CN113623058A - 水冷发动机 - Google Patents

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CN113623058A
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Abstract

本发明提供能够抑制气缸盖的热变形的水冷发动机。盖水套(20)在第一排气入口端口壁(3d)与第二排气入口端口壁(3e)之间具有排气端口壁间水路(29)，气缸盖(6)具有设置于气缸盖(6)的底壁(6c)的冷却水喷射通路(27)，该冷却水喷射通路(27)偏向排气端(6a)侧，具有靠近排气端(6a)的通路入口(27a)和朝向排气端口壁间水路(29)的通路出口(27b)，排气端口壁具有从第一排气入口端口壁(3d)朝向排气端(6a)侧导出的散热片(28)，该散热片(28)与第二排气入口端口壁(3e)之间成为向排气端口壁间水路(29)的水路导入口。

Description

水冷发动机
本申请是申请日为2018年05月02日，申请号为“201810413252.5”，发明名称为“水冷发动机”的申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及一种水冷发动机，详细地说，涉及能够抑制气缸盖的热变形的水冷发动机。
背景技术
以往，作为水冷发动机具有如下水冷发动机，该水冷发动机具有气缸盖，气缸盖具有吸气端口、排气端口以及使发动机冷却水在这些端口的周围通过的盖水套(例如，参照专利文献1)。
这种水冷发动机具有能够利用发动机冷却水强力地冷却气缸盖的优点。
专利文献1：特开平8-261059号公报(参照图1、图4、图5)
《问题》存在气缸盖的热变形变大的可能性。
在该水冷发动机中，若高输出化，则排气温度上升，排气侧的冷却不足，从而可能会导致气缸盖的热变形变大。
发明内容
本发明的课题在于，提供一种能够抑制气缸盖的热变形的水冷发动机。
本发明的技术特征如下。
如图1A所示，本发明提供一种水冷发动机，其特征在于，具有气缸盖6，气缸盖6具有吸气端口2、排气端口3、以及使发动机冷却水36在吸气端口2以及排气端口3的周围通过的盖水套20，
将曲轴8的架设方向作为前后方向，将与前后方向正交的气缸盖6的宽度方向作为横向，将气缸盖6的横向一端作为排气端6a，将横向另一端作为吸气端6b，
排气端口3具有第一排气阀口3a和相比该第一排气阀口3a更靠近排气端6a的第二排气阀口3b，排气端口壁具有靠近第一排气阀口3a的第一排气入口端口壁3d和靠近第二排气阀口3b的第二排气入口端口壁3e，
盖水套20在第一排气入口端口壁3d与第二排气入口端口壁3e之间具有排气端口壁间水路29，
气缸盖6具有设置于气缸盖6的底壁6c的冷却水喷射通路27，该冷却水喷射通路27偏向排气端6a侧，具有靠近排气端6a的通路入口27a和朝向排气端口壁间水路29的通路出口27b，
排气端口壁具有从第一排气入口端口壁3d朝向排气端6a侧导出的散热片28，该散热片28与第二排气入口端口壁3e之间成为向排气端口壁间水路29的水路导入口。
本发明具有如下效果。
《效果》能够抑制气缸盖6的热变形。
如图1A所示，靠近热负荷高的排气端6a的气缸盖6的底壁6c被通过冷却水喷射通路27的发动机冷却水36强力地冷却。另外，热负荷高的第一排气入口端口壁3d和第二排气入口端口壁3e被从冷却水喷射通路27喷射的发动机冷却水36强力地冷却。因此，改善了排气侧的冷却不足，从而抑制了气缸盖6的热变形。
《效果》第一排气入口端口壁3d的冷却性能高。
因散热片28的散热，第一排气入口端口壁3d的散热性能高。
《效果》第一排气入口端口壁3d和第二排气入口端口壁3e的冷却性能高。
如图1A所示，发动机冷却水36因散热片28而不会向与排气端口壁间水路29分离的方向扩散，从而能够顺畅地流入排气端口壁间水路29，由此，第一排气入口端口壁3d和第二排气入口端口壁3e的冷却性能高。
附图说明
图1是用于说明本发明的实施方式的水冷发动机的气缸盖的图，图1A是示意性的俯视图，图1B是沿着图1A的B-B线的剖视图，图1C是沿着图1A的C-C线的剖视图。
图2是本发明的实施方式的水冷发动机的燃烧室的纵向剖视图。
图3是本发明的实施方式的发动机的纵向剖视主视图。
图4是图3的发动机的纵向剖视侧视图。
图5是图3的发动机的主视图。
图6是图3的发动机的侧视图。
图7是图3的发动机的俯视图。
附图标记的说明：
2：吸气端口、2a：吸气阀口、2b：吸气出口端口壁、2c：吸气阀轴插入贯通凸台、3：排气端口、3a：第一排气阀口、3b：第二排气阀口、3d：第一排气入口端口壁、3e：第二排气入口端口壁、5：气缸体、6：气缸盖、6a：排气端、6b：吸气端、6c：底壁、6d：顶壁、6e：推杆室壁、8：曲轴、15：燃料喷射器、20：盖水套、27：冷却水喷射通路、27a：通路入口、27b：通路出口、28：散热片、29：排气端口壁间水路、29a：水路入口、29b：水路出口、30：吸排气端口壁间水路、30a：水路入口、30b：水路出口、31：第二冷却水喷射通路、31a：第二通路入口、31b：第二通路出口、32：第二散热片、32a：节流通路、33：盖衬垫、33a：压条、34：燃烧室顶壁、34a：外周部、35：按压壁、36：发动机冷却水
具体实施方式
图1是用于说明本发明的实施方式的水冷发动机的图，在该实施方式中，对水冷共轨式直列四气缸柴油发动机进行说明。
该发动机的概要如下。
如图3所示，该发动机具有：气缸体5；气缸盖6，组装在气缸体5的上部；气缸盖罩7，组装在气缸盖6的上部；油底壳4，组装在气缸体5的下部；带传动机构9，如图4所示，将曲轴8的架设方向作为前后方向而配置于气缸体5的前部；飞轮壳10，配置于气缸体5的后部；吸气歧管11，如图3所示，将与前后方向正交的发动机的宽度方向作为横向而设置于气缸盖6的横向一侧；以及排气歧管12，设置于气缸盖6的横向另一侧。
该发动机具有燃料喷射装置、防振装置、水冷装置、润滑装置以及油冷却装置。
燃料喷射装置为共轨式，具有如图6所示的燃料供应泵13和共轨14以及如图4所示的燃料喷射器15，由此向燃烧室喷射燃料。
如图3所示，防振装置具有旋转平衡器1，由此抵消发动机的二次振动，从而降低了发动机的振动。
水冷装置具有：散热器(未图示)；水入口室16，如图3所示，设置于气缸体5的吸气侧；水泵17，如图6所示，设置于水入口室16的前部；水中继室18，如图3所示，在水泵17的后方设置于水入口室16的下部；缸体水套19，设置于气缸体5内；以及盖水套20，设置于气缸盖6内。
水冷装置利用水泵17的泵压使被散热器散热的发动机冷却水按水入口室16、水泵17、水中继室18、缸体水套19、盖水套20、散热器的顺序循环，来对发动机进行水冷。
润滑装置具有：油泵(未图示)，内置于气缸体5的后部；油冷却器21，如图3所示，容纳于水中继室18；油过滤器23，与油冷却器21一起设置于辅助设备安装基座22；油道24，设置于气缸体5的吸气侧的厚壁内，该润滑装置利用油泵的泵压使油底壳4内的发动机油4a按油泵、油冷却器21、油过滤器23、油道24、图3所示的曲轴8的轴承8a等发动机滑动部、油底壳4的顺序循环，来对发动机的滑动部进行强制润滑。
如图3所示，油冷却装置具有：油喷射输送通路25，与油道24平行地设置于气缸体5的吸气侧的厚壁内；油喷嘴25a，设置于活塞26的下方；以及冷却通道26a，内设于活塞26，该油冷却装置使依次通过润滑装置的油冷却器21和油过滤器23的发动机油4a的一部分在辅助设备安装基座22内向油喷射输送通路25分流而从油喷嘴25a向冷却通道26a内喷射，来对活塞26进行油冷。
水冷装置的结构如下。
如图1A所示，具有气缸盖6，气缸盖6具有吸气端口2、排气端口3以及使发动机冷却水3在吸气端口2以及排气端口3的周围通过的盖水套20。
因此，具有能够利用发动机冷却水36强力地冷却气缸盖6的优点。
如图1A所示，将曲轴8的架设方向作为前后方向，将与前后方向正交的气缸盖6的宽度方向作为横向，将气缸盖6的横向一端作为排气端6a，将横向另一端作为吸气端6b。
排气端口3具有第一排气阀口3a和相比该第一排气阀口3a更靠近排气端6a的第二排气阀口3b，排气端口壁具有靠近第一排气阀口3a的第一排气入口端口壁3d和靠近第二排气阀口3b的第二排气入口端口壁3e。
盖水套20在第一排气入口端口壁3d与第二排气入口端口壁3e之间具有排气端口壁间水路29。
气缸盖6具有设置于气缸盖6的底壁6c的冷却水喷射通路27，该冷却水喷射通路27偏向排气端6a侧，具有靠近排气端6a的通路入口27a和朝向排气端口壁间水路29的通路出口27b。
排气端口壁具有从第一排气入口端口壁3d朝向排气端6a侧导出的散热片28，该散热片28与第二排气入口端口壁3e之间成为排气端口壁间水路29的水路入口29a。
从缸体水套19的排气侧浮起的发动机冷却水36被导入冷却水喷射通路27的通路入口27a。
因此，如图1A所示，在本实施方式中，靠近热负荷高的排气端6a的气缸盖6的底壁6c被通过冷却水喷射通路27的发动机冷却水36强力地冷却。另外，热负荷高的第一排气入口端口壁3d和第二排气入口端口壁3e被从冷却水喷射通路27喷射的发动机冷却水36强力地冷却。因此，改善了排气侧的冷却不足，从而抑制气缸盖6的热变形。
另外，因散热片28的散热，第一排气入口端口壁3d的散热性能高。
而且，如图1A所示，发动机冷却水36因散热片28而不会向与排气端口壁间水路29分离的方向扩散，从而能够顺畅地流入排气端口壁间水路29，由此，第一排气入口端口壁3d和第二排气入口端口壁3e的冷却性能高。
此外，排气端口壁间水路29的水路入口29a附近的发动机冷却水36因从冷却水喷射通路27喷射的发动机冷却水36的水流，被引入所述水路入口29a。从缸体水套19的缸孔间水路经由浮起孔39浮起的发动机冷却水36也被引入所述水路入口29a。
如图1A所示，排气端口壁间水路29的水路出口29b朝向燃料喷射器15。
因此，如图1A所示，在本实施方式中，通过排气端口壁间水路29的发动机冷却水36朝向燃料喷射器15，从而燃料喷射器15的冷却性能高。
如图1A所示，吸气端口壁具有靠近吸气阀口2a的吸气出口端口壁2b，盖水套20在吸气出口端口壁2b与第二排气入口端口壁3e之间具有吸排气端口壁间水路30，
气缸盖6具有设置于盖水套20的底壁6c的第二冷却水喷射通路31，该第二冷却水喷射通路31具有靠近排气端6a的第二通路入口31a和朝向吸排气端口壁间水路30的水路入口30a的第二通路出口31b。
因此，如图1A所示，在本实施方式中，热负荷高的第二排气入口端口壁3e被从第二冷却水喷射通路31喷射的发动机冷却水36强力地冷却，从而其与热负荷低的吸气出口端口壁2b的温差变小，由此，能够抑制气缸盖6的热变形。
从缸体水套19的排气侧浮起的发动机冷却水36被导入第二冷却水喷射通路31的第二通路入口31a。
如图1A所示，第二冷却水喷射通路31偏向排气端6a侧。
因此，如图1A所示，在本实施方式中，靠近热负荷高的排气端6a的气缸盖6的底壁6c被通过第二冷却水喷射通路31的发动机冷却水36强力地冷却，从而排气侧的冷却不足被改善，由此，能够抑制气缸盖6的热变形。
如图1A、C所示，气缸盖6具有沿着气缸盖6的顶壁6d的下表面6f的第二散热片32。
在第二散热片32与气缸盖6的底壁6c之间设置有节流通路32a，节流通路32a配置于吸排气端口壁间水路30的流水方向上游侧。
因此，如图1A、C所示，在本实施方式中，朝向吸排气端口壁间水路30的水路入口的发动机冷却水36因第二散热片32而偏向气缸盖6的底壁6c侧，从而靠近热负荷高的第二排气入口端口壁3e的第二排气阀口3b的一侧被强力地冷却，从而第二排气入口端口壁3e的冷却性能高。
如图1A、C所示，气缸盖6在与吸气阀轴插入贯通凸台(boss)2c相对的位置具有设置于排气端6a侧的推杆室壁6e，第二散热片32架设于吸气阀轴插入贯通凸台2c与推杆室壁6e之间。
因此，如图1A、C所示，在本实施方式中，设置于排气端6a侧的推杆室壁6e的热经由第二散热片32向吸气阀轴插入贯通凸台2c散热，从而气缸盖6的排气侧与吸气侧的温差变小，由此，能够抑制气缸盖6的热变形。
如图1A所示，第二散热片32比第二冷却水喷射通路31的第二通路出口31b更远离吸排气端口壁间水路30。
因此，如图1A所示，在本实施方式中，从第二冷却水喷射通路31的第二通路出口31b喷射并因吸排气端口壁间水路30的水路入口30a的吸热而升温的浮起的发动机冷却水36的逆流，被第二散热片32阻挡，从而抑制通过吸排气端口壁间水路30的发动机冷却水36的通过量的减少，由此，第二排气入口端口壁3e的冷却性能高。
如图1A所示，吸排气端口壁间水路30的水路出口30b朝向燃料喷射器15。
因此，如图1A所示，在本实施方式中，从吸排气端口壁间水路30流出的发动机冷却水36朝向燃料喷射器15，从而燃料喷射器15的冷却性能高。
如图2所示，具有被夹入气缸体5与气缸盖6之间的盖衬垫33。
气缸盖6的底壁6c具有：燃烧室顶壁34；以及按压壁35，位于燃烧室顶壁34的外周侧，按压盖衬垫33的压条33a。
在气缸盖6的底壁6c中，按压壁35比与按压壁35相邻的燃烧室顶壁34的外周部34a厚。
因此，如图2所示，在本实施方式中，热负荷高的燃烧室顶壁34的外周部34a为薄壁，因此，能够蓄热，从而难以产生因燃烧室顶壁34的热膨胀导致按压壁35向气缸径方向外侧位置偏移，由于压条33a所压接的按压壁35为厚壁，因此，难以产生因压条33a的反作用力导致的凹陷，从而盖衬垫33的密封性能高。
图2中的附图标记15a是燃料喷射器罩，34b是燃料喷射器插入贯通凸台，40是燃烧室。
图1中的附图标记37是比所述吸气阀口2a更靠近吸气端6b设置的第二吸气阀口，37a是第二吸气出口端口壁，吸气阀口2a是螺旋状吸气端口，第二吸气阀口37是切向吸气端口。另外，附图标记38是吸气出口端口壁2b与第二吸气出口端口壁37a之间的吸气端口壁间水路。

Claims (8)

1.一种水冷发动机，其特征在于，
具有气缸盖(6)，
所述气缸盖(6)具有吸气端口(2)、排气端口(3)、以及使发动机冷却水(36)在吸气端口(2)以及排气端口(3)的周围通过的盖水套(20)，
将曲轴(8)的架设方向作为前后方向，将与前后方向正交的气缸盖(6)的宽度方向作为横向，将气缸盖(6)的横向一端作为排气端(6a)，将横向另一端作为吸气端(6b)，
气缸盖(6)具有设置于气缸盖(6)的底壁(6c)的冷却水喷射通路(27)，该冷却水喷射通路(27)构成为，偏向排气端(6a)侧，向盖水套(20)内喷射发动机冷却水(36)，
气缸盖(6)具有：吸气阀轴插入贯通凸台(2c)；推杆室壁(6e)，在与吸气阀轴插入贯通凸台(2c)相对的位置设置于排气端(6a)侧；架设散热片(32)，架设于吸气阀轴插入贯通凸台(2c)与推杆室壁(6e)之间。
2.根据权利要求1所述的水冷发动机，其特征在于，
吸气端口(2)的吸气端口壁具有靠近吸气阀口(2a)的吸气出口端口壁(2b)，盖水套(20)在吸气出口端口壁(2b)与排气入口端口壁(3e)之间具有吸排气端口壁间水路(30)，
气缸盖(6)具有设置于盖水套(20)的底壁(6c)的第二冷却水喷射通路(31)，该第二冷却水喷射通路(31)具有靠近排气端(6a)的第二通路入口(31a)和朝向吸排气端口壁间水路(30)的水路入口(30a)的第二通路出口(31b)，
架设散热片(32)沿着气缸盖(6)的顶壁(6d)的下表面(6f)，
在架设散热片(32)与气缸盖(6)的底壁(6c)之间设置有节流通路(32a)，节流通路(32a)配置于成为吸排气端口壁间水路(30)的流水方向上游侧的第二冷却水喷射通路(31)的第二通路出口(31b)侧，在从气缸盖(6)的顶壁(6d)侧观察时，第二通路出口(31b)以与架设散热片(32)交叉的朝向，朝向吸排气端口壁间水路(30)的水路入口(30a)。
3.根据权利要求2所述的水冷发动机，其特征在于，
相比第二冷却水喷射通路(31)的第二通路出口(31b)，架设散热片(32)更远离吸排气端口壁间水路(30)。
4.根据权利要求2或3所述的水冷发动机，其特征在于，
第二冷却水喷射通路(31)偏向排气端(6a)侧。
5.根据权利要求2或3所述的水冷发动机，其特征在于，
吸排气端口壁间水路(30)的水路出口(30b)朝向燃料喷射器(15)。
6.根据权利要求1所述的水冷发动机，其特征在于，
排气端口(3)具有第一排气阀口(3a)和相比该第一排气阀口(3a)更靠近排气端(6a)的第二排气阀口(3b)，排气端口(3)的排气端口壁具有靠近第一排气阀口(3a)的第一排气入口端口壁(3d)和靠近第二排气阀口(3b)的第二排气入口端口壁(3e)，
盖水套(20)在第一排气入口端口壁(3d)与第二排气入口端口壁(3e)之间具有排气端口壁间水路(29)，
冷却水喷射通路(27)具有靠近排气端(6a)的通路入口(27a)和朝向排气端口壁间水路(29)的通路出口(27b)，
排气端口壁(3c)具有从第一排气入口端口壁(3d)朝向排气端(6a)侧导出的导出散热片(28)，该导出散热片(28)与第二排气入口端口壁(3e)之间成为排气端口壁间水路(29)的水路入口(29a)，
在与气缸盖(6)的底壁(6c)正交的方向上观察时，导出散热片(28)为排气端口壁间水路(29)的水路入口(29a)侧凹陷的弯曲形状。
7.根据权利要求6所述的水冷发动机，其特征在于，
排气端口壁间水路(29)的水路出口(29b)朝向燃料喷射器(15)。
8.根据权利要求1至3中的任一项所述的水冷发动机，其特征在于，
具有被夹入气缸体(5)与气缸盖(6)之间的盖衬垫(33)，
气缸盖(6)的底壁(6c)具有：燃烧室顶壁(34)；按压壁(35)，位于燃烧室顶壁(34)的外周侧，按压盖衬垫(33)的压条(33a)，
在气缸盖(6)的底壁(6c)中，按压壁(35)比与按压壁(35)相邻的燃烧室顶壁(34)的外周部(34a)厚。
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