CN105452638A - 车辆水套 - Google Patents

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Abstract

一种车辆水套组件，该车辆水套组件包括建立多个第一流体通道的第一水套部，所述多个第一流体通道定位成有助于流体沿着至少第一平面运动。第二水套部位于第一水套部附近。该第二水套部建立多个第二流体通道，所述多个第二流体通道定位成有助于流体沿着与第一平面大致平行的至少第二平面运动。至少一个连接器部建立多个连接器流体通道，所述多个连接器流体通道定位成有助于流体沿着横向于第一平面和第二平面的方向在第一流体通道中的至少一个第一流体通道与第二流体通道中的至少一个第二流体通道之间运动。

Description

车辆水套
技术领域
本说明书的主题总体上涉及管理车辆发动机的温度。更具体地但不排他地，本说明书的主题涉及车辆水套构型。
背景技术
内燃发动机部件暴露于非常高的温度并且经常需要承受非常高的压力。提高发动机性能的期望带来与构造发动机部件相关联的新的挑战。例如，实现更高的缸内峰值气体压力需要更多的能够承受压力的部件。如果还期望更好的燃料经济性，则使得挑战更加的显著。更小的、重量更轻的发动机部件可以提供提高的燃料经济性。然而，挑战在于在保持足够的强度和耐用性以承受与发动机操作相关联的温度和压力的同时，如何使这种发动机部件更小或更轻。
发明内容
根据实施方式，组件包括建立多个第一流体通道的第一水套部，所述多个第一流体通道定位成有助于流体沿着至少第一平面运动。第二水套部位于第一水套部附近。该第二水套部建立多个第二流体通道，所述多个第二流体通道定位成有助于流体沿着与第一平面大致平行的至少第二平面运动。至少一个连接器部建立多个连接器流体通道，所述多个连接器流体通道定位成有助于流体沿着横向于第一平面和第二平面的方向在第一流体通道中的至少一个第一流体通道与第二流体通道中的至少一个第二流体通道之间运动。
在具有前述段落中的一个或更多个特征的组件中，第一水套部和第二水套部构造成沿大致水平的取向定位，并且连接器流体通道构造成沿大致竖向的取向定位。
具有前述段落的任一段落中的一个或更多个特征的组件包括至第一水套部的入口以及从第二水套部引出的出口，其中，入口位于第一水套部的第一侧上，出口位于第一水套部的第一侧上。在这种组件中，第一流体通道构造成沿着从第一水套部的第一侧朝向第一水套部的相反的第二侧的方向运送至少一些流体；连接器流体通道构造成将至少一些流体从第一流体通道运送至第二流体通道；以及第二流体通道构造成沿着从第二侧朝向第一侧以及朝向出口的另一方向运送从连接器流体通道接收到的至少一些流体。
具有前述段落的任一段落中的一个或更多个特征的组件包括发动机气缸体，并且其中，第一水套部包括用于从第一流体通道朝向发动机气缸体引导一些流体的气缸体出口。
具有前述段落的任一段落中的一个或更多个特征的组件包括车辆舱室加热器，并且其中，从第二水套部引出的出口朝向车辆舱室加热器引导所述至少一些流体。
具有前述段落的任一段落中的一个或更多个特征的组件包括流量控制元件，该流量控制元件能够被选择性地控制以在需要使发动机油变热时优先使流体流过气缸体，以及在需要使车辆舱室加热器变热时优先使流体流过从第二水套部引出的出口。
具有前述段落的任一段落中的一个或更多个特征的组件包括至少部分地位于第一水套部与第二水套部之间的加强板。
具有前述段落的任一段落中的一个或更多个特征的组件包括发动机气缸体，该发动机气缸体包括多个气缸和与所述气缸相关联的相应的多个喷射器。在这种组件中，第一水套部包括与喷射器相邻的喷射器端口部段以有助于热量从喷射器传递至第一流体通道的相应的喷射器端口部段中的流体；并且连接器流体通道中的至少一些连接器流体通道位于喷射器端口部段附近以将加热流体从喷射器端口部段运送至第二水套部，以有助于进一步将热量从喷射器传递至流体。
具有前述段落的任一段落中的一个或更多个特征的组件包括发动机气缸体，该发动机气缸体包括多个气缸。在这种组件中，第一水套部位于距发动机气缸体的第一近距离处以有助于基于从发动机气缸体至第一流体通道中的流体的热传递的第一热耗散量；并且第二水套部位于比第一近距离距发动机气缸体更远的第二近距离处以有助于基于从第二流体通道中的流体至第二水套部的材料的热传递的额外的第二热耗散量。
在具有前述段落的任一段落中的一个或更多个特征的组件中，第一水套部和第二水套部包括铝。
在具有前述段落的任一段落中的一个或更多个特征的组件中，第一流体通道构造成在沿着第一平面的第一方向上引导流体；以及第二流体通道构造成在沿着第二平面的相反的第二方向上引导流体。
在具有前述段落的任一段落中的一个或更多个特征的组件中，第一水套部包括区域，所述区域定位成冷却剂不能够从该区域容易地流动；以及连接器流体通道中的至少一个连接器流体通道位于该区域附近，以将冷却剂从该区域运送至第二水套部。
在具有前述段落的任一段落中的一个或更多个特征的组件中，该区域在喷射器或排出阀中的至少一者的附近。
车辆的示例性实施方式包括前述段落的任意段落中的组件的一个或更多个特征。
在前述段落中、在权利要求书中或在以下的描述和附图中的包括其不同的方面或各自单独的特征中的任意的实施方式、示例以及替代方案可以被独立地或以任何组合的形式采用。除非这样的特征是不相容的，否则所描述的与一个实施方式相关联的特征能够应用于所有实施方式。
附图说明
现在将参照附图、仅通过示例的方式来描述本发明的一个或更多个实施方式，其中，附图可以简要地描述为如下。
图1是根据本发明的实施方式设计的水套构型的概略性立体图。
图2是示出了图1的水套构型的选定特征的侧视图。
图3是示出了本发明的示例性实施方式的特征的示意图。
图4是详细说明某些实施方式的剖视图。
具体实施方式
图1和图2示出了水套组件20。第一水套部22建立多个第一流体通道24。第二水套部26建立多个第二流体通道28。水套组件20以已知的方式与车辆发动机气缸体30相关联，车辆发动机气缸体30包括多个气缸。出于讨论的目的，仅示出了发动机气缸体30的选定部。
第一水套部22位于相对于发动机气缸体30的第一近距离处。第二水套部26与第一水套部隔开并位于距发动机气缸体30的第二近距离处。第一近距离比第二水套部26的第二近距离距气缸体30中的至少一些气缸更近。使两个水套部分开并且相对于发动机气缸体处于不同的相对位置处可以促进更好的冷却能力，从而可以有助于允许水套组件承受与发动机操作相关联的相对较高的温度和压力。
第一水套部定位成使得第一流体通道24有助于例如冷却剂的流体在沿着第一平面40的至少一个方向上运动。第二水套部定位成使得第二流体通道28有助于流体沿着与第一平面大致平行的第二平面42运动。第一套部22与第二套部26之间的连接器部建立多个连接器流体通道44，多个连接器流体通道44允许流体在第一流体通道24与第二流体通道28之间流动。连接器流体通道44横向于第一平面40和第二平面42。在图2的示例中，第一水套部、第一平面40、第二水套部26以及第二平面42均在水平取向上。连接器流体通道44在竖向方向上。尽管图2中的横向取向包括大致垂直于平面40和平面42的连接器流体通道44，但其他实施方式包括在连接器流体通道44与平面40和平面42之间的倾斜角度的取向。
本示例中的第一套部22包括入口50，入口50位于第一套部22的一侧上。第二套部26包括出口52，出口52位于第一套部的一侧上或者靠近第一套部的一侧。使出口52位于第一套部22的与入口50相同侧上允许流体从第二套部26回到与入口泵53相关联的恒温器(未示出)。这种布置消除了对长软管的需要，所述长软管与使入口50和出口52位于水套的相反侧上相关联。较短的软管长度减小了回路冷却剂的体积，减小了容纳水套组件所需的整个外壳，并提供了系统热惯性的改善。
示例性的第二水套部26包括构造成朝向舱室加热器(未示出)输送流体的另一出口54。如在图2中示意性地示出，可以使用例如可控阀的流量控制元件56来控制被提供至舱室加热器的来自第二水套28的加热流体的多少。
第一水套部22包括构造成将流体从第一水套部引导至发动机气缸体30的发动机气缸体出口58。根据情况，可以优先引导更多的冷却剂流体穿过出口58以更快地加热发动机油或者可以优先引导更多的冷却剂流体穿过出口54以更快地加热车辆舱室。与示出的构型相关联的多个套部和各个出口有助于更灵活地实现这种期望的功能或特征。
如从图2中可最佳地理解的是，第一水套部22有助于流体在沿着第一平面40的第一方向60上运动。至少一些流体运动穿过连接器流体通道44并且进入第二水套部26。在第二流体通道28内，流体在沿着第二平面42的相反的第二方向62上运动。这样的流体的多程运动相比于单程布置提供了提高的冷却能力并且有助于将入口和出口设置在如上所述的在功能上更有效的位置中。
示出的实施方式的两个套部22和26将冷却剂套增加至金属表面，从而导致从金属的更好的排热。这个方面用于在冷起动发动机时增加流体的预热。向金属表面增加的冷却剂套还降低了金属在高负载下的温度，这提高了气缸体30的耐久性极限。使多个套部具有增大的散热能力还有助于使套组件20由重量更轻的材料，例如铝，制造。示出的实施方式包括加强板70，该加强板70至少部分地接纳在第一水套部22与第二水套部26之间以对水套组件20提供结构加强。
图3中示意性地示出了与多个水套部相关联的另一特征。发动机气缸体30的气缸中的每个气缸均具有相关联的喷射器74。喷射器74附近的热量积聚是显著的并且通常居中地位于发动机气缸体30内。第一流体通道24包括与喷射器74相邻的部段以有助于热量从发动机气缸体30和喷射器74传递至第一水套部22内的流体。连接器流体通道44包括靠近喷射器74的至少一个通道，使得来自第一流体通道24的相邻部段的流体可以移动穿过连接器流体通道44并且进入第二水套部26。这允许额外的热量从发动机上的经历高温的位置例如燃烧室的中心传递。在本示例中，第二流体通道28包括用于促进额外的热传递的与喷射器74相邻的部段(以及发动机气缸体30的任何邻近的部分)。
如图4中所示，一个实施方式包括在区域80中或者靠近区域80的至少一个连接器流体通道44，区域80可以被认为是围绕一个或更多个排出阀的停滞水流区域。在这些区域80中引入额外的水流使得冷却效果提高。
示出的示例性实施方式的特征提供了提高的冷却能力和冷却剂的分配，同时有助于使水套组件使用更少的材料或重量更轻的材料。此外，示出的实施方式相比于其他的设计非常适合于承受更高的发动机温度和压力。
尽管上文描述了与一个或更多个特定实施方式有关的不同特征和方面，但是这些特征和方面不一定专用于相应的实施方式。所公开的特征和方面可以以除上文具体提到的那些方式以外的其他方式组合。换句话说，一个实施方式的任何特征可以包括有另一实施方式的特征或者替换为另一实施方式的特征。
本发明的一个或更多个实施方式的非限制性方面还可以参照以下已编号的段落来理解：
1.一种组件，所述组件包括：
第一水套部，所述第一水套部建立多个第一流体通道，所述多个第一流体通道定位成有助于流体沿着至少第一平面运动；
第二水套部，所述第二水套部位于所述第一水套部附近，所述第二水套部建立多个第二流体通道，所述多个第二流体通道定位成有助于流体沿着与所述第一平面大致平行的至少第二平面运动；以及
至少一个连接器部，所述至少一个连接器部建立多个连接器流体通道，所述多个连接器流体通道定位成有助于流体沿着横向于所述第一平面和所述第二平面的方向在所述第一流体通道中的至少一个第一流体通道与所述第二流体通道中的至少一个第二流体通道之间运动。
2.根据段落1所述的组件，其中，所述第一水套部和所述第二水套部构造成沿大致水平的取向定位，并且所述连接器流体通道构造成沿大致竖向的取向定位。
3.根据段落1所述的组件，包括：
至所述第一水套部的入口，所述入口在所述第一水套部的第一侧上；以及
从所述第二水套部引出的出口，所述出口在所述第一水套部的所述第一侧上；
并且其中，
所述第一流体通道构造成沿着从所述第一水套部的所述第一侧朝向所述第一水套部的相反的第二侧的方向运送至少一些流体；
所述连接器流体通道构造成将所述至少一些流体从所述第一流体通道运送至所述第二流体通道；以及
所述第二流体通道构造成沿着从所述第二侧朝向所述第一侧以及朝向所述出口的另一方向运送从所述连接器流体通道接收到的所述至少一些流体。
4.根据段落3所述的组件，包括发动机气缸体，并且其中，所述第一水套部包括用于从所述第一流体通道朝向所述发动机气缸体引导一些流体的气缸体出口。
5.根据段落4所述的组件，包括车辆舱室加热器，并且其中，所述第二水套部的所述出口朝向所述车辆舱室加热器引导所述至少一些流体。
6.根据段落5所述的组件，包括流量控制元件，所述流量控制元件能够被选择性地控制以
在需要使发动机油变热时，优先使流体流过所述气缸体出口；以及
在需要使所述车辆舱室加热器变热时，优先使流体流过从所述第二水套部引出的所述出口。
7.根据段落1所述的组件，包括加强板，所述加强板至少部分地位于所述第一水套部与所述第二水套部之间。
8.根据段落1所述的组件，包括：
发动机气缸体，所述发动机气缸体包括多个气缸；
与所述气缸相关联的对应的多个喷射器；
并且其中，
所述第一水套部包括与所述喷射器相邻的喷射器端口部段，以有助于热量从所述喷射器传递至所述第一流体通道的相应的所述喷射器端口部段中的流体；
所述连接器流体通道中的至少一些连接器流体通道位于所述喷射器端口部段附近，以将已加热流体从所述喷射器端口部段运送至所述第二水套部，以有助于进一步将热量从所述喷射器传递至所述流体。
9.根据段落1所述的组件，包括：
发动机气缸体，所述发动机气缸体包括多个气缸；
并且其中，
所述第一水套部位于距所述发动机气缸体的第一近距离处以有助于基于从所述发动机气缸体至所述第一流体通道中的流体的热传递的第一热耗散量；以及
所述第二水套部位于比所述第一近距离距所述发动机气缸体更远的第二近距离处以有助于基于从所述第二流体通道中的流体至所述第二水套部的材料的热传递的额外的第二热耗散量。
10.根据段落1所述的组件，其中，所述第一水套部和所述第二水套部包括铝。
11.根据段落1所述的组件，其中，
所述第一流体通道构造成在沿着所述第一平面的第一方向上引导流体；以及
所述第二流体通道构造成在沿着所述第二平面的相反的第二方向上引导流体。
12.根据段落1所述的组件，其中，
所述第一水套部包括区域，所述区域定位成冷却剂不能够从所述区域容易地流动；以及
所述连接器流体通道中的至少一个连接器流体通道位于所述区域附近，以将冷却剂从所述区域运送至所述第二水套部。
13.根据段落12所述的组件，其中，所述区域在喷射器或排出阀中的至少一者的附近。
14.一种包括任一前述编号段落所述的组件的车辆。
前述描述实质上是说明性的而非限制性的。对所公开的示例的变型和改型对于本领域的技术人员而言可以变得明显，所述变型和改型并不一定背离对由公开的示例提供的领域所贡献的本质。提供给本发明的法律保护的范围仅能够通过研究以下权利要求来确定。

Claims (17)

1.一种组件，所述组件包括：
第一水套部，所述第一水套部建立多个第一流体通道，所述多个第一流体通道定位成有助于流体沿着至少第一平面运动；
第二水套部，所述第二水套部位于所述第一水套部附近，所述第二水套部建立多个第二流体通道，所述多个第二流体通道定位成有助于流体沿着与所述第一平面大致平行的至少第二平面运动；以及
至少一个连接器部，所述至少一个连接器部建立多个连接器流体通道，所述多个连接器流体通道定位成有助于流体沿着横向于所述第一平面和所述第二平面的方向在所述第一流体通道中的至少一个第一流体通道与所述第二流体通道中的至少一个第二流体通道之间运动。
2.根据权利要求1所述的组件，其中，所述第一水套部和所述第二水套部构造成沿大致水平的取向定位，并且所述连接器流体通道构造成沿大致竖向的取向定位。
3.根据权利要求1所述的组件，包括：
至所述第一水套部的入口，所述入口在所述第一水套部的第一侧上；
以及
从所述第二水套部引出的出口，所述出口在所述第一水套部的所述第一侧上；
并且其中，
所述第一流体通道构造成沿着从所述第一水套部的所述第一侧朝向所述第一水套部的相反的第二侧的方向运送至少一些流体；
所述连接器流体通道构造成将所述至少一些流体从所述第一流体通道运送至所述第二流体通道；以及
所述第二流体通道构造成沿着从所述第二侧朝向所述第一侧以及朝向所述出口的另一方向运送从所述连接器流体通道接收到的所述至少一些流体。
4.根据权利要求3所述的组件，包括发动机气缸体，并且其中，所述第一水套部包括用于从所述第一流体通道朝向所述发动机气缸体引导一些流体的气缸体出口。
5.根据权利要求4所述的组件，包括车辆舱室加热器，并且其中，所述第二水套部的所述出口朝向所述车辆舱室加热器引导所述至少一些流体。
6.根据权利要求5所述的组件，包括流量控制元件，所述流量控制元件能够被选择性地控制以
在需要使发动机油变热时，优先使流体流过所述气缸体出口；以及
在需要使所述车辆舱室加热器变热时，优先使流体流过从所述第二水套部引出的所述出口。
7.根据权利要求1所述的组件，包括加强板，所述加强板至少部分地位于所述第一水套部与所述第二水套部之间。
8.根据权利要求1所述的组件，包括：
发动机气缸体，所述发动机气缸体包括多个气缸；
与所述气缸相关联的对应的多个喷射器；
并且其中，
所述第一水套部包括与所述喷射器相邻的喷射器端口部段，以有助于热量从所述喷射器传递至所述第一流体通道的相应的所述喷射器端口部段中的流体；
所述连接器流体通道中的至少一些连接器流体通道位于所述喷射器端口部段附近，以将已加热流体从所述喷射器端口部段运送至所述第二水套部，以有助于进一步将热量从所述喷射器传递至所述流体。
9.根据权利要求1所述的组件，包括：
发动机气缸体，所述发动机气缸体包括多个气缸；
并且其中，
所述第一水套部位于距所述发动机气缸体的第一近距离处，以有助于基于从所述发动机气缸体至所述第一流体通道中的流体的热传递的第一热耗散量；以及
所述第二水套部位于比所述第一近距离距所述发动机气缸体更远的第二近距离处，以有助于基于从所述第二流体通道中的流体至所述第二水套部的材料的热传递的额外的第二热耗散量。
10.根据权利要求1所述的组件，其中，所述第一水套部和所述第二水套部包括铝。
11.根据权利要求1所述的组件，其中，
所述第一流体通道构造成在沿着所述第一平面的第一方向上引导流体；以及
所述第二流体通道构造成在沿着所述第二平面的相反的第二方向上引导流体。
12.根据权利要求1所述的组件，其中，
所述第一水套部包括区域，所述区域定位成冷却剂不能够从所述区域容易地流动；以及
所述连接器流体通道中的至少一个连接器流体通道位于所述区域附近，以将冷却剂从所述区域运送至所述第二水套部。
13.根据权利要求12所述的组件，其中，所述区域在喷射器或排出阀中的至少一者的附近。
14.一种包括根据任一前述权利要求所述的组件的冷却系统。
15.一种用于包括根据权利要求1至13中的任意项所述的组件的内燃发动机的冷却系统。
16.一种用于车辆的冷却系统，所述冷却系统为根据权利要求14或15所述的冷却系统。
17.一种包括根据任一前述权利要求所述的组件或冷却系统的车辆。
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