CN105715402A - 一种气缸盖冷却水腔结构及气缸盖 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及气缸盖冷却技术领域，公开了一种气缸盖冷却水腔结构，所述冷却水腔由隔板分隔为上层水腔和下层水腔，所述上层水腔与下层水腔通过分配孔连通，所述分配孔设有分配耳控制冷却水分配，同时分配孔的入口段设有引导弧面，通过所述引导弧面引导冷却水从上层水腔冲向下层水腔，使冷却水贴合气缸盖的底板流动；本发明还提供一种利用上述冷却水腔结构的气缸盖。本发明结构设计合理，能够提高气缸盖的冷却能力和效率。

Description

一种气缸盖冷却水腔结构及气缸盖
技术领域
本发明涉及气缸盖冷却技术领域，特别是涉及一种气缸盖冷却水腔结构及气缸盖。
背景技术
随着柴油机强化程度和动力性要求的提高，传统的气缸盖冷却水腔结构冷却效率低，不能有效降低缸盖的热负荷。目前国内没有应用于爆发压力25MPa、升功率40kW/L的冷却水腔结构及对应的大型柴油机气缸盖。
目前的气缸盖冷却水腔结构不能满足该项目极高强化程度的冷却要求，冷却不足会导致气缸盖火力板和排气道出现热裂纹、气门导管温度过高等故障，导致气缸盖和配气机构失效，排放不符合要求。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明要解决的技术问题是如何提高气缸盖的冷却能力和效率。
(二)技术方案
为了解决上述技术问题，本发明提供一种气缸盖冷却水腔结构，所述冷却水腔由隔板分隔为上层水腔和下层水腔，所述上层水腔与下层水腔通过分配孔连通，所述分配孔设有分配耳控制冷却水分配，且分配孔的入口段设有引导弧面，通过所述引导弧面引导冷却水从上层水腔流向下层水腔，使冷却水贴合气缸盖的底板流动。
其中，所述冷却水腔内部设有四气门，所述冷却水腔沿所述四气门呈田字形分布，每相邻两个所述气门之间设有鼻梁区，每个所述鼻梁区设有横向设置的鼻梁区通道，所述分配孔穿过所述四气门的中部，且与每个所述鼻梁区通道连通，冷却水流从所述分配孔流经所述鼻梁区通道流向气门四周。
其中，所述鼻梁区通道设于所述下层水腔内。
其中，所述四气门按进气流向分为两个进气门和两个排气门，所述分配孔的周向设有三条沿其长度方向设置的水流分配通道，三条所述水流分配通道分别与两个所述排气门之间的鼻梁区通道连通，以及与所述进气门与排气门之间的两个鼻梁区通道连通。
其中，三个所述水流分配通道位于相应的所述鼻梁区通道的上方，且所述水流分配通道的下端与相应的所述鼻梁区通道的入口处过渡连接。
其中，位于两个所述排气门之间的鼻梁区通道的流通截面分别大于两个所述进气门与排气门之间的两个鼻梁区通道的流通截面。
其中，每个所述气门的外壁面设置为外凸的弧形面。
其中，所述气门的外壁面设有包围该外壁面的环形冷却空腔。
其中，所述环形冷却空腔位于所述上层水腔内。
本发明还提供一种气缸盖，其设有上述技术方案所述的气缸盖冷却水腔结构。
(三)有益效果
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
本发明提供的一种气缸盖冷却水腔结构和气缸盖，所述冷却水腔由隔板分隔为上层水腔和下层水腔，使得全部水流流过气缸盖的底板，所述上层水腔与下层水腔通过分配孔连通，所述分配孔设有分配耳控制冷却水分配，精确控制冷却水流量分配；同时分配孔的入口段设有引导弧面，通过所述引导弧面引导冷却水从上层水腔冲向下层水腔，利用自顶向下的冲击水流冷却气缸盖底板，使冷却水贴合气缸盖的底板流动，以加强该底板的冷却效果，从而大幅提高了气缸盖冷却能力和效率。
附图说明
图1为本发明一种气缸盖冷却水腔结构的主视图；
图2为图1的剖视图；
图3为本发明下层水腔的结构俯视示意图；
图4为本发明分配孔与水流分配通道的横截面示意图；
图5为上层水腔中气门冷却结构的俯视示意图。
图中：1：上层水腔；2：下层水腔；3：分配孔；4：引导弧面；5：火力板；6：进气门；7：排气门；8：鼻梁区通道；9：水流分配通道；10：环形冷却空腔。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图1和图2所示，为本发明提供的一种气缸盖冷却水腔结构，所述冷却水腔由隔板分隔为上层水腔1和下层水腔2，全部水流流过气缸盖的下底板即火力板5，加强火力板5冷却效果，用隔板隔开同时还具有增加气缸盖的刚度和强度的辅助作用；所述上层水腔1与下层水腔2通过分配孔3连通，所述分配孔3设有分配耳精确控制冷却水流量分配，且所述分配孔3的入口段设有引导弧面4，从图2中所示，所述引导弧面4为从分配孔3的开口处逐渐收缩的平滑过渡弧面，通过所述引导弧面4引导冷却水从上层水腔1流向下层水腔2，使冷却水贴合气缸盖的底板流动，利用自顶向下的冲击水流冷却气缸盖的火力板5，使大部分冷却水贴合火力板5流动，加强火力板5的冷却效果，以提高气缸盖的冷却能力和效率。
如图3所示，所述冷却水腔内部设有四气门，所述冷却水腔沿所述四气门呈田字形分布，每相邻两个所述气门之间设有鼻梁区，每个所述鼻梁区设有横向设置(沿鼻梁区的长度方向)的鼻梁区通道8，所述分配孔3穿过所述四气门的中部，且与每个所述鼻梁区通道8连通，冷却水流从所述分配孔3流经所述鼻梁区通道8流向气门四周，从而将冷却水流分配到每一个气门，以提高冷却均匀度和冷却效率，从而有效降低气缸盖的热负荷。
在实际工作中，气缸盖的下部承受的热负荷更大，所述鼻梁区通道8设于所述下层水腔2内，以便于主要针对气缸盖的下部冷却，以充分利用冷却资源。
其中，所述四气门按进气流向分为并排的两个进气门6和并排的两个排气门7，进气门6所需的冷却量少，如图4所示，所述分配孔3的周向设有三条沿其长度方向设置的水流分配通道9，三条所述水流分配通道9分别与两个所述排气门7之间的鼻梁区通道8连通，以及与两个所述进气门6与排气门7之间的两个鼻梁区通道8连通；以控制流通截面实现按需冷却，以提高冷却效率和均匀度，具体地，位于两个所述排气门7之间的鼻梁区通道8的流通截面分别大于两个所述进气门6与排气门7之间的两个鼻梁区通道8的流通截面，使更多的冷却水分配到需要冷却的排气门7。
本发明中，水流从上向下流动，从而将三个所述水流分配通道9设于相应的所述鼻梁区通道8的上方，且所述水流分配通道9的下端与相应的所述鼻梁区通道8的入口处过渡连接，以方便水流分配。
为了结构的优化设置，每个所述气门的外壁面设置为外凸的弧形面，如图5所示，所述气门的外壁面设有包围该外壁面的环形冷却空腔10，冷却水经过环形冷却空腔10以对气门的外壁面进行冷却，从而可以充分冷却气门导管。具体地，所述环形冷却空腔10位于所述上层水腔1内，以主要针对上层水腔1内的气门导管进行冷却。
本发明还提供了一种气缸盖，其设有上述技术方案所述的气缸盖冷却水腔结构，使其可以满足升功率40kW/L的柴油机气缸盖的冷却要求。
由以上实施例可以看出，本发明结构设计新颖，制造方便，而且提高了气缸盖冷却能力和效率。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种气缸盖冷却水腔结构，其特征在于，所述冷却水腔由隔板分隔为上层水腔和下层水腔，所述上层水腔与下层水腔通过分配孔连通，所述分配孔设有分配耳控制冷却水分配，且分配孔的入口段设有引导弧面，通过所述引导弧面引导冷却水从上层水腔流向下层水腔，使冷却水贴合气缸盖的底板流动。
2.根据权利要求1所述的气缸盖冷却水腔结构，其特征在于，所述冷却水腔内部设有四气门，所述冷却水腔沿所述四气门呈田字形分布，每相邻两个所述气门之间设有鼻梁区，每个所述鼻梁区设有横向设置的鼻梁区通道，所述分配孔穿过所述四气门的中部，且与每个所述鼻梁区通道连通，冷却水流从所述分配孔流经所述鼻梁区通道流向气门四周。
3.根据权利要求2所述的气缸盖冷却水腔结构，其特征在于，所述鼻梁区通道设于所述下层水腔内。
4.根据权利要求3所述的气缸盖冷却水腔结构，其特征在于，所述四气门按进气流向分为两个进气门和两个排气门，所述分配孔的周向设有三条沿其长度方向设置的水流分配通道，三条所述水流分配通道分别与两个所述排气门之间的鼻梁区通道连通，以及与两个所述进气门与排气门之间的两个鼻梁区通道连通。
5.根据权利要求4所述的气缸盖冷却水腔结构，其特征在于，三个所述水流分配通道位于相应的所述鼻梁区通道的上方，且所述水流分配通道的下端与相应的所述鼻梁区通道的入口处过渡连接。
6.根据权利要求5所述的气缸盖冷却水腔结构，其特征在于，位于两个所述排气门之间的鼻梁区通道的流通截面分别大于两个所述进气门与排气门之间的两个鼻梁区通道的流通截面。
7.根据权利要求2所述的气缸盖冷却水腔结构，其特征在于，每个所述气门的外壁面设置为外凸的弧形面。
8.根据权利要求7所述的气缸盖冷却水腔结构，其特征在于，所述气门的外壁面设有包围该外壁面的环形冷却空腔。
9.根据权利要求8所述的气缸盖冷却水腔结构，其特征在于，所述环形冷却空腔位于所述上层水腔内。
10.一种气缸盖，其特征在于，其设有如权利要求1-9任一项所述的气缸盖冷却水腔结构。
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