。

依据图6和图7，当如上所述组装汽缸100时，对置环形凹槽139和159限定了邻近排气端口113的第一冷却剂储存器170e，而对置环形凹槽143和161限定了邻近进气端口114的第二冷却剂储存器170i。第一储存器10e是恰好在排气端口113内侧的环形空间，而第二液体储存器170i是恰好在进气端口114内侧的环形空间。开放的进给通道138和143被套筒内表面151覆盖，以便限定连续的进给通道，其具有在中心肋120的相应侧上的第一端和相应地与冷却剂储存器170e和170i流体连通的第二端。如在图7中最佳所见，冲击射流端口153中的每一个与进给通道138中的一个的相应第一端流体连通，而冲击射流端口155中的每一个与进给通道143中的一个的相应第一端流体连通。依据图6和图7，钻取通过排气端口113的桥，从而形成通道182，其具有与冷却剂储存器170e流体连通的第一端和带有邻近汽缸100的排气端的开口184的第二端。

参照图6和图7，通过在压力下在冲击射流端口153和155中的每一个中提供液体冷却剂使冲击冷却系统运转。在端口153中形成的液体射流径向地行进到汽缸组件110内，在此它们撞击侧壁111。由此被引入汽缸组件100内的液体冷却剂在进给通道138中流动，从其第一端流至第二端，并且流入到冷却剂储存器170e内。在端口155中形成的液体射流径向地行进到汽缸组件110内，在此它们撞击侧壁111。由此被引入汽缸组件100内的液体冷却剂在进给通道143中流动，从其第一端流至第二端，并且流入到冷却剂储存器170i内。自冷却剂储存器170e，液体冷却剂能够流过排气端口113中的桥通道182，或流出旁通端口190。提供旁通端口以用于调节冷却剂储存器170e中的压力的目的，以便控制被递送至汽缸组件的排气端的冷却程度。就这一点而言，如果流过排气桥的液体冷却剂的量超过适合于当前发动机工况的水平，则缸孔112的排气端会被过度冷却，从而导致比在缸孔的进气端处更小的直径横截面。为了防止或减轻这种情况，通过旁通端口190的流出量能够被设定为降低通过排气端口桥的液体冷却剂的流量的水平。在制造以及组装过程中通过适当地设置旁通端口的尺寸，通过旁通端口190的液体冷却剂的流出量可以被设定为恒定速率；或其可以响应于发动机工况通过受控配气设置而被动态地设定和改变。在冷却剂储存器170i中收集的液体冷却剂通过离开端口192流出。

在一些方面，希望邻近喷射器端口提供额外的冷却能力，以便耗散掉中心带中的由于与例如喷射器端口相关的结构不连续而发生的局部热点。就这一点而言，参照图6-7，辅助射流端口195被形成在套筒100S中，位于喷射器端口孔157的侧面。从中心肋120延伸至冷却剂储存器170e和170i中的一个或另一个的辅助进给通道194被形成在缸套区段100L的侧壁上。

将汽缸组件100用作示例性示例，对置发动机中的汽缸冷却的方法包括，通过两个系列的冲击射流端口153和155提供加压的液体冷却剂。自这些射流端口出来的液体冷却剂射流撞击汽缸衬套的侧壁；在这种情况下，是撞击在进给通道138和143的第一端处。由此施加于侧壁的冷却剂在进给通道138和143中沿侧壁被输送。进给通道138中的液体冷却剂沿侧壁被输送至邻近排气端口的排气储存器170e，并且聚积于此。进给通道143中的液体冷却剂沿侧壁被输送至邻近进气端口的进气储存器170i，并且聚积于此。在排气储存器170e中聚积的液体冷却剂被输送通过排气端口113的桥，离开汽缸。在排气储存器170e中聚积的液体冷却剂还被输送通过旁通端口190，以便调整作用于被输送至以及通过排气端口桥的液体冷却剂的流体压力。在进气储存器170i中聚积的液体冷却剂经由离开端口192离开汽缸。在冷却方法的一些方面，离开汽缸的液体冷却剂被输送至排气歧管冷却剂通道（不可见），以用于冷却以及再循环。在冷却方法的另一些方面，液体冷却剂的冲击射流通过195处的辅助液体冷却剂射流端口毗邻一个或更多个喷射器端口被引入，并且沿侧壁通过辅助通道194被输送至排气和进气储存器170e和170i。

尽管已经参照多个实施例描述了新颖的结构与方法，但应当理解，在不背离基本原则的情况下可以进行各种更改。

Claims (15)

1.一种用于对置活塞发动机的汽缸构造，所述汽缸构造包括具有侧壁(11、111)、通过所述侧壁开放的纵向间隔开的排气端口(13、113)和进气端口(14、114)、缸孔(12、112)以及沿所述侧壁自所述汽缸的中心带(20、120)朝向所述排气端口和所述进气端口延伸的多个进给通道(38、138)的汽缸衬套，其中覆盖所述侧壁的套筒(10S、100S)包括：

多个冲击射流端口(33；153、155)，其以围绕所述中心带延伸的至少一个系列被布置，并且其与所述多个进给通道流体连通；以及，

内表面，其具有间隔开的环形槽(39e、39i；159、161)，所述环形槽限定在所述侧壁上的液体冷却剂储存器(50e、50i；170e、170i)，所述液体冷却剂储存器与所述进给通道流体连通。

2.根据权利要求1所述的用于对置活塞发动机的汽缸构造，其还包括环形构件(41、120)，所述环形构件被布置在所述衬套与所述套筒之间以便增强所述中心带。

3.根据权利要求2所述的用于对置活塞发动机的汽缸构造，其中所述液体冷却剂储存器包括邻近所述排气端口的第一冷却剂储存器(50e、170e)和邻近所述进气端口的第二冷却剂储存器(50i、170i)，所述排气端口包括多个桥，并且所述汽缸还包括通过所述桥的通道(52、182)，通过所述桥的通道具有与第一冷却剂储存器(50e、170e)流体连通的第一端和带有邻近所述汽缸的排气端的开口(54、184)的第二端。

4.根据权利要求3所述的用于对置活塞发动机的汽缸构造，其中所述套筒还包括与所述第一冷却剂储存器流体连通的多个液体冷却剂离开端口(56、190)。

5.根据权利要求4所述的用于对置活塞发动机的汽缸构造，其中所述至少一个系列的冲击射流端口包括，沿与喷射器端口(36)对齐的衬套圆周的一系列冲击射流端口(33)。

6.根据权利要求5所述的用于对置活塞发动机的汽缸构造，其中所述内表面包括由所述侧壁覆盖的开放的进给通道(38)。

7.根据权利要求6所述的用于对置活塞发动机的汽缸构造，其中所述套筒还包括与所述第一和第二冷却剂储存器流体连通的循环通道(58)。

8.根据权利要求5所述的用于对置活塞发动机的汽缸构造，其中所述环形构件由被布置在所述套筒的所述内表面上并且遵循所述衬套圆周(41、42)的材料环构成。

9.根据权利要求4所述的用于对置活塞发动机的汽缸构造，其中所述至少一个系列的冲击射流端口包括，遵循相应衬套圆周的间隔开的成系列的冲击射流端口(153、155)。

10.根据权利要求9所述的用于对置活塞发动机的汽缸构造，其中所述侧壁包括具有由所述套筒覆盖的开放的进给通道(138)形式的外表面。

11.根据权利要求10所述的用于对置活塞发动机的汽缸构造，其中所述套筒还包括与所述第二冷却剂储存器流体连通的液体冷却剂离开端口(192)。

12.根据权利要求9所述的用于对置活塞发动机的汽缸构造，其中所述环形构件由在所述侧壁上且被设置在相应衬套圆周之间的完整的周向肋(120)构成。

13.一种具有根据权利要求1所述的汽缸构造的汽缸，其中：

所述冲击射流端口(33)以围绕所述中心带的周向系列被布置；

所述液体冷却剂储存器包括被布置为毗邻所述侧壁与所述排气端口(13)相邻的排气冷却剂储存器(50e)；

所述液体冷却剂储存器包括被布置为毗邻所述侧壁与所述进气端口(14)相邻的进气冷却剂储存器(50i)；

所述进给通道包括循环通道，其沿所述侧壁延伸并且具有开放到所述进气冷却剂储存器(50i)的第一端和开放到所述排气冷却剂储存器(50e)的第二端；

延伸通过所述排气端口(13)的桥的桥通道(52)，其具有开放到所述排气冷却剂储存器(50e)的第一端和通过所述汽缸的排气端部分(10e)开放的第二端；以及

所述侧壁中的材料环增强所述中心带(41、42)。

14.一种具有根据权利要求1所述的汽缸构造的汽缸，其中：

所述侧壁中的周向肋(120)增强所述衬套的中心带；

第一组进给通道(138)沿所述侧壁自所述周向肋的第一侧朝向所述排气端口(113)延伸；

第二组进给通道(143)沿所述侧壁自所述周向肋的第二侧朝向所述进气端口(114)延伸；

第一冲击射流端口(153)被布置成沿所述第一侧与所述第一组进给通道流体连通的第一周向系列；

第二冲击射流端口(155)被布置成沿所述第二侧与所述第二组进给通道流体连通的第二周向系列；

所述液体冷却剂储存器包括排气冷却剂储存器(170e)，其被布置为毗邻所述侧壁邻近所述排气端口；

所述液体冷却剂储存器包括进气冷却剂储存器(170i)，其被布置为毗邻所述侧壁邻近所述进气端口；以及，

延伸通过所述排气端口的桥的桥通道(182)具有开放到所述排气冷却剂储存器(170e)的第一端和通过所述汽缸的排气端部分开放的第二端。

15.一种冷却对置活塞发动机的汽缸的方法，所述汽缸利用根据权利要求1-12中任一项所述的汽缸构造或利用根据权利要求13-14中任一项所述的汽缸，所述方法包括：

利用多个液体冷却剂射流撞击所述侧壁，其中所述多个液体冷却剂射流被布置成沿所述侧壁的圆周在所述中心带中的至少一个系列；

沿所述侧壁在所述排气端口和所述进气端口的方向上从所述中心带输送所述液体冷却剂；

围绕靠近所述排气端口的侧壁聚积被输送的液体；

围绕靠近所述进气端口的侧壁聚积被输送的液体；

输送被聚积的液体冷却剂通过所述排气端口的桥；以及

输送被聚积的液体冷却剂离开所述汽缸。