CN113606054B - 一种横流冷却发动机的气缸盖双层水套结构 - Google Patents

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Abstract

一种横流冷却发动机的气缸盖双层水套结构，涉及一种气缸盖水套结构。上层水套和下层水套上下叠放固定形成双层结构，后端设有四组燃烧室区域，每组包括火花塞区域、进气门区域和排气门区域，下层水套底面设有四个缸盖上水口和两个水套上水口，上层水套和下层水套之间竖向连通有两个上水机加通道和三个下水机加通道，下层水套底面设有五个缸盖出水口和八个水套出水口，上层水套和下层水套的空腔内分别设有水流引导凸起。针对四缸发动机设计了一种双层水套结构，采用排气侧进水进气侧出水的横流形式，保证冷却均匀性，有效降低热负荷。

Description

一种横流冷却发动机的气缸盖双层水套结构
技术领域
本发明涉及一种气缸盖水套结构，尤其是一种横流冷却发动机的气缸盖双层水套结构，属于发动机技术领域。
背景技术
发动机气缸盖作为发动机的核心零部件，其主要功用是封闭气缸上部，与活塞和气缸一起构成燃烧室，并承受气缸内部的气体压力，气缸盖一般还包含有气道，并为气门等零部件提供安装位置，从而保证发动机的正常工作。
随着对发动机动力性及燃油经济性的要求日趋严格，融合了高压缩比、高增压、小排量等技术的小型强化发动机应运而生。由于发动机强化程度不断提高，导致气缸盖热负荷逐渐增大，而传统的纵向流动式水套结构过于简单，其水套的进出水口分别布置在发动机的前后两端，受其流动形式的限制，已经难以满足对气缸盖鼻梁区的冷却效果。
因此，针对当前气缸盖热负荷的需求，势必要求开发设计出冷却性能更强的水套结构，以保证对气缸盖鼻梁区的冷却效果，有效降低热负荷，满足发动机的经济性和可靠性要求。
发明内容
为解决背景技术存在的不足，本发明提供一种横流冷却发动机的气缸盖双层水套结构，它针对四缸发动机设计了一种双层水套结构，采用排气侧进水进气侧出水的横流形式，保证冷却均匀性，有效降低热负荷。
为实现上述目的，本发明采取下述技术方案：一种横流冷却发动机的气缸盖双层水套结构，包括上层水套以及下层水套，所述上层水套和所述下层水套为两个单独的个体且二者内部均设有用于容纳冷却水的空腔，上层水套和下层水套上下叠放固定形成双层结构，上层水套和下层水套后端分别设有与四缸发动机的缸体配合的四组燃烧室区域，每组所述燃烧室区域包括火花塞区域、进气门区域和排气门区域，所述火花塞区域、所述进气门区域和所述排气门区域之间形成鼻梁区，下层水套底面邻近四个排气门区域前端一一对应设有四个缸盖上水口，下层水套底面邻近边缘的两个排气门区域两侧设有两个水套上水口，上层水套和下层水套之间竖向连通有两个上水机加通道和三个下水机加通道，所述两个上水机加通道横向均匀设置在前端排气侧，所述三个下水机加通道横向均匀设置在后端进气侧，下层水套底面每相邻两个进气门区域之间及邻近边缘的两个进气门区域两侧共设有五个缸盖出水口，下层水套底面邻近四个进气门区域后端均匀设有八个水套出水口，上层水套和下层水套的空腔内分别由前端排气侧向后端进气侧设有水流引导凸起。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明针对四缸发动机设计了一种双层水套结构，上层水套和下层水套为两个单独的个体再通过机加通道连通实现上下水，采用排气侧进水进气侧出水的横流形式，上水口和出水口布局更加合理，相比于传统的纵向流动式水套结构冷却效果更好，上层水套和下层水套的空腔内设有水流引导凸起，使冷却水均匀的分布至各处需要冷却的部位，保证冷却均匀性，有效降低热负荷，结构合理高效，具有良好的推广价值。
附图说明
图1是本发明的横流冷却发动机的气缸盖双层水套结构的主视图；
图2是图1的左视图；
图3是本发明的下层水套的仰视图；
图4是图3的俯视图；
图5是本发明的上层水套的仰视图；
图6是图5的俯视图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是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做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。
如图1～图2所示，一种横流冷却发动机的气缸盖双层水套结构，包括上层水套1以及下层水套2，所述上层水套1和所述下层水套2为两个单独的个体且二者内部均设有用于容纳冷却水的空腔，上层水套1和下层水套2上下叠放固定形成双层结构。
进一步的，上层水套1和下层水套2采用砂型铸造工艺制成，上层水套1底面和下层水套2顶面分别一体设置有多个连接支架，上层水套1底面和下层水套2通过所述多个连接支架连接固定形成双层结构后二者之间留有间隔，一方面便于排沙，另一方面间隔区域也有利于上层水套1和下层水套2的散热。其中，双层结构的前端对接形成两个前端塞片孔通道4，双层结构的两侧对接形成两个侧方塞片孔通道3，所述前端塞片孔通道4及所述侧方塞片孔通道3开口位置大于间隔距离，便于砂型铸造后的排沙，排沙后可通过塞片封堵。
上层水套1和下层水套2之间竖向连通有两个上水机加通道6和三个下水机加通道5，所述两个上水机加通道6横向均匀设置在前端排气侧，所述三个下水机加通道5横向均匀设置在后端进气侧。
此外，上层水套1后端宜连通设置有小循环放气通道7，通过小循环放气通道7与水箱连接有助于排放冷却水内的气体。
结合图3～图6所示，上层水套1和下层水套2后端分别设有与四缸发动机的缸体配合的四组燃烧室区域，每组所述燃烧室区域包括火花塞区域、进气门区域和排气门区域，所述火花塞区域、所述进气门区域和所述排气门区域之间形成鼻梁区。
结合图3所示，下层水套2底面邻近四个排气门区域前端一一对应设有四个缸盖上水口8，下层水套2底面邻近边缘的两个排气门区域两侧设有两个水套上水口9，下层水套2底面每相邻两个进气门区域之间及邻近边缘的两个进气门区域两侧共设有五个缸盖出水口10，下层水套2底面邻近四个进气门区域后端均匀设有八个水套出水口11。
进一步的，下层水套2的空腔内两侧与水套上水口9对应位置分别向前后延伸设置有补水沟槽，有利于补足缸盖前后的水流量。
结合图3～图6所示，上层水套1和下层水套2的空腔内分别由前端排气侧向后端进气侧设有水流引导凸起，使冷却水均匀的分布至各处需要冷却的部位，保证冷却均匀性。
工作状态下冷却水从排气侧经缸盖上水口8和水套上水口9流入下层水套2内，其中缸盖上水口8主要负责上水，水套上水口9负责补足缸盖前后的水流量，进入下层水套2内的冷却水一部分通过排气侧的上水机加通道6进入上层水套1，另一部分直接流向进气侧冷却燃烧室区域，上层水套1的冷却水通过进气侧的下水机加通道5流回与下层水套2内的冷却水汇合，之后再经过进气侧的缸盖出水口10和水套出水口11流回缸体。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的装体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同条件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (5)

1.一种横流冷却发动机的气缸盖双层水套结构，其特征在于：包括上层水套(1)以及下层水套(2)，所述上层水套(1)和所述下层水套(2)为两个单独的个体且二者内部均设有用于容纳冷却水的空腔，上层水套(1)和下层水套(2)上下叠放固定形成双层结构，上层水套(1)和下层水套(2)后端分别设有与四缸发动机的缸体配合的四组燃烧室区域，每组所述燃烧室区域包括火花塞区域、进气门区域和排气门区域，所述火花塞区域、所述进气门区域和所述排气门区域之间形成鼻梁区，下层水套(2)底面邻近四个排气门区域前端一一对应设有四个缸盖上水口(8)，下层水套(2)底面邻近边缘的两个排气门区域两侧设有两个水套上水口(9)，上层水套(1)和下层水套(2)之间竖向连通有两个上水机加通道(6)和三个下水机加通道(5)，所述两个上水机加通道(6)横向均匀设置在前端排气侧，所述三个下水机加通道(5)横向均匀设置在后端进气侧，下层水套(2)底面每相邻两个进气门区域之间及邻近边缘的两个进气门区域两侧共设有五个缸盖出水口(10)，下层水套(2)底面邻近四个进气门区域后端均匀设有八个水套出水口(11)，上层水套(1)和下层水套(2)的空腔内分别由前端排气侧向后端进气侧设有水流引导凸起。
2.根据权利要求1所述的一种横流冷却发动机的气缸盖双层水套结构，其特征在于：所述上层水套(1)和所述下层水套(2)采用砂型铸造工艺制成，上层水套(1)底面和下层水套(2)顶面分别一体设置有多个连接支架，上层水套(1)底面和下层水套(2)通过所述多个连接支架连接固定形成双层结构后二者之间留有间隔。
3.根据权利要求2所述的一种横流冷却发动机的气缸盖双层水套结构，其特征在于：所述双层结构的前端对接形成两个前端塞片孔通道(4)，双层结构的两侧对接形成两个侧方塞片孔通道(3)，所述前端塞片孔通道(4)及所述侧方塞片孔通道(3)用于排沙后通过塞片封堵。
4.根据权利要求1或2所述的一种横流冷却发动机的气缸盖双层水套结构，其特征在于：所述下层水套(2)的空腔内两侧与水套上水口(9)对应位置分别向前后延伸设置有补水沟槽。
5.根据权利要求4所述的一种横流冷却发动机的气缸盖双层水套结构，其特征在于：所述上层水套(1)后端连通设置有小循环放气通道(7)。
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