CN104454220A - 气缸盖和包括这种气缸盖的内燃机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种气缸盖，该气缸盖具有用于点火装置、特别是火花塞的螺纹(2)并且具有冷却循环系统(3)，该冷却循环系统具有至少一个冷却腔(4)，其中，通过输送冷却介质通过冷却循环系统(3)，气缸盖在运行中能被冷却，其中，在冷却循环系统(3)中设有一个另外的冷却腔(5)，该另外的冷却腔具有内壁体(6)和基本上与该内壁体(6)相对置的入口(7)，以及通过入口(7)进入的冷却介质流(J1)通过内壁体(6)能这样偏转，使得冷却介质流(J1)至少部分地围绕螺纹(2)。本发明还涉及一种包括该气缸盖的内燃机。

Description

气缸盖和包括这种气缸盖的内燃机
技术领域
本发明涉及一种具有权利要求1前序部分所述特征的气缸盖和一种包括这样的气缸盖的内燃机。
背景技术
因为气缸盖的火花塞螺纹是比较靠近于在内燃机中通过点火而出现几个最高温度的区域，所以火花塞螺纹受到比较强烈的热负荷。因为此外与周围的结构相比该火花塞螺纹还构造得部分很精细，所以可能产生对火花塞螺纹进行冷却的必要性。这对于带有预燃室系统的燃气发动机尤其适用，在该燃气发动机中能良好点燃的燃料-空气混合物被燃烧用来点燃主燃烧室中非常稀薄的燃料空气混合物。
在现有技术中有不同的文献涉及该问题。首先要举出DE699 26065T2。通过大的冷却腔的扩大部连同该扩大部的特定造型来尝试，使冷却介质靠近火花塞螺纹。在这里不利的是，在火花塞螺纹附近不能构成定向的流动。火花塞螺纹的冷却效果在该文献中也是受限制的，因为被加热的冷却介质的导出只通过对流和类似的过程进行。类似内容适用于EP1 128 034A2。
另一种用来冷却火花塞螺纹的方案来源于WO2011/041805A1。在那里建议，安设单独的冷却循环系统，该冷却循环系统只设定用来冷却火花塞和特别是火花塞螺纹。由此甚至可能的是，使用为了冷却火花塞螺纹的特定目的更加适合的冷却介质——例如油。但这是非常耗费的解决方案，一方面因为它要求与气缸盖的其余冷却循环系统分开的泵和另一方面因为附加的冷却循环系统必须几乎完全安设在火花塞套中。假如也要在火花塞螺纹附近构成定向的流动，这同样引起用于在火花塞套中安设冷却通道的显著的制造花费。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种气缸盖以及一种包括这种气缸盖的内燃机，该气缸盖和内燃机允许在适度的制作费用情况下有效地冷却火花塞螺纹。
该目的通过一种具有权利要求1所述特征的气缸盖以及通过一种包括这种气缸盖的内燃机来达到。
这是如此来实现的，即，在冷却循环系统中设有一个另外的冷却腔，该另外的冷却腔具有内壁体和基本上与该内壁体相对置的入口，其中，通过入口进入的冷却介质流通过内壁体能这样偏转，使得冷却介质流至少部分地围绕螺纹引导。
特别是本发明的一部分在于，所述另外的冷却腔是本就存在的用来冷却气缸盖的冷却循环系统的一部分，也就是说，冷却是在通常的运行中基本上通过气缸盖的冷却循环系统得到的。
本发明的一个另外的方面在于，设有一个另外的、包围螺纹的冷却腔，在该另外的冷却腔中诱发定向的强制流动。
本发明的其他的有利的实施形式在诸从属权利要求中限定。
为了能实现对螺纹的尽可能均匀的或对称的冷却，可以设定，冷却介质流通过内壁体能分为两个支流，所述两个支流在相反的方向上至少部分地围绕螺纹。对称冷却的效果可以得以增强，方式为：冷却介质流通过所述另外的冷却腔的外壁体能这样偏转，使得该冷却介质流完全围绕螺纹。
对螺纹的尽可能对称的冷却可以是有利的，因为由过大的温差引起的热应力会导致裂纹和断裂。
可以这样达到简单地导出冷却介质，方式为：所述支流通过外壁体能这样偏转，使得所述支流合并成一个流出的冷却介质流；或者方式为：设有出口，用于从所述另外的冷却腔排出冷却介质流。
对于简单的制造可以有利的是，内壁体的和/或外壁体的几何结构基本上对应于气缸的周面。
已经描述的螺纹对称冷却的效果可以如此得到优化，方式为：所述另外的冷却腔构成为基本上环形的。
通过如下方式可以使所述另外的冷却腔进一步匹配于螺纹形状，即，所述另外的冷却腔具有基本上多边形的、优选基本上矩形的横截面。
对于特别简单的制造可以设定，所述另外的冷却腔通过嵌件的槽连同火花塞套构成，因为这允许比较简单地制造弯曲的、特别是环形的通道。
为了把所述另外的冷却腔连入冷却循环系统中，在火花塞套中设有至少一个孔，所述至少一个孔与入口和/或出口连接，由此可以避免火花塞套的复杂的或耗费的造型。
为了特别有效地冷却螺纹而可以设定，所述另外的冷却腔与螺纹的距离小于40mm、优选小于20mm和特别优选小于10mm。
附图说明
借助附图以及所属的附图描述可看出本发明的其他优点和细节。在附图中：
图1a示出按本发明的气缸盖在包含气缸轴线的平面中的剖视图；
图1b示出垂直于气缸轴线的示意的剖视图；
图2a示出另外的冷却腔在冷却循环系统中的示意的布局；及
图2b示出另外的冷却腔在冷却循环系统中的布局的另一实施形式。
具体实施方式
在图1a中可看到另外的冷却腔5。它通过嵌件10连同火花塞套12构成。在该实施形式中，嵌件10被压紧在火花塞套12与包含预燃室21的构件之间。
所述另外的冷却腔5具有在嵌件10的槽11中构成的内壁体6以及由火花塞套12构成的外壁体8。所述至少一个冷却腔4在这种情况中通过第一冷却腔15和第二冷却腔16构成，其中，第二冷却腔16示意地在图2a和2b中示出。所述至少一个冷却腔4与所述另外的冷却腔5的连接通过火花塞套12中的四个孔13进行。这四个孔是这样安设的，使其在火花塞套12的拆卸状态中能够容易地制造。
首先有两个纵向孔13a，其平行于气缸轴线X延伸并且分别建立在第一冷却腔15与第二冷却腔16之间的连接。两个斜孔13b创造入口7以及出口9并且将它们与前述的纵向孔13a连接。斜孔13b(关于气缸轴线X)的角度位置能够实现斜孔的制造，方式为：在嵌件10拆下的情况下火花塞套12的下面的开口对于钻头是可接近的。最后，借助堵塞14相应地中断纵向孔13a与第一冷却腔15或第二冷却腔16之间的连接。
因为在运行中在第一冷却腔15与第二冷却腔16之间存在压力差，所以形成进入另外的冷却腔9中的冷却介质流J1以及排出的冷却介质流J4。
在该实施形式中使用水作为冷却介质。但是这对于本发明不是重要的。
借助图1b更好地解释流动状况。该附图示意地示出另外的冷却腔5，该另外的冷却腔通过嵌件10和火花塞套12构成。此外示意地示出螺纹2。
通过内壁体6把进入的冷却介质流J1分为两个支流J2和J3，这些支流在相反的方向上流过另外的冷却腔5。外壁体8把支流J2和J3保持在基本上圆形的轨迹上并且将其汇集成一个排出的冷却介质流J4。
图2a示意地示出用于图1a和1b中的实施形式的整个冷却循环系统3。借助泵18将冷却介质流——在本情况中为水——输送通过冷却器19。冷却介质首先进入主冷却腔17中和然后进入第一冷却腔15中。冷却介质从那里在两条并联的路径上到达第二冷却腔16，其中，设有一个直接的连接和一个穿过另外的冷却腔5的连接。冷却介质从第二冷却腔16回到泵18。
在图2b中示出的实施形式与在图2a中示出的实施形式的区别在于，冷却介质在主冷却腔17之后被分开。一个支流直接通到第一冷却腔15，第二支流穿过另外的冷却腔5。
本发明不限于在这里示出的实施例。例如，本设计方案也可以在没有预燃室的气缸盖中使用。

Claims (14)

1.气缸盖，具有用于点火装置、特别是火花塞的螺纹(2)并且具有冷却循环系统(3)，该冷却循环系统具有至少一个冷却腔(4)，其中，通过输送冷却介质通过冷却循环系统(3)，气缸盖在运行中能被冷却，其特征在于，在冷却循环系统(3)中设有一个另外的冷却腔(5)，该另外的冷却腔具有内壁体(6)和基本上与该内壁体(6)相对置的入口(7)，其中，通过入口(7)进入的冷却介质流(J1)通过内壁体(6)能这样偏转，使得冷却介质流(J1)至少部分地围绕螺纹(2)。
2.按照权利要求1所述的气缸盖，其特征在于，冷却介质流(J1)通过内壁体(6)能分为两个支流(J2、J3)，所述两个支流在相反的方向上至少部分地围绕螺纹(2)。
3.按照权利要求1或2所述的气缸盖，其特征在于，冷却介质流(J1)通过所述另外的冷却腔(5)的外壁体(8)能这样偏转，使得该冷却介质流完全围绕螺纹(2)。
4.按照权利要求2和3所述的气缸盖，其特征在于，所述支流(J2、J3)通过外壁体(8)能这样偏转，使得所述支流合并成一个排出的冷却介质流(J4)。
5.按照权利要求1至4之一所述的气缸盖，其特征在于，设有出口(9)，用于从所述另外的冷却腔(5)排出冷却介质流(J1、J2、J3、J4)。
6.按照权利要求1至5之一所述的气缸盖，其特征在于，内壁体(6)的和/或外壁体(8)的几何结构基本上对应于气缸的周面。
7.按照权利要求1至6之一所述的气缸盖，其特征在于，所述另外的冷却腔(5)构成为基本上环形的。
8.按照权利要求1至7之一所述的气缸盖，其特征在于，所述另外的冷却腔(5)具有基本上多边形的、优选基本上矩形的横截面。
9.按照权利要求1至8之一所述的气缸盖，其特征在于，所述另外的冷却腔(5)通过嵌件(10)的槽(11)连同火花塞套(12)构成。
10.按照权利要求1至9之一所述的气缸盖，其特征在于，为了把所述另外的冷却腔(5)连入冷却循环系统(3)中，在火花塞套(12)中设有至少一个孔(13)，所述至少一个孔与入口(7)和/或出口(9)连接。
11.按照权利要求1至10之一所述的气缸盖，其特征在于，所述另外的冷却腔(5)与所述螺纹的距离小于40mm、优选小于20mm和特别优选小于10mm。
12.按照权利要求1至11之一所述的气缸盖，其特征在于，气缸盖具有第一冷却腔(15)和第二冷却腔(16)，其中，入口(7)与第一冷却腔(15)连接，而出口(9)与第二冷却腔(16)连接。
13.内燃机，包括按权利要求1至12之一所述的气缸盖。
14.按照权利要求13所述的内燃机，其特征在于，内燃机具有用于冷却发动机体的主冷却腔(17)，其中，入口(7)与主冷却腔(17)连接，而出口(9)与所述至少一个冷却腔(4)连接。
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