CN105074185B - 用于控制发动机温度的垫片和系统 - Google Patents

Abstract

一种包括发动机的车辆，该发动机具有气缸体、气缸盖和设置在气缸体与气缸盖之间的垫片。气缸体和气缸盖各自包括分别通向气缸体内的腔孔和气缸盖内的腔孔的至少一个腔孔开口。垫片包括具有控制间隙的垫片开口，所述垫片开口定尺寸成并且设置成在气缸体中的腔孔开口与气缸盖中的腔孔开口之间提供流体路径。控制间隙构造并且设置成选择性地限制流体路径使得气体能够自由地通过气缸体的腔孔开口并且进入气缸盖中的腔孔开口中而冷却剂仅能够限制性地通过气缸体的腔孔开口并且进入气缸盖中的腔孔开口。

Description

用于控制发动机温度的垫片和系统

技术领域

本发明涉及用于发动机的垫片并且涉及包括用于控制发动机的温度的垫片的系统。更具体地但非排他性地，本发明涉及具有控制间隙的垫片，该控制间隙构造并且设置成限制性地允许冷却剂在气缸体与气缸盖之间流动并且允许气体在气缸体与气缸盖之间自由流动。另外具体地但非排他性地，本发明涉及包括这种垫片的分流式冷却系统，该分流式冷却系统通过限制或以其他方式控制在用于发动机的一个或多个部件(比如但并不局限于，润滑剂、一个或多个气缸和/或气缸盖和/或气缸体)的预热阶段期间由系统实施的冷却量来提供这种预热阶段。

本发明的各方面涉及车辆、方法、垫片和程序。

背景技术

在内燃发动机中，在气缸体(也称作发动机机体)与气缸盖之间设置有垫片(也称作缸盖垫片)。垫片设置为围绕缸、油通道开口和冷却剂通道开口密封。围绕水套流动的冷却剂用于冷却发动机机体和其他部件，该其他部件包括缸、活塞、活塞环和用于活塞的润滑剂。垫片被制成来适应特定的发动机设计并且具有用于气缸的密封开口、(多个)油通道开口和(多个)水通道开口以及例如使得垫片能够被固定至气缸体(例如使用螺栓)的其他孔口或开口。

气缸体和气缸盖通常是铸造部件并且可包括在铸造过程期间形成的附加的多余的铸造腿部或腔孔。这些多余的腿部形成为腔孔或孔，并且设置为临近气缸盖与气缸体之间的接合部。然而，这些多余的腿部可能被填充、堵住或以其他方式被密封，这样将招致附加的制造成本。如果未被堵住，那么气体和/或冷却剂液体会聚集在这些多余的铸造腿部中。铸造腿部在气缸体和气缸盖的表面处的开口为离开和进入多余铸造腿部的冷却剂液体和/或气体提供了离开或进入的点。随着发动机的温度增加，在这些多余的铸造腔孔或腿部中的冷却剂和气体的压力会增加至可能出现不受控的泄漏的水平。这种泄漏会对发动机的运行和使用寿命而言具有有害的影响。

在制造期间，在气缸体和气缸盖中的多余的铸造腿部(腔孔)和其表面开口的尺寸、形状和位置受公差影响。多余的铸造腿部的表面开口的确切的尺寸、形状和位置不是已知的直至制造之后才知道。由于这些制造公差，气缸盖中铸造腿部的开口可能与气缸体中铸造腿部的相应的开口不对准或在气缸体中铸造腿部的相应的开口上方未准确地叠置。实际上，气缸盖中的开口和气缸体中的开口可能彼此偏移并且可能仅部分地交叠或实际上完全不交叠。

通常，用于内燃发动机的已知冷却系统包括由发动机驱动的泵。由于冷却系统是由发动机驱动的，因此当发动机一运行时冷却系统就运行。然而，为了优化燃料效率并且使发动机的部件的磨损最小化，对于发动机而言最好是当其预热之后运行。当发动机一起动时冷却系统就运行，这延长了发动机预热并且达到最优运行温度所花费的时间。因此，该操作降低了发动机的燃料效率，并且缩短了发动机的使用寿命。特别重要的是活塞和活塞环周围的润滑剂的温度。发动机在润滑剂低于最优温度时运行可对发动机产生有害影响。

本发明寻求提供解决或至少缓解与已知的垫片相关联的问题的改进的垫片。本发明还提供改进的用于发动机的冷却系统，该冷却系统利用了与可控的泵组合的垫片。本发明可具有除用于机动车辆发动机的应用以外的有益的应用，例如但不局限于用于发电机的发动机中的应用。

如本文中使用的，术语冷却剂被用于指代任何适合的温度管理液体，比如但不局限于，水、冷却剂(例如乙二醇)以及水与冷却剂的混合物。在阅读下列描述时，应认识到术语“冷却剂”和“水”用于指代再循环以使发动机冷却的液体和/或流体。另外，在本公开内容的有益方面中，冷却剂被保持在零或非常低的流率以使发动机能够进行加温。就此而言，术语“冷却剂”无意于局限在使温度降低的物质或液体，反而并且在适当的情况下，其意在另外地指代使得或允许温度增加或保持温度的液体或物质。

发明内容

本发明的各方面提供了如所附权利要求中请求保护的垫片、方法、程序和车辆。

根据本发明寻求保护的一方面，提供了包括发动机的车辆，该发动机具有气缸体、气缸盖和设置在气缸体与气缸盖之间的垫片，所述气缸体和气缸盖各自包括分别通向气缸体内的腔孔和气缸盖内的腔孔的至少一个腔孔开口，垫片包括垫片开口，垫片开口定尺寸成并且设置成在气缸体中的腔孔开口与气缸盖中的腔孔开口之间提供流体路径，并且垫片包括用于选择性地限制所述流体路径的装置，使得气体可自由地通过气缸体的腔孔开口并进入气缸盖中的腔孔开口中，而冷却剂仅可以限制性地通过气缸体的腔孔开口并进入气缸盖中的腔孔开口中。

可选地，所述装置为控制间隙。

可选地，垫片开口中的控制间隙包括上壁、下壁和侧壁，控制间隙的高度是由上壁与下壁之间的距离限定的，并且其中，控制间隙的高度定尺寸成使得在某些运行温度期间冷却剂在上壁与下壁之间通过的粘性阻力大到足以防止冷却剂流出垫片开口并流入气缸盖中的开口或至少使冷却剂流出垫片开口并流入气缸盖中的开口减至最少。其中，上壁与下壁之间的距离是不均匀的，该高度可以限定为最大高度、最小高度或平均高度。

可选地，控制间隙的高度小于或等于约0.7mm。

可选地，控制间隙的高度介于约0.2mm与约0.7mm之间，或为约0.3mm。

可选地，控制间隙的上壁是由垫片的上层或气缸盖提供的，并且控制间隙的下壁是由垫片的下层或气缸体提供的。

可选地，垫片至少在该垫片开口附近包括三层或更多层，其中，第一层设置在中间层上方并且中间层设置在第二层上方，其中，控制间隙的上壁是由气缸盖提供的；控制间隙的侧壁是由第一层提供的；并且控制间隙的下壁是由中间层的材料提供的。

可选地，垫片至少在该垫片开口附近包括三层或更多层，其中，第一层设置在中间层上方，并且中间层设置在第二层上方，并且其中，控制间隙的上壁是由中间层的材料提供的；控制间隙的侧壁是由第二层的材料提供的；并且控制间隙的下壁是由气缸体提供的。

可选地，垫片开口包括两个区域，所述两个区域中的任一者或两者根据气缸盖中的腔孔开口与气缸体中的腔孔开口的相对定位能够操作为控制间隙。其中，第一控制间隙包括：由气缸盖提供的上壁；由第一层提供的侧壁；以及由中间层的材料提供的下壁，并且其中，第二控制间隙包括：由中间层的材料提供的上壁；由第二层的材料提供的侧壁；以及由气缸体提供的下壁。

可选地，垫片包括单层的材料，并且控制间隙的上壁是由气缸盖提供的，并且控制间隙的下壁是由垫片的单层的凹部提供的。控制间隙的侧壁是由单层的材料提供的。

可选地，垫片包括单层的材料，并且控制间隙的上壁是由垫片的单层的凹部提供的，并且控制间隙的下壁是由气缸体提供的。

可选地，垫片包括第一层的材料和第二层的材料，其中，第一层设置在第二层的顶部上并且控制间隙的上壁是由气缸盖提供的；控制间隙的侧壁是由第一层的材料提供的；并且控制间隙的下壁是由第二层的材料的上表面提供的。

可选地，垫片包括第一层的材料和第二层的材料，其中，第一层设置在第二层的顶部上，并且，控制间隙的上壁是由第一层的材料的下表面提供的；控制间隙的侧壁是由第二层的材料提供的；并且控制间隙的下壁是由气缸体提供的。

可选地，垫片开口具有上部和下部，并且其中，垫片开口在上部和下部中的一者或两者处的形状是大致长形的，以使气缸体中的至少一个腔孔开口与气缸盖中的至少一个腔孔开口连接。以此方式，不论缸体开口和缸盖开口的确切位置如何，垫片都定形状成、设置并且构造成在两个开口之间提供流体连接(虽然缸盖开口和缸体开口需要形成在预期的制造公差内)。

可选地，垫片开口的仅上部或下部的形状是长形的，并且其中，垫片开口的下部或上部中的另一者设置为用于连接至所述气缸体中的腔孔开口或者所述气缸盖中的腔孔开口，并且该另一者的宽度明显地小于控制间隙的宽度并且/或者该另一者的截面为大致圆形。

可选地，控制间隙具有为至少大致椭圆形的截面形状。

可选地，控制间隙具有包括两个平行的直的侧部以及两个相对的半圆形端部的截面形状。

可选地，控制间隙的宽度是控制间隙的高度的至少两倍。

可选地，控制间隙的宽度是控制间隙的高度的约十倍。

可选地，控制间隙的宽度介于约3mm与约5mm之间。

可选地，控制间隙的宽度为约4mm。

作为另一可选的特征，车辆可包括用于管理发动机温度的系统，所述系统包括：

(i)泵，该泵联接至气缸盖和气缸体用于泵送冷却剂，其中，泵能够控制成使得系统内的冷却剂的流率是可调的；以及

(ii)阀，该阀构造成限制及允许冷却剂通过气缸体并且/或者通过气缸盖流动；

其中，泵能够控制成在第一运行状态期间以第一流率运行，并且在第一运行状态期间该阀限制冷却剂流动通过气缸体，并且垫片的控制间隙限制冷却剂经由腔孔开口流出气缸体，并且因此该系统构造成使得发动机能够达到第一运行温度。

可选地，泵具有最大流率输出，并且其中，第一流率低于最大流率。

可选地，第一运行温度介于约70℃与约90℃之间。

可选地，系统包括：

(i)第一流体路径，该第一流体路径从泵经由第一入口进入气缸体、进入包括在气缸体中的一个或多个水套和腔孔中、并且在处于关闭状态的阀处终止；

(ii)第二流体路径，该第二流体路径从泵经由第二入口进入气缸盖、经由第二出口离开气缸盖并且返回至泵；以及

(iii)第三流体路径，该第三流体路径从泵经由第一入口进入气缸体、通过包括在气缸体中的一个或多个冷却剂通路(水套)、并且通过打开的阀离开气缸体的第一出口并返回至泵以及/或者经由垫片离开气缸体并且经由第二流体路径的至少一部分返回至泵；

其中，在第一运行状态期间，阀被关闭，并且仅第一流体路径和第二流体路径是可进入的，使得冷却剂被限制流出气缸体；

其中，泵能够控制成在第二运行状态期间以第二流率运行，在第二运行状态期间，阀被打开并且第二流体路径和第三流体路径是可进入的，使得冷却剂能够流入及流出气缸体；并且

其中，第一流率低于第二流率。

可选地，在较低流率下，冷却剂在上壁与下壁之间通过的粘性阻力大到足以防止冷却剂流出垫片开口并流入气缸盖中的腔孔开口中。

可选地，在第二运行状态期间，气缸体具有至少大致在运行温度范围内的温度，并且通过打开所述阀并且允许冷却剂流入及流出一个或多个冷却剂通路(水套)，气缸盖、气缸和/或气缸体的温度保持为至少大致在运行温度范围内。

可选地，冷却剂采用包括从水、冷却剂、水与冷却剂的混合物构成的组选取。

可选地，上壁、下壁和/或侧壁中的任意者是有纹理的、成形加工的、有形状的、成块的、扰动的或粗糙的。

根据本发明的寻求保护的另一方面，提供了对冷却剂通过用于发动机的垫片进行控制的方法，该发动机具有气缸体和气缸盖，所述气缸体和气缸盖各自包括分别通向气缸体内的腔孔和气缸盖内的腔孔的至少一个腔孔开口，所述方法包括：

(i)在垫片中提供垫片开口，该垫片开口定尺寸成并且设置成在气缸体中的腔孔开口与气缸盖中的腔孔开口之间提供流体路径；

(ii)形成控制间隙，该控制间隙构造并且设置成选择性地限制流体路径使得气体能够自由地通过气缸体的腔孔开口并且进入气缸盖中的腔孔开口而冷却剂仅能够限制性地通过气缸体的腔孔开口并且经由垫片开口进入气缸盖中的腔孔开口，

其中，垫片开口中的控制间隙包括上壁、下壁和侧壁，控制间隙的高度由上壁与下壁之间的距离限定，并且其中，控制间隙的高度定尺寸成使得在某些运行温度期间冷却剂在控制间隙的上壁与下壁之间通过的粘性阻力大到足以防止冷却剂流出垫片开口并流入气缸盖中的开口或至少使所述冷却剂流出垫片开口并流入气缸盖中的开口减至最少。

可选地，控制间隙的高度介于约0.2mm与约0.7mm之间，并且可选地为约0.3mm，并且/或者其中，控制间隙是长形的控制间隙。

可选地，控制间隙具有至少大致椭圆形的包括两个至少大致平行的直的侧部以及两个相对的至少半圆形端部的截面形状，并且其中，控制间隙的介于两个平行的直的侧部之间的宽度介于约3mm与约5mm之间，并且可选地为约4mm。

根据本发明的寻求保护的又一方面，提供了控制发动机的温度的方法，该发动机具有气缸体和气缸盖，所述气缸体和气缸盖各自包括分别通向气缸体内的腔孔和气缸盖内的腔孔的至少一个腔孔开口，所述方法包括：

(i)在所述气缸体与所述气缸盖之间提供垫片，该垫片具有开口和控制间隙，该开口定尺寸成并且设置成在气缸体中的腔孔开口与气缸盖中的腔孔开口之间提供流体路径，该控制间隙构造并且设置成限制该流体路径，使得气体能够自由地通过气缸体的腔孔开口并且进入气缸盖中的腔孔开口，而冷却剂根据温度和流率仅能够限制性地从气缸体的腔孔开口通过垫片控制间隙并且进入气缸盖中的腔孔开口；

(ii)使用可变控制的泵以第一流率泵送冷却剂；以及

(iii)使用阀来限制冷却剂流动通过气缸体。

可选地，该方法可包括：

(i)关于第一流体路径、第二流体路径和第三流体路径泵送冷却剂，其中：

a)所述第一流体路径限定为：从泵经由第一入口进入气缸体、进入包括在气缸体中的一个或多个冷却剂通路、并且在关闭的阀处终止；

b)第二流体路径限定为：从泵经由第二入口进入气缸盖、经由第二出口离开气缸盖并且返回至泵；以及

c)第三流体路径限定为：从泵经由第一入口进入气缸体、通过包括在气缸体中的一个或多个冷却剂通路、并且通过打开的阀离开气缸体的第一出口并且返回至泵以及/或者经由垫片离开气缸体并且经由第二流体路径的至少一部分返回至泵；

(ii)将阀控制成在关闭状态与打开状态之间选择；以及

(iii)将泵控制成在第一运行状态期间以第一流率运行，并且在第一运行状态期间关闭阀使得仅第一流体路径和第二流体路径是可进入的并且使得冷却剂被限制流出气缸体；

(iv)将泵控制成在第二运行状态期间以第二流率运行，在第二运行状态期间打开阀使得第二流体路径和第三流体路径是可进入的并且使得冷却剂能够流入及流出气缸体；以及

(v)其中，对所述泵进行控制包括使所述第一流率低于所述第二流率以防止在泵的第一运行状态期间冷却剂流动通过设置在气缸盖与气缸体之间的垫片中的控制间隙。

可选地，在较低的第一泵送流率下，冷却剂不能从气缸体通过垫片中的控制间隙并且流出气缸盖中的腔孔开口。

可选地，在第一运行状态期间，气缸体具有在运行温度范围以下的起动温度，并且通过使用阀和垫片开口中的控制间隙来限制冷却剂的流动，使气缸体达到至少大致在运行温度范围内的温度。

根据本发明寻求保护的再一方面，提供了用于发动机的垫片，该垫片包括垫片开口，并且构造有控制间隙或者构造成当就位在气缸盖与气缸体之间时形成控制间隙，所述垫片开口定尺寸为并且设置为在气缸体中的腔孔开口与气缸盖中的腔孔开口之间提供流体路径，并且控制间隙构造并且设置成选择性地限制该流体路径，使得气体能够自由地通过垫片中的开口而冷却剂仅能够限制性地通过垫片中的开口。

可选地，控制间隙包括上壁、下壁和侧壁，控制间隙的高度是由上壁与下壁之间的距离限定的，并且其中，控制间隙的高度定尺寸成使得冷却剂在上壁与下壁之间通过的粘性阻力大到足以防止冷却剂流出垫片开口并流入气缸盖中的开口或至少使冷却剂流出垫片开口并流入气缸盖中的开口减至最少。

可选地，控制间隙的高度小于或等于约0.7mm。

可选地，控制间隙的高度介于约0.2mm与约0.7mm之间。

可选地，控制间隙的最大高度为约0.3mm。

可选地，控制间隙的上壁是由气缸盖或垫片的上层提供的，并且其中，控制间隙的下壁是由气缸体或垫片的下层提供的。

可选地，垫片至少在所述垫片开口附近包括三层或更多层，其中，第一层设置在中间层上方，并且中间层设置在第二层上方，并且其中，控制间隙的所述上壁是由气缸盖提供的；控制间隙的侧壁是由第一层提供的；并且控制间隙的下壁是由中间层的材料提供的。

可选地，垫片至少在所述垫片开口附近包括三层或更多层，其中，第一层设置在中间层上方，并且中间层设置在第二层上方，并且其中，控制间隙的上壁是由中间层的材料提供的；控制间隙的侧壁是由第二层的材料提供的；并且控制间隙的下壁是由气缸体提供的。

可选地，垫片开口包括两个区域，所述两个区域中的任一者或两者根据气缸盖中的腔孔开口与气缸体中的腔孔开口的相对位置可操作为控制间隙，其中，第一控制间隙包括：由第一层提供的侧壁以及由中间层的材料提供的下壁，并且其中，第二控制间隙包括：由中间层的材料提供的上壁以及由第二层的材料提供的侧壁。

可选地，垫片包括第一层的材料和第二层的材料，其中，第一层设置在第二层的顶部上，并且控制间隙的侧壁由第一层的材料提供；并且控制间隙的下壁由第二层的材料的上表面提供。

可选地，垫片包括第一层的材料和第二层的材料，其中，第一层设置在第二层的顶部上，并且控制间隙的上壁是由第一层的材料的下表面提供的；并且控制间隙的侧壁是由第二层的材料提供的。

可选地，垫片开口具有上部和下部，并且其中，垫片开口的在上部和下部中的一者或两者处的形状是大致长形的，以使气缸体中的至少一个腔孔开口与气缸盖中的至少一个腔孔开口流体地连接。

可选地，垫片开口的仅上部或下部的形状是长形的，并且其中，垫片开口的下部或上部中的另一者设置为用于连接至所述气缸体或者所述气缸盖中的腔孔开口，并且该另一者的宽度明显地小于控制间隙的宽度并且/或者另一者的截面为大致圆形。

可选地，控制间隙具有至少大致椭圆形的截面形状。

可选地，控制间隙具有包括两个平行直的侧部以及两个相对的半圆形端部的截面形状。

可选地，控制间隙的宽度是控制间隙的高度的至少两倍。

可选地，控制间隙的宽度是控制间隙的高度的约十倍。

可选地，控制间隙的宽度介于约3mm与约5mm之间。

可选地，控制间隙的宽度为约4mm。

根据本发明的又一方面，提供了用于安装在车辆中以执行有关前述段落中所描述的方法的程序。

在本申请的范围内，其明显的意图是在前述段落中、权利要求书中和/或下述说明书和附图中陈述的各个方面、实施方式、示例和替代例，并且特别是可以独立地或以任意组合的方式采用的独立特征。例如，结合一个实施方式描述的特征可适用于所有实施方式，除非这些特征是不相容的。

附图说明

现在将参照附图仅通过示例的方式对本发明的实施方式进行描述，在附图中：

图1是从垫片的一部分的顶部观察的平面图，其中，示出了垫片的线条叠置于气缸体的线条的上方，并且示出了气缸盖的线条叠置于垫片的上方；

图1A是图1的图示的一部分的放大视图，其示出了处于与通向气缸盖中的铸造腔孔的开口至少部分交叠关系并且处于与通向气缸体中的铸造腔孔的开口至少部分交叠关系的垫片开口；

图2是图1的垫片的一部分的放大平面图；

图3是图1、图1A和图2的、设置在气缸盖与气缸体的一部分之间的垫片的示意性剖视图；

图4是图1、图1A和图2的、设置在气缸盖的一部分与气缸体的一部分之间的垫片的另一示意性剖视图；

图5A示意性地示出了根据另一实施方式的双层垫片的控制间隙和垫片开口的剖视图；

图5B示意性地示出了根据又一实施方式的单层垫片的控制间隙和垫片开口的剖视图；

图5C示意性地示出了根据再一实施方式的在三层垫片中具有两个控制间隙的垫片开口的剖视图；

图5D示意性地示出了根据再一实施方式的三层垫片中的控制间隙和垫片开口的剖视图；

图6是根据本公开内容的可选方面使用根据本发明的一方面的垫片的温度管理系统的示意图；

图6A是图6的示意图，其中，另外强调了冷却剂流动通过第二路径；以及

图6B是图6的示意图，其中，另外强调了冷却剂流动通过第二流体路径和第三流体路径两者(参见腔孔30中附加的箭头，所述箭头示出了冷却剂从气缸体流动至气缸盖)。

具体实施方式

本文中公开了本发明的温度管理系统、垫片以及包括这种系统的车辆的具体实施方式的详细描述。应理解的是，所公开的实施方式仅是能够实施本发明特定方面的方式的示例，而并不表示无遗漏地列出了能够实现本发明的所有方式。实际上，应理解的是，在本文中描述的温度管理系统、垫片和包括这种系统的车辆可以以各种形式及替代性形式实现。附图未必是按比例绘制的并且一些特征可以被放大或缩小以示出特定部件的细节。已熟知的部件、材料或方法未必很详细地描述以避免使本公开内容难于理解。本文中公开的任何具体的结构细节和功能性细节不被解释为限制性的，而是仅作为权利要求的基础并且作为教导本领域所属技术人员以各种方式采用本发明的代表性基础。

参照图1至图4，对根据所示实施方式的垫片112进行描述。在图1中，以线条的方式示出了垫片112的一部分，其中，也示出了内燃发动机(未示出)的气缸体116和气缸盖110的轮廓。在图2中，示出了从垫片112的一部分的顶部观察的视图，并且在图3和图4中示出了设置在气缸体116的一部分与气缸盖110的一部分之间的垫片112的示意性截面。气缸体116包括由一个或多个流体通路144的网络构成的水套144(参见图4)，该一个或多个流体通路144的网络铸造在气缸体116中并且围绕气缸114设置。水套144提供可容纳温度控制流体(例如冷却剂、水或冷却剂/水混合物)的通路的网络。(另外在图6、图6A、图6B中以虚线示出通路44，以表示在其中设置通路44的平面未必与通过其获得图6、图6A、图6B的示意性截面所通过气缸体16的平面是相同的平面)。

垫片112可选地包括一层或多层，并且在图1至图4的图示的垫片112中，垫片112包括三层：上外层112a；中间层112b；以及下外层112c。层112a、层112b、层112c可以由相同材料形成或者可以由不同材料形成。垫片112包括一系列的气缸开口132以及用于围绕形成在气缸体116内的气缸114进行密封的密封元件118(对于密封件118参见图2并且对于气缸114参见图4)。外层112a、112c中的一者或两者的构型在压力下可以变形，并且所述构型(截面可以是“V”形的)可提供围绕气缸114的密封。垫片112包括将垫片112固定至气缸盖110或气缸体116的装置，例如，一体地形成穿过垫片112的孔或孔口(未示出)，螺栓或其他机械固定件可以插入所述孔或孔口中。垫片112可选地包括一个或多个冷却剂开口135，所述一个或多个冷却剂开口135设置成将气缸体116中的主冷却剂通路与气缸盖110中的主冷却剂通路联接。垫片112可选地另外包括一个或多个油通道开口135b。

垫片112另外包括一个或多个垫片开口123。垫片开口123设置成将在铸造过程期间在气缸体116中形成的“多余的”铸造腿部或腔孔145的腔孔开口146与气缸盖110中的“多余的”铸造腿部或腔孔130的另一腔孔开口131连接。“多余的”腿部或腔孔145、130在用铸造方法生产气缸盖110和气缸体116的生产期间形成。“多余的”腿部或腔孔145、130是由于铸造过程形成的，并且可以流体连接至冷却系统的通道或水套144。因此，气缸体116中的腔孔或孔145可包含冷却剂和/或气体。

气体可收集在气缸体116中的腔孔或铸造腿部145中，并且为了防止气体集聚，气体被允许通过有利地设置在本公开内容的垫片112中的垫片开口123流出。气体可以以受控的方式直接地流入气缸盖110中以避免泄漏至气缸114中。因此，一个或多个垫片开口123定尺寸成、定形状成并且构造成在气缸体116中形成的铸造腿部开口146与气缸盖110中形成的铸造腿部开口131之间提供流体连接，并且优选地构造成允许气体从气缸体116向气缸盖110自由流动。垫片112提供将多余的铸造腿部或腔孔145与多余的铸造腿部或腔孔130连接的限制的通路。以此方式，垫片112可以用于控制和管理流体(气体和液体)流出气缸体116中的多余的铸造腿部或腔孔145以及流入气缸盖110中的多余的铸造腿部或腔孔130。

在制造期间，气缸体116中的铸造腿部145及其开口146的尺寸、形状和位置受公差影响，并且所生产的气缸体116中的铸造腿部145及其开口146的确切的尺寸、形状和位置是未知的直至制造之后才知道。类似地，气缸盖110中的铸造腿部130及其开口131的尺寸、形状和位置受公差影响并且气缸盖110中的铸造腿部130及其开口131的确切的尺寸、形状和位置是未知的直至制造之后才知道。因此，气缸盖110中的开口131可能不会与气缸体116中的开口146对准或不会准确地叠置在气缸体116中的开口146的上方。实际上，气缸盖110中的开口131和气缸体116中的开口146可能彼此偏移并且可能仅部分地交叠或实际上完全不交叠。有利地，本公开内容的垫片112设置有长形形状的垫片开口123，其有益地使气缸体116中的铸造腿部145与气缸盖110中的铸造腿部130之间的流体连接能够形成而不管铸造腿部130、145的尺寸、形状和位置(假设铸造腿部130、145是在制造公差内形成的)如何。这在图1和图1A中示出，其中，示出了垫片112中的长形开口123交叠于(或叠覆在)气缸盖110中的大致圆形开口131和气缸体116中的开口146(以点划线示出)上。由于垫片112中的垫片开口123的大体形状为长形的以及/或者延伸的形状(例如大致椭圆形)，垫片开口123可在气缸体116和气缸盖110中的可能偏移(未对准)的开口146、131之间提供流体连接。

另外参照图3，垫片112中的垫片开口123包括控制间隙120，该控制间隙120包括上壁103、下壁105和侧壁106a、106b。控制间隙120的高度‘x’可以限定为上壁103与下壁105之间的(最大、最小或平均)距离。控制间隙120的高度‘x’定尺寸为确保在某些运行温度和冷却剂流率期间，冷却剂在上壁103与下壁105之间通过的粘性阻力大到足以防止冷却剂流出垫片开口123的上部107并流入气缸盖110的孔130或至少使冷却剂流出垫片开口123的上部107并流入气缸盖110的孔130减至最少。控制间隙开口123可具有宽度‘y’(参见图3)。可选地，宽度‘y’可以在约2mm与约6mm的范围内，并且优选地但仍然可选地可以是约4mm。可选地，垫片112中的控制间隙120具有包括两个平行的直的侧部以及两个相对的半圆形端部的横截面形状。

现在转到控制间隙120的结构，优选的是，形成有其长度明显大于其高度的细的“隧道”(因此控制间隔120的横截面形状优选地是长形的并且可选地是大致椭圆形的)。以此方式，冷却剂的薄膜在控制间隙120的固体壁之间通过，并且粘性阻力的效果在限制冷却剂流动通过控制间隙120方面非常有效，并且可防止冷却剂到达气缸盖110中的铸造腿部或腔孔130。

在图示的结构中，控制间隙120的上壁103是由气缸盖110提供的。在其他实施方式中，上壁是由垫片112的上层提供的。在图3图示的结构中，控制间隙120的下壁105是由垫片112的中间层112b提供的。在其他实施方式中，下壁105是可以由气缸体116或垫片112的下层的材料提供的。优选地但仍然可选地，并且如图示的，垫片112包括三层或更多层112a、112b、112c。垫片的整体结构优选地是均匀的并且多层的，然而在其他设想的实施方式中，垫片至少在垫片开口123附近是多层的。第一层112a设置在中间层112b的上方，并且中间层112b设置在第二层112c的上方。控制间隙120的上壁103是由气缸盖110提供的；控制间隙120的侧壁106a、106b是由第一层112a提供的；并且控制间隙120的下壁105是由中间层112b的材料提供的。

垫片开口123具有上部107和下部108，并且垫片开口123位于所述上部和下部107、108的一者或两者处的形状是大致长形的，以使气缸体116中的至少一个腔孔开口146与气缸盖110中的至少一个腔孔开口131流体连接。以此方式，不论缸体开口146和缸盖开口131的确切位置如何，垫片开口123都被定形状成、设置并且构造成连接一对开口146、131。(虽然气缸盖110和气缸体116的开口131、146必须是在预期的制造公差内形成的)。在图3图示的结构中，垫片开口123的上部107的形状是长形的。垫片开口123的下部108被设置为用于连接至气缸体116中的铸造腿部开口146并且宽度明显地小于控制间隙120的宽度‘y’。可选地，铸造腿部开口146的截面为大致圆形的。在其他实施方式中，可以设想的是垫片开口123可以相反地构造。可以设想的是，在该实施方式中，仅垫片开口123的下部108的形状是长形的，并且垫片开口123的设置为用于与气缸盖110中的铸造腿部开口130连接的上部107的宽度明显地小于控制间隙120的宽度‘y’，并且截面可以是大致圆形的。

在使用中，垫片112的外层112c可以形成为使得当被设置在气缸盖110与气缸体116之间时该垫片112的外层112c在一定程度上被压缩(或其形状被改变)(这使得垫片112能够形成有效的密封)。然而，垫片的外层中的另一外层和/或垫片112的中间层112b优选地不被压缩。就此而言，控制间隙120的高度‘x’被优选地保持于小于或等于约0.7mm。可选地，垫片112的所有的最外层112a、112c和中间层112b可以由钢形成并且不被压缩。

在图5A中示出了垫片212的开口223中的控制间隙220的另一图示实施方式的截面，其中，示意性地示出了双层垫片212的控制间隙220。控制间隙220形成在紧邻于气缸盖(未示出)设置的上外层212a中。垫片开口223包括第一层212a的材料和第二层212b的材料。第一层212a设置在第二层212b的顶部上并且控制间隙220的上壁203是由气缸盖提供的；控制间隙220的侧壁206a、206b是由第一层212a的材料提供的；并且控制间隙220的下壁205是由第二层的材料212b的上表面提供的。

可选地，在其他设想的实施方式中，垫片包括第一层的材料和第二层的材料，并且第一层设置在第二层顶部上，并且控制间隙的上壁是由第一层的材料的下表面提供的；控制间隙的侧壁是由第二层的材料提供的；并且控制间隙的下壁是由气缸体提供的。

在图5B中，示意性地示出了单层垫片312，其中，控制间隙320形成为在单层垫片312内的一体的凹部。可选地，垫片312包括单层312a的材料，并且控制间隙320的上壁303是由气缸盖提供的并且控制间隙320的下壁305是由单层垫片材料的凹部提供的。

在其他设想的实施方式中，其中，垫片包括单层的材料，并且控制间隙的上壁是由垫片的单层的凹部提供的并且控制间隙的下壁是由气缸体提供的。

在图5C中，示出了垫片312的另一设想的变型，其中，垫片312包括多于一个的控制间隙、具体为两个控制间隙320a、320b。上控制间隙320a形成在多层垫片312的上最外层312a中。下控制间隙320b形成在多层垫片312的下最外层312c中。设置多于一个的控制间隙320a、320b可进一步提高垫片312限制冷却剂流出气缸体316的铸造腿部345并流入气缸盖310的铸造腿部330的能力。在其他设想的垫片结构中，可以设置多于一个的控制间隙并且所述控制间隙可以位于或不位于多层垫片的最外层内。

在图5D中示出了垫片412的再一设想的变型，其中，控制间隙420的一个或多个表面是加工过的、扰动的、制成波浪的、不规则成型的、粗糙化的、成型的或以其他方式整理的，以进一步限制冷却剂液体流动通过控制间隙420。可选地，控制间隙420的底表面405(在三层结构中其可选地可以由中间层412b的上表面提供)设置有一系列凸起或隆起，其可以被均匀地或未均匀地定尺寸和分布。这些凸起或隆起可以称作扰动部并且可进一步有助于抑制冷却剂以低冷却剂温度和/或低冷却剂流率流动通过控制间隙420，以达到使发动机和/或其部件的一个或多个部件可以比以其他情况更快速地预热至最优运行温度范围的充分的程度。

随着使用，发动机机体116的温度增加，并且冷却系统需要将发动机的温度保持在可接受的运行范围内。然而，当发动机从冷机起动时，发动机内的润滑剂(例如在气缸114内运动的活塞160周围设置的油——参见图4)会处于过低的温度而不能高效地或最优地运行。由于该原因和其他原因，期望使发动机快速地预热。通常，只要发动机一起动冷却系统就开始运行，并且因此，发动机立即被冷却。然而，优选的是延迟冷却系统的全部运行直至在发动机具有充分的时间达到最优运行温度之后为止。为了实现这一点，冷却剂的流动可以被减慢或阻止，并且水通道开口135可以被关闭、堵住或以其他方式限制。另外，有利的是，使用控制间隙120来限制性地控制冷却剂自由流动通过铸造腔孔开口146、131，从而使发动机可以更快速地预热。通过限制冷却剂的自由流动，冷却剂停留在气缸体116内并且被发动机的运行加热。因此，发动机内的润滑剂162和其他部件可更快速地预热。一旦发动机已经预热至符合要求的运行温度(其在不同发动机设计之间可以变化)，就允许冷却剂再次自由地流动，并且实际上需要这么做以使冷却系统在将发动机温度控制及保持在安全限度内的方面有效地运行。此刻，垫片112中的控制间隙120可允许冷却剂流动。

为了在预热阶段限制冷却剂的流动，本公开内容的垫片112有利地包括控制间隙120。该控制间隙形成在垫片开口123内。控制间隙120形成用于限制冷却剂自由流动的相对较细的通路。由于冷却剂液体在试图通过控制间隙120的壁103、105时的粘性阻力，由控制间隙120的上壁103和下壁105的固体表面提供的边界影响冷却剂的流动。当发动机具有低温时冷却剂液体的粘性是足够高的，使得粘性阻力足以将冷却剂保持在控制间隙120内并且限制其(经由铸造腿部或孔130)自由流动至气缸盖110中。然而，气体的粘性是足够低的，使得气体可自由地通过形成在开口123中的控制间隙120，并且气体可因此排出通过开口123，并且以任何流率和/或温度离开气缸盖110中的铸造腿部130。在更高的温度下，冷却剂的粘性将下降，冷却剂的流动性质也会改变并且冷却剂将能够自由地流动通过控制间隙120。这是令人满意的，因为一旦冷却剂已经达到足以使其流动通过控制间隙120的温度，发动机就将已经被“预热”并且将达到其运行温度。在两个极端之间(没有冷却剂流动通过控制间隙120以及冷却剂自由流动通过控制间隙120)，一些冷却剂可能能够泄漏出控制间隙120，但是明显的限制无论如何被施加于冷却剂液体的流动，使得发动机可以更快速地预热。

在本公开内容的再一实施方式中，提供了温度管理系统100。在可能的情况下使用相似的附图标记来图示在前述描述中已经描述和编号的特征从而在下列描述中表示相似的特征，但是附图标记已经被减小‘100’以将说明书的第一部分的那些特征与冷却系统的描述中的那些特征区分开。

在图6中，示意性地示出了用于车(未示出)用内燃发动机(仅部分地示出)的温度管理系统100。在温度管理系统100的大多数运行状态下，温度管理系统100将运行为冷却系统。然而，在第一运行模式——也称作发动机的预热阶段——期间，不期望温度管理系统100运行为冷却系统，但在最初起动阶段中温度管理系统100有益地运行为温度保持或加热系统。术语冷却系统100和温度管理系统100自始至终可以可交换地使用，应理解的是，冷却系统100在适当情况下应被解释为也包括温度保持系统和/或加热系统。

温度管理系统100用于在内燃发动机的气缸体16(在本文中也称作缸体)和气缸盖10(在本文中也称作缸盖)中使用并且一体地形成在内燃发动机的气缸体16和气缸盖10内。气缸体16和/或气缸盖10可各自为铸造部件，可选地为由铝制成的铸件。气缸体16包括一个或多个气缸14(在图示示例中设置有布置成直列式四缸或直列四缸构型的四个气缸，在其他实施方式中可以设想其他的构型或活塞的数量)，所述一个或多个气缸14各自容置联接至活塞杆42的活塞60。活塞60在可选地通过一个或多个活塞环(未示出)围绕活塞60保持的例如油之类的润滑剂62的帮助下能够各自在(如已熟知的)气缸14内移动。

在第一运行状态或预热阶段期间，内燃发动机尚未产生大量的热并且不需要对气缸体16和/或气缸14和/或气缸盖10进行冷却以保护发动机结构的安全。在通常已知的用于内燃发动机的冷却系统中，冷却系统由发动机驱动并且只要发动机一起动就作为冷却系统运行。然而，有益地是，本发明的系统100构造成被可调节地控制为使得在预热阶段温度管理系统允许发动机机体16及其部件(例如润滑剂62)保持由燃料的燃烧产生的热能，并且从而允许例如气缸达到最优运行温度，所述最优运行温度可以是约70℃至约90℃。

为了实现这一点，温度管理系统100包括具有控制间隙20的垫片12(如上所述)，该控制间隙20构造成至少在预热阶段期间限制冷却剂流出一个或多个铸造腿部、腔孔或排出孔130、145。系统100还包括可控的泵40，该可控的泵40构造成具有不同的流率输出。

泵40是可控的使得在预热阶段其输出低流率或零流率。泵40可以被控制成使得由泵输出的流率可以逐渐地增加(例如，通过逐步调整或在更频繁的步骤中使得流率输出的变化几乎是连续地可变的)。以此方式，泵40能够可控地且逐渐地在预热状态与最大冷却状态之间调节。在预热状态与最大冷却状态之间，泵40可以可控地处于一系列的状态。在预热状态期间，泵送40具有零流率输出或低流率输出。在最大冷却状态期间，泵40具有最大流率。就此而言，泵40构造成以至少两种不同的流率运行，其可以例如通过下述方法实现：物理地阻止泵40(使用设置在离心泵40的叶片或桨片上方的套管)；通过改变泵送频率或(在往复泵中)改变活塞行程长度；或改变马达转速。由此，由泵40输出的流率是可控的。

有利地，在较低的流率下，粘性阻力对试图通过垫片12、112、212、312、412的控制间隙20、120、220、320、420的冷却剂作用增大，并且与可变泵40的较低流率以及控制间隙20、120、220、320、420一起对限制冷却剂从气缸体116穿过垫片12、112、212、312、412通至气缸盖110具有协同作用。

更详细地参照图6，在图6中示出的温度管理系统100包括第一入口46，该第一入口46设置在气缸体16中以允许冷却剂(通常为冷却液的形式)从泵40转移至气缸体16中。气缸体16包括一个或多个孔或铸造腿部45，所述一个或多个孔或铸造腿部45在该图示的结构中是与形成在气缸体16内的一个或多个水套通路44相邻的。在气缸体16的与第一入口46相反侧上可选地设置有第一出口52。冷却剂可离开一个或多个水套通路44并且通过出口52离开气缸体16。阀54设置成靠近第一出口52，并且阀54在关闭状态下可提供从泵40经由气缸体16中的一个或多个水套44延伸至关闭的阀54的终止。该流体路径被称为第一流体路径102。

气缸盖10包括另一流体路径104(称作第三流体路径104)，该另一流体路径104允许冷却剂从泵40流动通过气缸盖10并且经由回流管21返回至泵40。气缸盖10包括第二入口48和第二出口50，所述第二入口48和第二出口50设置成使得冷却剂能够被泵40泵送至形成在气缸盖10内的水套中。流体路径104还包括一个或多个排出孔或铸造腔孔30。

垫片12设置在气缸盖10与气缸体16之间。垫片12包括一系列(如上所述的)密封孔口32用于围绕气缸14和阀36密封。控制间隙20各自构造并且设置成在气缸体16中的孔或腔孔45与气缸盖10中的大致邻近的孔或腔孔30之间提供限制性的(如上所述的)通路。系统100可另外包括热交换器或散热器(未示出)用于从温度控制流体提取热。

如图6A和图6B中所示，系统100构造成使得可以获得三个流体路径：

(i).第一流体路径102(参见图6A)：从泵40经由第一入口46进入气缸体16、进入包括在气缸体16中的一个或多个气缸套44中、并且在阀54处终止；

(ii).第二流体路径104(参见图6A和图6B)：从泵40经由第二入口48进入气缸盖10、进入一个或更多孔或腔孔或腿部30、经由第二出口50离开气缸盖10、并且经由回流管21返回至泵40(泵40可通过散热器)；以及

(iii).第三流体路径106(参见图6B)：从泵40经由第一入口46进入气缸体16、通过包括在气缸体16中的一个或多个气缸套44、通过阀54离开气缸体16中的第一出口52并经由回流管21返回至泵40以及通过一个或多个孔或腔孔45、通过垫片12中的控制间隙20、并且经由第二流体路径的一部分返回至泵40。

有助于活塞60在气缸14内滑动运动的润滑剂62的效力至少一部分是由润滑剂62的温度确定的。就此而言，在最初起动阶段——例如可以是约5分钟——期间，本公开内容有利地允许润滑剂62被预热或加热。为了实现这一点，在最初起动阶段期间限制水套44内的冷却剂流动。因此，冷却剂未被在系统100内再循环的较冷的温度管理液体替代，并且温度管理液体未被散热器冷却。为了实现这一点，阀54被关闭并且第一流体路径102与泵40的较低运行流率结合使用。因为阀54关闭，因此限制了冷却剂的再循环和流动。此外，在第一较低流率下，垫片12中的控制间隙20在防止冷却剂流入气缸盖10方面甚至更有效。这是因为在较低的流率(速度)下，一个或多个控制间隙20内的温度管理液体的粘性阻力的作用是更大的并且是强大到足以防止冷却剂以任何方式移出控制间隙20。这进一步确保了冷却剂不再循环并且因此不被冷却，使得容纳在一个或多个水套44中的冷却剂的温度增加并且实际上在预热阶段期间至少靠近润滑剂62提供围绕各个气缸14的加温水套(而不是冷却水套)。

一旦达到对于润滑剂62来说优选的温度并且/或者经过预定的时间段之后(例如约5分钟)，系统100构造成允许冷却剂通过第二流体路径104和第三流体路径106围绕系统100循环并且被散热器冷却使得冷却剂运行为冷却发动机。阀54被打开并且利用第二流体路径104和第三流体路径106。

可以理解的是，在本发明的范围内可以进行各种改变，例如，在气缸盖中的铸造腔孔与气缸体中大致相对地定位并且可选地具有不同尺寸的腿部之间提供连接的控制间隙的有利特征可以单独地使用并且不需要本发明的其他附加的有益方面，例如，可变控制的泵。

此外，虽然本发明已被描述涉及用于将多余的铸造腔孔连接的垫片的控制间隙，但应认识到的是，根据本公开内容的控制间隙可以用于限制性地或选择性地控制其他类型液体的流动以及在其他类型通路之间的流动以及其他类型的应用。

在本发明的其他实施方式中，可以设想的是气缸盖和/或气缸体可以由除了铝之外的材料比如钢制成。在本发明的其他实施方式中，可以设想的是气缸盖和/或气缸体可以由彼此不同的材料形成。

在其他实施方式中，可以设想的是垫片开口包括两个区域，所述两个区域中的任一者或两者可以根据气缸盖中的腿部开口与气缸体中的腿部开口的相对位置而操作为控制间隙。例如，根据气缸盖中的开口与气缸体中的开口之间的偏移的性质，其可以是在阻挡冷却剂流动方面有效的第一控制间隙或者是可以使用的第二控制间隙。在设想的实施方式中，第一控制间隙可包括：由气缸盖提供的上壁；由第一层提供的侧壁；以及由中间层的材料提供的下壁，并且第二控制间隙包括：由中间层的材料提供的上壁；由第二层的材料提供的侧壁；以及由气缸体提供的下壁。

如本文中使用的术语“腔孔”、“铸造腔孔”、“腿部”、“铸造腿部”、“孔”和“排出孔”指的是气缸体和气缸盖内的构造。这些构造的截面形状可以为大致圆形，其直径可以是均匀的或不均匀的，并且这些构造是中空部，在这些中空部内可收集气体和/或冷却剂。这些构造可形成或可不形成气缸盖和气缸体的水套(形成冷却系统一部分的通路网络)的一部分。在上下文中，使用的术语“腔孔”与活塞在其中往复运动的气缸不同。气缸也可以被称为气缸孔或活塞孔，这两个术语中的一者可在一些内容中被简称为孔。

应当认识到的是，本公开内容的垫片在具有多余的中空构造——其可以是多余的铸造腔孔——的内燃发动机中具有有益的效用。多余的铸造腔孔可以由铸造方法产生，其中，用于铸造的模具包括腿部、叉状部或突出部，其产生颠倒的构造，即铸造气缸盖和/或气缸体中的腔孔、孔或中空部。

Claims (60)

1.一种包括发动机的车辆，所述发动机具有气缸体、气缸盖和设置在所述气缸体与所述气缸盖之间的垫片，所述气缸体和所述气缸盖各自包括分别通向所述气缸体内的腔孔和所述气缸盖内的腔孔的至少一个腔孔开口，所述垫片包括垫片开口，所述垫片开口定尺寸成并且设置成在所述气缸体中的所述腔孔开口与所述气缸盖中的所述腔孔开口之间提供流体路径，并且所述垫片包括用于选择性地限制所述流体路径的装置，使得气体能够自由地通过所述气缸体的所述腔孔开口并且进入所述气缸盖中的所述腔孔开口而冷却剂仅能够限制性地通过所述气缸体的所述腔孔开口并且进入所述气缸盖中的所述腔孔开口，其中：

所述用于选择性地限制所述流体路径的装置为控制间隙，所述控制间隙限定在所述垫片内或者当所述垫片就位在所述气缸盖与所述气缸体之间时由所述垫片限定；并且

所述控制间隙包括上壁、下壁和侧壁，所述控制间隙的高度是由所述上壁与所述下壁之间的距离限定的，并且其中，所述控制间隙的高度定尺寸成使得在所述发动机的运行温度范围以下，冷却剂在所述上壁与所述下壁之间通过的粘性阻力大到足以防止冷却剂流出所述垫片开口并流入所述气缸盖中的所述腔孔开口或者至少使冷却剂流出所述垫片开口并流入所述气缸盖中的所述腔孔开口减至最少。

2.根据权利要求1所述的车辆，其中，所述高度小于或等于0.7mm。

3.根据权利要求1或2所述的车辆，其中，所述控制间隙的高度介于0.2mm与0.7mm之间。

4.根据权利要求1所述的车辆，其中，所述控制间隙的最大高度为0.3mm。

5.根据权利要求1或2所述的车辆，其中，所述控制间隙的所述上壁是由所述垫片的上层或所述气缸盖提供的，并且其中，所述控制间隙的所述下壁是由所述垫片的下层或所述气缸体提供的。

6.根据权利要求5所述的车辆，当所述控制间隙的所述上壁由所述气缸盖提供并且所述控制间隙的所述下壁由所述垫片的所述下层提供时，其中所述垫片至少在所述垫片开口附近包括三层或更多层，其中，第一层设置在中间层上方，并且所述中间层设置在第二层上方；所述控制间隙的所述侧壁是由所述第一层提供的；并且所述控制间隙的所述下壁是由所述中间层的材料提供的，所述中间层为所述垫片的所述下层。

7.根据权利要求6所述的车辆，包括第二控制间隙，其中，所述第二控制间隙包括：由所述中间层的材料提供的上壁；由所述第二层的材料提供的侧壁；以及由所述气缸体提供的下壁。

8.根据权利要求5所述的车辆，当所述控制间隙的所述上壁由所述垫片的所述上层提供并且所述控制间隙的所述下壁由所述气缸体提供时，其中所述垫片至少在所述垫片开口附近包括三层或更多层，其中，第一层设置在中间层上方，并且所述中间层设置在第二层上方；所述控制间隙的所述侧壁是由所述第二层的材料提供的；并且所述控制间隙的所述上壁是由所述中间层的材料提供的，所述中间层为所述垫片的所述上层。

9.根据权利要求8所述的车辆，其中，包括第二控制间隙，其中，所述第二控制间隙包括：由所述气缸盖提供的上壁；由所述第一层提供的侧壁；以及由所述中间层的材料提供的下壁。

10.根据权利要求1或2所述的车辆，其中，所述垫片包括单层的材料，并且其中，所述控制间隙的所述上壁是由所述气缸盖提供的，并且所述控制间隙的所述下壁是由所述垫片的所述单层的凹部提供的。

11.根据权利要求1或2所述的车辆，其中，所述垫片包括单层的材料，并且其中，所述控制间隙的所述上壁是由所述垫片的所述单层的凹部提供的，并且其中，所述控制间隙的所述下壁是由所述气缸体提供的。

12.根据权利要求5所述的车辆，当所述控制间隙的所述上壁由所述气缸盖提供并且所述控制间隙的所述下壁由所述垫片的所述下层提供时，其中所述垫片的所述上层为第一层并且所述垫片的所述下层为第二层，其中，所述第一层设置在所述第二层的顶部上；所述控制间隙的所述侧壁是由所述第一层的材料提供的；并且所述控制间隙的所述下壁是由所述第二层的材料的上表面提供的。

13.根据权利要求5所述的车辆，当所述控制间隙的所述上壁由所述垫片的所述上层提供并且所述控制间隙的所述下壁由所述气缸体提供时，其中所述垫片的所述上层为第一层并且所述垫片的所述下层为第二层，其中，所述第一层设置在所述第二层的顶部上；所述控制间隙的所述上壁是由所述第一层的材料的下表面提供的；并且所述控制间隙的所述侧壁是由所述第二层的材料提供的。

14.根据权利要求1或2所述的车辆，其中，所述垫片开口具有上部和下部，并且其中，所述垫片开口的在所述上部和所述下部中的一者或两者处的形状是大致长形的，以使所述气缸体中的所述至少一个腔孔开口与所述气缸盖中的所述至少一个腔孔开口流体地连接。

15.根据权利要求14所述的车辆，其中，所述垫片开口的仅所述上部或所述下部的形状是长形的，并且其中，所述垫片开口的所述下部或所述上部中的另一者设置为用于连接至所述气缸体中的腔孔开口或所述气缸盖中的腔孔开口，并且所述另一者的宽度明显地小于所述控制间隙的宽度并且/或者所述另一者的截面为大致圆形。

16.根据权利要求1或2所述的车辆，其中，所述控制间隙具有为大致椭圆形的截面形状。

17.根据权利要求16所述的车辆，其中，所述控制间隙具有包括两个平行的直的侧部以及两个相对的半圆形端部的截面形状。

18.根据权利要求1或2所述的车辆，其中，所述控制间隙的宽度为所述控制间隙的高度的至少两倍。

19.根据权利要求18所述的车辆，其中，所述控制间隙的宽度为所述控制间隙的高度的约十倍。

20.根据权利要求1或2所述的车辆，其中，所述控制间隙的宽度介于3mm与5mm之间。

21.根据权利要求1或2所述的车辆，其中，所述控制间隙的宽度为4mm。

22.根据权利要求1或2所述的车辆，包括用于对所述发动机的温度进行管理的系统，所述系统包括：

(i)泵，所述泵联接至所述气缸盖和所述气缸体用于泵送冷却剂，其中，所述泵能够控制成使得所述系统内的冷却剂的流率是可调的；以及

(ii)阀，所述阀构造成限制及允许冷却剂流动通过所述气缸体并且/或者流动通过所述气缸盖；

其中，所述泵能够控制成在第一运行状态期间以第一流率运行，并且在所述第一运行状态期间所述阀限制冷却剂流动通过所述气缸体，并且所述垫片的所述控制间隙限制冷却剂流出所述气缸体，并且因此所述系统构造成使得所述发动机能够达到所述发动机的运行温度范围。

23.根据权利要求22所述的车辆，其中，所述泵具有最大流率的输出，并且其中，所述第一流率低于所述最大流率。

24.根据权利要求22所述的车辆，其中，所述运行温度范围介于70℃与90℃之间。

25.根据权利要求22所述的车辆，其中，所述系统包括：

(i)第一流体路径，所述第一流体路径从所述泵经由第一入口进入所述气缸体、进入包括在所述气缸体中的腔孔和一个或多个水套并且在处于关闭状态的所述阀处终止；

(ii)第二流体路径，所述第二流体路径从所述泵经由第二入口进入所述气缸盖、经由第二出口离开所述气缸盖并且返回至所述泵；以及

(iii)第三流体路径，所述第三流体路径从所述泵经由所述第一入口进入所述气缸体、通过包括在所述气缸体中的一个或多个气缸套并且通过打开的所述阀离开所述气缸体的第一出口并返回至所述泵并且/或者经由所述垫片离开所述气缸体并且经由所述第二流体路径的至少一部分返回至所述泵；

其中，在所述第一运行状态期间，所述阀被关闭并且仅所述第一流体路径和所述第二流体路径是可进入的，使得冷却剂被限制流出所述气缸体；

其中，所述泵能够控制成在第二运行状态期间以第二流率运行，在所述第二运行状态期间，所述阀被打开并且所述第二流体路径和所述第三流体路径是可进入的，使得冷却剂能够流入及流出所述气缸体；并且

其中，所述第一流率低于所述第二流率。

26.根据权利要求25所述的车辆，其中，在较低的流率下，冷却剂在所述上壁与所述下壁之间通过的粘性阻力大到足以防止冷却剂流出所述垫片开口并流入所述气缸盖中的所述腔孔开口。

27.根据权利要求25所述的车辆，其中，在所述第二运行状态期间，所述气缸体的温度至少大致在所述运行温度范围内，并且通过打开所述阀并允许冷却剂流入及流出所述一个或多个水套，所述气缸盖、气缸和/或所述气缸体的温度保持为至少大致在所述运行温度范围内。

28.根据权利要求1或2所述的车辆，其中，所述上壁、所述下壁和/或所述侧壁中的任一者是成形加工的。

29.根据权利要求1或2所述的车辆，其中，所述上壁、所述下壁和/或所述侧壁中的任一者是粗糙的。

30.根据权利要求1或2所述的车辆，其中，所述上壁、所述下壁和/或所述侧壁中的任一者是扰动的。

31.根据权利要求1或2所述的车辆，其中，所述上壁、所述下壁和/或所述侧壁中的任一者是有形状的。

32.根据权利要求1或2所述的车辆，其中，所述上壁、所述下壁和/或所述侧壁中的任一者是有纹理的或成块的。

33.一种对冷却剂通过用于发动机的垫片进行控制的方法，所述发动机具有气缸体和气缸盖，所述气缸体和所述气缸盖各自包括分别通向所述气缸体内的腔孔和所述气缸盖内的腔孔的至少一个腔孔开口，所述方法包括：

(i)在所述垫片中提供开口，所述开口定尺寸成并且设置成在所述气缸体中的所述腔孔开口与所述气缸盖中的所述腔孔开口之间提供流体路径；

(ii)形成控制间隙，所述控制间隙构造并且设置成选择性地限制所述流体路径使得气体能够自由地通过所述气缸体的所述腔孔开口并且进入所述气缸盖中的所述腔孔开口而冷却剂仅能够限制性地通过所述气缸体的所述腔孔开口并且经由所述垫片开口进入所述气缸盖中的所述腔孔开口；

其中，所述垫片开口中的所述控制间隙包括上壁、下壁和侧壁，所述控制间隙的高度是由所述上壁与所述下壁之间的距离限定的，并且其中，所述控制间隙的高度定尺寸成使得在所述发动机的运行温度范围以下，冷却剂在所述控制间隙的所述上壁与所述下壁之间通过的粘性阻力大到足以防止冷却剂流出所述垫片开口并流入所述气缸盖中的所述腔孔开口或者至少使冷却剂流出所述垫片开口并流入所述气缸盖中的所述腔孔开口减至最少。

34.根据权利要求33所述的方法，其中，所述控制间隙的高度介于0.2mm与0.7mm之间、并且/或者其中，所述控制间隙是长形的控制间隙。

35.根据权利要求33所述的方法，其中，所述控制间隙的高度为0.3mm、并且/或者其中，所述控制间隙是长形的控制间隙。

36.根据权利要求33或34所述的方法，其中，所述控制间隙的截面形状为包括两个至少大致平行的直的侧部以及两个相对的至少半圆形端部的大致椭圆形，并且其中，所述控制间隙的介于所述两个平行的直的侧部之间的宽度介于3mm与5mm之间。

37.根据权利要求36所述的方法，其中，所述控制间隙的介于所述两个平行的直的侧部之间的宽度为4mm。

38.一种控制发动机的温度的方法，所述发动机具有气缸体和气缸盖，所述气缸体和所述气缸盖各自包括分别通向所述气缸体内的铸造腔孔和所述气缸盖内的铸造腔孔的至少一个腔孔开口，所述方法包括：

(i)在所述气缸体与所述气缸盖之间提供垫片，所述垫片具有开口，所述开口定尺寸成并且设置成在所述气缸体中的所述腔孔开口与所述气缸盖中的所述腔孔开口之间提供流体路径，并且所述垫片具有用于限制所述流体路径的装置，使得气体能够自由地通过所述气缸体的所述腔孔开口并且进入所述气缸盖中的所述腔孔开口而冷却剂根据温度和流率仅能够限制性地从所述气缸体的所述腔孔开口通过所述垫片并且进入所述气缸盖中的所述腔孔开口；

(ii)使用可变控制的泵以第一流率泵送冷却剂；以及

(iii)使用阀来限制冷却剂流动通过所述气缸体；

其中，所述装置为控制间隙；并且

其中，所述控制间隙包括上壁、下壁和侧壁，所述控制间隙的高度是由所述上壁与所述下壁之间的距离限定的，并且其中，所述控制间隙的高度定尺寸成使得在所述发动机的运行温度范围以下，冷却剂在所述上壁与所述下壁之间通过的粘性阻力大到足以防止冷却剂流出所述垫片开口并流入所述气缸盖中的所述腔孔开口或者至少使冷却剂流出所述垫片开口并流入所述气缸盖中的所述腔孔开口减至最少。

39.根据权利要求38所述的方法，包括：

(i)关于第一流体路径、第二流体路径和第三流体路径泵送冷却剂，其中：

(a)所述第一流体路径限定为：从所述泵经由第一入口进入所述气缸体、进入包括在所述气缸体中的一个或多个通路并且在关闭的阀处终止；

a)所述第二流体路径限定为：从所述泵经由第二入口进入所述气缸盖、经由第二出口离开所述气缸盖并且返回至所述泵；并且

b)所述第三流体路径限定为：从所述泵经由所述第一入口进入所述气缸体、通过包括在所述气缸体中的一个或多个通路并且通过打开的所述阀离开所述气缸体的第一出口并且返回至所述泵并且/或者经由所述垫片离开所述气缸体并且经由所述第二流体路径的至少一部分返回至所述泵；

(ii)将所述阀控制成在关闭状态与打开状态之间选择；以及

(iii)将所述泵控制成在第一运行状态期间以第一流率运行，并且在所述第一运行状态期间关闭所述阀，使得仅所述第一流体路径和所述第二流体路径是可进入的并且使得冷却剂被限制流出所述气缸体；以及

(iv)将所述泵控制成在第二运行状态期间以第二流率运行，并且在所述第二运行状态期间打开所述阀，使得所述第二流体路径和所述第三流体路径是可进入的并且使得冷却剂能够流入及流出所述气缸体；

其中，对所述泵进行控制包括使所述第一流率低于所述第二流率以防止在所述泵的所述第一运行状态期间所述冷却剂流动通过设置在所述气缸盖与所述气缸体之间的所述垫片中的所述控制间隙。

40.根据权利要求39所述的方法，其中，在较低的第一泵送流率下，冷却剂不能从所述气缸体通过所述垫片中的所述控制间隙并且流出所述气缸盖中的所述腔孔开口。

41.根据权利要求39或40所述的方法，其中，在所述第一运行状态期间，所述气缸体的初始温度在所述运行温度范围以下，并且通过使用所述阀和所述垫片开口中的所述控制间隙来限制冷却剂的流动，使所述气缸体达到至少大致在所述运行温度范围内的温度。

42.一种用于发动机的垫片，所述垫片包括垫片开口，并且所述垫片构造有控制间隙或构造成当就位在气缸盖与气缸体之间时形成控制间隙，所述垫片开口定尺寸为并且设置为在气缸体中的腔孔开口与气缸盖中的腔孔开口之间提供流体路径，并且所述控制间隙构造并且设置成选择性地限制所述流体路径，使得气体能够自由地通过所述垫片中的所述垫片开口而冷却剂仅能够限制性地通过所述垫片中的所述垫片开口，其中：

所述垫片开口中的所述控制间隙包括上壁、下壁和侧壁，所述控制间隙的高度是由所述上壁与所述下壁之间的距离限定的，并且其中，所述控制间隙的高度定尺寸成使得，当在所述发动机的运行温度范围以下使用时，冷却剂在所述上壁与所述下壁之间通过的粘性阻力大到足以防止冷却剂流出所述垫片开口并流入所述气缸盖中的所述腔孔开口或者至少使冷却剂流出所述垫片开口并流入所述气缸盖中的所述腔孔开口减至最少。

43.根据权利要求42所述的垫片，其中，所述控制间隙的高度小于或等于0.7mm。

44.根据权利要求42或43所述的垫片，其中，所述控制间隙的高度介于0.2mm与0.7mm之间。

45.根据权利要求42所述的垫片，其中，所述控制间隙的最大高度为0.3mm。

46.根据权利要求42或43所述的垫片，其中，所述控制间隙的所述上壁是由所述垫片的上层或所述气缸盖提供的，并且其中，所述控制间隙的所述下壁是由所述垫片的下层或所述气缸体提供的。

47.根据权利要求46所述的垫片，当所述控制间隙的所述上壁由所述气缸盖提供并且所述控制间隙的所述下壁由所述垫片的所述下层提供时，其中所述垫片至少在所述垫片开口附近包括三层或更多层，其中，第一层设置在中间层上方，并且所述中间层设置在第二层上方；所述控制间隙的所述侧壁是由所述第一层提供的；并且所述控制间隙的所述下壁是由所述中间层的材料提供的，所述中间层为所述垫片的所述下层。

48.根据权利要求47所述的垫片，包括第二控制间隙，其中，所述第二控制间隙包括由所述中间层的材料提供的上壁、由所述第二层的材料提供的侧壁以及由所述气缸体提供的下壁。

49.根据权利要求46所述的垫片，当所述控制间隙的所述上壁由所述垫片的所述上层提供并且所述控制间隙的所述下壁由所述气缸体提供时，其中所述垫片至少在所述垫片开口附近包括三层或更多层，其中，第一层设置在中间层上方，并且所述中间层设置在第二层上方；所述控制间隙的所述侧壁是由所述第二层的材料提供的；并且所述控制间隙的所述上壁是由所述中间层的材料提供的，所述中间层为所述垫片的所述上层。

50.根据权利要求49所述的垫片，包括第二控制间隙，其中，所述第二控制间隙包括：由所述气缸盖提供的上壁；由所述第一层提供的侧壁；以及由所述中间层的材料提供的下壁。

51.根据权利要求46所述的垫片，当所述控制间隙的所述上壁由所述气缸盖提供并且所述控制间隙的所述下壁由所述垫片的所述下层提供时，其中所述垫片的所述上层为第一层并且所述垫片的所述下层为第二层，其中，所述第一层设置在所述第二层的顶部上；所述控制间隙的所述侧壁是由所述第一层的材料提供的；并且所述控制间隙的所述下壁是由所述第二层的材料的上表面提供的。

52.根据权利要求46所述的垫片，当所述控制间隙的所述上壁由所述垫片的所述上层提供并且所述控制间隙的所述下壁由所述气缸体提供时，其中所述垫片的所述上层为第一层并且所述垫片的所述下层为第二层，其中，所述第一层设置在所述第二层的顶部上；所述控制间隙的所述上壁是由所述第一层的材料的下表面提供的；并且所述控制间隙的所述侧壁是由所述第二层的材料提供的。

53.根据权利要求42或43所述的垫片，其中，所述垫片开口具有上部和下部，并且其中，所述垫片开口的在所述上部和所述下部中的一者或两者处的形状是大致长形的，以使所述气缸体中的所述至少一个腔孔开口与所述气缸盖中的所述至少一个腔孔开口流体地连接。

54.根据权利要求53所述的垫片，其中，所述垫片开口的仅所述上部或所述下部的形状是长形的，并且其中，所述垫片开口的所述下部或所述上部中的另一者设置为用于连接所述气缸体中的腔孔开口或者所述气缸盖中的腔孔开口，并且所述另一者的宽度明显地小于所述控制间隙的宽度并且/或者所述另一者的截面为大致圆形。

55.根据权利要求42或43所述的垫片，其中，所述控制间隙具有大致椭圆形的截面形状。

56.根据权利要求55所述的垫片，其中，所述控制间隙具有包括两个平行的直的侧部以及两个相对的半圆形端部的截面形状。

57.根据权利要求42或43所述的垫片，其中，所述控制间隙的宽度为所述控制间隙的高度的至少两倍。

58.根据权利要求57所述的垫片，其中，所述控制间隙的宽度为所述控制间隙的高度的约十倍。

59.根据权利要求42或43所述的垫片，其中，所述控制间隙的宽度介于3mm与5mm之间。

60.根据权利要求42或43所述的垫片，其中，所述控制间隙的宽度为4mm。