CN115419495A - 一种发动机冷却水套及发动机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种发动机冷却水套及发动机，包括缸体水套和缸盖水套，所述缸体水套设有缸体进水口，所述缸体水套设有缸体纵向进水流道，所述缸体纵向进水流道与缸体进水口相连通，所述缸体纵向进水流道设有缸体副出水口，所述缸盖水套设有缸盖进水口，所述缸盖副出水口与缸盖进水口相连通，冷却水能够在缸体进水口和缸体纵向进水流道相连通的位置分流。通过在缸体水套、缸盖水套上设置相互独立的出水口，使得缸体水套、缸盖水套实现平行冷却，同时在缸体水套上设置纵向进水流道，从而在保证冷却效果的前提下，有效降低了冷却水套的流阻，保证了电子水泵在冷却系统中的应用，且降低了电子水泵选型的功耗，进而降低水泵成本与发动机能耗。

Description

一种发动机冷却水套及发动机

技术领域

本发明涉及发动机技术领域，具体涉及发动机的冷却技术。

背景技术

对于传统燃油发动机，冷却系统的动力源零部件采用的是机械水泵，其转速与发动机转速耦合，只要发动机运行水泵就一直在工作，这会导致机械水泵在某些非必要运行的工况下运行，发动机功耗升高，同时水泵性能在设计过程中产生冗余。随着低碳智能汽车市场的快速发展，发动机热效率的要求越来越高，因而降低冷却系统功耗的要求也越来越高。电子水泵具有水泵转速与发动机转速解耦的特性，近年来在电气化发动机领域应用越来越普遍。

现有的冷却水套从缸体水套前端进水，在缸体水套与缸盖水套之间通过缸垫水孔将缸体水套内的冷却水输送至缸盖水套，最后从缸盖水套后端出水，该串联流动形式会导致冷却水套的流阻偏大。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种发动机冷却水套，以解决现有技术的串联流动形式导致冷却水套的流阻偏大的问题；目的之二提出了一种发动机。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种发动机冷却水套，包括缸体水套和缸盖水套，所述缸体水套设有缸体进水口，所述缸体水套设有缸体纵向进水流道，所述缸体纵向进水流道与缸体进水口相连通，所述缸体纵向进水流道设有缸体副出水口；所述缸盖水套设有缸盖进水口，所述缸盖副出水口与缸盖进水口相连通，冷却水能够在缸体进水口和缸体纵向进水流道相连通的位置分流，使得部分冷却水从缸体进水口流向所述缸体水套内，另一部分冷却水流向所述缸体纵向进水流道，并通过所述缸体副出水口和缸盖进水口流入所述缸盖水套的内部。

根据上述技术手段，由于布置了缸体纵向进水流道，当冷却水从缸体进水口进入时，能够在缸体进水口和缸体纵向进水流道的连通处分流，进而分流到缸体纵向进水流道的冷却水能够通过缸体副出水口和缸盖进水口流入缸盖水套的内部，进而实现缸体水套和缸盖水套的平行冷却，将现有技术的串联的冷却方式变为了并联的冷却方式，进而减小了所有冷却水的流动路径，降低了流阻，进而降低水泵成本与发动机能耗。

进一步，所述缸体水套设有缸体横流流道，当气缸的数量为1个时，所述缸体横流流道布置在气缸的一侧，当气缸的数量大于等于两个时，所述缸体横流流道布置在相邻两个气缸之间，所述缸体水套布置有缸体主出水口，使得从所述缸体进水口进入所述缸体水套的冷却水能够在所述缸体横流流道导流作用下从所述缸体主出水口流出。

根据上述技术手段，由于布置了缸体横流流道，且当气缸的数量为1个时，缸体横流流道布置在气缸的一侧，当气缸的数量大于等于两个时，缸体横流流道布置在相邻两个气缸之间，使得冷却水均能从气缸的侧部流过，最终从缸体主出水口流出，起到了较好的冷却效果。

进一步，所述缸盖水套内设有缸盖横流流道，当气缸的数量为1个时，所述缸盖横流流道布置在气缸的一侧，当气缸的数量大于等于两个时，所述缸盖横流流道布置在相邻两个气缸之间，所述缸盖水套布置有缸盖出水口，进入所述缸盖水套的冷却水能够通过所述缸盖横流流道流向所述缸盖出水口。

根据上述技术手段，由于布置了缸盖横流流道，且当气缸的数量为1个时，缸体横流流道布置在气缸的一侧，当气缸的数量大于等于两个时，缸盖横流流道布置在相邻两个气缸之间，使得冷却水均能从气缸的侧部流过，最终从缸盖出水口流出，起到了较好的冷却效果。

进一步，所述缸盖水套上布置有集成排气歧管，所述集成排气歧管布置在缸盖水套的排气侧，所述缸盖进水口布置在所述缸盖水套的进气侧，所述集成排气歧管的轴向方向与发动机前端到发动机后端的方向相同，所述集成排气歧管的末端为所述缸盖出水口，经过所有所述缸盖横流流道的冷却水汇集至所述集成排气歧管内。

根据上述技术手段，由于布置了集成排气歧管，且集成排气歧管的轴向方向与缸盖水套前端到缸盖水套后端的方向相同，因此冷却水流过集成排气歧管时可再次对缸盖水套进行冷却，起到了较好的冷却效果。

进一步，所述缸盖进水口的位置与气缸的位置一一对应，使得从所述缸盖进水口流入的液体均能流过对应气缸的排气侧鼻梁区域、环火花塞区域、环气门座圈区域，然后通过所述缸盖横流流道汇合至所述集成排气歧管。

根据上述技术手段，通过合理的布置缸盖进水口的位置，起到较好地冷却效果。

进一步，所述集成排气歧管上设有缸盖溢气口，所述缸盖溢气口布置在所述集成排气歧管的管身上。

进一步，所述缸体进水口布置在所述缸体水套的进气侧并位于所述缸体水套的前端，所述缸体主出水口布置在所述缸体水套的后端。

进一步，所述发动机冷却水套还包括气缸垫，所述气缸垫后端的主缸垫孔，所述气缸垫的进气侧设有副缸垫孔，所述主缸垫孔与缸体主出水口相连通，所述副缸垫孔与缸体副出水口相连通。

进一步，所述缸体纵向进水流道布置在所述缸体水套的进气侧，所述缸体纵向进水流道的延伸方向与缸体水套的前端到后端的方向相同。

一种发动机，包括上述的发动机冷却水套。

本发明的有益效果：

1.通过在缸体水套、缸盖水套上设置相互独立的出水口，使得缸体水套、缸盖水套实现平行冷却，同时在缸体水套上设置纵向进水流道，从而在保证冷却效果的前提下，有效降低了冷却水套的流阻，保证了电子水泵在冷却系统中的应用，且降低了电子水泵选型的功耗，进而降低水泵成本与发动机能耗；

2.通过在缸体水套、缸盖水套上分别合理设置了多条横流流道，有效引导冷却液往排气侧鼻梁区域、环火花塞区域、环气门座圈区域及集成排气歧管区域等关键区域横向流动，使得冷却液能够进行直接冷却，从而保证了水套关键区域的冷却效果。

附图说明

图1为缸体水套结构示意图，其中箭头方向为冷却水流动的方向，附图中的字母代表的含义：A—发动机前端；B—发动机后端；C—发动机进气侧；D—发动机排气侧；

图2为缸盖水套结构示意图，其中箭头方向为冷却水流动的方向，附图中的字母代表的含义：A—发动机前端；B—发动机后端；C—发动机进气侧；D—发动机排气侧；

图3为气缸垫结构示意图，附图中的字母代表的含义：A—发动机前端；B—发动机后端；C—发动机进气侧；D—发动机排气侧。

图中：1—缸体水套；2—缸体纵向进水流道；3—缸体进水口；4—缸体主出水口；5—缸体副出水口；6—缸体横流流道；7—缸盖水套；8—缸盖进水口；9—缸盖出水口；10—缸盖溢气口；11—缸盖横流流道；12—环火花塞区域；13—排气侧鼻梁区域；14—环气门座圈区域；15—集成排气歧管；16—主缸垫孔；17—副缸垫孔。

具体实施方式

以下将参照附图和优选实施例来说明本发明技术方案的实施方式，本领域技术人员可由本说明书中所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。应当理解，优选实施例仅为了说明本发明，而不是为了限制本发明的保护范围。

需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

本实施例提出了一种发动机冷却水套，包括缸体水套1、缸盖水套7和气缸垫。如图1所示，缸体水套1的进气侧带有缸体进水口3，排气侧带有缸体主出水口4，并且缸体进水口3位于缸体水套1前端，缸体主出水口4位于缸体水套1后端，在现有技术中，冷却水由缸体进水口3进入，从缸体主出水口4流出。

本实施例中缸体水套1设置了缸体纵向进水流道2，缸体纵向进水流道2位于缸体水套1的进气侧，且缸体纵向进水流道2与缸体进水口3相连通，冷却水由缸体进水口3进入时，部分冷却水从缸体进水口3进入缸体水套1中，另一部分流入缸体纵向进水流道2中。本实施例，冷却水在缸体进水口3的流向与在缸体纵向进水流道2的流向相垂直。在缸体纵向进水流道2上，沿着冷却水流动的方向设有若干个缸体副出水口5。

如图2所示，缸盖水套7的进气侧带有若干个缸盖进水口8，缸盖进水口8的数量与缸体副出水口5的数量相同且一一对应，缸盖进水口8与缸体副出水口5相连通。

冷却水在由缸体进水口3流入后，在缸体进水口3和缸体纵向进水流道2相连通的位置分流，部分冷却水从缸体进水口3进入缸体水套1的内部，另一部分的冷却水流向缸体纵向进水流道2，并通过缸体副出水口5和缸盖进水口8流入缸盖水套7的内部。

本实施例提出的发动机冷却水套适用于四缸发动机，本实施例还包括气缸垫，气缸垫带有主缸垫孔16和副缸垫孔17，缸体副出水口5通过副缸垫孔17与缸盖进水口8相连通，缸体主出水口4与主缸垫孔16相连通。

本实施例中，在缸体水套1的内部设有缸体横流流道6，每个相邻气缸之间均布置一个缸体横流流道6，流进经过缸体水套1及缸间的六个缸体横流流道6冷却缸体，最后从缸体主出水口4流出；另一部分的冷却水同时从缸盖进水口8进入缸盖水套7内部。

本实施例中的缸盖进水口8的数量为8个，每对缸盖进水口8与气缸一一对应，,在相邻的气缸之间设有缸盖横流流道11，缸盖水套7还设有布置在排气侧的集成排气歧管15，集成排气歧管15的末端为缸盖出水口9，缸盖出水口9位于缸盖水套7的末端，在集成排气歧管15的管身上设有缸盖溢气口10.

当冷却水从缸盖进水口8进入时，从每对缸盖进水口8流入的冷却水能够冷却对应的气缸的排气侧鼻梁区域13、环火花塞区域12、环气门座圈区域14，然后通过多条缸盖横流流道11汇合至排集成排气歧管15，进而对整个缸盖进行冷却，最后从缸盖出水口9和缸盖溢气口10流出。

本实施例还提出了一种发动机，配置有上述发动机冷却水套，在本实施例中通过下述方式冷却发动机。

冷却水通过缸体进水口3进入缸体水套1，20%的冷却液继续经过缸体水套1及缸间的六个缸体横流流道6冷却缸体，最后从缸体主出水口4流出；80%的冷却液经过缸体纵向进水流道2上的八个缸体副出水口5，流入八个缸盖进水口8，从而流经缸盖水套7，并通过流往排气侧鼻梁区域13、环火花塞区域12、环气门座圈区域14，然后通过多条缸盖横流流道11汇集至集成排气歧管15，对整个缸盖进行冷却，最后从缸盖出水口9和缸盖溢气口10流出。

本发明为了降低现有冷却水套各缸依次冷却的串联冷却形式产生的高流阻，对缸体水套与缸盖水套采用平行冷却的形式，并设置缸体纵向进水流道，使得发动机冷却水套流阻大幅降低，为现有冷却水套流阻的30%，从而将电子水泵选型的功耗降低至400W，进而降低水泵成本与发动机能耗。同时在缸体水套和缸盖水套上设有多处横流流道，保证了水套各处关键区域的冷却效果。

以上实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种发动机冷却水套，包括缸体水套（1）和缸盖水套（7），所述缸体水套（1）设有缸体进水口（3），其特征在于：所述缸体水套（1）设有缸体纵向进水流道（2），所述缸体纵向进水流道（2）与缸体进水口（3）相连通，所述缸体纵向进水流道（2）设有缸体副出水口（5），所述缸盖水套（7）设有缸盖进水口（8），所述缸盖副出水口与缸盖进水口（8）相连通，冷却水能够在缸体进水口（3）和缸体纵向进水流道（2）相连通的位置分流，使得部分冷却水从缸体进水口（3）流向所述缸体水套（1）内，另一部分冷却水流向所述缸体纵向进水流道（2），并通过所述缸体副出水口（5）和缸盖进水口（8）流入所述缸盖水套（7）的内部。

2.根据权利要求1所述的发动机冷却水套，其特征在于：所述缸体水套（1）设有缸体横流流道（6），当气缸的数量为1个时，所述缸体横流流道（6）布置在气缸的一侧，当气缸的数量大于等于2个时，所述缸体横流流道（6）布置在相邻两个气缸之间，所述缸体水套（1）布置有缸体主出水口（4），使得从所述缸体进水口（3）进入所述缸体水套（1）的冷却水能够在所述缸体横流流道（6）导流作用下从所述缸体主出水口（4）流出。

3.根据权利要求1所述的发动机冷却水套，其特征在于：所述缸盖水套（7）内设有缸盖横流流道（11），当气缸的数量为1个时，所述缸盖横流流道（11）布置在气缸的一侧，当气缸的数量大于等于2个时，所述缸盖横流流道（11）布置在相邻两个气缸之间，所述缸盖水套（7）布置有缸盖出水口（9），进入所述缸盖水套（7）的冷却水能够通过所述缸盖横流流道（11）流向所述缸盖出水口（9）。

4.根据权利要求3所述的发动机冷却水套，其特征在于：所述缸盖水套（7）上布置有集成排气歧管（15），所述集成排气歧管（15）布置在缸盖水套（7）的排气侧，所述缸盖进水口（8）布置在所述缸盖水套（7）的进气侧，所述集成排气歧管（15）的轴向方向与缸盖水套（7）前端到缸盖水套（7）后端的方向相同，所述集成排气歧管（15）的末端为所述缸盖出水口（9），经过所有所述缸盖横流流道（11）的冷却水汇集至所述集成排气歧管（15）内。

5.根据权利要求4所述的发动机冷却水套，其特征在于：所述缸盖进水口（8）的位置与气缸的位置一一对应，使得从所述缸盖进水口（8）流入的液体均能流过对应气缸的排气侧鼻梁区域（13）、环火花塞区域（12）、环气门座圈区域（14），然后通过所述缸盖横流流道（11）汇合至所述集成排气歧管（15）。

6.根据权利要求4所述的发动机冷却水套，其特征在于：所述集成排气歧管（15）上设有缸盖溢气口（10），所述缸盖溢气口（10）布置在所述集成排气歧管（15）的管身上。

7.根据权利要求2所述的发动机冷却水套，其特征在于：所述缸体进水口（3）布置在所述缸体水套（1）的进气侧并位于所述缸体水套（1）的前端，所述缸体主出水口（4）布置在所述缸体水套（1）的后端。

8.根据权利要求1所述的发动机冷却水套，其特征在于：所述发动机冷却水套还包括气缸垫，所述气缸垫后端的主缸垫孔（16），所述气缸垫的进气侧设有副缸垫孔（17），所述主缸垫孔（16）与缸体主出水口（4）相连通，所述副缸垫孔（17）与缸体副出水口（5）相连通。

9.根据权利要求1所述的发动机冷却水套，其特征在于：所述缸体纵向进水流道（2）布置在所述缸体水套（1）的进气侧，所述缸体纵向进水流道（2）的延伸方向与缸体水套（1）的前端到后端的方向相同。

10.一种发动机，其特征在于：包括如权利要求1-9任一所述的发动机冷却水套。

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