CN109441656B - 一种多回路冷却的气缸盖 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种多回路冷却的气缸盖，包括部分进气管路、缸盖本体、部分排气管路、进气管路冷却水套、缸盖下冷却水套、缸盖上冷却水套、排气管路冷却水套，所述部分进气管路、缸盖本体、部分排气管路为一体结构，一体结构内部布置有连通的水腔。依据发动机所处的不同运行状态进行冷却回路的切换：当发动机处于起动和暖机过程时，切换到加热回路，利用发动机缸内气体和排气的热量加热冷却液，改善起动过程、缩短暖机时间，降低发动机起动和暖机时的燃油消耗量和有害排气排放；当发动机处于高速大负荷工况过程时，切换到冷却回路，降低缸盖的进排气门鼻梁区温度，提高缸盖薄弱部位的可靠性，降低排气管路排气的温度，有利于保护排放后处理器。

Description

一种多回路冷却的气缸盖
技术领域
本发明属于发动机领域，尤其是涉及一种多回路冷却的气缸盖。
背景技术
柴油机冷起动及暖机过程中，往往由于不完全燃烧和失火循环增多，出现大量白烟致使HC排放量升高；冷机起动瞬时转速低于热机起动，造成冷机起动整个过程中供油量较高，混合气变浓，导致冷机起动总体排放量比热机起动高；冷起动稳定阶段，由于燃油消耗量远大于热机起动，故NOx排放也高于热机起动。按照美国联邦测试规程FTP-75测试计算，在发动机起动后，配有三元催化转化器的汽油机约80％的HC、CO排放是在冷起动阶段产生的。因此，有必要对发动机(汽油机和柴油机等)冷起动排放进行有效的控制。发动机冷起动及暖机过程受很多因素影响，其中冷却液温度的高低是关键的影响因素之一。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提出一种多回路冷却的气缸盖，以解决发动机冷起动及暖机过程中有害气体排放多，高速大负荷排气温度高，缸盖的进、排气门鼻梁区温度高、应力集中，易发生失效的问题。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种多回路冷却的气缸盖，包括至少一个组合缸盖，一个组合缸盖对应一个气缸，所述组合缸盖包括缸盖本体，所述缸盖本体上设有一体成型的沿着气流方向设置的部分进气管路和部分排气管路，所述缸盖本体内部还设有相互连通的进气管路冷却水套、缸盖下冷却水套、缸盖上冷却水套、排气管路冷却水套，所述部分进气管路的周围设置所述进气管路冷却水套，所述部分排气管路的周围设置所述排气管路冷却水套；
所述缸盖下冷却水套与机体水套连通处设有加热回路阀，所述缸盖上冷却水套与机体水套连通处设有冷却回路阀；
所述缸盖本体一体结构的内部形成两个连通的水腔回路：
一个水腔回路是加热水腔回路：冷却液从机体水套流出，经过加热回路阀、缸盖下冷却水套和排气管路冷却水套后流出；
另一个水腔回路是冷却水腔回路：冷却液分为两个分支，一个分支为：冷却液从机体水套流出，经过冷却回路阀、缸盖上冷却水套后流出；另一个分支为：冷却液先通过进气管路冷却水套，然后经缸盖下冷却水套和排气管路冷却水套后流出。
进一步的，所述部分进气管路包含进气歧管，并增加了配套冷却水腔。
进一步的，所述部分进气管路包含进气歧管和进气总管，并增加了配套冷却水腔。
进一步的，所述部分排气管路包含排气歧管，并增加了冷却水腔。
进一步的，所述部分排气管路包含排气歧管和排气总管，并增加了冷却水腔。
进一步的，所述缸盖本体为整体铸造或3D打印成型。
进一步的，所述缸盖本体的内部形成迷宫和框架结构形式。
相对于现有技术，本发明具有以下优势：
(1)本发明通过在缸盖上一体成型部分进气管路、部分排气管路，组合为一个组件(系统)，并且在组件(系统)中增加多个回路的冷却水路；实现根据发动机所处的工作状态和冷却液温度，切换不同的冷却回路，既能够改善起动过程、缩短暖机时间，降低发动机起动和暖机时的燃油消耗量和有害排气排放；
(2)本发明能够在高速大负荷工况下降低缸盖的进排气门鼻梁区温度，提高缸盖薄弱部位的可靠性，同时降低排气管路排气的温度，有利于保护排放后处理器，有助于发动机满足更严苛的环保法规。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明实施例所述多回路冷却的气缸盖示意图；
图2为本发明实施例所述加热水腔回路示意图；
图3为本发明实施例所述冷却水腔回路示意图。
附图标记说明：
1-部分进气管路，2-缸盖本体，3-部分排气管路，4-进气管路冷却水套，5-缸盖下冷却水套，6-缸盖上冷却水套，7-排气管路冷却水套，8-加热回路阀，9-冷却回路阀，10-机体水套，11-进气歧管，12-进气总管，13-排气歧管，14-排气总管。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
一种多回路冷却的气缸盖，如图1至3所示，包括至少一个组合缸盖，一个组合缸盖对应一个气缸，所述组合缸盖包括缸盖本体2，所述缸盖本体2上设有一体成型的沿着气流方向设置的部分进气管路1和部分排气管路3，所述缸盖本体2内部还设有相互连通的进气管路冷却水套4、缸盖下冷却水套5、缸盖上冷却水套6、排气管路冷却水套7，所述部分进气管路1的周围设置所述进气管路冷却水套4，所述部分排气管路3的周围设置所述排气管路冷却水套7；一体成型结构主要是为了冷却水套的布置，也是为了增强缸盖的强度和刚度。
所述缸盖下冷却水套5与机体水套10连通处设有加热回路阀8，所述缸盖上冷却水套6与机体水套10连通处设有冷却回路阀9；
所述缸盖本体2一体结构的内部形成两个连通的水腔回路：
一个水腔回路为加热水腔回路，冷却液从机体水套10流出，经过缸盖下冷却水套5和排气管路冷却水套7；
另一个水腔回路为冷却水腔回路，为降低排气管路温度，特别是降低缸盖的进排气门鼻梁区高温的冷却水腔回路，冷却液分为两个分支，一个分支为：冷却液从机体水套10流出，经过缸盖上冷却水套6后流出；另一个分支为：冷却液先通过进气管路冷却水套4，然后经缸盖下冷却水套5和排气管路冷却水套7后流出。
所述部分进气管路1包含进气歧管11，并增加了配套冷却水腔。
所述部分进气管路1包含进气歧管11和进气总管12，并增加了配套冷却水腔。
所述部分排气管路3包含排气歧管13，并增加了冷却水腔。
所述部分排气管路3包含排气歧管13和排气总管14，并增加了冷却水腔。
所述缸盖本体2为整体铸造或3D打印成型，所述缸盖本体2的内部形成迷宫和框架结构形式。
依据发动机所处的不同运行状态进行冷却回路的如下切换：
当发动机处于起动和暖机过程时，加热回路阀8打开，冷却回路阀9关闭，冷却液从机体水套10流出，经过加热回路阀8、缸盖下冷却水套5、排气管路冷却水套7通过管路流向发动机水泵，利用发动机缸内气体和排气的热量加热冷却液。
当发动机处于高速大负荷工况过程时，加热回路阀8关闭，冷却回路阀9打开。一路冷却水经分支a：冷却液从机体水套10流出、经过冷却回路阀9、缸盖上冷却水套6通过管路流向散热器；一路冷却水经分支b：冷却液先通过进气管路冷却水套4，然后经缸盖下冷却水套5、排气管路冷却水套7通过管路流向散热器。
本发明利用不同的冷却回路，充分利用排气热量，迅速提高水温和机体温度，缩短暖机时间，降低发动机燃油消耗量和有害排气排放。同时出于保护排放后处理器的目的，在高速大负荷工况下要限制排气温度，利用多回路冷却降低排气温度，这有助于发动机满足更严苛的环保法规。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种多回路冷却的气缸盖，其特征在于：包括至少一个组合缸盖，一个组合缸盖对应一个气缸，所述组合缸盖包括缸盖本体(2)，所述缸盖本体(2)上设有一体成型的沿着气流方向设置的部分进气管路(1)和部分排气管路(3)，所述缸盖本体(2)内部还设有相互连通的进气管路冷却水套(4)、缸盖下冷却水套(5)、缸盖上冷却水套(6)、排气管路冷却水套(7)，所述部分进气管路(1)的周围设置所述进气管路冷却水套(4)，所述部分排气管路(3)的周围设置所述排气管路冷却水套(7)；
所述缸盖下冷却水套(5)与机体水套(10)连通处设有加热回路阀(8)，所述缸盖上冷却水套(6)与机体水套(10)连通处设有冷却回路阀(9)；
所述缸盖本体(2)一体结构的内部形成两个连通的水腔回路：
一个水腔回路是加热水腔回路：冷却液从机体水套(10)流出，经过加热回路阀(8)、缸盖下冷却水套(5)和排气管路冷却水套(7)后流出；
另一个水腔回路是冷却水腔回路：冷却液分为两个分支，一个分支为：冷却液从机体水套(10)流出，经过冷却回路阀(9)、缸盖上冷却水套(6)后流出；另一个分支为：冷却液先通过进气管路冷却水套(4)，然后经缸盖下冷却水套(5)和排气管路冷却水套(7)后流出。
2.根据权利要求1所述的一种多回路冷却的气缸盖，其特征在于：所述部分进气管路(1)包含进气歧管(11)，并增加了冷却水腔。
3.根据权利要求1所述的一种多回路冷却的气缸盖，其特征在于：所述部分进气管路(1)包含进气歧管(11)和进气总管(12)，并增加了冷却水腔。
4.根据权利要求1所述的一种多回路冷却的气缸盖，其特征在于：所述部分排气管路(3)包含排气歧管(13)，并增加了冷却水腔。
5.根据权利要求1所述的一种多回路冷却的气缸盖，其特征在于：所述部分排气管路(3)包含排气歧管(13)和排气总管(14)，并增加了冷却水腔。
6.根据权利要求1所述的一种多回路冷却的气缸盖，其特征在于：所述缸盖本体(2)为整体铸造或3D打印成型。
7.根据权利要求1所述的一种多回路冷却的气缸盖，其特征在于：所述缸盖本体(2)的内部形成迷宫和框架结构形式。
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