CN108131212A - 发动机冷却套结构 - Google Patents

Abstract

一种发动机冷却套结构，包括缸体冷却套、缸盖冷却套及气缸垫，缸盖冷却套包括第一冷却套、第二冷却套及第三冷却套，气缸垫设置在缸体冷却套与第一冷却套之间，第一冷却套设有经过气门鼻梁区和火花塞孔周边的多个横向冷却通道，气缸垫设有多个过水孔，第一冷却套设有与多个过水孔对应的多个进水孔，第二冷却套设置在排气歧管的下方，第三冷却套设置在排气歧管的上方，第二冷却套和第三冷却套分别与第一冷却套连通。本发明的发动机冷却套结构设有分别与气门鼻梁区、火花塞孔周边、排气歧管等关键区域对应的部分，且与气门鼻梁区、火花塞孔周边对应的部分采用横向冷却结构，结构合理，可对集成排气发动机进行有效冷却，保证各缸温度均匀。

Description

发动机冷却套结构

技术领域

本发明涉及发动机技术领域，特别是关于一种发动机冷却套结构。

背景技术

汽车发动机是为汽车提供动力的装置，决定着汽车的动力性、经济性和环保性。随着高效、节能、小型化逐渐成为当前汽车发动机开发的趋势和热点，直喷增压、集成排气等技术的应用也越来越多。

集成排气技术是将发动机的排气歧管集成于气缸盖内，同时采用发动机冷却水进行冷却，使得冷却系统多了一个热源，从而能够更快地实现暖机，使发动机更快地进入高效的工作状态。然而，冷却系统中因驱动的原因，水泵往往布置在发动机前端或后端，这样布置下缸体的冷却常常做不到各缸均匀，容易出现早燃和气缸盖裂纹等问题。为解决这些问题，有些发动机通过双节温器设计来进行热管理控制，但双节温器系统存在结构及热管理控制复杂的问题，使得成本大大提高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种发动机冷却套结构，结构合理，可对集成排气发动机进行有效冷却，保证各缸温度均匀。

本发明提供一种发动机冷却套结构，其特征在于，包括缸体冷却套、缸盖冷却套及气缸垫，所述缸盖冷却套包括第一冷却套、第二冷却套及第三冷却套，所述气缸垫设置在所述缸体冷却套与所述第一冷却套之间，所述第一冷却套设有经过气门鼻梁区和火花塞孔周边的多个横向冷却通道，所述气缸垫设有多个过水孔，所述第一冷却套设有与所述多个过水孔对应的多个进水孔，所述第二冷却套设置在排气歧管的下方，所述第三冷却套设置在所述排气歧管的上方，所述第二冷却套和所述第三冷却套分别与所述第一冷却套连通。

在一实施方式中，所述多个过水孔包括靠近发动机前端的至少一个前过水孔与靠近发动机排气侧的多个侧过水孔，所述多个进水孔包括靠近发动机前端的至少一个前进水孔与靠近发动机排气侧的多个侧进水孔，所述至少一个前过水孔与所述至少一个前进水孔一一对应，所述多个侧过水孔与所述多个侧进水孔一一对应。

在一实施方式中，所述第一冷却套在靠近发动机进气侧的一侧设有纵向汇流通道，所述纵向汇流通道由设有所述至少一个前进水孔的一侧向靠近发动机后端的一侧延伸至出水口，所述纵向汇流通道与所述多个横向冷却通道连通。

在一实施方式中，每个横向冷却通道中设有一所述侧进水孔，所述侧进水孔位于所述横向冷却通道的靠近发动机排气侧的一端。

在一实施方式中，所述第二冷却套设有与所述第一冷却套连通的多组冷却液通道，所述多组冷却液通道由靠近发动机前端的一侧向靠近发动机后端的一侧间隔设置并在排气歧管的交汇处连通。

在一实施方式中，每组冷却液通道包括2个分别设置在所述气门鼻梁区两侧的第一冷却液通道，所述第一冷却套在与靠近发动机前端的至少一个第一冷却液通道对应的位置处设有所述侧进水孔。

在一实施方式中，所述第三冷却套设有与所述第一冷却套连通的多个第二冷却液通道，所述多个第二冷却液通道由靠近发动机前端的一侧向靠近发动机后端的一侧间隔设置并在排气歧管的交汇处连通。

在一实施方式中，所述第二冷却套与所述第三冷却套在排气歧管的交汇处连通。

在一实施方式中，所述缸体冷却套包括由靠近发动机前端的一侧向靠近发动机后端的一侧依次设置的多个套体，所述至少一前过水孔设置在与靠近发动机前端的套体对应的位置，所述缸体冷却套的进水口位于靠近发动机进气侧的一侧且位于靠近发动机前端的套体上，所述缸体冷却套在所述至少一前过水孔与所述进水口之间的通道中设有隔板。

在一实施方式中，相邻套体的连接处下部设有波浪形导流结构。

本发明的发动机冷却套结构设有分别与气门鼻梁区、火花塞孔周边、排气歧管等关键区域对应的部分，且与气门鼻梁区、火花塞孔周边对应的部分采用横向冷却结构，结构合理，可对集成排气发动机进行有效冷却，保证各缸温度均匀。

附图说明

图1为本发明一实施例中发动机冷却套结构的结构示意图。

图2为本发明一实施例中缸体冷却套与气缸垫的结构示意图。

图3为本发明一实施例中缸体冷却套在进水口区域的结构示意图。

图4为本发明一实施例中第一冷却套与第二冷却套的仰视示意图。

图5为本发明一实施例中第一冷却套与第三冷却套的俯视示意图。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对本发明的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。

如图1至图5所示，本发明的发动机冷却套结构可应用于自然吸气和增压进气的集成排气发动机，包括缸体冷却套1、缸盖冷却套及气缸垫5，缸盖冷却套包括第一冷却套2、第二冷却套3及第三冷却套4，气缸垫5设置在缸体冷却套1与第一冷却套2之间，第一冷却套2设有经过气门鼻梁区23和火花塞孔周边24的多个横向冷却通道，气缸垫5设有多个过水孔，第一冷却套2设有与多个过水孔对应的多个进水孔，第二冷却套3设置在排气歧管的下方，第三冷却套4设置在排气歧管的上方，第二冷却套3和第三冷却套4分别与第一冷却套2连通，以下结合在四缸发动机中的应用对本发明实施例的发动机冷却套结构进行说明。

如图2所示，缸体冷却套1包括由靠近发动机前端8的一侧向靠近发动机后端9的一侧依次设置的多个套体，套体设置在气缸内部且与气缸的数量相等，本实施例中为4个套体(以下依次称为“第一套体11”、“第二套体12”、“第三套体13”和“第四套体14”)，套体的侧壁内部相互连通形成冷却通道，气缸垫5位于气缸盖与气缸体之间，用于保证燃烧室的密封并防止气缸漏气和冷却套漏水，在一实施方式中，气缸垫5上的多个过水孔包括靠近发动机前端8的至少一个前过水孔51与靠近发动机排气侧7的多个侧过水孔52，其中，前过水孔51的数量可以但不限于为2个且设置在与靠近发动机前端8的套体(即第一套体11)对应的位置，多个侧过水孔52包括与第一套体11对应的3个侧过水孔52、与第二套体12对应的3个侧过水孔52、与第三套体13对应的2个侧过水孔52以及与第四套体14对应的1个侧过水孔52，通过调节过水孔的流向和流量可以调节气缸盖部分的冷却。

请结合图3，缸体冷却套1的进水口16位于靠近发动机进气侧6的一侧且位于靠近发动机前端8的套体上，缸体冷却套1在至少一前过水孔51与进水口16之间的通道中设有隔板17，从而可以控制冷却液的流向，使冷却液从缸体冷却套1的进水口16进入后，先流向各气缸的进气侧，然后绕过第四缸(经第四套体14)，流向各缸的排气侧，环绕各缸缸孔一周，冷却液通过过水孔最后流入缸盖冷却套。这样，各缸缸孔冷却均匀，有效避免各缸变形差异，优化缸孔摩擦副，减小曲通废气量，控制机油消耗。具体地，隔板17可以是一种V形冲压结构，直接插入缸体冷却套1，依靠缸体冷却套1上的限位槽18固定，在另一实施例中，隔板17也可以是一种耐水橡胶异形结构，内部嵌入一根钢轴作为支撑结构，从而使隔板17依靠本身的异形结构与缸体冷却套1过盈装配固定。在另一实施方式中，缸体冷却套1的进水口16也可布置在靠近发动机排气侧7的一侧且位于靠近发动机前端8的套体上，隔板17设置在至少一前过水孔51与进水口16之间的通道中，从而可以控制冷却液的流向，使冷却液从缸体冷却套1的进水口16进入后，先流向各气缸的排气侧，然后一部分冷却液经多个侧过水孔52进入缸盖冷却套，一部分冷却液继续绕过第四缸(第四套体14)，流向各缸的进气侧，环绕各缸缸孔一周，冷却液通过前过水孔51最后流入缸盖冷却套，可以有效降低冷却系统的压损。

请结合图1与图2，在一实施方式中，相邻套体的连接处下部设有波浪形导流结构15(图中仅示出一处)，也即，波浪形导流结构15设置在两个套体之间，利用波浪形导流结构15，使得冷却液在进入下一套体时是由上向下流动的方式进行流动，优先冷却各缸体的上部分，冷却效果更佳。

如图4与图5所示，以各进水孔为界，图4与图5中靠近发动机进气侧6的部分对应为第一冷却套2，第一冷却套2设有与多个过水孔对应的多个进水孔，多个进水孔包括靠近发动机前端8的至少一个前进水孔21与靠近发动机排气侧7的多个侧进水孔22，至少一个前过水孔51与至少一个前进水孔21一一对应，多个侧过水孔52与多个侧进水孔22一一对应，从缸体冷却套1流出的冷却液经进水孔51、52进入缸盖冷却套的第一冷却套2。

第一冷却套2中的每个横向冷却通道均经过气门鼻梁区23和火花塞孔周边24，横向冷却通道的数量与气门鼻梁区23、火花塞孔和/或燃烧室的数量相等，本实施例包括4个横向冷却通道，每个横向冷却通道中均设有一个侧进水孔22，该侧进水孔22位于横向冷却通道的靠近发动机排气侧7的一端，第一冷却套2在靠近发动机进气侧6的一侧设有纵向汇流通道25，纵向汇流通道25由设有至少一个前进水孔21的一侧向靠近发动机后端9的一侧延伸至出水口26，纵向汇流通道25与多个横向冷却通道连通。如此，由各横向冷却通道中的侧进水口16进入第一冷却套2的冷却液分别流向各横向冷却通道，对气门鼻梁区23、火花塞孔周边24及燃烧室周边进行冷却，之后汇流至纵向汇流通道25中，由前进水孔21进入第一冷却套2的冷却液在流体相互作用下进入纵向汇流通道25中，将从各横向冷却通道中流入的冷却液导流至出水口26排出。在第一冷却套2中，由于冷却液从排气侧流向进气侧，优先冷却热负荷高的区域，有效控制气门鼻梁区23和火花塞孔周边24温度，保证各缸温度均匀，从而避免早燃的发生，防止气缸盖裂纹的产生。

请继续参考图4，以各进水孔为界，图4中靠近发动机排气侧7的部分对应为第二冷却套3，第二冷却套3设有与第一冷却套2连通的多组冷却液通道，多组冷却液通道由靠近发动机前端8的一侧向靠近发动机后端9的一侧间隔设置并在排气歧管的交汇处31、32、33连通，从而形成多个镂空区35，也就是说，第二冷却套3为主要布置在各缸排气歧管交汇后的通道上的非全包裹结构，使得第二冷却套3在各缸排气道交汇前的区域没有包覆排气歧管，从而可以控制冷却套与排气歧管的接触面积，避免过多的吸收排气热量，控制冷却液的温度在合适范围。

具体地，每组冷却液通道包括2个分别设置在气门鼻梁区23两侧的第一冷却液通道36，第一冷却套2在与靠近发动机前端8的至少一个第一冷却液通道36对应的位置处设有侧进水孔22。如图4所示，本实施例包括4组冷却液通道，因而第二冷却套3一共设有8个第一冷却液通道36，其中，靠近靠近发动机前端8的5个第一冷却液通道36均对应一个侧进水孔22，余下3个第一冷却液通道36未对应有侧进水孔22，如此，从与各第一冷却液通道36对应的侧进水孔22进入第一冷却套2的冷却液，在流体的相互作用下进入对应的第一冷却液通道36中，在流动至排气歧管的交汇处汇合后，可经未对应有侧进水孔22的3个第一冷却液通道36流回第一冷却套2中并经出水口26排出。

如图5所示，图5中靠近发动机排气侧7的部分对应为第三冷却套4，第三冷却套4设有与第一冷却套2连通的多个第二冷却液通道41，多个第二冷却液通道41由靠近发动机前端8的一侧向靠近发动机后端9的一侧间隔设置并在排气歧管的交汇处连通，从而形成多个镂空区42，也就是说，第三冷却套4为主要布置在各缸排气歧管交汇后的通道上的非全包裹结构，使得第三冷却套4在各缸排气道交汇前的区域没有包覆排气歧管，从而可以控制冷却套与排气歧管的接触面积，避免过多的吸收排气热量，控制冷却液的温度在合适范围。从前进水孔21进入第一冷却套2的冷却液，一部分流向第三冷却套4中靠近发动机前端8的第二冷却液通道41，在流动至排气歧管的交汇处汇合后，可经靠近发动机后端9的第二冷却通道流回第一冷却套2中并经出水口26排出。在本实施例中，第二冷却套3与第三冷却套4在排气歧管的交汇处连通，因此，第二冷却套3中的冷却液也可经过连通处向第三冷却套4流动，并经靠近发动机后端9的第二冷却液通道41流回第一冷却套2中排出。

本发明的发动机冷却套结构至少具有以下有益效果：

(1)设有分别与气门鼻梁区、火花塞孔周边、排气歧管等关键区域对应的部分，且与气门鼻梁区、火花塞孔周边对应的部分采用横向冷却结构，结构合理，可对集成排气发动机进行有效冷却，保证各缸温度均匀，有效控制气门鼻梁区和火花塞周边温度，避免过高的温度导致疲劳裂纹的产生，同时有利于控制爆震和早燃的发生；

(2)第二冷却套与第三冷却套为非全包裹设计，可以控制冷却套与排气歧管的接触面积，避免过多的吸收排气热量，控制冷却液的温度在合适范围，实现可控的热平衡；

(3)缸体冷却套的设计使得气缸体各缸孔冷却均匀，有效避免各缸变形差异，优化缸孔摩擦副，保证可靠的密封，控制摩擦损失，同时可减小曲通废气量，控制机油消耗；

(4)结构简单，不增加零件，不需要额外的结构，成本低。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种发动机冷却套结构，其特征在于，包括缸体冷却套、缸盖冷却套及气缸垫，所述缸盖冷却套包括第一冷却套、第二冷却套及第三冷却套，所述气缸垫设置在所述缸体冷却套与所述第一冷却套之间，所述第一冷却套设有经过气门鼻梁区和火花塞孔周边的多个横向冷却通道，所述气缸垫设有多个过水孔，所述第一冷却套设有与所述多个过水孔对应的多个进水孔，所述第二冷却套设置在排气歧管的下方，所述第三冷却套设置在所述排气歧管的上方，所述第二冷却套和所述第三冷却套分别与所述第一冷却套连通。

2.如权利要求1所述的发动机冷却套结构，其特征在于，所述多个过水孔包括靠近发动机前端的至少一个前过水孔与靠近发动机排气侧的多个侧过水孔，所述多个进水孔包括靠近发动机前端的至少一个前进水孔与靠近发动机排气侧的多个侧进水孔，所述至少一个前过水孔与所述至少一个前进水孔一一对应，所述多个侧过水孔与所述多个侧进水孔一一对应。

3.如权利要求2所述的发动机冷却套结构，其特征在于，所述第一冷却套在靠近发动机进气侧的一侧设有纵向汇流通道，所述纵向汇流通道由设有所述至少一个前进水孔的一侧向靠近发动机后端的一侧延伸至出水口，所述纵向汇流通道与所述多个横向冷却通道连通。

4.如权利要求2或3所述的发动机冷却套结构，其特征在于，每个横向冷却通道中设有一所述侧进水孔，所述侧进水孔位于所述横向冷却通道的靠近发动机排气侧的一端。

5.如权利要求2所述的发动机冷却套结构，其特征在于，所述第二冷却套设有与所述第一冷却套连通的多组冷却液通道，所述多组冷却液通道由靠近发动机前端的一侧向靠近发动机后端的一侧间隔设置并在排气歧管的交汇处连通。

6.如权利要求5所述的发动机冷却套结构，其特征在于，每组冷却液通道包括2个分别设置在所述气门鼻梁区两侧的第一冷却液通道，所述第一冷却套在与靠近发动机前端的至少一个第一冷却液通道对应的位置处设有所述侧进水孔。

7.如权利要求5所述的发动机冷却套结构，其特征在于，所述第三冷却套设有与所述第一冷却套连通的多个第二冷却液通道，所述多个第二冷却液通道由靠近发动机前端的一侧向靠近发动机后端的一侧间隔设置并在排气歧管的交汇处连通。

8.如权利要求5至7中任一项所述的发动机冷却套结构，其特征在于，所述第二冷却套与所述第三冷却套在排气歧管的交汇处连通。

9.如权利要求2所述的发动机冷却套结构，其特征在于，所述缸体冷却套包括由靠近发动机前端的一侧向靠近发动机后端的一侧依次设置的多个套体，所述至少一前过水孔设置在与靠近发动机前端的套体对应的位置，所述缸体冷却套的进水口位于靠近发动机进气侧的一侧且位于靠近发动机前端的套体上，所述缸体冷却套在所述至少一前过水孔与所述进水口之间的通道中设有隔板。

10.如权利要求9所述的发动机冷却套结构，其特征在于，相邻套体的连接处下部设有波浪形导流结构。