CN106762192A - 一种逆流式高效冷却的四气门发动机气缸盖 - Google Patents

Abstract

一种逆流式高效冷却的四气门发动机气缸盖，包括本体，本体的内部设有上水套和下水套，本体的中心开设有喷油器安装孔位，喷油器安装孔位内安置着喷油器套管，喷油器套管竖向贯穿上水套和下水套的中心，本体内围绕喷油器安装孔位设有与上下水套完全隔绝的四个气道，本体的外围开设有起源于本体底板并与上水套接通的进水孔和起源于本体底板并与下水套接通的出水孔，上水套与下水套通过位于中心的水流通道接通；在下水套内，喷油器套管与靠近出水孔的某一气道的外壁之间设置有中部挡水板。本发明气缸盖采用冷却水逆流的方式对中部热关键区进行高效冷却，并将下水套的各个热关键区进行了串联，具有水流利用率高、冷却效果好的优点。

Description

一种逆流式高效冷却的四气门发动机气缸盖

技术领域

本发明涉及一种逆流式高效冷却的四气门发动机气缸盖，属于发动机零部件技术领域。

背景技术

发动机面临着严重的气缸盖热疲劳失效问题。如何提高气缸盖的抗热疲劳性能已经成为目前发动机机气缸盖设计的要点。

中国发明专利（授权公告号：CN 101413459 B，授权公告日：2010年9月1日，名称：具有双层水流通道的高强度气缸盖）公开了一种发动机气缸盖，该气缸盖在上顶板与下底板之间设有喷油器安装孔位，在气缸盖内围绕喷油器安装孔位开设有若干气道，在下底板上开设有进水孔，在上顶板上开设有出水孔，在气缸盖内围绕气道开设有冷却水腔，上顶板与下底板之间的冷却腔体通过中隔板分割成独立的上水腔和下水腔，中隔板的边沿与冷却水腔的侧壁一体连接，在喷油器安装孔位与气道之间的中隔板上开有连通上水腔和下水腔的连通孔。

该气缸盖通过对冷却腔的分层设计和上下腔通孔位置的合理布置，可一定程度上提升冷却效果、减小缸盖下底板和气道的热应力。但该结构的气缸盖无法对冷却水进行有效的引导， 各热关键区域的水流通道为并联通道，所有进入气缸盖的冷却水在各自流经其相近热关键区域后，便直接汇集到中部区域，从中部连通孔进入上水腔，该设计存在水流利用率低、整体冷却效果差、使用效果欠佳的缺陷。

发明内容

本发明的目的是针对现有发动机气缸盖的上述缺陷，提供一种逆流式高效冷却的四气门发动机气缸盖，该气缸盖具有水流利用率高、冷却效果好、使用效果佳的优点。

为实现上述目的，本发明的技术解决方案是：

一种逆流式高效冷却的四气门发动机气缸盖，包括本体，所述本体的内部设有上水套和下水套，本体外侧开设有进水孔和出水孔，本体的中心开设有喷油器安装孔位，喷油器安装孔位内安置着喷油器套管，喷油器套管竖向贯穿上水套和下水套的中心，本体内围绕喷油器安装孔位设有四个气道，上水套和下水套与四个气道之间处于完全隔绝的状态，本体的外围开设有起源于本体底板并与上水套接通的进水孔和起源于本体底板并与下水套接通的出水孔，上水套与下水套通过位于本体中心的水流通道接通；在下水套内，喷油器套管与靠近出水孔的某一气道的外壁之间设置有中部挡水板。

优选的，中部挡水板在水平方向上的两边沿分别同与上述指定气道相邻的另外两个气道的外壁相连，上述指定气道是指在其外壁与喷油器套管之间设置中部挡水板的那一个气道。

优选的，中部挡水板在高度方向上贯穿整个下水套。

优选的，与中部挡水板相连接并更靠近出水孔的气道的外壁与其相邻的下水套内壁之间设有外围挡水板。

优选的，外围挡水板起源于下水套的底面，高度为下水套高度的1/2～1。

优选的，上述指定气道的外壁与其相邻下水套内壁之间设有挡水筋。

优选的，挡水筋起源于下水套的底面，在高度上等于或低于下水套高度的1/2。

优选的，上水套与下水套通过位于喷油器套管与中部挡水板之间的水流通道连通。

优选的，进水孔和出水孔分别布置于本体的不同侧。

优选的，四个气道中，靠近进水孔的两个气道为排气道，远离进水孔的两个气道为进气道。

与现有技术相比较，本发明的有益效果是：

1.本发明在下水套的中部设置了中部挡水板，中部挡水板可先将进入到下水套的冷却水从中部区域导向其中较近的两个气道鼻梁处，然后再流经外围区域以及另外两个气道鼻梁区，最后通过设置于气道外围的出水孔与冷却水出管连接；如此设计，实现了气缸盖下水套热关键区域的串联冷却，大幅提高了下水套热关键区域的冷却强度和整体的水流利用率，降低了水流组织对气缸盖铸造偏差的敏感性，进而有效降低了气缸盖的工作温度，提高了气缸盖的抗热疲劳性能。

2.本发明还在下水套外围设置有外围挡水板和挡水筋，通过与中部挡水板的配合与高度的布置，该设计可以有效控制冷却水在各区域水流通道的分配比例从而迫使更多的冷却水能够顺次经过下水套中的热关键区域，能有效延长冷却水整体的流动距离；该设计进一步提高了下水套各热关键区冷却水的流量，从而进一步提高整体的水流利用率，提升水流速度，降低气缸盖的工作温度，提高气缸盖的抗热疲劳性能。

3．本发明在上水套区域布置进水孔，在下水套区域布置出水孔，该设计可以引导从缸体进入缸盖的冷却水自上水套向下水套逆向流动，从而对中部的喷油器孔和排气道鼻梁区形成冲击射流，极大程度提升了下水套中部热关键区域的水流速度，相对于采用冷却水顺流（冷却水至下水套流向上水套）的气缸盖而言，强化了对中部热关键区域的冷却强度，有效降低了气缸盖的工作温度，提高了气缸盖的抗热疲劳性能。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为图1中A-A剖面图；

图3为图1中B-B剖面图；

图中：上水套1，下水套2，喷油器安装孔位3，喷油器套管4，排气道5，排气道6，进气道7，进气道8，缸盖螺栓孔9，出水孔10，中部挡水板11，水流通道12，挡水筋13，外围挡水板14，进水孔15。

具体实施方式

以下结合附图说明和具体实施例对本发明做进一步的详细描述。

参见图1至图3，一种逆流式高效冷却的四气门发动机气缸盖，包括本体，所述本体的内部设有上水套1和下水套2，本体的中心开设有喷油器安装孔位3，喷油器安装孔位3内安置着喷油器套管4，喷油器套管4竖向贯穿上水套1和下水套2的中心，本体内围绕喷油器安装孔位3设有四个气道，上水套1和下水套2与四个气道之间处于完全隔绝的状态，本体的外围开设有起源于本体底板并与上水套1接通的进水孔15和起源于本体底板并与下水套2接通的出水孔10，上水套1与下水套2通过位于本体中心的水流通道接通；在下水套2内，喷油器套管4与靠近出水孔10的某一气道的外壁之间设置有中部挡水板11。

作为优选的技术方案，中部挡水板11在水平方向上的两边沿分别同与上述指定气道相邻的另外两个气道的外壁相连，上述指定气道是指在其外壁与喷油器套管4之间设置中部挡水板11的那一个气道。

作为优选的技术方案，中部挡水板11在高度方向上贯穿整个下水套2。

作为优选的技术方案，与中部挡水板11相连接并更靠近出水孔10的气道的外壁与其相邻的下水套2内壁之间设有外围挡水板14。

作为优选的技术方案，外围挡水板14起源于下水套2的底面，高度为下水套2高度的1/2～1。

作为优选的技术方案，上述指定气道的外壁与其相邻下水套2内壁之间设有挡水筋13。

作为优选的技术方案，挡水筋13起源于下水套2的底面，在高度上等于或低于下水套2高度的1/2。

作为优选的技术方案，上水套1与下水套2通过位于喷油器套管4与中部挡水板11之间的水流通道12连通。

作为优选的技术方案，进水孔15和出水孔10分别布置于本体的不同侧。

作为优选的技术方案，四个气道中，靠近进水孔15的两个气道为排气道5和排气道6，远离进水孔15的两个气道为进气道7和进气道8。

实施例1：

参见图1至图3，逆流式高效冷却的四气门发动机气缸盖，包括气缸盖本体，本体的内部设有上水套1和下水套2，气缸盖的中心开设有喷油器安装孔位3，喷油器安装孔位3内安置着喷油器套管4，喷油器套管4竖向贯穿上水套1和下水套2的中心，围绕喷油器安装孔位3布置有排气道5、排气道6和进气道7、进气道8，气缸盖的外围侧壁布置着若干个螺栓孔9。气缸盖本体的外围开设有起源于本体底板并与上水套1接通的进水孔15和起源于本体的底板并与下水套2接通的出水孔10，上水套1与下水套2通过位于本体中心的水流通道12接通。

柴油机气缸盖工作时，气道之间的鼻梁区和喷油器孔区域等热关键区域的工作温度过高是导致其热疲劳失效的主要原因，上述技术方案采用冷却水逆流的方式，对气缸盖中部的热关键区域形成冲击射流，可对气缸盖进行更加有效的冷却。

下水套2内喷油器套管4的附近区域布置有中部挡水板11，中部挡水板11位于喷油器套管4外壁与进气道7的外壁之间，中部挡水板11在水平方向上的两边沿分别与进气道7相邻的排气道5的外壁和进气道8的外壁相连接，中部挡水板11在高度方向上贯穿整个下水套2。

中部挡水板11的设计将下水套外围区域的水流通道、进气道7与进气道8之间的水流通道和喷油器套管4附近区域的水流通道串联起来，从而强迫从中心自上而下进入下水套2的冷却水顺次流经中部挡水板的内围区域、两个排气道鼻梁区、排气侧外围区域、两进气道鼻梁区、进气侧外围区域，最后通过气道外围的出水孔10进入冷却水出管。实现了气缸盖下水套热关键区域的串联冷却，大幅提高了热关键区域的冷却能力和整体的水流利用率。

下水套2的外围区域布置有挡水筋13，挡水筋13位于进气道7的外壁与附近螺栓孔9的外壁之间。挡水筋13起源于气缸盖底板，在高度方向上不超过下水套2高度的一半。下水套2的外围区域布置有外围挡水板14，外围挡水板14位于进气道8的外壁与附近螺栓孔9的外壁之间，外围挡水板14在高度方向上贯穿整个下水套2。

挡水筋13和外围挡水板14的设计可以通过导流方式进一步提高通过进气道7与进气道8之间鼻梁区的冷却水流量和进气道7和排气道5之间鼻梁区的冷却水流量，从而进一步提高整体的水流利用率，降低气缸盖的工作温度，提高气缸盖的抗热疲劳性能。

以上内容是结合具体实施方式对本发明所做的进一步详细说明，不能认为本发明的具体实施只局限于这些说明，对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，所做出的简单替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种逆流式高效冷却的四气门发动机气缸盖，包括本体，所述本体的内部设有上水套（1）和下水套（2），所述本体的中心开设有喷油器安装孔位（3），所述的喷油器安装孔位（3）内安置着喷油器套管（4），所述喷油器套管（4）竖向贯穿上水套（1）和下水套（2）的中心，所述本体内围绕喷油器安装孔位（3）设有四个气道，所述的上水套（1）和下水套（2）与四个气道之间处于完全隔绝的状态，所述的上水套（1）与下水套（2）通过位于本体中心的水流通道接通；其特征在于：所述本体的外围开设有起源于本体底板并与上水套（1）接通的进水孔（15）和起源于本体底板并与下水套（2）接通的出水孔（10）；在下水套（2）内，所述喷油器套管（4）与靠近出水孔（10）的某一气道的外壁之间设置有中部挡水板（11）。

2.根据权利要求1所述的一种逆流式高效冷却的四气门发动机气缸盖，其特征在于：所述中部挡水板（11）在水平方向上的两边沿分别同与上述指定气道相邻的另外两个气道的外壁相连，上述指定气道是指在其外壁与喷油器套管（4）之间设置中部挡水板（11）的那一个气道。

3.根据权利要求1或2所述的一种逆流式高效冷却的四气门发动机气缸盖，其特征在于：所述中部挡水板（11）在高度方向上贯穿整个下水套（2）。

4.根据权利要求2所述的一种逆流式高效冷却的四气门发动机气缸盖，其特征在于：与中部挡水板（11）相连接并更靠近出水孔（10）的气道的外壁与其相邻的下水套（2）内壁之间设有外围挡水板（14）。

5.根据权利要求4所述的一种逆流式高效冷却的四气门发动机气缸盖，其特征在于：所述外围挡水板（14）起源于下水套（2）的底面，高度为下水套（2）高度的1/2～1。

6.根据权利要求2所述的一种逆流式高效冷却的四气门发动机气缸盖，其特征在于：上述指定气道的外壁与其相邻下水套（2）内壁之间设有挡水筋（13）。

7.根据权利要求6所述的一种逆流式高效冷却的四气门发动机气缸盖，其特征在于：所述的挡水筋（13）起源于下水套（2）的底面，在高度上等于或低于下水套（2）高度的1/2。

8.根据权利要求1所述的一种逆流式高效冷却的四气门发动机气缸盖，其特征在于：所述的上水套（1）与下水套（2）通过位于喷油器套管（4）与中部挡水板（11）之间的水流通道（12）连通。

9.根据权利要求1所述的一种逆流式高效冷却的四气门发动机气缸盖，其特征在于：所述进水孔（15）和出水孔（10）分别布置于本体的不同侧。

10.根据权利要求1或9所述的一种逆流式高效冷却的四气门发动机气缸盖，其特征在于：所述的四个气道中，靠近进水孔（15）的两个气道为排气道，远离进水孔（15）的两个气道为进气道。