CN105201676A - 用于内燃发动机的发动机缸体 - Google Patents

Abstract

一种用于包括汽缸冷却剂通道的内燃发动机的发动机缸体，设置有冷却剂入口管道，其中，冷却剂入口管道包括隔板，所述隔板用于将冷却剂入口管道分为两个通路，所述两个通路均与汽缸冷却剂通道连通。

Description

用于内燃发动机的发动机缸体

技术领域

本公开涉及一种用于内燃发动机的发动机缸体。

背景技术

内燃发动机包括发动机缸体，所述发动机缸体限定至少一个具有活塞的汽缸，所述活塞联接以旋转曲轴。汽缸盖与活塞配合，以限定燃烧室。

燃料和空气混合物设置在燃烧室中且被点燃，导致引起活塞的往复运动的热膨胀排气。燃料由至少一个燃料注射器提供，空气通过至少一个进气端口，所述进气端口位于汽缸盖的进气侧。

相反地，排气通过至少一个排气端口排出，所述排气端口位于汽缸盖的与进气侧相反的排气侧。

通过燃料燃烧产生的热量部分地通过冷却系统消散，所述冷却系统包括冷却剂泵，所述冷却剂泵使冷却剂(通常为水和防冻剂的混合物)流通通过实现在发动机缸体中的汽缸冷却通道。汽缸冷却通道围绕发动机汽缸，且其与实现在汽缸盖中的对应的汽缸盖冷却剂通道流体连通。

从这些冷却剂通道离开的冷却剂被朝向散热器引导，在散热器处，冷却剂在返回至冷却剂泵之前与周围环境的空气交换从发动机接收的热量。

汽缸冷却剂通道包括单个入口，使得流动通过该入口的冷却剂自由地分为第一部分和第二道，所述第一部分流动通过位于汽缸盖进气侧的、冷却剂通道的第一道，所述第二道流动通过位于汽缸盖排气侧的、冷却剂通道的第二部段。

冷却剂自由地分为两个部分的这一情况是该配置的缺陷，因为其确定了汽缸冷却剂通道中的不平衡冷却剂流通。

实际上，已经观察到，大部分冷却剂在汽缸冷却剂通道的底部近处流通，以及冷却剂的速度在通道中不均匀，在通道底部附近非常高。

冷却剂的高速度导致在冷却剂入口处的空穴现象，同时冷却剂的不均匀速度确定了对汽缸的不同冷却剂作用，这可引起汽缸的损坏，这是由于汽缸壁的扭曲以及随之发生的相关活塞的卡住。

发明内容

由于上述内容，本发明的实施例的目标是提供一种发动机缸体，其配置为确保冷却剂的平衡流通，避免现有技术的上述缺陷。

本发明的另一目标是通过简单、合理和甚至廉价的解决方案实现这些目标。

这些和其他目标通过具有在独立权利要求中所述特征的本发明的实施例获得。从属权利要求描述了本发明的次要方面。

更特别地，本发明的实施例提供了一种用于包括汽缸冷却剂通道的内燃发动机的发动机缸体，设置有冷却剂入口管道，其中，冷却剂入口管道包括隔板，所述隔板用于将冷却剂入口管道分为两个通路，所述两个通路均与汽缸冷却剂通道连通。

由于该方案，进入冷却剂入口的冷却剂没有自由地分开为两个部分，而是所述冷却剂被挡板分为两个确定量，确保冷却剂在冷却剂通道中的更均匀流通。

根据本发明的一方面，一个通路具有的截面大于另一个通路。

以该方式，可以区分流动通过每一个通路的冷却剂的量，允许冷却剂在冷却剂通道中的更平衡流通。

根据本发明的另一方面，具有较大截面的通路与冷却剂通道的位于发动机缸盖进气侧的第一道流体连接，而较小的通路与冷却剂通道的位于发动机缸盖排气侧的第二道流体连接。

由于该方案，可以获得发动机的汽缸的更均匀冷却，改进发动机冷却系统。

根据本发明的另一方面，入口管道包括下壁，所述下壁具有倾斜表面，所述倾斜表面配置为将冷却剂朝向冷却剂入口管道的上壁引导。

本发明的该方面有助于冷却剂进入冷却剂通道，改进冷却剂流通。

根据本发明的另一方面，发动机缸体包括上部空间，所述上部空间与冷却剂入口管道且与汽缸冷却剂通道流体连通。

以该方式，一部分冷却剂进入上部空间，在上部空间处，冷却剂被朝向冷却剂通道引导，改进冷却剂在汽缸盖近处的分布和流通。

根据本发明的又一方面，所述上部空间包括导流器，所述导流器限定两个导管，所述两个导管均与汽缸冷却剂通道连通。

本发明的该方面改进冷却剂在汽缸盖近处的流通。

根据本发明的另一方面，所述上部空间与冷却剂入口管道经由设置在所述入口管道的上壁中的开口连通。

本发明的该方面具有的优势是，用于实现冷却剂入口管道和上部空间之间的流体连通的廉价方案。

本发明的另一实施例设置了，所述上部空间与冷却剂入口管道经由设置在所述隔板中的开口连通。

本发明的该方面具有的优势是，确保了在上部空间中的改进的冷却剂流。

本发明的另一实施例设置了，隔板平行于汽缸中央轴线Z取向。

本发明的该方面确保了用于将冷却剂流分开的方案。

另一实施例提供了一种内燃发动机，该内燃发动机包括具有上述技术方面中的一个或多个的发动机缸体。

本发明的该实施例具有与之前实施例中公开的相同的优势。

附图说明

现在将通过示例、参考附图来描述本发明。

图1示意性地示出了根据本发明的实施例的汽车系统。

图2示出属于图1的汽车系统的内燃机的截面A-A。

图3是根据本发明的第一实施例的发动机缸体的立体视图。

图4是图3的俯视图。

图5是图4的截面V-V的视图。

图6是从图4中的A看到的视图的放大部分。

图7是图5的截面VII-VII的视图。

图8是图5的截面VIII-VIII的视图。

图9是图5的截面IX-IX的视图。

图10是根据本发明的第二实施例的发动机缸体的立体视图。

图11是图10的俯视图。

图12是图11的截面XII-XII的视图。

图13是从图11中的B看到的视图的放大部分。

图14是图12的截面XIV-XIV的视图。

图15是图12的截面XV-XV的视图。

图16是图12的截面XVI-XVI的视图。

附图标记

100汽车系统

110内燃发动机

120发动机缸体

125汽缸

126汽缸壁

130气缸盖

135凸轮轴

140活塞

145曲轴

150燃烧室

160燃料喷射器

210进气端口

215阀

220排气端口

540冷却系统

550冷却剂泵

560散热器

600冷却通道

601道

602道

605冷却剂入口管道

606上壁

607底壁

607a倾斜表面

608侧壁

609侧壁

611入口孔

620隔板

621后壁

622通过段

625通路

630通路

635开口

640上部空间

645侧壁

646侧壁

647底壁

650导流器

655导管

660导管

680通路

690通路

700开口

701细长端部

702圆形端部

Z旋转轴线

具体实施方式

一些实施例可以包括汽车系统100，如图1和2中所示的，所述汽车系统100包括内燃机(ICE)110，其具有发动机缸体120，所述发动机缸体120限定出至少一个汽缸125，所述汽缸125具有活塞140，所述活塞140被联接以旋转曲轴145。汽缸盖130与活塞140配合，以限定出燃烧室150。燃料和空气混合物(未示出)设置在燃烧室中150且被点燃，导致引起活塞140的往复运动的热膨胀排气。燃料由至少一个燃料喷射器160提供，且空气穿过至少一个进气端口210。每一个汽缸125具有至少两个阀215，由凸轮轴135促动，所述凸轮轴135与曲轴145一起正时旋转。阀215选择性地允许空气从端口210进入燃烧室150，并替换地允许排气通过端口220离开。

内燃发动机(ICE)110还设置有冷却系统540(图2)，所述冷却系统540包括冷却剂泵550，所述冷却剂泵550使冷却剂(通常为水和防冻剂的混合物)流通通过实现在发动机缸体120中的汽缸冷却通道600。

根据图3中所示的实施例，汽缸冷却剂通道600是环形通道，其围绕由发动机缸体125限定的汽缸125，并且汽缸冷却剂通道600包括实现在发动机缸体125中的冷却剂入口管道605和实现在汽缸盖130(图2)中的冷却剂出口管道(未示出)。

从汽缸冷却通道600离开的冷却剂被朝向散热器560引导，在散热器处，冷却剂在返回至冷却剂泵550之前与周围环境的空气交换从发动机接收的热量。

汽缸冷却剂通道600的冷却剂入口管道605由上壁606和底壁607限定(图6)，所述上壁606和底壁607具有端部，所述端部分别通过两个侧壁608和609连接在一起。壁606、607、608和609限定入口管道605的入口孔611，所述入口管道605通过发动机缸体120在侧向侧部上的铸造而制成。

冷却剂入口管道605还包括隔板620，该隔板620用于将入口管道605分为两个通路625和630，所述两个通路均与汽缸冷却剂通道600连通。

根据该实施例的一个方面，隔板平行于汽缸中央轴线Z取向；但是，不同实施例可设置为，挡板相对于汽缸的中央轴线Z倾斜。

根据本发明的该实施例，通路630的截面大于通路625的截面，使得流动通过通路630的冷却剂量大于流动通过通路625的冷却剂量。

具体地，通路630与冷却剂通道600的道601(图4)连通，该道601围绕汽缸125的对应于汽缸盖进气侧的一侧，进入端口210位于所述进气侧。相反地，通路625与冷却剂通道600的道602连通，该道601围绕汽缸125的对应于汽缸盖130的相反于进气侧的排气侧的一侧，排气端口220位于所述排气侧。

隔板620具有后壁621(图9)，该后壁621与汽缸盖125的壁126隔开，所述壁126建立用于冷却剂的通过段622，允许汽缸125的更好冷却。

图5示出底壁607具有相对于水平平面倾斜的表面607a，该倾斜表面607a开始于入口孔611，在入口管道605内上升。倾斜表面607a具有引导冷却剂朝向上壁606向上流动的功能，所述上壁606设置有具有豆形形状的贯通开口635，所述贯通开口605布置为与具有上部空间640的入口管道605流体连通(图7)，所述上部空间640位于冷却剂入口管道605上方且与其相邻。

上部空间640与入口管道605且与汽缸冷却剂通道600流体连通。

上部空间640由两个侧壁645、646(在共用端部连接)、一部分汽缸壁126以及相邻于上壁606的底壁647限定。上部空间640包括成形导流器650，所述导流器650与侧壁645和646以及底壁647一起限定两个导管655、660，每一个导管分别与冷却剂通道600的道602、601连通。贯通开口635位于成形导流器650与两个侧壁645和646的共用端部之间，使得通过开口635进入上部空间640的冷却剂流被分开，且该冷却剂流流动通过与冷却剂通道600流体连通的两个导管655和660，具体地，与冷却剂通道600的道601和602流体连通。

两个导管655和660设定尺寸和形状用于赋予切向方向给冷却剂流，以在发动机缸盖130近处引导冷却剂流。

由于该配置，进入冷却剂入口管道605的冷却剂流的第一部分被隔板620分开，且被引导通过通路625、630，第二部分被朝向上部空间640引导，在上部空间640处，被导流器650分开且通过导管655和660引导至冷却剂通道。该配置允许冷却剂通道600中的平衡的冷却剂流通，改进发动机的冷却系统。

根据该实施例，通路625和630配置尺寸为使得冷却剂流的55％流动通过较大的通路630，同时冷却剂流的35％流动通过较小的通路625，同时冷却剂流的10％流动通过上部腔室640中的开口635。

不同实施例中，上壁606不具有开口635，且因此上部空间640不存在。在该情况下，进入冷却剂入口管道605的冷却剂流被隔板620分开，且被引导通过通路625、630。在该情况下，通路625和630配置尺寸为使得冷却剂流的60％流动通过较大的通路630，同时冷却剂流的40％流动通过较小的通路625。

图10至16示出本发明的第二实施例，其不同于以上公开的实施例之处在于以下公开的主题。强调的是，在本发明的第二实施例的公开中，与第一实施例中已经公开的元件相同的元件标有相同的标记。

该实施例与已经披露的实施例之间的主要区别是开口635实现为延伸通过隔板620的开口700(图15)，在第一实施例中，该开口635布置为与具有上部腔室640的冷却剂入口管道605流体连通。

具体地，开口700具有通道的形状，该通道具有位于隔板620的前表面上的细长端部701和位于上壁606上的圆形端部702(图16)。

根据第二实施例，隔板620将入口管道605分为两个通路680和690(图13)，所述两个通路均与汽缸冷却剂通道600连通。通路680截面具有与通路690相同的尺寸，使得相同的冷却剂量流动通过两个通路680和690。

具体地，通路690与冷却剂通道600的道601连通，该道601围绕汽缸125的对应于汽缸盖进气侧的一侧，进入端口210位于所述进气侧。相反地，通路680与冷却剂通道600的道602连通，该道601围绕汽缸125的对应于汽缸盖130的相反于进气侧的排气侧的一侧，排气端口(未示出)位于所述排气侧。

根据该实施例，隔板620具有后壁621，该后壁621与汽缸盖125的壁126隔开，所述壁126建立用于冷却剂的通过段622，允许汽缸125的更好冷却。

隔板平行于汽缸中央轴线Z取向；但是，不同实施例可设置为，挡板相对于汽缸的中央轴线Z倾斜。

除了第一和第二实施例之间被公开的区别，所有其他技术特征，包括几个不同的方面，对于两个实施例是共同的。

尽管至少一个示例性实施例已经在前述概述和详细描述中呈现，应意识到存在大量变体。应意识到，一个示例性实施例或多个示例性实施例可以仅为示例，且不意图以任何方式限制范围、可用性或配置。更确切地，前述概要和详细描述将为本领域技术人员提供用于实施至少一个示例性实施例的便利的路图，应理解可以在示例性实施例中描述的元件的布置和功能中进行各种变化，而不违背所附权利要求和它们的法律等同体中所述的范围。

Claims (10)

1.一种用于包括汽缸冷却剂通道(600)的内燃发动机(110)的发动机缸体(120)，设置有冷却剂入口管道(605)，其中，所述冷却剂入口管道(605)还包括隔板(620)，该隔板(620)用于将冷却剂入口管道分为两个通路(625、630、680、690)，所述两个通路均与汽缸冷却剂通道(600)连通。

2.如权利要求1所述的发动机缸体，其中，一个通路(630)具有的截面大于另一个通路(625)。

3.如权利要求2所述的发动机缸体，其中，具有较大截面的通路(630)与冷却剂通道(600)的位于发动机缸盖(130)进气侧的第一道(601)流体连接，而较小的通路与冷却剂通道(600)的位于发动机缸盖(130)排气侧的第二道(602)流体连接。

4.如权利要求1所述的发动机缸体，其中，入口管道(605)包括下壁(607)，所述下壁(607)具有倾斜表面(607a)，所述倾斜表面配置为将冷却剂朝向冷却剂入口管道(605)的上壁(606)引导。

5.如权利要求1所述的发动机缸体，包括上部空间(640)，所述上部空间(640)与冷却剂入口管道(605)且与汽缸冷却剂通道(600)流体连通。

6.如权利要求4所述的发动机缸体，其中，所述上部空间(640)包括导流器(650)，所述导流器限定两个导管(655、665)，所述两个导管均与汽缸冷却剂通道(600)连通。

7.如权利要求4所述的发动机缸体，其中，所述上部空间与冷却剂入口管道(605)经由设置在所述入口管道(605)的上壁(606)中的开口(635)连通。

8.如权利要求4所述的发动机缸体，其中，所述上部空间与冷却剂入口管道(605)经由设置在所述隔板(620)中的开口(700)连通。

9.如权利要求1所述的发动机缸体，其中，所述隔板(620)平行于汽缸中央轴线Z取向。

10.一种内燃发动机，包括如前述权利要求中任一项所述的发动机缸体。