CN105986920A - 用于内燃发动机、具有冷却剂通道的气缸盖 - Google Patents

用于内燃发动机、具有冷却剂通道的气缸盖 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于内燃发动机的气缸盖，该气缸盖具有至少两个进气门(3，4)和至少两个排气门(1，2)、居中地安排在这些气门(1，2，3，4)之间的火花塞或电热塞(6)以及至少一个喷射阀(7)，该气缸盖还具有用于供冷却流体通流该气缸盖的冷却剂通道(8，9，10，11，12)，这些冷却剂通道(8，9，10，11，12)在火花塞/电热塞(6)和喷射阀(7)的入流区域或环流区域中被安排成在朝向火花塞/电热塞(6)和喷射阀(7)的流动方向上基本上呈锐角地延伸。

Description

用于内燃发动机、具有冷却剂通道的气缸盖
技术领域
本发明涉及一种用于内燃发动机的气缸盖，该气缸盖具有至少两个进气门和至少两个排气门、居中地安排在这些气门之间的火花塞或电热塞/热线引火塞和至少一个喷射阀，该气缸盖还具有多个冷却剂通道，这些冷却剂通道用于供冷却流体通流该气缸盖。
背景技术
气缸盖(尤其是在乘用机动车辆构造中的特别强劲的内燃发动机的气缸盖)具有用于供冷却流体通流的多个冷却剂通道。在气缸盖中借助加工出的(优选浇注出的)空腔形成一个通道系统，此通道系统在气门、喷射器、电热塞或火花塞周围形成了冷却流体夹套。冷却流体的输入是经由气缸盖上的多个外部连接器或者经由一个通到内燃发动机的曲轴箱的接口和在那里存在的多个冷却流体引导件来进行的。目的是为了避免在冷却流体引导系统中出现如下区域，在这些区域中由于流速下降、或在极端情况下由于冷却剂流动的停顿而形成热区。由于这种构造，火花塞或电热塞和喷射器近似居中地安排在气缸中心并因此位于这样一个区域中，在此区域中一方面由于狭小的空间条件、另一方面考虑到对于气缸盖的整体强度的要求而使冷却剂通道的安排和路线遇到了特殊困难。
因此，从现有技术已知非常广泛多样的用于所述冷却问题的可能的解决方案。例如，DE 103 21 035 B3披露了一种解决方案，其中横向于内燃发动机的纵向方向地、从气缸盖的出口侧向进口侧引导冷却剂流，并且将其分成多个接纳甬道。
DE 10 2010 041 105 A1披露并描述了将内燃发动机的气缸盖中的冷却回路分成了相邻布置的多个部分冷却剂通道构造。
DE 10 2008 047 185 A1披露并描述了问题的一种解决方案，其中冷却剂通道在气缸盖中是以上下多个平面来安排的。这种划分旨在实现气缸盖的特别有效地被冷却流体通流。
DE 1 251 586披露并描述了借助一个与燃料喷嘴同轴安排的插壳而在气缸盖中形成多个冷却流体通道。以此方式，在特别狭小的条件下实现了必要的冷却剂通道的有利安排。
最后，JP 2004 218 593 A披露了在冷却剂通道中布置有浇注翅片，用以影响冷却水在气缸盖中的流动。
发明内容
本发明的目的是从结构上改进内燃发动机的气缸盖中的在居中设置的火花塞或电热塞和喷射阀的特别关键的区域中的冷却流体路线，用以实现最佳冷却。
在本发明的主题中，这个目的是借助于以下事实来实现的，即在火花塞或电热塞和/或喷射阀的入流区域或环流区域中冷却剂通道被布置成在基本上形成一锐角的情况下在朝向火花塞或电热塞和/或喷射阀的流动方向上延伸。
气缸盖中的在火花塞/电热塞和喷射阀的区域中形成了冷却剂通道的这些壁部优选地被成形为形成了基本上不会对流动产生影响地或不存在流动转向地紧密包围火花塞/电热塞和喷射阀的区域。
借助紧密包围火花塞或电热塞和喷射阀的区域的冷却剂通道的排布以及在锐角的、最佳设计为在所述在热技术方面关键的区域中的紧贴的冷却剂流动的技术方案下的该区域的入流，实现了特别有效的冷却。
本发明的主题的一个特别优选的改进从以下事实中可见，即冷却剂通道中的流动路线是从出气侧(排气门)向进气侧(进气门)进行的。关于流动路线或冷却剂通道的走向的技术方案，同样可以设想从进气侧(进气门)到出气侧(排气门)的或者还有横向于上述流动方向的通流。
附图说明
从以下对示例和附图的说明中得到本发明主题的细节、特征以及特征的其他组合。在附图中以示意性的简化的方式示出了关于本发明主题的实施例。将在下文中使用所述实施例来对本发明的主题进行更详细地解释。
在附图中：
图1以透视图示出了内燃发动机的气缸盖中的排气门、进气门、火花塞和喷射阀的布置安排；
图2示出了根据图1的气缸盖的平面视图，其中指明了冷却剂通道；
图3示出了在气门、火花塞和喷射阀区域中的冷却剂通道或冷却流体的流动路线的排布；
图4示出了根据现有技术的在气缸盖的中心区域中围绕火花塞或喷射阀的流动路线；并且
图5和图6示意性地示出了具有发明特征的不同的技术方案。
具体实施方式
图1示出了内燃发动机的气缸盖的透视图，该气缸盖在燃烧室顶部区域中具有两个进气门和两个排气门、并且具有居中地布置在这些气门之间的火花塞和喷射阀。
这些排气门由1和2来指示；这两个进气门由3和4来指示。所有这四个气门都被安排在气缸的燃烧室的顶部空间5中。火花塞6和喷射阀7是在气门1、2、3和4之间居中地安排的。
图2示出了根据图1的气缸盖的平面视图，该气缸盖具有排气门1和2、进气门3和4、以及被安排在这些气门之间的火花塞6和喷射阀7。
示意性地示出了气缸盖的这个区域中的冷却剂通道8、9和10，借助箭头指示了所述区域中的冷却流体路线。
火花塞6和喷射阀7通常(由于制造和/或铸造条件)由于其基本上呈圆柱形的形状而被安排在气缸盖内的同样是圆柱形的成型部中。如图3以及在图4中关于图3的中心区域的局部图所示的，显然在根据现有技术已知的、在用于对火花塞和喷射阀进行冷却的冷却流体的入流区域中的基本上圆形的通道壁的情况下，几乎不能实现理想的流动以及因此有效的冷却。如图3和图4中的流动路线的箭头所展示的，显然趋于在关键区域中发生流动分离或涡流，而不是流动液体贴靠在通道壁上，而这种贴靠对于有效冷却是很有必要的。
本发明因此提出(见图5和图6)，安置火花塞6和喷射阀7的中心区域的入流被构造成在朝向该火花塞和喷射阀的流动方向上基本上呈锐角地走向，从而使冷却流体紧贴在冷却剂通道的壁部上而不会在火花塞或电热塞6和喷射阀7的区域中引起实质性的流动影响或转向。在图5和图6中，通过箭头示出了所述的紧密贴靠的、基本上不受干扰的流动路线。
气缸盖的顶部空间5中的冷却剂通道8、9和10的通流理想地是从排气门1和2这侧、即从较热侧朝向进气门3和4的方向发生的(见图2、图5和图6中的箭头)；同样可以设想相反的流动路线或横向通流(垂直于图2、图5和图6中的箭头路线)。
在图6中示出了本发明的主题的一个特别有效的实施例。通过在喷射阀7与进气门3和4之间布置冷却剂通道11和12，实现了所述关键区域的特别有效的冷却。
本领域技术人员可容易理解的是，可以根据结构和空间条件来选择冷却剂通道8、9、10、11、12的壁部走向。在本发明的技术方案的背景下，确保冷却流体流在围绕火花塞6和喷射阀7的通道壁的区域中紧紧贴靠。

Claims (5)

1.一种用于内燃发动机的气缸盖，该气缸盖具有至少两个进气门(3，4)和至少两个排气门(1，2)、居中地布置在这些气门(1，2，3，4)之间的火花塞或电热塞(6)和至少一个喷射阀(7)，该气缸盖还具有用于供冷却流体通流该气缸盖的冷却剂通道(8，9，10，11，12)，
其特征在于，
这些冷却剂通道(8，9，10，11，12)在火花塞/电热塞(6)和喷射阀(7)的入流区域或环流区域中被布置成在朝向火花塞/电热塞(6)和喷射阀(7)的流动方向上基本上呈锐角地延伸。
2.如权利要求1所述的气缸盖，
其特征在于，
在气缸盖中在火花塞/电热塞(6)和喷射阀(7)的区域中形成冷却剂通道(8，9，10，11，12)的壁部被布置成基本上紧密地包围所述区域。
3.如权利要求1所述的气缸盖，
其特征在于，
气缸盖中的进入冷却剂通道(8，9，10，11，12)的冷却流体入口能布置在排气门(1，2)这侧上。
4.如权利要求1所述的气缸盖，
其特征在于，
气缸盖中的进入冷却剂通道(8，9，10，11，12)的冷却流体入口能布置在进气门(3，4)这侧上。
5.如权利要求1所述的气缸盖，
其特征在于，
气缸盖中的进入冷却剂通道(8，9，10，11，12)的冷却流体入口能布置在所述进气门(3，4)中的一个与所述排气门(1，2)中的一个之间。
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