CN107201966A - 汽缸盖的水套结构及其操作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种汽缸盖的水套结构及其操作方法，该汽缸盖的冷却水结构可以包括：多个进气侧入口通道，所述进气侧入口通道沿汽缸盖的长度方向分别在汽缸盖的进气侧安装以将从汽缸体的水套供给的冷却水引入到汽缸盖的水套；燃烧室冷却通道，其使用从进气侧入口通道供给的冷却水冷却燃烧室；多个排气侧出口通道，所述排气侧出口通道沿汽缸盖的长度方向分别在汽缸盖的排气侧设置，以将经过燃烧室冷却通道的冷却水排出；以及，排气侧集水道，其与排气侧出口通道连通以积聚从排气侧出口通道排出的冷却水。

Description

汽缸盖的水套结构及其操作方法
与相关申请的交叉引用
本申请要求2016年3月16日提交的韩国专利申请第10-2016-0031330号的优先权，上述申请的全部内容通过参考结合于此。
技术领域
本发明涉及一种汽缸盖的水套结构及其操作方法，更特别地，涉及这样一种汽缸盖的水套结构及其操作方法，其能够通过降低流动阻力并加强横流而防止各个汽缸之间的表面温度偏差从而有效地控制发动机。
背景技术
通常，车辆发动机包括汽缸体和汽缸盖，汽缸体包括多个缸孔，活塞可以通过该缸孔进行往复运动，汽缸盖联接至汽缸体的上部以与活塞一起形成燃烧室并包括多个用于安装各种进气阀和排气阀的进气口和排气口。
在发动机中，水套安装在汽缸体和汽缸盖中，该水套用于使冷却水流至缸孔的外周、燃烧室的外周以及进气口和排气口的外周。该水套将从水泵排出的冷却水流引导至汽缸体和汽缸盖的整个区域，以使发动机的工作温度在发动机的整个工作区域上保持正常。
也就是说，水套用作冷却水的流动通道以防止主要部分(诸如汽缸体、汽缸盖和活塞)受到热损害，该热损害是由于燃烧室内的气体混合物的燃烧过程中产生的最高温度(大约2500℃)的热量而导致的。
下面将参照附图详细描述现有的汽缸盖的水套。图1是示出相关技术的问题的示意图。参照图1，现有的汽缸盖的水套沿汽缸盖的长度方向形成在进气侧和排气侧。也就是说，现有的汽缸盖的水套中的冷却水形成平行流。因此，冷却每个汽缸的冷却水流是不均匀的。而且，当汽缸由平行流冷却时，出现由于冷却水温度增加而导致的在由冷却水首先冷却的汽缸体和最后冷却的汽缸体之间的表面温度偏差。因此，难以有效地控制发动机。
而且，通道形成为使形成平行流的两个冷却水流经过该通道流动，因此，各个通道的横截面面积增加。因此，存在这样的问题，冷却水流不在需要集中冷却的燃烧室周围集中，因此可能会降低冷却效率。
而且，形成平行流的两个冷却水流通过一个用于冷却水的出口排出到汽缸盖外部从而产生冷却水流的阻力，由此降低冷却效率。
发明内容
本发明的实施方案旨在将燃烧室的冷却通道划分为上通道和下通道，并将流引导隔壁安装为增加经过实际要冷却的燃烧室的外周(特别是排气口孔的外周)的冷却水流。
本发明的另一个实施方案旨在增加排气侧出口通道的横截面面积并使排气侧集水道安装为将引导冷却水以平稳地排出到汽缸盖外部，由此降低流动阻力并增强横流。
本发明的其它目的和优点可以通过如下描述而得到理解，并且参照实施方案而变得清楚。此外，对于本发明所属领域的技术人员来说显而易见的是，本发明的目的和优点可以通过所要求保护的手段及其组合而实现。
参照本发明的实施方案，汽缸盖的水套结构包括：多个进气侧入口通道，所述进气侧入口通道沿汽缸盖的长度方向分别在汽缸盖的进气侧安装以将从汽缸体的水套供给的冷却水引入到汽缸盖的水套；燃烧室冷却通道，其使用从进气侧入口通道供给的冷却水冷却燃烧室；多个排气侧出口通道，所述排气侧出口通道沿汽缸盖的长度方向分别在汽缸盖的排气侧设置，以将经过燃烧室冷却通道的冷却水排出；以及，排气侧集水道，其与排气侧出口通道连通以积聚从排气侧出口通道排出的冷却水。
汽缸盖的水套结构还可以包括：冷却水出口，其与排气侧集水道的一侧连通以使积聚在排气侧集水道中的冷却水排出到汽缸盖的外部。
排气侧出口通道的横截面面积可以比进气侧入口通道的横截面面积大。
所述燃烧室冷却通道可以形成为围绕进气口孔、排气口孔和火花塞孔。
所述燃烧室冷却通道可以包括上通道和下通道，所述上通道和下通道由上下分隔的隔壁所分隔。
汽缸盖的水套结构还可以包括：流引导隔壁，其竖直地设置在所述下通道的火花塞孔的两侧以形成横流，在所述横流中从多个进气侧入口通道引入到所述下通道中的冷却水沿汽缸盖的宽度方向流动以冷却各个燃烧室，然后排出到多个排气侧出口通道。
所述下通道和上通道可以通过绕过所述上下分隔的隔壁而彼此连通以将所述下通道中的空气引入所述上通道中。
所述上通道可以沿汽缸盖的长度方向形成以形成平行流，在所述平行流中从下通道引入上通道中的空气和与所述空气一起引入的冷却水沿汽缸盖的长度方向流动。
汽缸盖的水套结构还可以包括：通气通道，所述上通道和冷却水出口通过所述通气通道彼此连通，以将在上通道处形成平行流的空气和冷却水排出到冷却水出口。
通气通道的横截面面积可以小于上通道的最小横截面面积。
下通道在火花塞孔两侧的横截面面积可以小于下通道在汽缸盖进气侧的横截面面积。
流引导隔壁可以在横流过程中增加围绕排气口孔的冷却水流。
流引导隔壁可以具有六角棱柱形状，该六角棱柱沿汽缸盖的宽度方向的长度比沿汽缸盖的长度方向的长度长。
在流引导隔壁中，汽缸盖进气侧的侧表面面积比汽缸盖排气侧的侧表面面积大。
流引导隔壁的横截面可以为朝所述汽缸盖的进气侧突出的字母V的形式。
根据本发明的另一个实施方案，操作汽缸盖的水套结构的方法包括：将冷却水供给至进气侧入口通道；冷却步骤，由从进气侧入口通道供给的冷却水在经过燃烧室冷却通道内部的同时冷却燃烧室；第一排出步骤，经过排气侧出口通道使经过燃烧室冷却通道的冷却水排出；使从排气侧出口通道排出的冷却水积聚到排气侧集水道中。
所述方法可以进一步包括：第二排出步骤，使积聚在排气侧集水道中的冷却水经过冷却水出口排出到汽缸盖的外部。
所述冷却步骤可以包括：由竖直设置在下通道的火花塞孔两侧的流引导隔壁形成横流，在该横流中引入下通道中的冷却水冷却各个燃烧室；形成平行流，在所述平行流中通过绕过下通道处的上下分隔的隔壁而引入上通道的空气和与空气一起引入的冷却水沿汽缸盖的长度方向流动；第三排出步骤，将在上通道处形成平行流的空气和冷却水经过通气通道排出至冷却水出口。
附图说明
图1为示出相关技术的问题的示意图。
图2为根据本发明的示例性实施方案的汽缸盖的水套结构的立体图。
图3为图2的进气侧的侧视图。
图4为沿着图3的线A-A所呈现的横截面图。
图5为沿着图3的线B-B所呈现的横截面图。
图6为根据本发明的示例性实施方案的汽缸盖的水套结构的工作图。
图7为操作根据本发明的示例性实施方案的汽缸盖的水套结构的方法的流程图。
具体实施方式
本申请的说明书和权利要求书中的术语和表述不是旨在解释为一般的或字典中的含义，而是旨在解释为符合本发明的技术构思的含义或概念，本发明的技术构思所依据的原则是：发明人能够合适地限定术语的概念，从而以最佳的方式来描述其发明。因此，本发明的示例性实施方案和附图中描述的构造仅为示例性的，而不能代表本发明的全部技术精神。因此，本发明应理解为包括在提交本申请时所提交的本发明的精神和范围内的全部的变化、等价形式和替代形式。在本申请的说明书中，将省略重复的描述以及会对理解本发明的主要原理造成困难的已知的功能和构造的细节描述。在下文中，将参照附图详细描述示例性实施方案。
图2为根据本发明的示例性实施方案的汽缸盖的水套结构的立体图，图3为图2的进气侧的侧视图。参照图2和3，根据本发明的汽缸盖的水套结构包括进气侧入口通道100、燃烧室冷却通道200、排气侧出口通道300、排气侧集水道400、冷却水出口500、上下分隔的隔壁600、流引导隔壁700和通气通道800。
每个进气侧入口通道100沿汽缸盖的长度方向设置在汽缸盖的进气侧从而将从汽缸体的水套供给的冷却水引入汽缸盖内。进气侧入口通道100可以是多个。
而且，燃烧室冷却通道200用作使用从进气侧入口通道100供给的冷却水冷却燃烧室。燃烧室冷却通道200形成为围绕进气口孔I/H、排气口孔O/H和火花塞孔S/H。也就是说，燃烧室冷却通道200形成为围绕特别是需要集中冷却的部分(也就是说，表面温度相对较高的部分)，由此防止该部分受到热损害。
在这种情况下，燃烧室冷却通道200被上下分隔的隔壁600分隔为上通道210和下通道220。而且，下通道220和上通道210通过绕过上下分隔的隔壁600而彼此连通，因此下通道220中的空气可以被引入上通道210内。下面对上通道210和下通道220进行详细描述。
排气侧出口通道300沿汽缸盖的长度方向分别设置在汽缸盖的排气侧，以将经过燃烧室冷却通道200的冷却水排出。而且，排气侧出口通道300可以是多个。
而且，排气侧集水道400与排气侧出口通道300连通，从排气侧出口通道300排出的冷却水积聚到排气侧集水道400中。
在这种情况下，形成排气侧集水道400并且进气侧入口通道100的横截面面积形成为比排气侧出口通道300的横截面面积大，使得燃烧室冷却通道200(特别是下通道220)处的横流得到增强。
也就是说，排气侧出口通道300的横截面面积大，排气侧出口通道300和排气侧集水道400彼此连通，使得被引入燃烧室冷却通道200中的冷却水可以被顺利地排出。因此，使被引入燃烧室冷却通道200中的冷却水的流动阻力最小化从而防止各个汽缸中的冷却水流之间的干扰现象，由此增强横流。因此，能够通过防止各个汽缸之间的表面温度偏差而有效地控制发动机。
冷却水出口500与排气侧集水道400的一侧连通从而用作使积聚在排气侧集水道400中的冷却水排出到汽缸盖的外部。而且，冷却水出口500经由通气通道800(下文描述)与上浮通道(floitng passage)210连通，下面将对上浮通道进行详细描述。
图4为沿着图3的线A-A所呈现的横截面图；图5为沿着图3的线B-B所呈现的横截面图。参照图4和5，在下通道220中，下通道220在火花塞孔S/H两侧的横截面面积可以形成为小于下通道220在汽缸盖的进气侧处的横截面面积。因此，火花塞孔S/H处的冷却水流和排气口孔O/H处的冷却水流集中，因此火花塞孔S/H和排气口孔O/H处的冷却效率提高。也就是说，排气口变成各个燃烧室产生的高温排出气体排出的通道。因此，这会使将形成汽缸盖排气口的排气口孔O/H外周的冷却水流集中。
流引导隔壁700用作形成横流，在该横流中从多个进气侧入口通道100引入到下通道220中的冷却水沿汽缸盖的宽度方向流动从而冷却各个燃烧室然后排出到多个排气侧出口通道300。
在这种情况下，流引导隔壁700竖直地设置在下通道220的火花塞孔S/H的两侧。
而且，流引导隔壁700形成为增加横流过程中的围绕排气口孔O/H的冷却水流。也就是说，排气口变成各个燃烧室产生的高温排出气体排出的通道。因此，这会使将形成汽缸盖排气口的排气口孔O/H外周的冷却水流集中，由此提高冷却效率。
在形成为增加横流过程中的围绕排气口孔O/H的冷却水流的流引导隔壁700之中，根据第一实施方案的流引导隔壁700具有六角棱柱形状，在该六角棱柱形状中沿汽缸盖宽度方向的长度比沿汽缸盖长度方向的长度长。在这种情况下，流引导隔壁700的汽缸盖进气侧的侧表面面积设定为比汽缸盖排气侧的侧表面面积大。
上述流引导隔壁700的形式可以在制造汽缸盖的基础上容易地制造流引导隔壁，并且可以增加横流过程中的围绕排气口孔O/H的冷却水流。
而且，在形成为增加横流过程中的围绕排气口孔O/H的冷却水流的流引导隔壁700之中，根据第二实施方案的流引导隔壁700具有朝向汽缸盖的进气侧突出的字母V形式的横截面。
上述流引导隔壁700的形式可以形成为增加横流过程中的围绕排气口孔O/H的冷却水流，而不用考虑制造的简易度。
流引导隔壁700的形式不限于第一实施方案和第二实施方案，流引导隔壁700还可以包括增加横流过程中的围绕排气口孔O/H的冷却水流的另一种形式。
下通道220和上通道210被上下分隔的隔壁600分隔。下通道220和上通道210通过绕过上下分隔的隔壁600而彼此连通，因此下通道220中的空气可以被引入上通道210内，而上下分隔的隔壁600起到阻挡冷却水流的作用。
因此，大多数从进气侧入口通道100引入到下通道220的冷却水不被引入上通道210中而是排出到出口侧出口通道300。也就是说，冷却水流集中于可以直接冷却燃烧室的下通道220，由此提高冷却效率。
而且，当下通道220中含有空气时，对冷却水流会产生与空气量一样多的阻力。因此，需要将包含于下通道220中的空气排出。也就是说，下通道220和上通道210通过绕过上下分隔的隔壁600而彼此连通，因此下通道220中的空气被引入上通道210内。在这种情况下，一些冷却水也可以被引入上通道210内。因此，需要排出如上所述的引入到上通道210中的空气和冷却水。
出于该目的，上通道210沿汽缸盖的长度方向形成，从下通道220引入到上通道210中的空气和与空气一起引入的冷却水形成平行流，该平行流沿汽缸盖的长度方向流动。而且，上通道210和冷却水出口500通过通气通道800彼此连通，使得在上通道210处形成平行流的空气和冷却水排出到冷却水出口500。
在这种情况下，通气通道800的横截面面积设定为小于上通道210的最小横截面面积。因此，通过上通道210排出的冷却水的流量被最小化，大多数冷却水流经过下通道220，因此冷却水流集中于燃烧室，特别是集中于相对高温的火花塞孔S/H和排气口孔O/H的外周，由此提高冷却效率。
图6为根据本发明的示例性实施方案的汽缸盖的水套结构的工作状态图，图7为操作根据本发明的示例性实施方案汽缸盖的水套结构的方法的流程图。参照图6和7，操作汽缸盖的水套结构的方法包括：将冷却水供给至进气侧入口通道100(S100)；冷却步骤(S200)，通过从进气侧入口通道100供给的冷却水在经过燃烧室冷却通道200的内部的同时冷却燃烧室；第一排出步骤(S300)，通过排气侧出口通道300排出经过燃烧室冷却通道200的冷却水；使从排气侧出口通道300排出的冷却水积聚到排气侧集水道400中(S400)。
操作汽缸盖的水套结构的方法包括第二排出步骤(S500)：使积聚在排气侧集水道400中的冷却水通过冷却水出口500排出到汽缸盖外部。
冷却步骤(S200)包括：通过竖直设置在下通道220的火花塞孔S/H两侧的流引导隔壁700形成横流，该横流冷却各个燃烧室(S210)；形成平行流，该平行流使通过绕过上下分隔的隔壁600而从下通道220引入到上通道210中的空气和与空气一起引入的冷却水沿汽缸盖的长度方向流动(S220)；第三排出步骤(S230)，使形成平行流的空气和冷却水通过通气通道800从上浮通道210排出到冷却水出口500。
如上所述，根据本发明的示例性实施方案，可以通过集中冷却要冷却的燃烧室的外周而使经过燃烧室的外周(特别是排气口孔的外周)的冷却水的流量得以增加。
而且，可以通过降低流动阻力和强化横流而避免各个汽缸之间的表面温度偏差，由此有效地控制发动机。
前述的示例性实施方案仅仅是示例，以使本发明所属领域的技术人员(下文称为本领域技术人员)容易实施本发明。因此，本发明不限于前述的示例性实施方案和附图，因而本发明的范围不限于前述的示例性实施方案。因此，对于本领域技术人员来说显而易见的是，能够进行各种替换、修改和变化而不背离本发明由所附权利要求所限定的精神和范围，而这些替代、修改和变化也可以属于本发明的范围。

Claims (20)

1.一种汽缸盖的水套结构，包括：
多个进气侧入口通道，所述进气侧入口通道沿汽缸盖的长度方向分别在汽缸盖的进气侧安装以将从汽缸体的水套供给的冷却水引入到汽缸盖的水套；
燃烧室冷却通道，其使用从进气侧入口通道供给的冷却水冷却燃烧室；
多个排气侧出口通道，所述排气侧出口通道沿汽缸盖的长度方向分别在汽缸盖的排气侧设置，以将经过燃烧室冷却通道的冷却水排出；以及
排气侧集水道，其与排气侧出口通道连通以积聚从排气侧出口通道排出的冷却水。
2.根据权利要求1所述的汽缸盖的水套结构，进一步包括：
冷却水出口，其与排气侧集水道的一侧连通以使积聚在排气侧集水道中的冷却水排出到汽缸盖的外部。
3.根据权利要求1所述的汽缸盖的水套结构，其中，所述排气侧出口通道的横截面面积大于进气侧入口通道的横截面面积。
4.根据权利要求1所述的汽缸盖的水套结构，其中，所述燃烧室冷却通道围绕进气口孔、排气口孔和火花塞孔。
5.根据权利要求4所述的汽缸盖的水套结构，其中，所述燃烧室冷却通道包括上通道和下通道，所述上通道和下通道由上下分隔的隔壁所分隔。
6.根据权利要求5所述的汽缸盖的水套结构，进一步包括：
流引导隔壁，其竖直地设置在下通道的火花塞孔的两侧以形成横流，在所述横流中从多个进气侧入口通道引入到下通道中的冷却水沿汽缸盖的宽度方向流动以冷却各个燃烧室，然后排出到多个排气侧出口通道。
7.根据权利要求5所述的汽缸盖的水套结构，其中，所述下通道和上通道通过绕过上下分隔的隔壁而彼此连通从而将所述下通道中的空气引入所述上通道中。
8.根据权利要求7所述的汽缸盖的水套结构，其中所述上通道沿汽缸盖的长度方向形成以形成平行流，在所述平行流中从下通道引入上通道中的空气和与空气一起引入的冷却水沿汽缸盖的长度方向流动。
9.根据权利要求8所述的汽缸盖的水套结构，进一步包括：
通气通道，所述上通道和冷却水出口通过通气通道彼此连通，以将在上通道处形成平行流的空气和冷却水排出到冷却水出口。
10.根据权利要求9所述的汽缸盖的水套结构，其中，所述通气通道的横截面面积小于所述上通道的最小横截面面积。
11.根据权利要求5所述的汽缸盖的水套结构，其中，下通道在火花塞孔两侧的横截面面积小于下通道的在汽缸盖进气侧的横截面面积。
12.根据权利要求6所述的汽缸盖的水套结构，其中，所述流引导隔壁形成为在横流过程中增加围绕排气口孔的冷却水流。
13.根据权利要求12所述的汽缸盖的水套结构，其中，所述流引导隔壁具有六角棱柱形状，该六角棱柱沿汽缸盖的宽度方向的长度比沿汽缸盖的长度方向的长度长。
14.根据权利要求13所述的汽缸盖的水套结构，其中在流引导隔壁中，汽缸盖进气侧的侧表面面积比汽缸盖排气侧的侧表面面积大。
15.根据权利要求12所述的汽缸盖的水套结构，其中，所述流引导隔壁的横截面为朝所述汽缸盖的进气侧突出的字母V形式。
16.一种操作汽缸盖的水套结构的方法，包括：
将冷却水供应至进气侧入口通道；
冷却步骤，由从进气侧入口通道供给的冷却水在经过燃烧室冷却通道内部的同时冷却燃烧室；
第一排出步骤，通过排气侧出口通道使经过燃烧室冷却通道的冷却水排出；以及
使从排气侧出口通道排出的冷却水积聚在排气侧集水道中。
17.根据权利要求16所述的操作汽缸盖的水套结构的方法，进一步地包括：
第二排出步骤，使积聚在排气侧集水道中的冷却水经过冷却水出口排出到汽缸盖的外部。
18.根据权利要求16所述的操作汽缸盖的水套结构的方法，其中所述冷却步骤包括：由竖直设置在下通道的火花塞孔两侧的流引导隔壁形成横流，在该横流中引入下通道中的冷却水冷却各个燃烧室。
19.根据权利要求18所述的操作汽缸盖的水套结构的方法，其中所述冷却步骤包括形成平行流，在所述平行流中通过绕过下通道处的上下分隔的隔壁而引入上通道的空气和与空气一起引入的冷却水沿汽缸盖的长度方向流动。
20.根据权利要求19所述的操作汽缸盖的水套结构的方法，其中，所述冷却步骤包括将在上通道处形成平行流的空气和冷却水经过通气通道排出至冷却水出口的第三排出步骤。
CN201611019690.0A 2016-03-16 2016-11-21 汽缸盖的水套结构 Active CN107201966B (zh)

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