CN106870190A - 用于发动机的水套设备 - Google Patents

Abstract

一种用于发动机的水套设备可以包括：缸体水套，设置在气缸体中，使燃烧室介于之间；缸盖水套，与燃烧室对应地设置在气缸盖中；以及插入构件，通过插入缸体水套的上部将缸体水套分成上缸体水套和下缸体水套，并使上缸体水套能与缸盖水套互相作用。

Description

用于发动机的水套设备

相关申请的交叉引证

本申请要求于2015年12月14日提交的韩国专利申请第10-2015-0178484号的优先权和权益，通过引证将其全部内容为了所有目的结合于此。

技术领域

本发明涉及一种用于发动机的水套。更具体地，本发明涉及这样一种用于发动机的水套，其可通过控制冷却剂的流动提高整体冷却效率。

背景技术

通常，从发动机的燃烧室产生的一部分热量被气缸盖、气缸体、进气/排气阀、以及活塞吸收。

当温度过度升高时，组部件可能经受热变形或者气缸内壁中的油膜可能被破坏，这样使得可能会引起润滑失效，从而引起热缺陷。

这种热缺陷可能会引起异常燃烧，诸如，燃烧故障、爆震等等，从而引起严重损坏，诸如，活塞熔化。此外，热效率与输出可能会劣化。相反，发动机的过度冷却可能会引起输出和燃料消耗效率的劣化以及气缸的低温磨损，并且因此，应该适当控制冷却剂的温度。

在这一方面，水套设置在传统发动机的气缸体和气缸盖内部，在水套循环的冷却剂使金属表面（诸如，火花塞的与燃烧室对应的周缘、排放口，以及阀片的周缘）冷却。

然而，在应用于传统发动机的气缸体和气缸盖的水套中，使循序引入到每个气缸中的冷却剂分别循环，这样使得与燃烧室对应的气缸体和气缸盖不能被有效地冷却，因此，整个发送机不能被有效地冷却。

此外，由于发动机不能被有效地冷却，所以发动机的耐久性劣化，并且因此需要安装附加的冷却喷嘴以防止耐久性劣化，或者需要提高水泵的性能，从而使得投资成本增加。

此外，气缸盖需要被冷却降至比气缸体的温度相对更低的温度，但难以分别控制冷却剂的温度。

此外，当冷却剂的温度较低时，油的粘度增大，使得摩擦力增大，这引起燃料消耗增大，从而引起燃料消耗效率劣化，并且当发动机的冷却剂的温度过度高时，产生爆震，这引起点火时间的控制，从而引起所执行的发动机劣化。

在这个背景技术部分中所公开的信息仅用于增进对本发明的一般背景的理解，而不应当确认或以任何形式的暗示此信息构成本领域技术人员所已知的现有技术。

发明内容

本发明的各个方面涉及提供一种用于发动机的水套，其可利用交叉流动式冷却剂冷却发动机，这样使得冷却剂流动至气缸体的上部和气缸盖，并且通过使冷却剂能够单独流动至气缸体的下部而实现单独冷却，从而优化冷却效果并且改进燃料消耗效率。

根据本发明的一方面的用于发动机（该发动机包括燃烧室、气缸体和气缸盖，该燃烧室形成在发动机内部，活塞能往复移动地安装气缸体中以压缩或扩张燃烧室，气缸盖安装在气缸体的上部中）的水套可以包括：缸体水套，设置在气缸体中，且使燃烧室介于之间；缸盖水套，与燃烧室对应地设置在气缸盖中；以及插入构件，通过插入缸体水套的上部将缸体水套分成上缸体水套和下缸体水套，并使上缸体水套能够与缸盖水套相互作用。

插入构件可以朝向燃烧室从缸体水套的上部安装。

上缸体水套可以朝向气缸体的外侧布置在气缸体的内部中。

下缸体水套可以朝向燃烧室布置在气缸体的内部中，以便与上缸体水套成阶梯状。

引入到上缸体水套中的冷却剂可以交叉流动式流动，以便在沿着气缸体的长度方向移动时穿过缸盖水套。

引入到下缸体水套中的冷却剂可以沿着气缸体的长度方向流动。

插入构件可以朝向气缸体的外侧安装在缸体水套的上部。

上缸体水套可以朝向燃烧室布置在气缸体的内部中。

下缸体水套可以朝向气缸体的外侧布置，以便与上缸体水套成阶梯状。

根据本发明示例性实施方式的用于发动机的水套可利用交叉流动式冷却剂冷却发动机，这样使得冷却剂流动至气缸体的上部和气缸盖，并且通过使冷却剂单独流动制气缸体的下部实现单独冷却，从而优化冷却效果并且提高发动机的耐用性。

此外，用于发动机的水套将气缸盖冷却至低于气缸体温度的温度，使得可以防止发生爆震，从而最小化漏气量，并且能够使点火时间控制最小化，从而提高发动机性能。

此外，用于发动机的水套将气缸体冷却至比气缸盖温度相对更高的温度，使得机油的温度升高，从而减小发动机油的粘度。

此外，由于发动机油的粘度降低，活塞的往复运动的摩擦力能够减小，从而防止不必要的燃料消耗并且改进整体燃料消耗效率。

本发明的方法和装置具有其他的特征和优点，这些其他的特征和优点将通过结合在本文中的附图和下文的具体实施方式部分而变得显而易见或者将在附图和具体实施方式部分中更详细地阐述，并且这些附图和具体实施方式部分一起用于解释本发明的一些原理。

附图说明

图1是根据本发明的示例性实施方式的用于发动机的水套的示意图。

图2示出了，与传统技术相比，根据在应用根据本发明的示例性实施方式的水套的发动机中的气缸体的燃烧室的深度以及气缸盖的燃烧室的高度的温度分配。

图3是根据本发明的另一示例性实施方式的用于发动机的水套的示意图。

图4是，与传统技术相比，根据在应用根据本发明的另一示例性实施方式的水套的发动机中的气缸体的燃烧室的深度的温度分配。

应理解的是，附图无需按比例地绘制，而是呈现对阐释本发明的基本原理的各个特征的一定程度简化的表示。如本文所公开的本发明的特定设计特征（包括诸如特定的尺寸、定向、位置和形状）将部分地由特定预期的应用和使用环境确定。

在附图中，参考标号在整个附图的几幅图中指代本发明的相同或等同的部件。

具体实施方式

现在将详细地参考本发明的各种实施方式，在附图中示出了本发明的实例并描述如下。尽管结合示例性实施方式对本发明进行描述，但应理解的是，本说明书并非旨在将本发明限于这些示例性实施方式。与此相反，本发明旨在不仅覆盖这些示例性实施例，而且还覆盖可能包含在本发明的由所附权利要求限定的精神和范围内的各种改变、修改、等同物和其他实施方式。

在下文中，将参考附图详细地描述本发明的示例性实施方式。

因此，实施方式中示出的配置和本说明书中描述的附图仅是本发明的最示例性的实施方式并且不表示本发明的所有技术精神，并且因此，应理解的是能够在提交本申请时可替换配置的各种修改的实例。

附图和说明书实质上被认为是说明性的而非限制性的，并且在整个说明书中，相同的参考标号表示相同的元件。

为了说明书清楚，任意地示出了附图所示的每个部件的尺寸和厚度，但本发明不限于此，并且为了清楚起见，放大了层和区域的厚度。

另外，除非明确描述与此相反，词语“包括”及其变形诸如“包含”或“含有”将被理解为暗示包含所阐述的元件而不排除任何其他元件。

另外，说明书中描述的术语诸如“单元”、“装置”、“部件”、“构件”等是指执行至少一个功能或操作的广泛构造的单元。

图1是根据本发明的示例性实施方式的用于发动机的水套的示意图。

参考图1，根据本发明的示例性实施方式的用于发动机的水套100应用于这样的发动机，该发动机包括：形成在发动机中多个燃烧室12；气缸体10，活塞14可往复移动地安装在该气缸体中以便压缩或扩张燃烧室12；以及气缸盖20，该气缸盖设置在气缸体10的上部中。

这样的水套100包括缸体水套110、缸盖水套120，以及插入构件130。

缸体水套110设置在气缸体10中，使燃烧室12置于其之间。这样的缸体水套110可以沿着气缸体10的长度方向设置在与形成在气缸体10中的燃烧室12分隔一预定距离的位置处。

缸盖水套120与燃烧室12对应地设置在气缸盖20中。

此外，插入构件130插入缸体水套110的上部以将缸体水套110分成上缸体水套112和下缸体水套114。此外，插入构件130使上缸体水套112和缸盖水套120彼此互相作用。

这里，插入构件130可以朝向燃烧室12安装在缸体水套112的上部。

也就是说，上缸体水套112朝向气缸体10的外侧布置在气缸体10的内部。

下缸体水套114可以朝向燃烧室12布置在气缸体10内部，以便通过上缸体水套112和插入构件130而成阶梯状。

因此，引入到上缸体水套112中的冷却剂可以交叉流动式（cross-flowtype）流动，以便在沿着气缸体10的长度方向移动时穿过缸盖水套120。

冷却剂的交叉流动可有效地冷却燃烧室12的上部和气缸盖20，由于排放高温废气，所以该燃烧室的上部和气缸盖的温度比气缸体10相对更高。

此外，引入到下缸体水套114中的冷却剂可沿着气缸体10的长度方向流动。

当气缸体10被用于具有上述构造的发动机的水套100冷却下来时，通过使用上缸体水套112和下缸体水套114使燃烧室12参照燃烧室12的高度方向而竖直地分开，并且冷却剂分别流动至分开的部分。

此外，当气缸盖20冷却下来时，冷却剂以交叉流动式从上缸体水套112流动至缸盖水套120。

图2示出了，与传统技术相比，根据在应用根据本发明的示例性实施方式的水套100的发动机中的气缸体的燃烧室的深度以及气缸盖的燃烧室的高度的温度分配。

参考图2，参照气缸体10和气缸盖20结合的表面，使用引入到上缸体水套112中的冷却剂以及从上缸体水套112到缸盖水套120以交叉流动式引入到缸盖水套120的冷却剂冷却具有相对较高温度的燃烧室12的上部和气缸盖20。

使用流动通过下缸体水套114的冷却剂冷却温度比燃烧室12的上部相对更低的燃烧室12的下部，该下缸体水套通过插入构件130与上缸体水套112分隔开。

因此，缸体水套110从气缸体10分成上缸体水套112和下缸体水套114，这样使得冷却剂可根据燃烧室12的高度而单独流动。

此外，从上缸体水套112引入的冷却剂在气缸盖20的缸盖水套120中以交叉流动式流动。

也就是说，水套100分开地冷却气缸体10中燃烧室12的上部和下部并利用交叉流动式冷却剂冷却燃烧室12的上部和气缸盖20，这样使得发动机可被更有效地冷却。

现在将描述如图2中所示的当冷却剂流入到根据本发明的示例性实施方式水套100中时根据气缸体10和气缸盖20中的燃烧室12的深度的燃烧室12的侧壁的温度分配。

首先，与传统技术相比，参照气缸体10和气缸盖20结合的表面相对较高的燃烧室10的侧壁的上部的温度和气缸盖20的温度降低。

相反，与传统技术相比，当活塞14前后移动时，相对较低的燃烧室12的侧壁的下部的温度升高。

也就是说，通过使用上水套112和缸盖水套120使具有高温度的燃烧室12的上部和气缸盖20被有效地冷却，这样使得与传统技术相比，燃烧室12的侧壁的温度能够降低，从而防止发生爆震并且使点火时间控制最小化。

相反，与燃烧室12的侧壁的上部和气缸盖20相比温度相对较低的燃烧室12的下部的温度增大，这样使得能够通过提高机油的温度使粘度降低。当机油的粘度降低时，在燃烧室12中往复运动的活塞14的摩擦力可最小化，从而减少燃料消耗。

图3是根据本发明的另一示例性实施方式的用于发动机的水套的示意图。

参考图3，根据本发明的另一示例性实施方式的用于发动机的水套200应用于这样一种发动机，该发动机包括：形成在该发动机中的多个燃烧室12；气缸体10，活塞14可往复移动地安装在该气缸体中以便压缩或扩张燃烧室12；以及气缸盖20，该气缸盖设置在气缸体10的上部中。

这样的水套200包括缸体水套210、缸盖水套220，以及插入构件230。

缸体水套210设置在气缸体10中，使燃烧室12置于其之间。这样的缸体水套210可以沿着气缸体10的长度方向设置在与形成在气缸体10中的燃烧室12分开一预定距离的位置处。

缸盖水套220设置在与燃烧室12对应的气缸盖20中。

此外，插入构件230插入缸体水套210的上部以将缸体水套210分成上缸体水套212和下缸体水套214。此外，插入构件230使上缸体水套212和缸盖水套220彼此互相作用。

这里，插入构件230可以朝向气缸体10的外侧安装在缸体水套212的上部。

也就是说，上缸体水套212朝向燃烧室12布置在气缸体10的内部。

此外，下缸体水套214可以朝向气缸体10的外侧布置在气缸体10内部，以便通过上缸体水套212和插入构件230而成阶梯状。

因此，引入到上缸体水套212中的冷却剂可以是交叉流动式冷却剂，这样使得冷却剂在沿着气缸体10的长度方向移动接近燃烧室12时可以穿过缸盖水套220。

冷却剂的这种交叉流动可有效地冷却燃烧室12的上部和气缸盖20，由于排放高温废气，所以该燃烧室的上部和气缸盖与气缸体10相比具有相对更高的温度。

此外，引入到下水套214中的冷却剂可在朝向气缸体10的外侧与燃烧室12远离的位置处沿着气缸体10的长度方向流动。

当冷却气缸体10时，使用上缸体水套212和下缸体水套214使如上构造的水套200将气缸体10参照燃烧室12的高度方向而竖直地分开，并且使冷却剂分别流动。

此外，当冷却气缸盖20时，水套200使冷却剂以交叉流动式从上缸体水套212流动至缸盖水套220。

图4示出了，与传统技术相比，根据在应用根据本发明的示例性实施方式的水套的发动机中的气缸体的燃烧室的高度的温度分配。

参考图4，参照气缸体10的上表面，通过流动至设置在燃烧室12附近的上缸体水套212的冷却剂冷却具有相对较高温度的燃烧室12的侧壁的上部。

此外，通过流动至下缸体水套214的冷却剂冷却与燃烧室12的侧壁的上部相比具有相对较低温度的燃烧室12的壁侧的下部，该下缸体水套通过插入构件130与上缸体水套212分隔开。

因此，在气缸体10中，缸体水套210被插入构件230分成上缸体水套212和下缸体水套214，这样使得冷却剂根据燃烧室12的高度而在气缸体10中单独流动。

同时，从上缸体水套212引入的冷却剂作为交叉流动式冷却剂在气缸盖20中的缸盖水套220中流动。

也就是说，水套200将燃烧室12分成气缸体10的上部和下部，从而有效地冷却气缸体10。

因此，如在图4中示出的，当冷却剂流动至根据本示例性实施方式的水套200时，根据气缸体10中的燃烧室12的高度的燃烧室12的侧壁中的温度分配如下。

首先，与传统技术相比，参照气缸体10的上表面相对较高的燃烧室10的侧壁的上部的温度降低。

相反，与传统技术相比，供活塞14往复移动并且具有相对较高温度的燃烧室12的侧壁的下部的温度升高。

也就是说，通过使用邻近燃烧室12形成的上水套112使燃烧室12的上部被有效地冷却，这样使得与传统技术相比，温度可降低，从而防止发生爆震并且使点火时间控制最小化。

相反，相较于传统技术，与燃烧室12的上部相比具有相对较低温度的燃烧室12的下部的温度升高，这样使得机油的温度可升高，从而减小机油的粘度。当机油的粘度降低时，在燃烧室12内往复运动的活塞14的摩擦力可最小化，从而减少燃料消耗。

因此，当根据本发明示例性实施方式的水套100和200应用于发动机时，通过以交叉流动式流动的冷却剂冷却气缸体10的上部和气缸盖20，并且气缸体10的下部被流动于此的冷却剂单独地冷却，这样使得能够优化发动机的冷却效果并且可以提高发动机的耐用性。

此外，由于缸盖20被冷却至与气缸体10的温度比相对较低的温度，使得通过防止发生爆震能够减少漏气量，并且点火时间控制能够最小化，从而提高发动机性能。

此外，由于气缸体10被冷却至与气缸盖20的温度相比相对更高的温度，使得机油的温度能够升高，从而减小发动机油的粘度。

此外，由于发动机油的粘度降低，活塞14的往复运动引起的摩擦损耗使得能够防止不必要的燃料消耗，从而改进整体燃料消耗效率。

为了方便说明和在所附权利要求中准确定义，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“向上”、“向下”、“上部”、“下部”、“向上的”、“向下的”、“前”、“后”、“后面”、“内”、“外”、“向内”、“向外”、“内部的”、“外部的”、“内部”、“外部”、“向前”以及“向后”用于参照在附图中显示的这样的特征的位置描述示例性实施方式的特征。

已为了例证和描述的目的呈现出本发明的具体示例性实施方式的前文描述。它们不旨在是详尽的或将本发明限制于所公开的确切形式，并且根据上述教导，很明显可以有许多修改和变化。选择并描述示例性实施方式是为了解释本发明的某些原理及其实际应用，从而使本领域的其他技术人员能够做出并利用本发明的各个示例性实施方式及其各种替代和修改。本发明的范围旨在由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种用于发动机的水套设备，所述发动机包括燃烧室、气缸体和气缸盖，所述燃烧室形成在所述发动机内部，活塞能往复移动地安装在所述气缸体中以压缩或扩张所述燃烧室，所述气缸盖安装在所述气缸体的上部中，所述水套设备包括：

缸体水套，设置在所述气缸体中且使所述燃烧室介于之间；

缸盖水套，与所述燃烧室对应地设置在所述气缸盖中并且流体地连接至所述缸体水套；以及

插入构件，插入到所述缸体水套的上部中并将所述缸体水套分成上缸体水套和下缸体水套，以用于使所述上缸体水套能与所述缸盖水套互相作用。

2.根据权利要求1所述的用于发动机的水套设备，其中，所述插入构件朝向所述燃烧室从所述缸体水套的上部安装。

3.根据权利要求1所述的用于发动机的水套设备，其中，所述上缸体水套朝向所述气缸体的外侧布置在所述气缸体的内部中。

4.根据权利要求3所述的用于发动机的水套设备，其中，所述下缸体水套朝向所述燃烧室布置在所述气缸体的内部中，以与所述上缸体水套成阶梯状。

5.根据权利要求1所述的用于发动机的水套设备，其中，引入到所述上缸体水套中的冷却剂在沿着所述气缸体的长度方向移动时流动以穿过所述缸盖水套。

6.根据权利要求1所述的用于发动机的水套设备，其中，引入到所述下缸体水套中的冷却剂沿着所述气缸体的长度方向流动。

7.根据权利要求1所述的用于发动机的水套设备，其中，所述插入构件朝向所述气缸体的外侧安装在所述缸体水套的上部。

8.根据权利要求1所述的用于发动机的水套设备，其中，所述上缸体水套朝向所述燃烧室布置在所述气缸体的内部中。

9.根据权利要求8所述的用于发动机的水套设备，其中，所述下缸体水套朝向所述气缸体的外侧布置，以与所述上缸体水套成阶梯状。