CN105508074A - 发动机的气缸盖冷却装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供发动机的气缸盖冷却装置，能够提高副燃烧室壁的周围的冷却效率。该发动机的气缸盖冷却装置构成为，在气缸盖(1)内具有吸气口(2)、排气口(3)、副燃烧室(4)、冷却水水套(5)，吸气口壁(2a)、排气口壁(3a)、副燃烧室壁(4a)配置在冷却水水套(5)内，冷却水水套(5)具有冷却水入口(5a)与冷却水出口(5b)，从冷却水入口(5a)流入冷却水水套(5)的发动机冷却水(6)经过冷却水水套(5)从冷却水出口(5b)流出，在冷却水水套(5)的冷却水经过路径中，在副燃烧室壁(4a)的上游侧具有冷却水引导壁(7)，该上游侧的冷却水引导壁(7)形成为朝向下游侧宽度逐渐地变宽的“く”字状。

Description

发动机的气缸盖冷却装置
技术领域
本发明涉及发动机的气缸盖冷却装置，详细地说，涉及能够提高副燃烧室壁的周围的冷却效率的发动机的气缸盖冷却装置。
背景技术
以往，作为发动机的气缸盖冷却装置，具有如下装置(例如，参照专利文献1)。
该发动机的气缸盖冷却装置构成为，在气缸盖内具有吸气口、排气口、副燃烧室、冷却水水套，吸气口壁、排气口壁、副燃烧室壁配置在冷却水水套内，冷却水水套具有冷却水入口与冷却水出口，从冷却水入口流入冷却水水套的发动机冷却水经过冷却水水套从冷却水出口流出。
根据这种冷却装置，由经过冷却水水套的发动机冷却水冷却排气口壁、副燃烧室壁、气缸盖壁，因此，排气口壁、副燃烧室壁、气缸盖壁与吸气口壁的温差变小，从而存在能够抑制气缸盖的热变形的优点。
但是，在专利文献1的装置中，在冷却水水套内经过的发动机冷却水沿着圆筒形状的副燃烧室壁流动，因此存在问题。
专利文献1：JP特开平6-221149号公报(参照图1(B))
《问题》副燃烧室壁的周围的冷却效率低。
在专利文献1的装置中，由于在冷却水水套内经过的发动机冷却水沿着圆筒形状的副燃烧室壁流动，所以发动机冷却水难以顺利地向副燃烧室壁的两旁侧分流，从而副燃烧室壁的周围的冷却效率低。
发明内容
本发明的目的在于提供能够提高副燃烧室壁的周围的冷却效率的发动机的气缸盖冷却装置。
本发明的发明人发现，在冷却水水套的冷却水经过路径中，在副燃烧室壁的上游侧设置“く”字状的冷却水引导壁的情况下，发动机冷却水能够顺利地向副燃烧室壁的两旁侧分流，从而能够极大程度地提高副燃烧室壁的周围的冷却效率，基于该研究结果提出了本发明。
解决问题的手段
技术方案1的发明的特定技术特征如下。
如图3、4所例示的那样，一种发动机的气缸盖冷却装置，在气缸盖1内具有吸气口2、排气口3、副燃烧室4、冷却水水套5，在冷却水水套5内配置有吸气口壁2a、排气口壁3a、副燃烧室壁4a，冷却水水套5具有冷却水入口5a和冷却水出口5b，从冷却水入口5a流入冷却水水套5的发动机冷却水6经过冷却水水套5从冷却水出口5b流出，该发动机的气缸盖冷却装置的特征在于，如图3、4所例示的那样，在冷却水水套5的冷却水经过路径中，在副燃烧室壁4a的上游侧具有冷却水引导壁7，该上游侧的冷却水引导壁7形成为朝向下游侧宽度逐渐地变宽的“く”字状。
技术方案1的发明具有如下的效果。
《效果》能够提高副燃烧室壁的周围的冷却效率。
如图3、4所例示的那样，在冷却水水套5的冷却水经过路径中，在副燃烧室壁4a的上游侧具有冷却水引导壁7，该上游侧的冷却水引导壁7形成为朝向下游侧宽度逐渐地变宽的“く”字状，因此，在副燃烧室壁4a的上游侧流动的发动机冷却水6通过上游侧的冷却水引导壁7的引导能够顺利地向副燃烧室壁4a的两旁分流，从而能够提高副燃烧室壁4a的周围的冷却效率。
《效果》能够提高发动机的热效率和寒冷时的发动机起动性。
如图3、4所例示的那样，在冷却水水套5的冷却水经过路径中，在副燃烧室壁4a的上游侧具有冷却水引导壁7，因此，在副燃烧室壁4a的上游侧流动的发动机冷却水6与上游侧的冷却水引导壁7碰撞，副燃烧室壁4a不会受到发动机冷却水6的直接撞击，从而能够抑制副燃烧室壁4a的过冷，能够提高发动机的热效率和寒冷时的发动机起动性。
技术方案2的发明的发动机的气缸盖冷却装置，在副燃烧室壁4a的下游侧具有冷却水引导壁8，该下游侧的冷却水引导壁8形成为朝向下游侧宽度逐渐地变窄的“く”字状。
技术方案2的发明不仅具有技术方案1的发明的效果，还具有如下的效果。
《效果》能够提高气缸盖的冷却效率。
如图3、4所例示的那样，在副燃烧室壁4a的下游侧具有冷却水引导壁8，该下游侧的冷却水引导壁8形成为朝向下游侧宽度逐渐地变窄的“く”字状，因此，在副燃烧室壁4a的下游侧流动的发动机冷却水6能够顺利地从下游侧的冷却水引导壁8剥离，从而能够抑制在副燃烧室壁4a的下游侧向后流动的情况产生，因此，冷却水水套5内的发动机冷却水6的流动变顺畅，从而能够提高气缸盖1的冷却效率。
技术方案3的发明的发动机的气缸盖冷却装置，在副燃烧室壁4a的两旁具有冷却水引导壁9、9，该两旁的冷却水引导壁9、9形成为朝向下游侧宽度逐渐地向旁侧变宽后又逐渐地变窄的“く”字状。
技术方案3的发明不仅具有技术方案1或2的发明的效果，还具有如下的效果。
《效果》能够提高副燃烧室壁的周围的冷却效率。
如图3、4所例示的那样，在副燃烧室壁4a的两旁侧具有冷却水引导壁9、9，该两旁侧的冷却水引导壁9、9形成为朝向下游侧宽度逐渐地向旁侧变宽，因此在副燃烧室壁4a的两旁侧流动的发动机冷却水6通过两旁侧的冷却水引导壁9、9的引导，能够顺利地向副燃烧室壁4a的两旁侧分流，从而能够提高副燃烧室壁4a的周围的冷却效率。
《效果》能够提高气缸盖的冷却效率。
如图3、4所例示的那样，两旁的冷却水引导壁9、9形成为朝向下游侧宽度逐渐地向侧面变宽后又逐渐地变窄的“く”字状，因此，在副燃烧室壁4a的两旁流动的发动机冷却水6能够顺利地从冷却水引导壁9、9剥离，从而能够抑制在副燃烧室壁4a的下游侧产生向后流动的情况，因此冷却水水套5内的发动机冷却水6的流动变顺畅，从而能够提高气缸盖1的冷却效率。
《效果》能够提高发动机的热效率与寒冷时的发动机起动性。
如图3、4所例示的那样，由于在副燃烧室壁4a的两旁具有冷却水引导壁9、9，所以在副燃烧室壁4a的两旁流动的发动机冷却水6与两旁的冷却水引导壁9、9接触，从而副燃烧室壁4a不会受到发动机冷却水6的直接撞击，因此，能够抑制副燃烧室壁4a的过冷，从而能够提高发动机的热效率和寒冷时的发动机起动性。
技术方案4的发明的发动机的气缸盖冷却装置，在两旁的冷却水引导壁9、9中的一个冷却水引导壁9的突出侧配置有排气口壁3a。
技术方案4的发明不仅具有技术方案3的发明的效果，还具有如下的效果。
《效果》能够提高排气口壁的冷却效率。
如图3、4所例示的那样，由于在两旁的冷却水引导壁9、9中的一旁冷却水引导壁9的突出侧配置有排气口壁3a，所以在副燃烧室壁4a的一旁流动的发动机冷却水6被一旁的冷却水引导壁9引导至排气口壁3a，从而能够提高排气口壁3a的冷却效率。
技术方案5的发明的发动机的气缸盖冷却装置，该发动机的气缸盖冷却装置具有冷却水积存凹部10，冷却水积存凹部10配置在冷却水引导壁与副燃烧室壁4a之间，该冷却水积存凹部10的上侧开口。
技术方案5的发明不仅具有技术方案1～4任一项发明的效果，还具有如下的效果。
《效果》防止因快速冷却引起的副燃烧室壁的热损伤。
如图3、4所例示的那样，具有冷却水积存凹部10，冷却水积存凹部10配置在冷却水引导壁与副燃烧室壁4a之间，冷却水积存凹部10的上侧开口，因此，积存在冷却水积存凹部10的发动机冷却水6受到副燃烧室壁4a的热而升温上浮，因对流与周围的发动机冷却水6进行替换，因此副燃烧室壁4a被缓慢地冷却，从而能够防止因快速冷却所引起的副燃烧室壁4a的热损伤。
《效果》能够提高发动机的热效率与寒冷时的发动机起动性。
副燃烧室壁4a被缓慢地冷却，因此，能够抑制副燃烧室壁4a的过冷，从而能够提高发动机的热效率与寒冷时的发动机起动性。
技术方案6的发明的发动机的气缸盖冷却装置，该发动机的气缸盖冷却装置具有恒温器壳11，恒温器壳11形成在冷却水水套5的下游侧的拐角部，副燃烧室4侧的壳体入口壁11a以越靠近冷却水水套5越靠近副燃烧室4侧的方式倾斜。
技术方案6的发明不仅具有技术方案1～5任一项发明的效果，还具有如下的效果。
《效果》能够提高气缸盖的冷却效率。
如图3、4所例示的那样，具有恒温器壳11，恒温器壳11形成在冷却水水套5的下游侧的拐角部，副燃烧室4侧的壳体入口壁11a以越靠近冷却水水套5越靠近副燃烧室4侧的方式倾斜，因此被上游侧的冷却水引导壁7引导的发动机冷却水6能够沿着壳体入口壁11a顺利地流入恒温器壳11，从而冷却水水套5内的发动机冷却水6的流动不会停滞，因此，能够提高气缸盖1的冷却效率。
技术方案7的发明的发动机的气缸盖冷却装置，该发动机的气缸盖冷却装置具有吸气歧管12，吸气歧管12为没有支管的调压箱，吸气歧管12形成为朝向气缸盖1的整个面开口的箱形状，气缸盖1的侧壁1a以保留有吸气歧管12的安装座1b的方式向内侧凹入，从气缸盖1的侧壁1a的凹入端面1c向内侧形成的吸气口入口2b为漏斗形状，副燃烧室4设置在气缸盖1的吸气口2侧。
技术方案7的发明不仅具有技术方案1～6任一项发明的效果，还具有如下的效果。
《效果》能够提高寒冷时的发动机起动性。
如图6～8所例示的那样，气缸盖1的侧壁1a以保留有吸气歧管12的安装座1b的方式向内侧凹入，如图4所例示，从气缸盖1的侧壁1a的凹入端面1c起形成于内侧的吸气口入口2b为漏斗形状，在气缸盖1的吸气口2侧设置有副燃烧室4，因此，伴随着凹入和形成为漏斗形状，副燃烧室4侧的气缸盖1的侧壁1a变为薄壁，从而副燃烧室4侧的气缸盖1的热容量降低，在发动机起动时能够使副燃烧室壁4a的温度提前上升，从而能够提高寒冷时的发动机起动性。
《效果》能够提高吸气的填充效率。
如图6～8所例示的那样，具有吸气歧管12，吸气歧管12为没有支管的调压箱，吸气歧管12形成为朝向气缸盖1的整个面开口的箱形状，气缸盖1的侧壁1a以保留有吸气歧管12的安装座1b的方式向内侧凹入，如图4所例示的那样，从气缸盖1的侧壁1a的凹入端面1c向内侧形成的吸气口入口2b为漏斗形状，因此，吸气阻力变小，从而能够提高吸气的填充效率。
《效果》能够使发动机的横向宽度变小。
如图4所例示的那样，借助气缸盖1的侧壁1a的凹入和吸气口入口2b的漏斗形状，能够在气缸盖1侧承担调压箱的容积的一部分，能够相应地使吸气歧管12的容积变小，从而能够使发动机的横向宽度变小。
《效果》在研磨加工吸气歧管的安装座时，不会发生吸气口入口被切削产生边缘的情况。
如图6～8所例示的那样，气缸盖1的侧壁1a以保留有吸气歧管12的安装座1b的方式向内侧凹入，如图4所例示的那样，从气缸盖1的侧壁1a的凹入端面1c起形成在内侧的吸气口入口2b为漏斗形状，因此，在吸气歧管12的安装座1b的研磨加工时，不会发生吸气口入口2b被切削而产生边缘的情况。
附图说明
图1是本发明的实施方式的发动机的气缸盖的俯视图。
图2是沿着图1的II-II线的剖视图。
图3是沿着图2的III-III线的剖视图。
图4是沿着图2的IV-IV线的剖视图。
图5是图1的气缸盖的仰视图。
图6是在图1的安装有吸气歧管的气缸盖的俯视图中，表示吸气歧管与燃料喷射泵的位置关系的说明图。
图7是沿着图6的VII-VII线的剖视图。
图8是图1的气缸盖的立体图。
附图标记说明如下：
1气缸盖
1a侧壁
1b安装座
1c凹入端面
2吸气口
2a吸气口壁
2b吸气口入口
3排气口
3a排气口壁
4副燃烧室
4a副燃烧室壁
5冷却水水套
5a冷却水入口
5b冷却水出口
6发动机冷却水
7上游侧的冷却水引导壁
8下游侧的冷却水引导壁
9两旁的冷却水引导壁
10冷却水积存凹部
11恒温器壳
11a壳体入口壁
12吸气歧管
具体实施方式
图1～图8是说明本发明的实施方式的发动机的气缸盖的冷却装置的图，在该实施方式中，对水冷式的立式双缸柴油发动机的气缸盖的冷却装置进行说明。
该发动机的气缸盖的概要如下。
如图6所示，在气缸盖1的一侧的侧壁1a上安装有吸气歧管12，在另一侧的侧壁1d上安装有排气歧管(未图示)。如图3、4所示，将曲轴(未图示)的架设方向作为前后方向，在气缸盖1内的吸气侧部分配置有前后一对吸气口2、2和前后一对副燃烧室4、4，在气缸盖1内的排气侧部分配置有前后一对排气口3、3。在气缸盖1内具有冷却水水套5。气缸盖1是铝的低压铸造品。将后述的恒温器壳11所处一侧作为前侧。
气缸盖的冷却装置的结构如下。
如图3、4所示，吸气口壁2a、排气口壁3a、副燃烧室壁4a配置在冷却水水套5内，冷却水水套5具有冷却水入口5a和冷却水出口5b，从冷却水入口5a流入冷却水水套5的发动机冷却水6经过冷却水水套5从冷却水出口5b流出。
如图3、4所示，冷却水水套5的冷却水入口5a在对气缸体的气缸周围进行包围的气缸侧的冷却水水套(未图示)的上方开设有多个，从气缸侧的冷却水水套浮起的发动机冷却水6从冷却水入口5a流入气缸盖1的冷却水水套5内。
冷却水水套5的冷却水出口5b开设在冷却水水套5的下游侧(前侧)的排气侧。
如图3、4所示，在冷却水水套5的冷却水经过路径中，在副燃烧室壁4a的上游侧具有冷却水引导壁7，该上游侧的冷却水引导壁7形成为朝向下游侧宽度逐渐地变宽的“く”字状。
如图2所示，副燃烧室壁4a的下部4b为圆筒形，顶部4c为圆顶形，从顶部4c导出有圆筒形的喷嘴安装凸台13，在喷嘴安装凸台13上安装有燃料喷嘴14。副燃烧室4为涡流室。如图4所示，在副燃烧室壁4a的顶部4c上开设有火花塞插入孔4d。
如图2所示，在副燃烧室壁4a的下部4b内嵌有盖15，压缩空气经由盖15的喷口(未图示)从气缸内的主燃烧室(未图示)导入至副燃烧室4，使从燃料喷嘴14喷射的燃料在副燃烧室4进行预混合燃烧，从而借助该燃烧压力使未燃烧燃料与空气从喷口喷射至主燃烧室。
如图3、4所示，在副燃烧室壁4a的下游侧具有冷却水引导壁8，该下游侧的冷却水引导壁8形成为朝向下游侧宽度逐渐地变窄的“く”字状。
如图3、4所示，在副燃烧室壁4a的两旁具有冷却水引导壁9、9，该两旁的冷却水引导壁9、9形成为，朝向下游侧宽度逐渐地向旁侧变宽后又逐渐地变窄的“く”字状。
如图3、4所示，在两旁的冷却水引导壁9、9中的一旁的冷却水引导壁9的突出侧配置有排气口壁3a。
各冷却水引导壁7、8、9、9全都形成在副燃烧室壁4a的下部4b的周围。
如图3、4所示，具有冷却水积存凹部10，该冷却水积存凹部10配置在各冷却水引导壁7、8、9、9与副燃烧室壁4a之间，并且上侧开口。
在图3、4中，下游侧的冷却水引导壁8的冷却水积存凹部10与吸气口壁2a重合，但上述冷却水积存凹部10的上侧在吸气口壁2a的下侧形成开口。
如图3、4所示，具有恒温器壳11，恒温器壳11形成在冷却水水套5的下游侧的拐角部，副燃烧室4侧的壳体入口壁11a以越靠近冷却水水套5则越靠近副燃烧室4侧的方式倾斜。
恒温器壳11形成在冷却水水套5的下游侧(前侧)的排气侧拐角部。
在恒温器壳11内容纳有恒温器(未图示)。
恒温器壳11与气缸盖1以一体铸造的方式成型。
在冷却水水套5的下游侧(前侧)的吸气侧拐角部配置有冷却水温检测装置16。冷却水温检测装置16是用于检测发动机冷却水6的温度的传感器。该冷却水温检测装置16可以是在发动机冷却水6的温度超过规定值的情况下，与警报装置(未图示)进行通电的冷却水温度开关。
如图6～8所示，气缸盖1具有吸气歧管12，吸气歧管12为没有支管的调压箱，并形成为朝向气缸盖1的整个面开口的箱形形状，气缸盖1的侧壁1a以保留吸气歧管12的安装座1b的方式向内侧凹入，如图4所示，从气缸盖1的侧壁1a的凹入端面1c起形成于内侧的吸气口入口2b为漏斗形状，副燃烧室4设置在气缸盖1的吸气口2侧。
如图6所示，吸气歧管12的吸气入口管12a为了避开安装在气缸体(未图示)的横向前侧的燃料喷射泵17，靠近后侧配置。吸气歧管12是合成树脂制造的。

Claims (7)

1.一种发动机的气缸盖冷却装置，
在气缸盖(1)内具有吸气口(2)、排气口(3)、副燃烧室(4)、冷却水水套(5)，
在冷却水水套(5)内配置有吸气口壁(2a)、排气口壁(3a)、副燃烧室壁(4a)，冷却水水套(5)具有冷却水入口(5a)和冷却水出口(5b)，从冷却水入口(5a)流入冷却水水套(5)的发动机冷却水(6)经过冷却水水套(5)从冷却水出口(5b)流出，
该发动机的气缸盖冷却装置的特征在于，
在冷却水水套(5)的冷却水经过路径中，在副燃烧室壁(4a)的上游侧具有冷却水引导壁(7)，该上游侧的冷却水引导壁(7)形成为朝向下游侧宽度逐渐地变宽的く字状。
2.如权利要求1所述的发动机的气缸盖冷却装置，其特征在于，
在副燃烧室壁(4a)的下游侧具有冷却水引导壁(8)，该下游侧的冷却水引导壁(8)形成为朝向下游侧宽度逐渐地变窄的く字状。
3.如权利要求1或2所述的发动机的气缸盖冷却装置，其特征在于，
在副燃烧室壁(4a)的两旁具有冷却水引导壁(9、9)，该两旁的冷却水引导壁(9、9)形成为朝向下游侧宽度逐渐地向旁侧变宽后又逐渐地变窄的く字状。
4.如权利要求3所述的发动机的气缸盖冷却装置，其特征在于，
在两旁的冷却水引导壁(9、9)中的一旁冷却水引导壁(9)的突出侧配置有排气口壁(3a)。
5.如权利要求1～4中任一项所述的发动机的气缸盖冷却装置，其特征在于，
该发动机的气缸盖冷却装置具有冷却水积存凹部(10)，该冷却水积存凹部(10)配置在冷却水引导壁与副燃烧室壁(4a)之间，该冷却水积存凹部(10)的上侧开口。
6.如权利要求1～5中任一项所述的发动机的气缸盖冷却装置，其特征在于，
该发动机的气缸盖冷却装置具有恒温器壳(11)，恒温器壳(11)形成在冷却水水套(5)的下游侧的拐角部，副燃烧室(4)侧的壳体入口壁(11a)以越靠近冷却水水套(5)则越靠近副燃烧室(4)侧的方式倾斜。
7.如权利要求1～6中任一项所述的发动机的气缸盖冷却装置，其特征在于，
该发动机的气缸盖冷却装置具有吸气歧管(12)，吸气歧管(12)为没有支管的调压箱，吸气歧管(12)形成为朝向气缸盖(1)的整个面开口的箱形状，气缸盖(1)的侧壁(1a)以保留有吸气歧管(12)的安装座(1b)的方式向内侧凹入，从气缸盖(1)的侧壁(1b)的凹入端面(1c)向内侧形成的吸气口入口(2b)为漏斗形状，副燃烧室(4)设置在气缸盖(1)的吸气口(2)侧。
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