CN110332055B - 发动机缸盖水套及发动机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种发动机缸盖水套及发动机，其中，所述发动机缸盖水套包括主套体，所述主套体内部形成有主水腔，所述主水腔包括进水口、出水口、第一连通孔和第二连通孔；所述进水口靠近发动机的进气侧，所述第一连通孔和第二连通孔均靠近所述发动机的排气侧，所述出水口靠近所述发动机的后端；排气侧套体，所述排气侧套体内部形成有副水腔，所述副水腔包括第三连通孔和第四连通孔，所述第四连通孔靠近所述出水口；所述第三连通孔与所述第一连通孔连接，所述第四连通孔与所述第二连通孔连接。本发明的发动机缸盖水套及发动机旨在解决现有的缸盖水套无法适用于从进气侧进水、后端出水的横流纵流结合式集成排气岐管缸盖的技术问题。

Description

发动机缸盖水套及发动机

技术领域

本发明涉及发动机领域，尤其涉及一种发动机缸盖水套及发动机。

背景技术

随着排放及油耗法规日益严格，缸盖集成排气岐管被越来越多的应用。缸盖水套包住集成排气岐管，一方面冷启动时，排气道中的高温可以快速加热冷却液，提高暖机速度，另一方面，冷却液可以降低排气温度，减少高温时的加浓，从而达到降低油耗及排放的目的。

缸盖水套设计时，进出水口的位置对水套结构有较大影响。由于排气侧温度较高，为了使缸盖温度更加均匀，同时加强排气侧冷却效果，常见的是从排气侧进水，进气侧出水，这种水套流向为横流式，相对较好布置，也容易满足加强排气侧冷却及缸盖温度均匀的要求，铸造时一般分为上下两片即可，工艺上没有太大难度。请参见附图1，对于现有技术中的集成排气岐管缸盖水套，冷却水从排气侧101进入缸盖，之后大部分冷却水从进气侧102流出，一小部分冷却水从侧边103处流至暖风等其他位置。这种以横流为主的方式根据工艺需求在铸造时，水套分为上下两部分，请参见附图2，水套的上片111和下片121在第一区域110和第二区域120处(虚线中所示)联通，其中下片121的进水通过第二区域120上翻流入上片，以弥补上片111集成排气区位于进水口以上与横流流向相反区域的冷却水不足的问题。这种结构不管是原理上还是工艺上都相对简单，也容易满足加强排气侧冷却及缸盖温度均匀的要求。

但是由于整车结构空间限制，有时候会遇到排气侧无法进水，只能从进气侧进水的情况，同时出水口位于一端(前端或后端)，这时水套的流向为横流纵流结合式，容易出现内部流通短路，各缸水流相互干扰，缸盖温度不均匀等问题。现有技术中的集成排气岐管缸盖水套无法在从排气侧上水，进气侧出水的缸盖上得以应用。对于进气侧进水、后端出水的缸盖，如何设计一种水套，满足集成排气岐管缸盖的冷却要求，仍然亟待解决。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种发动机缸盖水套及发动机，该发动机缸盖水套及发动机旨在解决现有的缸盖水套无法适用于从进气侧进水、后端出水的横流纵流结合式集成排气岐管缸盖的技术问题。

为了实现上述目的，本发明提供一种发动机缸盖水套，所述发动机缸盖水套包括：

主套体，所述主套体内部形成有主水腔，所述主水腔包括进水口、出水口、第一连通孔和第二连通孔；所述进水口靠近发动机的进气侧，所述第一连通孔和第二连通孔均靠近所述发动机的排气侧，所述出水口靠近所述发动机的后端；

排气侧套体，所述排气侧套体内部形成有副水腔，所述副水腔包括第三连通孔和第四连通孔，所述第四连通孔靠近所述出水口；所述第三连通孔与所述第一连通孔连接，所述第四连通孔与所述第二连通孔连接；

从而经靠近所述进气侧的进水口进入的水流一部分经主水腔从所述出水口排出；另一部分经所述第一连通孔和第三连通孔流入所述副水腔，再经所述副水腔从所述第二连通孔和第四连通孔流回所述主水腔后从所述出水口排出。

优选地，所述第四连通孔相对于发动机缸底的距离大于所述第三连通孔相对于所述发动机缸底的距离。

优选地，所述出水口相对于所述发动机缸底的距离大于所述主水腔上其他部位相对于所述发动机缸底的距离。

优选地，所述主套体上贯通有避让孔，所述避让孔的周围设置有用于导流的限流部。

优选地，所述主套体内设置有间隔层，所述间隔层将所述主水腔分隔为上层水腔和下层水腔，所述上层水腔相对于发动机缸底的距离大于所述下层水腔相对于所述发动机缸底的距离，所述上层水腔和下层水腔在所述避让孔的周围连通。

优选地，所述第二连通孔靠近所述出水口，所述第一连通孔远离所述出水口。

优选地，所述发动机缸盖水套还包括靠近所述主套体设置的独立套体，所述独立套体内部形成有用于对接缸体冷却水的次水腔。

优选地，所述独立套体位于所述主套体的出水口的一侧。

优选地，所述次水腔不与所述主水腔连通。

此外，本发明还提供一种发动机，所述发动机包括缸盖和设置于所述缸盖上如上所述的发动机缸盖水套。

本申请的方案中，发动机缸盖水套包括主套体和排气侧套体，主套体的进水口靠近发动机的进气侧，主套体的出水口靠近所述发动机的后端，使得从发动机的进气侧经所述主套体的进水口进入的水流一部分可以经所述主水腔后，从位于发动机的后端的出水口排出。此外排气侧套体内部形成有副水腔，副水腔的第一端通过第三连通孔与所述主水腔的第一连通孔连接，副水腔的第二端通过第四连通孔与所述主水腔的第二连通孔连接，使得无需在排气侧套体上设置进水组件，排气侧套体内的冷却水直接由从主水腔中分流进入经彼此连通的所述第一连通孔和第三连通孔流入所述排气侧套体，再经所述副水腔从彼此连通的所述第二连通孔和第四连通孔流回所述主水腔后从所述出水口排出。因此，本申请的发动机缸盖水套能够适用于从进气侧进水、后端出水的横流纵流结合式集成排气岐管缸盖。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的机构获得其他的附图。

图1为现有的发动机缸盖水套的结构示意图；

图2为现有的发动机缸盖水套的另一视角结构示意图；

图3为本发明的实施例的发动机缸盖水套的第一视角方位示意图；

图4为本发明的实施例的发动机缸盖水套的第一视角结构示意图；

图5为本发明的实施例的发动机缸盖水套的第二视角结构示意图；

图6为本发明的实施例的发动机缸盖水套的第三视角结构示意图；

图7为本发明的实施例的发动机缸盖水套的剖面图；

图8为图4的局部放大视图；

图9为图5的局部放大视图；

图10为本发明的实施例的发动机缸盖水套的立体图；

图11为图10的E区域放大视图；

图12为图5的H-H平面剖视图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

附图标号说明：

标号	名称	标号	名称
				101	排气侧	102	进气侧
103	侧边	111	上片
				121	下片	110	第一区域
120	第二区域	210	主水腔
				220	进水口	230	出水口
240	第一连通处	250	第二连通处
				211	间隔层	260	避让孔
271	限流凸起	280	限流缺口
				215	上层水腔	216	下层水腔
300	副水腔	400	次水腔

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

需要说明的是，附图4至附图8所示为本发明的发动机缸盖水套的腔室结构图，同样也是铸造时砂芯的结构图(缸盖铸造后将砂芯震碎，去除，砂芯处变为空腔，对应的就是缸盖内的水流通道)。发动机缸盖水套的实体结构主要为壳体，壳体内形成有所述腔室结构，而壳体的结构形状与腔室结构基本是对应的。因此下面为了方便阐述，将直接以发动机缸盖水套的腔室结构图进行具体实施方式的说明。

请参见附图3，本发明实施例的附图3中，A区域为发动机的进气侧，B区域为发动机的排气侧，C区域为发动机的后端(即飞轮端)，D区域为发动机的前端。另外，附图3中所示的进水口220由附图4中所示的220a、220b、220c、220d、220e和220f多个分支进水口组成。

请结合附图4至附图6，本发明提供的一种发动机缸盖水套包括：

主套体，主套体内部形成有主水腔210，主水腔210包括进水口220、出水口230、第一连通孔和第二连通孔；进水口220靠近发动机的进气侧，第一连通孔和第二连通孔均靠近发动机的排气侧，出水口230靠近发动机的后端；

排气侧套体，排气侧套体内部形成有副水腔300，副水腔300包括第三连通孔和第四连通孔，第四连通孔靠近出水口230；第三连通孔与第一连通孔连接形成第一连通处240，第四连通孔与第二连通孔连接形成第二连通处250；

从而经靠近进气侧的进水口220进入的水流一部分经主水腔210从出水口230排出；另一部分经第一连通处240流入副水腔300，再经副水腔300从第二连通处250流回主水腔210后从出水口230排出。

本申请的方案中，发动机缸盖水套包括主套体和排气侧套体，主套体的进水口220靠近发动机的进气侧，主套体的出水口230靠近发动机的后端，使得从发动机的进气侧经主套体的进水口220进入的水流一部分可以经主水腔210后，从位于发动机的后端的出水口230排出。此外排气侧套体内部形成有副水腔300，副水腔300的第一端通过第三连通孔与主水腔210的第一连通孔连接，副水腔300的第二端通过第四连通孔与主水腔210的第二连通孔连接，使得无需在排气侧套体上设置进水组件，排气侧套体内的冷却水直接由从主水腔210中分流进入经彼此连通的第一连通孔和第三连通孔流入排气侧套体，再经副水腔300从彼此连通的第二连通孔和第四连通孔流回主水腔210后从出水口230排出。因此，本申请的发动机缸盖水套能够适用于从进气侧进水、后端出水的横流纵流结合式集成排气岐管缸盖。

其中，可以设置第二连通孔靠近出水口230，第一连通孔远离出水口230，从而使得第二连通孔和第一连通孔分别位于主水腔210的两端。同样地，与之配合的第三连通孔和第四连通孔也分别位于副水腔300的两端，由此冷却水能够流经整个排气侧套体。

作为本发明的优选实施方式，第四连通孔相对于发动机缸底的距离大于第三连通孔相对于发动机缸底的距离。其中，相对于发动机缸底的距离指的是在安装于发动机后相对于发动机缸底的距离。本实施方式中，由于第四连通孔位于副水腔300靠近出水口230的一端，通过设置第四连通孔相对于发动机的距离大于第三连通孔相对于发动机的距离，使得整个副水腔300内的水相对于发动机缸底是斜向上流动的，从而使排气侧套体能够更好的冷却，同时又可以排出水流流动过程中可能会出现的气体、避免气蚀。

优选地，出水口230相对于发动机缸底的距离大于主水腔210上其他部位相对于发动机缸底的距离。同理，本实施方式中，通过使主套体进水位置低，出水位置高，使主套体能充分排出水流流动过程中可能产生的气体，保障冷却能力。进一步地，还可以设置排气侧套体相对于发动机缸底的距离小于主套体相对于发动机缸底的距离，以便更好地排出排气侧套体中的气体。

请结合附图5、附图7、附图8和附图9，作为本发明的进一步实施方式，主套体上贯通有避让孔260，避让孔260的周围设置有用于导流的限流部。本实施例中，避让孔260的设置是用于避让发动机的火花塞。此外，避让孔260的周围还设置有限流部，通过在避让孔260的周围设置有用于导流的限流部，使得水流优先从进气侧区域流向排气侧区域，冷却温度最高的排气侧区域，再从排气侧区域返流至避让孔260附近。主套体内设置有间隔层211，间隔层211将主水腔210分隔为上层水腔215和下层水腔216，上层水腔215相对于发动机缸底的距离大于下层水腔216相对于发动机缸底的距离，上层水腔215和下层水腔216在避让孔260的周围连通。上层水腔215和下层水腔216之间的距离为4mm左右，下层水腔216的水流在避让孔260的周围处翻至上层水腔215。

进一步地，请结合附图10至附图12，限流部包括设置于避让孔260端部的限流凸起271(在附图中表现为砂芯的凹陷)以及设置于避让孔260的内壁面上的限流缺口280，限流凸起271的凸设方向朝向间隔层211。限流凸起271、间隔层211和限流缺口280使得避让孔260处形成细脖子状的水流通道(附图11中圆形虚线区域所示)，引导每一缸的水流先流向排气侧，再流向进气侧，最后从下层水腔216上翻至上层水腔215。具体地，限流凸起271的数量优选为4个，包括附图9中所示的271a、271b、271c和271d。

进一步地，主套体内设置有间隔层211，间隔层211将主水腔210分隔为上层水腔215和下层水腔216，上层水腔215相对于发动机缸底的距离大于下层水腔216相对于发动机缸底的距离，上层水腔215和下层水腔216在避让孔260的周围连通。上层水腔215和下层水腔216之间的距离为4mm左右，下层水腔216的水流在避让孔260的周围处翻至上层水腔215。

作为本发明的具体实施方式，发动机缸盖水套还包括靠近主套体设置的独立套体，独立套体内部形成有用于对接缸体冷却水的次水腔400。本实施方式中，独立套体用于与缸体冷却水进行连通，而主套体和排气侧套体则用于与缸盖冷却水进行连通。将独立套体设置在主套体的出水口230附近，利用出水口230抬高的结构特点，将独立套体设置在出水口230下部，即相对于出水口230而言，独立套体更靠近发动机缸底，保证了水套的整体结构紧凑，合理利用缸盖的空间。进一步地，次水腔400不与主水腔210连通，使得缸体冷却水与缸盖冷却水不互相交换，独立进行冷却，优化冷却水路的结构设置。独立套体位于主套体的出水口230的一侧，使得发动机缸盖水套的凸设结构都位于同一侧。

此外，本发明还提供一种发动机，发动机包括缸盖和设置于缸盖上如上的发动机缸盖水套，缸盖为进气侧进水、后端出水的横流纵流结合式集成排气岐管缸盖。

本发明的方案中，由于发动机缸盖水套包括主套体和排气侧套体，主套体的进水口220靠近发动机的进气侧，主套体的出水口230靠近发动机的后端，使得从发动机的进气侧经主套体的进水口220进入的水流一部分可以经主水腔210后，从位于发动机的后端的出水口230排出。此外排气侧套体内部形成有副水腔300，副水腔300的第一端通过第三连通孔与主水腔210的第一连通孔连接，副水腔300的第二端通过第四连通孔与主水腔210的第二连通孔连接，使得无需在排气侧套体上设置进水组件，排气侧套体内的冷却水直接由从主水腔210中分流进入经彼此连通的第一连通孔和第三连通孔流入排气侧套体，再经副水腔300从彼此连通的第二连通孔和第四连通孔流回主水腔210后从出水口230排出。因此，本申请的发动机缸盖水套能够与本申请的从进气侧进水、后端出水的横流纵流结合式集成排气岐管缸盖完美结合。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效机构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (7)

1.一种发动机缸盖水套，其特征在于，所述发动机缸盖水套包括：

主套体，所述主套体内部形成有主水腔，所述主水腔包括进水口、出水口、第一连通孔和第二连通孔；所述进水口靠近发动机的进气侧，所述第一连通孔和第二连通孔均靠近所述发动机的排气侧，所述出水口靠近所述发动机的后端；所述主套体上贯通有避让孔，所述避让孔的周围设置有用于导流的限流部；所述主套体内设置有间隔层，所述间隔层将所述主水腔分隔为上层水腔和下层水腔，所述上层水腔相对于发动机缸底的距离大于所述下层水腔相对于所述发动机缸底的距离，所述上层水腔和下层水腔在所述避让孔的周围连通；

排气侧套体，所述排气侧套体内部形成有副水腔，所述副水腔包括第三连通孔和第四连通孔，所述第四连通孔靠近所述出水口；所述第三连通孔与所述第一连通孔连接，所述第四连通孔与所述第二连通孔连接；

从而经靠近所述进气侧的进水口进入的水流一部分经主水腔从所述出水口排出；另一部分经所述第一连通孔和第三连通孔流入所述副水腔，再经所述副水腔从所述第二连通孔和第四连通孔流回所述主水腔后从所述出水口排出；

所述发动机缸盖水套还包括靠近所述主套体设置的独立套体，所述独立套体内部形成有用于对接缸体冷却水的次水腔。

2.根据权利要求1所述的发动机缸盖水套，其特征在于，所述第四连通孔相对于发动机缸底的距离大于所述第三连通孔相对于所述发动机缸底的距离。

3.根据权利要求2所述的发动机缸盖水套，其特征在于，所述出水口相对于所述发动机缸底的距离大于所述主水腔上其他部位相对于所述发动机缸底的距离。

4.根据权利要求1所述的发动机缸盖水套，其特征在于，所述第二连通孔靠近所述出水口，所述第一连通孔远离所述出水口。

5.根据权利要求1-4中任一项所述发动机缸盖水套，其特征在于，所述独立套体位于所述主套体的出水口的一侧。

6.根据权利要求1-4中任一项所述发动机缸盖水套，其特征在于，所述次水腔不与所述主水腔连通。

7.一种发动机，其特征在于，所述发动机包括缸盖和设置于所述缸盖上如权利要求1至6任意一项所述的发动机缸盖水套。

Images