CN104736826A - 气缸盖的冷却结构 - Google Patents

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Abstract

一种气缸盖的冷却结构，在气缸盖的内部形成有：排气歧管(21)，具有多个分支部(211)及这些分支部(211)集合的集合部(212)；第一水套(22)及第二水套(23)，覆盖排气歧管(21)；多个连通路(25、26、28、29)，将第二水套(23)的冷却水向第一水套(22)供给；及冷却水出口(27)，使第一水套(22)与外部连通，多个连通路(25、26、28、29)包括最接近集合部(212)的第一连通路(28)和位于各水套(22、23)的下游侧端部的第二连通路(25)，第二连通路(25)的流路截面积(S2)设定为比第一连通路(28)的流路截面积(S1)小。

Description

气缸盖的冷却结构
技术领域
本公开涉及对内部形成有排气歧管的气缸盖进行冷却的冷却结构。
背景技术
近年来，内部形成有排气歧管的气缸盖逐渐实用化。在日本特开2010-275915号公报记载的气缸盖中，在排气歧管的上下设置将该排气歧管覆盖的上部水套及下部水套，利用在各水套中流动的冷却水对排气歧管进行冷却。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2010-275915号公报
发明内容
发明要解决的课题
然而，排气歧管的温度并不均匀。若通过水套对这样的排气歧管同样地进行冷却，则向成为低温的部位过度地供给冷却水，因此在成为高温的部位，冷却可能变得不充分。
用于解决课题的手段
本公开的目的是提供一种在内部形成有排气歧管的气缸盖中能够有效地对排气歧管的成为高温的部位进行冷却的气缸盖的冷却结构。
根据本公开的一方案，一种气缸盖的冷却结构，其中，在所述气缸盖的内部形成有：排气歧管，具有与各气缸的燃烧室分别连接的多个分支部及这些分支部集合的集合部；第一水套，位于所述排气歧管的上方，至少将所述集合部包括在内而覆盖所述排气歧管；第二水套，位于所述排气歧管的下方，至少将所述集合部包括在内而覆盖所述排气歧管；多个连通路，将所述第二水套的冷却水向所述第一水套供给；及冷却水出口，使所述第一水套与外部连通，所述气缸盖的冷却结构构成为，通过使所述各水套的冷却水沿所述各气缸的排列方向分别流动而从所述冷却水出口向外部导出所述各水套的冷却水，所述多个连通路包括：第一连通路，在冷却水的流动方向上位于比所述集合部靠上游侧处且最接近所述集合部；及第二连通路，位于所述各水套的下游侧端部，所述第二连通路的流路截面积设定为比所述第一连通路的流路截面积小。
由于从任一个分支部始终向排气歧管的集合部流入排气，因此排气歧管的集合部由于该排气的热量而容易变成高温。通常，排气歧管以其下游侧部分位于比上游侧部分靠下方处的方式弯曲，因此从燃烧室向排气歧管流入的排气容易与该内壁中的上方的部分接触。因此，排气歧管的上部与下部相比容易成为高温。即，在排气歧管中，集合部特别是其上部容易成为高温。
关于这一点，根据上述的结构，能够有效地冷却排气歧管中特别容易成为高温的集合部的上部。即，在上述结构中，向作为第二水套的下部水套流入的冷却水沿着气缸排列方向流动，冷却水的一部分向在第二水套的下游侧端部设置的第二连通路流入。并且，冷却水通过第二连通路向作为第一水套的上部水套流入，从设于第一水套的冷却水出口向外部导出。在此，第二连通路的流路截面积设定为比第一连通路的流路截面积小。因此，与未如此设定的情况相比，更多的冷却水通过第一连通路从第二水套向第一水套供给。其结果是，能够增大第一水套中覆盖集合部的上部的部分的冷却水的流量，能够有效地对集合部的上部进行冷却。
另外，如上所述，排气歧管的上部与下部相比容易成为高温。因此作为一方式，所述第一水套以所述排气歧管被所述第一水套覆盖的面积比所述排气歧管被所述第二水套覆盖的面积大的方式设定。根据该方式，能够有效地对容易成为高温的排气歧管的上部进行冷却，并能够抑制过度冷却排气歧管的下部。
作为一方式，所述多个连通路包括在冷却水的流动方向上位于比所述集合部靠下游侧处的第三连通路，所述集合部夹在所述第三连通路与所述第一连通路之间。
根据该方式，通过第一连通路及第三连通路向覆盖集合部的两侧部的部分供给冷却水，因此不仅对于集合部的上部，而且对于其侧部也能够有效地冷却。
作为一方式，所述第二连通路具有向所述第一水套开口的下游侧开口部，所述第二连通路以所述下游侧开口部的流路方向指向所述冷却水出口侧的方式构成。
根据该方式，从第二连通路流入第一水套的冷却水朝向冷却水出口流动，因此在第一水套的内部产生朝向冷却水出口侧的冷却水的流动，由此能够将更多的冷却水从冷却水出口向外部导出。其结果是，能够使流过各水套的冷却水的量增大，能够有效地对排气歧管进行冷却。
本公开的其他的特征和优点通过以下的详细说明和为了说明本公开的特征而附随的附图来明确。
附图说明
本公开的新颖的特征尤特别在附加的权利要求书中来明确。伴有目的和利益的本公开可通过参照以下所示的当前时刻的优选的实施方式的说明和附图来理解。
图1是表示气缸盖的冷却结构的一实施方式的概略结构的剖视图。
图2是表示图1的实施方式的下部水套的结构的剖视图。
图3是表示图1的实施方式的上部水套的结构的剖视图。
图4是图3的4-4线处的剖视图。
图5是图3的5-5线处的剖视图。
图6是图3的6-6线处的剖视图。
具体实施方式
以下，参照图1～图6，说明将气缸盖的冷却结构具体化后的一实施方式。
如图1所示，在内燃机的气缸体10的上方设有气缸盖20。在气缸盖20形成有与燃烧室30连通的排气歧管21。排气歧管21具有以排气下游侧部分位于比燃烧室30侧的排气上游侧部分靠下方处的方式弯曲的形状。在气缸盖20中，在排气歧管21的上方设有作为第一水套的上部水套22，在排气歧管21的下方设有作为第二水套的下部水套23。形成于气缸体10的冷却水通路11与下部水套23连通。
接着，参照图2～图6，说明上部水套22及下部水套23的结构。
如图2所示，排气歧管21具有与燃烧室30连接的多个分支部211和这些分支部211集合的集合部212。下部水套23以从下方覆盖排气歧管21的集合部212的方式形成，沿着气缸的排列方向(图的左右方向)延伸。下部水套23覆盖排气歧管21的面积设定为排气歧管21的下方部分的表面积的40％以下。虚线中的排气歧管21的端部(多个)位于比下部水套23靠下方处(位于气缸体10侧)。
在下部水套23，在气缸的排列方向(图2的左右方向)的第一端部形成有从气缸体10供给冷却水的第一流入部24，在第二端部设有与上部水套22连通的第二连通路25。因此，从第一流入部24向下部水套23流入的冷却水沿气缸的排列方向流动，通过第二连通路25向上部水套22供给。
接着，参照图3，说明上部水套22。
如图3所示，上部水套22以沿着气缸的排列方向(图3的左右方向)延伸并从上方覆盖排气歧管21的包含集合部212的大致整体的方式形成。上部水套22覆盖排气歧管21的面积设定为排气歧管21的上方部分的表面积的70％以上。因此，上部水套22以覆盖排气歧管21的面积比下部水套23大的方式设定。
在上部水套22，在气缸的排列方向的第一端部形成有从气缸体10的冷却水通路11供给冷却水的第二流入部26，在第二端部上连接有从下部水套23供给冷却水的第二连通路25。在第二端部还设有使上部水套22与外部连通的冷却水出口27。因此，从第二流入部26及第二连通路25向上部水套22供给的冷却水朝向冷却水出口27流动，从冷却水出口27向设于外部的散热器等导出。
这样，在各水套22、23中，设有第一流入部24或第二流入部26的第一端部是冷却水的流动方向上的上游侧端部，设有第二连通路25的第二端部是冷却水的流动方向上的下游侧端部。
图4是图3的4-4线处的剖视图。
如图4所示，上部水套22的第二流入部26与下部水套23的第一流入部24连通，第一流入部24与气缸体10的冷却水通路11连通。因此，冷却水通路11内的冷却水通过各流入部24、26而向各水套22、23供给。
另一方面，如图2及图3所示，在水套22、23上，作为将下部水套23的冷却水向上部水套22供给的连通路，除了第二连通路25之外，还设有第一连通路28和第三连通路29。第一连通路28设于在冷却水的流动方向上比集合部212靠上游侧且最接近集合部212的位置。第三连通路29设于在冷却水的流动方向上比集合部212靠下游侧且从第三连通路29到集合部212的距离与从第一连通路28到集合部212的距离大致相等的位置。
图5是图3的5-5线处的剖视图。
如图5所示，第一连通路28在比集合部212靠上游侧的部分使两水套22、23相互连通，第三连通路29在比集合部212靠下游侧的部分使两水套22、23相互连通。即，通过第一连通路28和第三连通路29夹着集合部212。因此，上部水套22、第一连通路28及第三连通路29以包围集合部212的上部和两侧部的方式设置。
接着，参照图6，说明第二连通路25。图6是图3的6-6线处的剖视图。
如图6所示，第二连通路25具有向下部水套23开口的上游侧开口部251和向上部水套22开口的下游侧开口部252。从铅垂方向(图的上下方向)观察下，以下游侧开口部252位于比上游侧开口部251靠冷却水出口27侧处的方式成为第二连通路25的整体相对于铅垂方向(图的上下方向)倾斜的形状。即，下游侧开口部252的冷却水的流路方向指向冷却水出口27侧。第二连通路25以其流路截面积S2比第一连通路28的流路截面积S1(图5)小的方式设定。
接着，说明具备这样的结构的气缸盖20的冷却结构的作用。
从任一分支部211始终向排气歧管21的集合部212流入排气，因此集合部212由于该排气的热量而容易成为高温。排气歧管21以其下游侧部分位于比上游侧部分靠下方处的方式弯曲。因此，从燃烧室30向排气歧管21流入的排气容易接触排气歧管21内壁中的上方的部分。因此，排气歧管21的上部与下部相比容易成为高温。即，在排气歧管21中，集合部212特别是其上部容易成为高温。
如图2的箭头所示，在本实施方式中，从气缸体10通过第一流入部24而向下部水套23供给的冷却水在朝向第二连通路25流动的中途，其一部分从第一连通路28及第三连通路29向上部水套22供给。在此，第二连通路25的流路截面积S2设定为比第一连通路28的流路截面积S1小。因此，与未这样设定的情况相比，更多的冷却水通过第一连通路28向上部水套22供给。由此，上部水套22中覆盖集合部212的上部的部分的冷却水的流量增大。
如上所述，排气歧管21的上部与下部相比容易成为高温。关于这一点，在本实施方式中，上部水套22覆盖排气歧管21的面积比下部水套23覆盖排气歧管21的面积大。因此，向排气歧管21的上部流动的冷却水的量与向下部水套23流动的冷却水的量相比增大。
以排气歧管21的集合部212由第一连通路28及第三连通路29夹着的方式构成气缸盖20，因此冷却水通过第一连通路28及第三连通路29而向覆盖集合部212的两侧部的部分供给。
在第二连通路25中，向上部水套22开口的下游侧开口部252的流路方向指向冷却水出口27侧，因此从第二连通路25流入上部水套22的冷却水朝向冷却水出口27流动。由此，朝向冷却水出口27侧的冷却水的流动在上部水套22的内部产生，更多的冷却水从冷却水出口27向外部导出。因此，流过各水套22、23的冷却水的量增大。
根据以上说明的一实施方式，能得到以下的效果。
(1)在本实施方式中，能够使上部水套22中覆盖集合部212的上部的部分的冷却水的流量增大，能够有效地对集合部212的上部进行冷却。
(2)在本实施方式中，能够有效地对容易成为高温的排气歧管21的上部进行冷却，并能够抑制排气歧管21的下部被过度冷却。
(3)在本实施方式中，通过第一连通路28及第三连通路29向覆盖集合部212的两侧部的部分供给冷却水，因此不仅集合部212的上部，其侧部也能够有效地冷却。
(4)在本实施方式中，能够使流过各水套22、23的冷却水的量增大，能够有效地对排气歧管21进行冷却。
上述一实施方式可以通过对其进行了适当变更后的以下的方式实施。
·在上述实施方式中，下部水套23覆盖排气歧管21的面积以成为排气歧管21的下方部分的表面积的40％以下的方式设定。上部水套22覆盖排气歧管21的面积以成为排气歧管21的上方部分的表面积的70％以上的方式设定。然而，这些设定条件可以根据排气歧管21的过热程度等各种条件来适当变更。
·在上述各实施方式中，第三连通路29设于在冷却水的流动方向上比集合部212靠下游侧且从第三连通路29到集合部212的距离与从第一连通路28到集合部212的距离大致相等的位置。然而，只要能够对集合部212的侧部进行冷却即可，从第三连通路29到集合部212的距离可以适当变更。
·在上述各实施方式中，从铅垂方向观察下，以第二连通路25的下游侧开口部252位于比上游侧开口部251靠冷却水出口27侧处的方式将第二连通路25的整体设置成相对于铅垂方向倾斜。然而，也可以通过仅倾斜下游侧开口部252或者在下游侧开口部252的内部安装其他构件而使流路方向指向冷却水出口27侧。总之，只要向上部水套22开口的下游侧开口部252的流路方向指向冷却水出口27侧即可。
·在上述各实施方式中，可以第一连通路28、第三连通路29及第二流入部26中的至少1个中使向上部水套22开口的部分的流路方向指向冷却水出口27侧。
·在上述各实施方式中，在第二连通路25中向上部水套22开口的下游侧开口部252的流路方向设定为指向冷却水出口27侧。这样的结构可以省略。即使在这样省略的情况下，也能够起到上述的(1)～(3)记载的效果。
·在上述各实施方式中，第三连通路29也可以省略。即使在这样省略了第三连通路29的结构中，也能够起到上述的(1)、(2)、(4)记载的效果。
·在上述各实施方式中，若排气歧管21的上部的温度与下部的温度相比并不那么高，则上部水套22覆盖排气歧管21的面积也可以设定为与下部水套23覆盖排气歧管21的面积大致相等。即使是这样设定的结构，也能够起到上述的(1)、(3)、(4)记载的效果。
标号说明
10…气缸体，11…冷却水通路，20…气缸盖，21…排气歧管，22…上部水套，23…下部水套，24…第一流入部，25…第二连通路，26…第二流入部，27…冷却水出口，28…第一连通路，29…第三连通路，30…燃烧室，211…分支部，212…集合部，251…上游侧开口部，252…下游侧开口部。

Claims (4)

1.一种气缸盖的冷却结构，其中，
在所述气缸盖的内部形成有：
排气歧管，具有与各气缸的燃烧室分别连接的多个分支部及这些分支部集合的集合部；
第一水套，位于所述排气歧管的上方，至少将所述集合部包括在内而覆盖所述排气歧管；
第二水套，位于所述排气歧管的下方，至少将所述集合部包括在内而覆盖所述排气歧管；
多个连通路，将所述第二水套的冷却水向所述第一水套供给；及
冷却水出口，使所述第一水套与外部连通，
所述气缸盖的冷却结构构成为，通过使所述各水套的冷却水沿所述各气缸的排列方向分别流动而从所述冷却水出口向外部导出所述各水套的冷却水，
所述多个连通路包括：
第一连通路，在冷却水的流动方向上位于比所述集合部靠上游侧处且最接近所述集合部；及
第二连通路，位于所述各水套的下游侧端部，
所述第二连通路的流路截面积设定为比所述第一连通路的流路截面积小。
2.根据权利要求1所述的气缸盖的冷却结构，其中，
所述第一水套以所述排气歧管被所述第一水套覆盖的面积比所述排气歧管被所述第二水套覆盖的面积大的方式设定。
3.根据权利要求1或2所述的气缸盖的冷却结构，其中，
所述多个连通路包括在冷却水的流动方向上位于比所述集合部靠下游侧处的第三连通路，
所述集合部夹在所述第三连通路与所述第一连通路之间。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的气缸盖的冷却结构，其中，
所述第二连通路具有向所述第一水套开口的下游侧开口部，
所述第二连通路以所述下游侧开口部的流路方向指向所述冷却水出口侧的方式构成。
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