CN105569795B - 发动机冷却系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种发动机冷却系统，其用于分别对气缸盖和气缸体进行冷却，所述发动机冷却系统可以包括：气缸体，其具有从发动机的前侧到后侧设置的气缸以及在所述气缸体内在所述气缸周围形成的体冷却水套；气缸盖，其从发动机的前侧到后侧固定至所述气缸体的顶部且具有在所述气缸盖中形成的气缸盖冷却水套；水泵，其安装在所述气缸体的前侧用于将冷却液泵送到气缸体冷却水套的前部；以及冷却液控制阀，其设置在气缸体和气缸盖的后侧以具有其设置在气缸体和气缸盖的后侧并具有联接到气缸体冷却水套的后端的第一端及连接到气缸盖冷却水套的后端的第二端，以用于将冷却液供应到所述冷却液控制阀。

Description

发动机冷却系统

与相关申请的交叉引用

本申请要求2014年10月29日提交的韩国专利申请第10-2014-0148302号的优先权，上述申请的全部内容通过引用而结合于此并用于这种引用的所有目的。

技术领域

本发明涉及用于分别对气缸盖和气缸体进行冷却的发动机冷却系统，其中将流动通过气缸盖的冷却液与流动通过气缸体的冷却液分开，用于整体改善冷却效率并降低燃油消耗。

背景技术

已经引入将流动通过气缸盖的冷却液与流动通过气缸体的冷却液分开的技术，用于将流动通过气缸体的冷却液的温度维持得相对较高并将流动通过气缸盖的冷却液的温度维持得相对较低，从而改善冷却效率并降低燃油消耗。

由于将流动通过气缸体的冷却液与流动通过气缸盖的冷却液分开，因而可以使用两个节温器或者可以应用一个集成的控制阀。在这种情况下，由于流过气缸体的冷却液温度维持得相对较高，因此可以降低润滑油的粘度，并且可以改进燃烧效率。

同时，由于流过气缸体的冷却液与流过气缸盖的冷却液分开，因此还正在对用于使冷却液从前侧(第一缸侧)连续流到后侧(第四缸侧)的冷却水套进行研究。

除此之外，还正在对使冷却液流过缸径之间的狭窄空间从而有效地控制燃烧室周围的温度进行研究。

公开于本发明的背景部分的信息仅仅旨在加深对本发明的一般背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的各个方面致力于提供一种用于分别对气缸体和气缸盖进行冷却的发动机冷却系统，其具有改善冷却效率并减少燃油消耗的优点。

本发明的各个方面致力于提供一种用于分别对气缸体和气缸盖进行冷却的发动机冷却系统，其应用了改进的冷却水套结构，用于将流过气缸盖的冷却液与流过气缸的冷却液分离并使冷却液沿气缸方向(即，从前侧向后侧)流动，并使冷却液流过缸径之间的狭小空间。

根据本发明的各个方面，一种用于分别对气缸盖和气缸体进行冷却的发动机冷却系统可包括：气缸体，其具有从发动机的前侧到后侧设置的气缸以及在所述气缸体内在所述气缸周围形成的气缸体冷却水套；气缸盖，其固定至所述气缸体的顶部，并具有在该气缸盖中形成的从发动机的前侧到后侧的气缸盖冷却水套；水泵，其安装在所述气缸体的前侧，用于将冷却液泵送到气缸体冷却水套的前部；以及冷却液控制阀，其设置在气缸体和气缸盖的后侧并具有联接到气缸体冷却水套的后端的第一端及连接到气缸盖冷却水套的后端的第二端，以用于将冷却液供应到所述冷却液控制阀，其中，在气缸体冷却水套的上侧后端与气缸盖冷却水套的底部后端之间形成有连接通道，以用于将供应到气缸体冷却水套的冷却液供应到气缸盖冷却水套。

所述连接通道可包括：排气侧连接通道，其形成在相对于气缸体的中间部分的排气侧；以及进气侧连接通道，其形成在气缸体的进气侧。

所述排气侧连接通道的横截面积可比所述进气侧连接通道的横截面积更大，从而使得流过排气侧连接通道的冷却液的流速比流过进气侧连接通道的冷却液的流速更高。

用于将水泵连接至气缸体冷却水套的气缸体冷却水套入口可设置在进气侧上。

所述发动机冷却系统可还包括冷却水套扩展部分，其是所述气缸体冷却水套的向前方向的扩展部，其形成用于使冷却液从所述水泵供应该冷却水套扩展部分，并将冷却液供应到气缸盖冷却水套。

所述气缸体冷却水套可具有气缸体插入部，所述气缸体插入部插入到并设置在所述气缸体冷却水套的下侧，其具有用于将冷却液向气缸体冷却水套的上侧导向的形状。

所述发动机冷却系统可还包括气缸体横向连通钻孔，其形成在缸径之间的气缸体冷却水套中，用于将气缸体冷却水套从进气侧连接到排气侧。

所述气缸体横向连通钻孔可通过钻孔方式形成。

所述气缸体横向连通钻孔可在排气侧的至少两个位置处与所述气缸体冷却水套连接，并且所述气缸体横向连通钻孔可在进气侧的至少一个位置处与所述气缸体冷却水套连接。

所述发动机冷却系统可还包括管状的具有预定长度的气缸体填充件，其通过从气缸体冷却水套的顶部向下侧的压力而以预定长度被插入到气缸体冷却水套的前侧和后侧中的每一个中，用于使得冷却液流动通过所述气缸体横向连通钻孔。

所述发动机冷却系统可还包括：气缸垫，其设置在气缸体与气缸盖之间；以及气缸体冷却水套出口，其形成在气缸体冷却水套后侧的顶部上用于使冷却液向上移动。

所述气缸垫可包括至少两个形成为分别与所述排出侧连接通道和所述进气侧连接通道相匹配的孔，以及至少一个形成为与所述气缸体冷却水套出口相匹配的孔。

所述气缸体填充件为圆柱管的结构并可由弹性材料形成，用于利用压力而插入到所述气缸体冷却水套之间从而弹性变形。

所述气缸体填充件可由橡胶形成。

所述气缸体填充件可阻挡所述气缸体冷却水套的上侧的一部分

根据用于实现所述目的的本发明，供应到气缸体冷却水套前部的一部分冷却液向上移动并被供应到气缸盖冷却水套，而剩余的冷却液流向后侧，且能够使得气缸盖冷却水套具有使冷却液能够从前侧流向后侧的结构。

形成在气缸体冷却水套的前部从而将冷却液供应到气缸盖侧的气缸体冷却水套的扩展部分能够使冷却液容易地流动。

在气缸体冷却水套的孔之间形成的从进气侧到排气侧的气缸体横向连通钻孔以及填充构件和插入构件的使用能够使得冷却液穿过气缸体横向连通钻孔有效流动。

应当理解，此处所使用的术语“车辆”或“车辆的”或其它类似术语一般包括机动车辆，例如包括运动型多用途车辆(SUV)、大型客车、卡车、各种商用车辆的乘用汽车，包括各种舟艇、船舶的船只，航空器等等，并且包括混合动力车辆、电动车辆、可插式混合动力电动车辆、氢动力车辆以及其它替代性燃料车辆(例如源于非石油的能源的燃料)。正如此处所提到的，混合动力车辆是具有两种或更多动力源的车辆，例如具有汽油动力和电动力两者的车辆。

在纳入本文的附图以及随后与附图一起用于说明本发明某些原理的具体实施方式中，本发明的方法和装置所具有的其它特征和优点将变得清楚或得以更为具体地阐明。

附图说明

图1示出根据本发明的用于分别对气缸盖和气缸体进行冷却的发动机的局部立体图。

图2示出根据本发明用于分别对气缸盖和气缸体进行冷却的发动机中的气缸盖冷却水套和气缸体冷却水套的立体图。

图3示出了显示根据本发明用于分别对气缸盖和气缸体进行冷却的发动机中的气缸盖底部的仰视图。

图4示出了显示根据本发明用于分别对气缸盖和气缸体进行冷却的发动机中的气缸体冷却水套的立体图。

图5示出了显示根据本发明用于分别对气缸盖和气缸体进行冷却的发动机中的气缸体冷却水套内部的立体图。

图6示出了显示根据本发明用于分别对气缸盖和气缸体进行冷却的发动机中的气缸体冷却水套中的冷却液流的立体图。

图7示出了显示根据本发明用于分别对气缸盖和气缸体进行冷却的发动机中的气缸盖冷却水套内的冷却液流的平面图。

应理解的是，附图呈现了描述本发明基本原理的各个特征的一定程度的简化表示，从而不一定是按比例绘制的。本文所公开的本发明的特定设计特征，包括例如特定尺寸、定向、位置以及形状，将部分地由具体意图的应用以及使用环境所确定。

具体实施方式

现在将具体参考本发明的各个实施例，这些实施例的示例被显示在附图中并描述如下。尽管本发明与示例性实施例相结合进行描述，但是应当理解，本说明书并非旨在将本发明限制为那些示例性实施例。而是相反，本发明旨在不但覆盖这些示例性实施例，而且覆盖可以被包括在由所附权利要求所限定的本发明精神和范围之内的各种选择形式、修改形式、等同形式及其它实施方案中。

图1示出根据本发明的各个实施方案的用于分别对气缸盖和气缸体进行冷却的发动机的局部立体图。

参考图1，发动机包括气缸盖100和气缸体110，其中气缸盖100安装在气缸体110上，安装部分115形成在气缸体110的前侧用于将水泵400安装至气缸体110，并且冷却液出口形成在气缸体110的进气侧用于与润滑油冷却器120连接。

图2示出根据本发明的各个实施方案的用于分别对气缸盖和气缸体进行冷却的发动机中的气缸盖冷却水套200和气缸体冷却水套210的立体图。

气缸体110具有从前侧至后侧以预定间隔形成的四个气缸，以及形成为围绕气缸周围的气缸体冷却水套210。

与气缸盖100匹配的气缸盖冷却水套200在气缸体冷却水套210上形成。由水泵400泵送的冷却液通过泵冷却水套220而被供应到气缸体冷却水套210的前部。

供应到气缸体冷却水套210的前部的一部分冷却液向上移动以便被供应到气缸盖冷却水套200的前部，而剩余的冷却液从气缸体冷却水套210移动到气缸体冷却水套210的后侧从而对气缸体110进行冷却且被排出至冷却液控制阀230的一侧。

供应到气缸盖冷却水套200的冷却液从前侧移动到后侧从而对气缸盖100进行冷却且被排出至冷却液控制阀230的另一侧。

图3示出了显示根据本发明的各个实施方案的用于分别冷却气缸盖和气缸体的发动机中的气缸盖底部的仰视图。

参考图3，在气缸盖100前侧的底部上，在其中形成有排气侧连接通道310和进气侧连接通道300。

排气侧连接通道310是这样一种通道，其用于将冷却液从气缸体冷却水套210供应到该排气侧连接通道310，并且进气侧连接通道300是这样的一种通道，其用于将冷却液从气缸体冷却水套210供应至该进气侧连接通道300。进气侧连接通道300形成在气缸盖100的进气侧上，而排气侧连接通道310形成在气缸盖100的排气侧上。

在本发明的各个实施方案中，排气侧连接通道310的面积比进气侧连接通道300的面积更大，这使得通过排气侧连接通道310的冷却液的流速高于通过进气侧连接通道300的冷却液的流速。

基于此，可以改善在气缸盖100的排气侧处的冷却效率。除此之外，由于气缸盖冷却水套出口700形成在气缸盖冷却水套200的排气侧，因此可以整体上改善气缸盖100在排气侧的冷却效率。

再次参考图3，插置在气缸盖100与气缸体110之间的气缸垫具有形成为与排气侧连接通道310相匹配的孔；形成为与进气侧连接通道300相匹配的孔；以及形成为与从气缸体冷却水套210向上升的气缸体冷却水套320相匹配的孔。因此，该气缸垫在其中形成三个冷却液孔。

图4示出了显示根据本发明的各个实施方案用于分别对气缸盖和气缸体冷却的发动机中的气缸体冷却水套的立体图。

参考图4，气缸体冷却水套扩展部分440形成在气缸体冷却水套210的前侧，并且该气缸体冷却水套扩展部分440与气缸体冷却水套入口410、排气侧连接通道310及进气侧连接通道300连接。

在气缸体冷却水套210的后侧上形成突出部分450，该突出部分450形成在进气侧上，气缸体冷却水套出口320形成为在突出部分450的端部部分面向上方。

除此之外，在气缸体冷却水套210中并在各个缸径之间形成有气缸体横向连通钻孔(cross drill hole)430。冷却液流过气缸体横向连通钻孔430用于在气缸体110中的气缸之间进行冷却。气缸体横向连通钻孔430形成在靠近燃烧室的上侧。

并且，气缸体横向连通钻孔430在排气侧的至少两个位置处与体冷却水套210连接，并且气缸体横向连通钻孔430在进气侧的一个位置处与气缸体冷却水套210连接。例如，参考图4，气缸体横向连通钻孔430与位于排气侧的气缸体冷却水套210在两个位置接触，并且气缸体横向连通钻孔430与位于进气侧的气缸体冷却水套210在一个位置接触。因此，位于排气侧的气缸体冷却水套210能够被迅速冷却。

图5示出了显示根据本发明的各个实施方案用于分别对气缸盖和气缸体进行冷却的发动机中的气缸体冷却水套内部的立体图。

参考图5，气缸体冷却水套210具有填充构件510以及设置在气缸体冷却水套210中的插入构件500。

插入构件500设置在气缸体冷却水套210的下侧上从而形成能够使冷却液从下侧向上侧运动的倾斜表面。

除此之外，由细管形的橡胶形成的填充构件510安装成从气缸体冷却水套210的顶部向下部挤压。

填充构件510控制流动通过气缸体冷却水套210内部的冷却液的流动方向用于使冷却液流动通过气缸体横向连通钻孔430。

在本发明的各个实施方案中，填充构件510从气缸体冷却水套210的顶部插入预定距离，且在气缸体冷却水套210的前侧和后侧中的每一个都设置有该填充构件510。

用向下的压力将每个填充构件510从气缸体冷却水套210的顶部向底部插入到气缸体冷却水套210的整个100％长度的大约67％。

也就是说，每个填充构件510设置在上侧的67％的范围中用于控制冷却液流，并且由于每个填充构件510都没有插入到下侧中因而冷却液流在下侧的33％的范围中相对较为自由。

在本发明的各个实施方案中，设置在前侧的填充构件510布置在进气侧，并且设置在后侧的填充构件510布置在排气侧。

图6示出了显示根据本发明的各个实施方案用于分别对气缸盖和气缸体进行冷却的发动机中的气缸体冷却水套中的冷却液流的立体图。

参考图6，通过排气侧连接通道310的流动是较快的冷却液流，而通过进气侧连接通道300的流动是较慢的冷却液流。

可以注意到，冷却液通过气缸体冷却水套入口410供应，冷却液穿过进气侧连接通道300和排气侧连接通道310而朝着气缸盖冷却水套200快速移动，且冷却液从前侧向后侧移动，并且冷却液也通过气缸体冷却水套出口320被快速地排出。

可以注意到，填充构件510对冷却液流形成阻碍从而使得冷却液流降缓或者被阻止，并且使得冷却液流向没有设置填充构件500的下侧运动。除此之外，插入构件500控制冷却液不会向下流动，而是整体均匀地流动。

图7示出了显示根据本发明的各个实施方案用于分别冷却气缸盖和气缸体的发动机中的气缸盖冷却水套中的冷却液流的平面图。

参考图7，通过排气侧连接通道310的流动是较快的冷却液流，而通过进气侧连接通道300的流动是较慢的冷却液流。可以注意到，冷却液通过进气侧连接通道300和排气侧连接通道310而快速地供应，冷却液整体上从前侧向后侧运动，并且冷却液通过气缸体冷却水套出口320和气缸盖冷却水套出口700被快速地排出且被供应到冷却液控制阀230。

为了方便解释和精确限定所附权利要求，术语“上”或者“下”，“内”或者“外”等等被用于参考附图中所显示的这些特征的位置来描述示例性实施方案的特征。

前面对本发明具体示例性实施方案所呈现的描述是出于说明和描述的目的。前面的描述并非意欲穷尽，或者将本发明严格限制为所公开的具体形式，显然，根据上述教导可能进行很多改变和变化。选择示例性实施方案并进行描述是为了解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的其它技术人员能够实现并利用本发明的各种示例性实施方案及其不同选择形式和修改形式。本发明的范围意在由所附权利要求书及其等同形式所限定。

Claims (13)

1.一种用于分别对气缸盖和气缸体进行冷却的发动机冷却系统，该发动机冷却系统包括：

气缸体，其具有从发动机的前侧到后侧设置的气缸以及在所述气缸体内在所述气缸周围形成的气缸体冷却水套；

气缸盖，其固定至所述气缸体的顶部，并具有在该气缸盖中形成的从发动机的前侧到后侧的气缸盖冷却水套；

水泵，其安装在所述气缸体的前侧用于将冷却液泵送到气缸体冷却水套的前部；

冷却液控制阀，其设置在气缸体和气缸盖的后侧并具有联接到气缸体冷却水套的后端的第一端及连接到气缸盖冷却水套的后端的第二端，以用于将冷却液供应到所述冷却液控制阀；

气缸体横向连通钻孔，其形成在缸径之间的气缸体冷却水套中，用于将气缸体冷却水套从进气侧连接到排气侧；

管状的具有预定长度的气缸体填充件，其通过从气缸体冷却水套的顶部向下侧的压力而以预定长度被插入到气缸体冷却水套的前侧和后侧中的每一个中，用于使得冷却液流动通过所述气缸体横向连通钻孔；以及

其中，在气缸体冷却水套的上侧后端与气缸盖冷却水套的底部后端之间形成有连接通道，以用于将供应到气缸体冷却水套的冷却液供应到气缸盖冷却水套。

2.根据权利要求1所述的用于分别对气缸盖和气缸体进行冷却的发动机冷却系统，其中，所述连接通道包括：

排气侧连接通道，其形成在相对于气缸体的中间部分的排气侧；以及

进气侧连接通道，其形成在气缸体的进气侧。

3.根据权利要求2所述的用于分别对气缸盖和气缸体进行冷却的发动机冷却系统，其中，所述排气侧连接通道的横截面积比所述进气侧连接通道的横截面积更大，从而使得流过排气侧连接通道的冷却液的流速比流过进气侧连接通道的冷却液的流速更高。

4.根据权利要求2所述的用于分别对气缸盖和气缸体进行冷却的发动机冷却系统，其中，用于将水泵连接至气缸体冷却水套的气缸体冷却水套入口设置在进气侧上。

5.根据权利要求2所述的用于分别对气缸盖和气缸体进行冷却的发动机冷却系统，还包括冷却水套扩展部分，其是所述气缸体冷却水套的向前方向的扩展部，其形成用于使冷却液从所述水泵供应该冷却水套扩展部分，并将冷却液供应到气缸盖冷却水套。

6.根据权利要求1所述的用于分别对气缸盖和气缸体进行冷却的发动机冷却系统，其中，所述气缸体冷却水套具有气缸体插入部，所述气缸体插入部插入到并设置在所述气缸体冷却水套的下侧，其具有用于将冷却液向气缸体冷却水套的上侧导向的形状。

7.根据权利要求1所述的用于分别对气缸盖和气缸体进行冷却的发动机冷却系统，其中，气缸体横向连通钻孔通过钻孔方式形成。

8.根据权利要求7所述的用于分别对气缸盖和气缸体进行冷却的发动机冷却系统，其中，所述气缸体横向连通钻孔在排气侧的至少两个位置处与所述气缸体冷却水套连接，并且所述气缸体横向连通钻孔在进气侧的至少一个位置处与所述气缸体冷却水套连接。

9.根据权利要求2所述的用于分别对气缸盖和气缸体进行冷却的发动机冷却系统，还包括：

气缸垫，其设置在气缸体与气缸盖之间；以及

气缸体冷却水套出口，其形成在气缸体冷却水套后侧的顶部上用于使冷却液向上移动。

10.根据权利要求9所述的用于分别对气缸盖和气缸体进行冷却的发动机冷却系统，其中所述气缸垫包括至少两个形成为分别与所述排气侧连接通道和所述进气侧连接通道相匹配的孔，以及至少一个形成为与所述气缸体冷却水套出口相匹配的孔。

11.根据权利要求1所述的用于分别对气缸盖和气缸体进行冷却的发动机冷却系统，其中，所述气缸体填充件为圆柱管的结构并由弹性材料形成，用于利用压力以插入到所述气缸体冷却水套之间从而弹性变形。

12.根据权利要求10所述的用于分别对气缸盖和气缸体进行冷却的发动机冷却系统，其中，所述气缸体填充件由橡胶形成。

13.根据权利要求1所述的用于分别对气缸盖和气缸体进行冷却的发动机冷却系统，其中，所述气缸体填充件阻挡所述气缸体冷却水套的上侧的一部分。