CN104791078A - 用于进气充量空气冷却的紧凑封装 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及用于进气充量空气冷却的紧凑封装。一种内燃机，包括限定了多个气缸的发动机缸体。气缸盖铸件被安装到发动机缸体。气缸盖限定了与多个气缸连通的进气口和排气口。气缸盖铸件限定了与进气口相连的空气通道并包括细长挤制冷却元件，其限定了被集成到气缸盖铸件内并位于空气通道中的液体冷却剂通道以用于冷却流经空气通道的进气空气。

Description

用于进气充量空气冷却的紧凑封装
技术领域
本发明涉及内燃机，并且更具体地涉及用于内燃机的吸气充量空气冷却。
背景技术
这部分提供关于本发明的背景信息，其不必然是现有技术。
汽车制造商不断努力缩小发动机尺寸以提高燃料经济性和减少CO2排放。为了使由于缩小尺寸所造成的发动机输出功率的减少最小化，涡轮增压器被用于增加发动机的功率输出。涡轮增压器包括由废气气体驱动的涡轮机以及包括驱动地连接到该涡轮机用于压缩供给发动机气缸的进气空气的压缩机。压缩机产生充量空气或压缩空气，该空气通常在进入发动机部件之前需要被冷却。因此，在涡轮增压器压缩机出口和进气歧管之间提供充量空气冷却成为一个问题。为了使对发动机总的封装尺寸和质量的影响最小化，期望创造一种用于能实现性能目标的充量空气冷却器的紧凑设计。
发明内容
这部分提供本发明的基本概述，但不是对本发明的整个范围或其所有特征的详尽公开。
本发明提供一种内燃机，包括限定了多个气缸的发动机缸体。气缸盖被安装到发动机缸体。气缸盖限定了与多个气缸连通的进气口和排气口。气缸盖铸件限定了与进气口相连的空气通道并包括冷却元件，所述冷却元件限定了在空气通道内的液体冷却剂通道，用于冷却流经空气通道的进气空气。
通过本文提供的描述能明了其他的适用领域。在概述中的描述和具体实施例仅为了说明，而不是为了限制本发明的范围。
本申请提出以下方案：
方案1.一种内燃机，包括
限定了多个气缸的发动机缸体；以及
被安装到所述发动机缸体的气缸盖铸件，所述气缸盖铸件限定了与所述多个气缸连通的进气口和排气口，所述气缸盖铸件限定了与所述进气口相连的空气通道并包括冷却元件，所述冷却元件限定了被设置在所述气缸盖铸件内并位于所述空气通道中的液体冷却剂通道以用于冷却流经所述空气通道的进气空气。
方案2.根据方案1的内燃机，其中所述冷却元件包括细长圆柱形壳体。
方案3.根据方案1的内燃机，其中所述冷却元件侧向地延伸穿过所述空气通道。
方案4.根据方案1的内燃机，其中所述冷却元件被接收在被限定在气缸盖铸件内在空气通道相对侧上的开口内。
方案5.根据方案1的内燃机，其中所述冷却元件具有带延伸穿过分开的多个细长通道的流体通道的横截面。
方案6.一种内燃机，包括
限定了多个气缸的发动机缸体；
被安装到所述发动机缸体的气缸盖铸件，所述气缸盖铸件限定了与所述多个气缸连通的进气口和排气口，所述气缸盖铸件限定了与所述进气口相连的空气通道并包括冷却元件，所述冷却元件限定了被设置在所述气缸盖铸件内并位于所述空气通道中的液体冷却剂通道以用于冷却流经所述空气通道的进气空气；以及
与所述空气通道连通的进气空气增压器。
方案7.根据方案6的内燃机，其中所述冷却元件包括细长圆柱形壳体。
方案8.根据方案6的内燃机，其中所述冷却元件侧向地延伸穿过所述空气通道。
方案9.根据方案6的内燃机，其中所述冷却元件被接收在被限定在气缸盖铸件中在所述空气通道相对侧上的开口内。
方案10.根据方案6的内燃机，其中所述冷却元件具有带延伸穿过分开的多个细长通道的流体通道的横截面。
方案11.根据方案6的内燃机，其中进气空气增压器包括涡轮增压器。
方案12.根据方案6的内燃机，其中进气空气增压器包括机械增压器。
附图说明
本文所述的附图仅为了说明所选实施例，不是所有的可能实施方式，且不限制本发明的范围。
图1是具有集成在气缸盖中的充量空气冷却器的内燃机组件的示意图；
图2是图1的内燃机的剖视图；
图3是根据本发明原理的具有其内集成的充量空气冷却器的气缸盖铸件的透视图；
图4是图3所示的的气缸盖铸件的剖视图；
在多个附图中相应的附图标记表示相应的部件。
具体实施方式
现在参考附图更完整地描述示例实施例。
示例实施例被提供以使本发明充分，且向本领域技术人员完整地表达范围。很多具体细节被给出，比如具体部件、设备、和方法的示例，从而提供对本发明实施例的全面理解。本领域技术人员明白具体细节不必被采用，示例实施例可以以许多不同的形式被实施且任一种都不构成对本发明范围的限制。在某些示例实施例中，公知的过程，公知的设备结构以及公知的技术不被详细描述。
本文中所使用的术语仅为了描述特定示例实施例，而不是用于限制。在本文中，单数形式“一”、“一个”和“该”意在也包括复数形式，除非上下文有其他的明确说明。术语“包含”、“含有”、“包括”、“具有”是包含性的，所以是规定了所述特征、整数、步骤、操作、元件、和/或部件的存在，而不是排除一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或它们的组的存在或增加。本文描述的方法步骤、过程、和操作不被解释为必须按照所讨论或所示的特定顺序执行，除非被具体地确认为一种执行顺序。应当明白额外的或替换的步骤可以被采用。
当一个元件或层被称为“在...上”，“接合到”、“连接到”或“联接到”其他元件或层，它可以是直接地“在......上”，“接合到”、“连接到”或“联接到”其他元件或层，或者存在中间元件或层。相反，当一个元件被称为“直接在......上”，“直接接合到”、“直接连接到”或“直接联接到”其他元件或层，此时不存在中间元件或层。用于描述元件之间的关系的其他词语应当被类似地解释(例如“在..之间”与“直接在...之间”，“相邻”与“直接相邻”等)在本文中，术语“和/或”包括一个或多个相关的被列举项目的任意或所有组合。
尽管术语第一、第二、第三等在本文中被用于描述不同的元件、部件、区域、层和/或部分，但是这些元件、部件、区域、层和/或部分应当不被这些术语所限制。这些术语仅用于区分一个元件、部件、区域、层和/或部分与其他的区域、层或部分。诸如“第一”、“第二”，和其他数字术语等的术语被用于本文中时不暗示一种顺序或次序，除非被上下文清楚地指明。因此，下面所描述的第一元件，部件，区域，层或部分在不脱离示例实施例教导的前提下也可被称为第二元件，部件，区域，层或部分。
发动机组件10在图1和2中示出，并包括发动机结构12。发动机结构12包括发动机缸体14和气缸盖铸件16。发动机结构12可限定第一、第二和第三气缸18、20、22。为了简化，说明书包括第一、第二和第三气缸18、20、22，但是应当明白本发明的教导适用于任何数目的活塞气缸布置以及各种往复发动机构造，包括但不限于V-发动机，直列发动机，以及水平对置发动机，以及顶置凸轮和凸轮缸体内置构造这两种。该教导适用于汽油，柴油或其他燃烧发动机系统。如图2所示，发动机结构支撑曲轴24和被设置在相应气缸18、20、22内的多个活塞26，如已知的那样。
如图2所示，气缸盖铸件16可限定与气缸18、20和22中每一个相联的至少一个吸气口28和至少一个排气口30。进气阀32被设置在每个进气口28内，而排气阀34被设置在每个排气口30内。
气缸盖铸件16限定与每个进气口28连通的进气歧管40。排气歧管42(图1)与每个排气口30连通。如图1所示，涡轮增压器44包括接收来自排气歧管42的废气气体的涡轮机44A和与压缩机44B连通的空气入口46，压缩机被连接到与进气歧管40相连的充量空气通道48。来自排气歧管42的废气气体流过涡轮增压器44的涡轮机44A并从通道50排出。如图4所示，阀盖60和歧管盖62被安装到气缸盖铸件16。尽管本发明被描述为具有涡轮增压器44，但是本发明适用于采用进气增压器的、要求进气空气冷却的增压发动机，进气增压器例如是涡轮增压器或机械增压器。
如图2-4所示，进气歧管40被集成到气缸盖铸件16，且包括一个或多个细长冷却元件52，所述细长冷却元件在进气口28上游侧向地延伸跨过与进气歧管40连通的空气通道。细长冷却元件52由挤制铝或其他材料制成，并能够包括将多个内部通道分开的多个翅片54。冷却元件52具有圆柱形外壳。冷却流体比如水能通过冷却元件52由泵56(图1)循环，从而当进气空气进入歧管40时冷却它。挤制铝冷却元件52可以通过在市场上购买商品名为Laminova的商品来获得，由瑞典公司SEMAB制造并销售。
现有的水冷充量空气冷却器的设计被作为单独系统封装，或被内置在单独的进气歧管内从而占据较大封装空间并使进气歧管复杂。本发明的系统将挤制冷却元件52直接集成到气缸盖铸件16，从而提供了可集成在小型车辆中的非常紧凑的设计。紧凑的封装减少了进气系统体积同时还减少了外部封装的尺寸和质量。
前面的实施例描述出于说明和描述的目的被提供。它不是穷尽性的或用于限制本发明。具体实施例的各个元件或特征通常不限于该特定实施例，而是在适用的情况下可以互换并被用于选定的实施例，即使没有具体地展示或描述。它们也可以以多种方式被改变。这些变化不被认为是脱离本发明，且所有的这些改动都应当落入本发明的范围内。

Claims (10)

1.一种内燃机，包括
限定了多个气缸的发动机缸体；以及
被安装到所述发动机缸体的气缸盖铸件，所述气缸盖铸件限定了与所述多个气缸连通的进气口和排气口，所述气缸盖铸件限定了与所述进气口相连的空气通道并包括冷却元件，所述冷却元件限定了被设置在所述气缸盖铸件内并位于所述空气通道中的液体冷却剂通道以用于冷却流经所述空气通道的进气空气。
2.根据权利要求1的内燃机，其中所述冷却元件包括细长圆柱形壳体。
3.根据权利要求1的内燃机，其中所述冷却元件侧向地延伸穿过所述空气通道。
4.根据权利要求1的内燃机，其中所述冷却元件被接收在被限定在气缸盖铸件内在空气通道相对侧上的开口内。
5.根据权利要求1的内燃机，其中所述冷却元件具有带延伸穿过分开的多个细长通道的流体通道的横截面。
6.一种内燃机，包括
限定了多个气缸的发动机缸体；
被安装到所述发动机缸体的气缸盖铸件，所述气缸盖铸件限定了与所述多个气缸连通的进气口和排气口，所述气缸盖铸件限定了与所述进气口相连的空气通道并包括冷却元件，所述冷却元件限定了被设置在所述气缸盖铸件内并位于所述空气通道中的液体冷却剂通道以用于冷却流经所述空气通道的进气空气；以及
与所述空气通道连通的进气空气增压器。
7.根据权利要求6的内燃机，其中所述冷却元件包括细长圆柱形壳体。
8.根据权利要求6的内燃机，其中所述冷却元件侧向地延伸穿过所述空气通道。
9.根据权利要求6的内燃机，其中所述冷却元件被接收在被限定在气缸盖铸件中在所述空气通道相对侧上的开口内。
10.根据权利要求6的内燃机，其中所述冷却元件具有带延伸穿过分开的多个细长通道的流体通道的横截面。
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