CN117989014A - 气缸盖水套设计 - Google Patents

Abstract

本申请涉及气缸盖水套设计。一种用于发动机系统的气缸盖的水套，包括水套下部部分，该水套下部部分包括多于一个水套下部部分冷却剂入口和多于一个水套下部部分冷却剂路径。水套下部部分以接收冷却剂的方式与水套下部部分冷却剂入口连通。水套还包括水套上部部分，该水套上部部分连接到水套下部部分并以接收冷却剂的方式与水套下部部分连通。水套上部部分包括第一冷却剂导轨、第二冷却剂导轨和水套上部部分冷却剂出口。多于一个水套下部部分冷却剂路径中的第一水套下部部分冷却剂路径围绕气缸盖的排放端口的至少一部分。多于一个水套下部部分冷却剂路径中的第二水套下部部分冷却剂路径位于气缸盖的两个输入端口之间。

Description

气缸盖水套设计

技术领域

本公开总体上涉及用于发动机系统中的气缸盖水套(water jacket)设计。

背景技术

在发动机系统中，由于在运行期间在发动机系统内产生的高温，期望提供冷却，并且特别是在气缸盖处提供冷却。可以实现提供这种冷却的一种方法是在气缸盖中包括允许冷却剂流过气缸盖的水套。然而，冷却的有效性在很大程度上取决于水套的设计。

发明内容

在各种实施例中，一种用于发动机系统的气缸盖的水套包括水套下部部分，该水套下部部分包括多于一个水套下部部分冷却剂入口和多于一个水套下部部分冷却剂路径。水套下部部分以接收冷却剂的方式与多于一个水套下部部分冷却剂入口连通。水套还包括水套上部部分，该水套上部部分与水套下部部分连接并以接收冷却剂的方式与水套下部部分连通。水套上部部分包括第一冷却剂导轨(coolant rail)、第二冷却剂导轨和水套上部部分冷却剂出口。多于一个水套下部部分冷却剂路径中的第一水套下部部分冷却剂路径围绕气缸盖的排放端口的至少一部分，并且多于一个水套下部部分冷却剂路径中的第二水套下部部分冷却剂路径位于气缸盖的两个输入端口(intake ports)之间。

在一些实施例中，所述水套下部部分包括用于每个气缸的两个水套下部部分冷却剂入口，每个气缸由连接到所述气缸盖的发动机缸体限定。

在一些实施例中，所述水套下部部分冷却剂入口中的第一水套下部部分冷却剂入口位于所述水套下部部分的输入侧，并且所述水套下部部分冷却剂入口中的第二水套下部部分冷却剂入口位于所述水套下部部分的排放侧。

在一些实施例中，所述多于一个水套下部部分冷却剂路径中的所述第二水套下部部分冷却剂路径以接收冷却剂的方式与所述多于一个水套下部部分冷却剂路径中的所述第一水套下部部分冷却剂路径连通。

在一些实施例中，所述第一冷却剂导轨位于所述水套上部部分的输入侧，并且所述第二冷却剂导轨位于所述水套上部部分的排放侧。

在一些实施例中，所述第一冷却剂导轨和所述第二冷却剂导轨中的每一者的长度与所述水套上部部分的长度相同。

在一些实施例中，所述水套下部部分包括水套下部部分冷却剂出口。

在一些实施例中，所述水套上部部分以接收冷却剂的方式与所述多于一个水套下部部分冷却剂路径中的所述第一水套下部部分冷却剂路径连通。

在一些实施例中，所述水套上部部分包括将所述第一冷却剂导轨连接到所述第二冷却剂导轨的至少一个水套上部部分冷却剂路径。

在一些实施例中，所述水套下部部分包括在所述水套下部部分与所述气缸盖之间形成密封的多于一个垫。

在一些实施例中，所述水套下部部分包括水套下部部分油入口，所述水套下部部分油入口以接收油的方式与所述发动机系统的油供应源连通。

在一些实施例中，所述多于一个水套下部部分冷却剂路径中的所述第一水套下部部分冷却剂路径包括至少一个节段，所述第一水套下部部分冷却剂路径的所述至少一个节段被配置为允许冷却剂首先朝向所述水套下部部分的输入侧流动，然后朝向所述水套下部部分的排放侧回流。

在一些实施例中，所述多于一个水套下部部分冷却剂路径中的所述第二水套下部部分冷却剂路径包括至少一个节段，所述第二水套下部部分冷却剂路径的所述至少一个节段被配置为允许冷却剂朝向所述水套下部部分的输入侧流动。

在一些实施例中，所述水套下部部分包括所述多于一个水套下部部分冷却剂路径中的第三水套下部部分冷却剂路径，所述多于一个水套下部部分冷却剂路径中的所述第三水套下部部分冷却剂路径围绕所述两个输入端口中的第一输入端口的至少一部分。

在一些实施例中，所述多于一个水套下部部分冷却剂路径中的所述第三水套下部部分冷却剂路径包括至少一个节段，所述第三水套下部部分冷却剂路径的所述至少一个节段被配置为允许冷却剂朝向所述水套下部部分的排放侧流动。

在一些实施例中，所述水套上部部分冷却剂出口位于所述水套上部部分的排放侧。

在一些实施例中，一种发动机系统包括：发动机缸体，所述发动机缸体限定至少一个气缸；以及气缸盖，所述气缸盖连接到所述发动机缸体，所述气缸盖包括上文所述的水套。

在一些实施例中，所述气缸盖包括在所述水套下部部分与所述气缸盖之间形成密封的多于一个肋。

附图说明

结合附图，从以下的详细描述中，本公开将被更加充分地理解，其中相同的附图标记表示相同的元件，其中：

图1是根据一个实施例的发动机系统的顶部透视图。

图2是图1的发动机系统的水套下部部分和气缸盖的顶部截面视图。

图3是图1的发动机系统的水套的水套上部部分和水套下部部分的顶部透视图，并示出了发动机系统的输入端口和排放端口。

图4是图3的水套的顶部透视图。

图5是图3的水套的底部透视图。

图6是图3的水套的另一顶部透视图。

图7是图3的水套的另一顶部透视图，示出了冷却剂通过水套的流动。

图8是图3的水套的水套下部部分的一部分的俯视图，示出了冷却剂通过水套下部部分的流动。

结合附图，从以下描述和所附权利要求，本公开的前述和其他特征将变得明显。应当理解，这些附图仅描绘了根据本公开的几个实施例，并且因此不应被认为是对本公开范围的限制，将通过使用附图描述本公开的额外特征和细节。

具体实施方式

在以下详细描述中，参考了构成该详细描述的一部分的附图。在附图中，相似的符号通常标识相似的部件，除非上下文另有规定。在详细描述、附图和权利要求中描述的说明性实施例并不意味着是限制性的。在不脱离这里所呈现的主题的精神或范围的情况下，可以使用其他实施例，并且可以进行其他改变。将很容易地理解的是，如本文一般描述的和在附图中示出的、本公开的各方面可以被布置、替换、组合和设计成多种不同的配置，所有这些配置都经明确地考虑并成为本公开的一部分。

本文的实施方式涉及具有水套下部部分和水套上部部分的水套。水套上部部分连接到水套下部部分。水套下部部分具有围绕气缸盖的排放端口的至少一部分的水套下部部分第一冷却剂路径并具有位于气缸盖的两个输入端口之间的水套下部部分第二冷却剂路径，并且水套上部部分具有第一冷却剂导轨和第二冷却剂导轨。当向水套提供冷却剂时，冷却剂通过水套的流动使发动机系统的与水套接触的部件(包括排放端口和输入端口)冷却。此外，第一冷却剂导轨和第二冷却剂导轨的体积以及水套上部部分与水套下部部分之间的多于一个连接部允许减少水套中的阻力。以这种方式，水套可以提供冷却发动机系统的部件的益处，同时满足较低的压降和热需求。在水套中提供较低的压降可以允许最小化泵功率损失，这提供了燃料经济性益处，并在特定实施例中允许获得0.1％的制动热效率(BTE)益处。

图1描绘了根据示例实施例的发动机系统100的顶部透视图。发动机系统100可以包括任何合适的内燃发动机(例如，四缸发动机、六缸发动机等)。

发动机系统100包括发动机缸体110。发动机缸体110限定多于一个气缸112。每个气缸112被配置成接收可以在气缸112内往复运动的活塞。在图1的实施例中，发动机缸体110限定六个气缸112。在其他实施例中，发动机缸体110可以限定更多或更少的气缸。发动机缸体110限定多于一个发动机缸体螺栓孔115，并且每个发动机缸体螺栓孔115被配置成接收螺栓135，如图8所示。发动机缸体110限定多于一个发动机缸体螺栓孔115，使得每个气缸112被四个发动机缸体螺栓孔115围绕。在图1的实施例中，每个气缸112被四个发动机缸体螺栓孔115围绕，使得发动机缸体螺栓孔115的总数等于二加上二乘以气缸112的数量。在其他实施例中，每个气缸112可以被四个发动机缸体螺栓孔115围绕，使得发动机缸体螺栓孔115的总数等于四乘以气缸112数量。

图2描绘了图1的发动机系统的气缸盖120的顶部截面视图。气缸盖120连接到发动机缸体110。如图2和图3所示，气缸盖120包括第一输入端口125、第二输入端口127和排放端口129。第一输入端口125、第二输入端口127和排放端口129中的每一个对应于一个阀，使得发动机系统100具有用于每个气缸112的三个阀。

再次参考图2，气缸盖120限定了传动装置接受器150，该传动装置接受器150被配置成接收凸轮传动装置。气缸盖120限定至少一个气缸盖油入口140，该至少一个气缸盖油入口140以接收油的方式与发动机系统100的油供应源连通。气缸盖120限定至少一个油排出孔145，该至少一个油排出孔145以接收油的方式与至少一个气缸盖油入口140连通，并且允许油从气缸盖120排出。气缸盖120限定至少一个喷射器孔155，该至少一个喷射器孔155被配置为接纳喷射器。气缸盖120包括多于一个肋170。多于一个肋170在水套下部部分210与气缸盖120之间形成密封，并且因此多于一个肋170能够起到发动机系统100的适当垫圈功能并减少气缸盖120的缸盖抬升(head lift)。

气缸盖120限定多于一个气缸盖螺栓孔123，并且每个气缸盖螺栓孔123被配置成接收螺栓135，如图8所示。气缸盖120限定的气缸盖螺栓孔123的数量与发动机缸体110限定的发动机缸体螺栓孔115的数量相同。每个气缸盖螺栓孔123被配置成与发动机缸体螺栓孔115中的一个邻接，以允许相应的螺栓135定位在气缸盖螺栓孔123和发动机缸体螺栓孔115两者中。气缸盖120经由多于一个螺栓135连接到发动机缸体110，多于一个发动机缸体螺栓孔115和多于一个气缸盖螺栓孔123被配置成接收该多于一个螺栓135。

图3、图4、图6和图7描绘了气缸盖120的水套200的顶部透视图。与用于四螺栓三阀发动机系统的其他型号的水套相比，水套200具有更大的体积，从而允许发动机系统100的重量减轻2.5kg。水套200可以由铸铁或任何其他合适的材料制成。

水套200允许冷却剂流过水套200，并冷却发动机系统100的与水套200接触的部件。如图3所示，水套200包括在排放侧201处或邻近排放侧201的排放端口129，排放侧201是水套200的第一侧。水套200还包括输入侧202处或邻近输入侧202的第一输入端口125和第二输入端口127，输入侧202是水套200的第二侧。排放侧201与输入侧202相对。水套200具有第三侧203和第四侧204，第三侧203和第四侧204中的每一个位于输入侧202与排放侧201之间。

如图4所示，水套200包括水套上部部分250，水套上部部分250连接到水套下部部分210并以接收冷却剂的方式与水套下部部分210连通。冷却剂可以是任何合适的冷却剂(例如，水、油等)。水套上部部分250位于水套下部部分210的上方。水套下部部分210位于水套上部部分250的下方和发动机缸体110的上方。

水套上部部分250包括第一冷却剂导轨255和第二冷却剂导轨257，该第一冷却剂导轨255和第二冷却剂导轨257位于水套上部部分250的相对侧上。如图4所示，第一冷却剂导轨255位于输入侧202，并且第二冷却剂导轨257位于排放侧201。如图4所示，第一冷却剂导轨255和第二冷却剂导轨257定位成使得第一冷却剂导轨255和第二冷却剂导轨257中的每一个的纵向轴线平行于由发动机缸体110限定的多于一个气缸112的排。如图4所示，第一冷却剂导轨255和第二冷却剂导轨257中的每一个的长度与水套上部部分250从第三侧203到第四侧204的长度相同。水套上部部分250的第一冷却剂导轨255和第二冷却剂导轨257允许减少发动机系统100的重量并降低穿过水套200的压降。

如图7所示，水套上部部分250包括将第一冷却剂导轨255连接到第二冷却剂导轨257的至少一个水套上部部分冷却剂路径261。如图7所示，水套上部部分250包括四个水套上部部分冷却剂路径261。在其他实施例中，水套上部部分250可以包括更多或更少的水套上部部分冷却剂路径261。

图5是水套200的底部透视图。水套上部部分250包括水套上部部分冷却剂出口259。如图5所示，水套上部部分冷却剂出口259位于水套上部部分250的排放侧201和第四侧204的拐角处。在其他实施例中，水套上部部分冷却剂出口259可以定位在水套上部部分250的另一拐角处或水套上部部分250的另一位置处。如图5所示，水套上部部分250包括一个水套上部部分冷却剂出口259。在其他实施例中，水套上部部分250可以包括多于一个一个水套上部部分冷却剂出口259。

再次参考图7，示出了冷却剂通过第一冷却剂导轨255、第二冷却剂导轨257和至少一个水套上部部分冷却剂路径261的流动从第三侧203流向第四侧204，并且从输入侧202流向排放侧201，朝向水套上部部分冷却剂出口259。在其他实施例中，冷却剂通过第一冷却剂导轨255、第二冷却剂导轨257和至少一个水套上部部分冷却剂路径261的流动可以从第四侧204流向第三侧203和/或从排放侧201流向输入侧202。

再次参考图5，水套上部部分250包括至少一个水套上部部分连接部252。每个水套上部部分连接部252被配置成与水套下部部分210的相应水套下部部分连接部212接触并以接收冷却剂的方式与水套下部部分210的相应水套下部部分连接部212连通。如图5所示，多于一个水套上部部分连接部252定位在水套上部部分250上。水套上部部分连接部252可以定位在输入侧202、排放侧201、和/或在输入侧202与排放侧201之间。通过多于一个水套上部部分连接部252和多于一个水套下部部分连接部212接触而形成的水套上部部分250与水套下部部分210之间的多于一个连接部允许水套200中的较低压降。

如图5所示，水套下部部分210与水套上部部分250连接并以提供冷却剂的方式与水套上部部分250连通。水套下部部分210包括多于一个水套下部部分第一冷却剂入口215和多于一个水套下部部分第二冷却剂入口217。水套下部部分210以接收冷却剂的方式与多于一个水套下部部分第一冷却剂入口215和多于一个水套下部部分第二冷却剂入口217连通。如图5所示，水套下部部分第一冷却剂入口215位于水套下部部分210的输入侧202，并且水套下部部分第二冷却剂入口217位于水套下部部分210的排放侧201。在其他实施例中，水套下部部分第一冷却剂入口215和水套下部部分第二冷却剂入口217可以位于水套下部部分210的其他位置处。

如图5所示，对于由发动机缸体110限定的每个气缸112，水套下部部分210具有两个水套下部部分冷却剂入口(水套下部部分第一冷却剂入口215和水套下部部分第二冷却剂入口217)，总共十二个水套下部部分冷却剂入口(六个水套下部部分第一冷却剂入口215和六个水套下部部分第二冷却剂入口217)。在其他实施例中，水套下部部分210可以具有更少或更多的水套下部部分第一冷却剂入口215和水套下部部分第二冷却剂入口217中的每一者。如图5所示，水套下部部分210具有与水套下部部分第二冷却剂入口217的数量相同的水套下部部分第一冷却剂入口215。在其他实施例中，水套下部部分210可以具有与水套下部部分第二冷却剂入口217的数量不同的水套下部部分第一冷却剂入口215。

如图8所示，水套下部部分210可以包括水套下部部分油入口225，该水套下部部分油入口225以接收油的方式与发动机系统100的油供应源连通。如图8所示，水套下部部分油入口225位于水套下部部分210的排放侧201。

再次参考图5和图6，水套下部部分210可以包括水套下部部分冷却剂出口219。如图5和图6所示，水套下部部分冷却剂出口219位于水套下部部分210的排放侧201和第四侧204的拐角处。在其他实施例中，水套下部部分冷却剂出口219可以位于水套下部部分210的另一拐角处或水套下部部分210的另一位置处。在没有水套下部部分冷却剂出口219的实施例中，进入水套下部部分210的所有冷却剂随后进入水套上部部分250。在具有水套下部部分冷却剂出口219的实施例中，进入水套下部部分210的冷却剂的至少一部分可以通过水套下部部分冷却剂出口219排出。如图5和图6所示，水套下部部分210包括一个水套下部部分冷却剂出口219。在其他实施例中，水套下部部分210可以包括多于一个水套下部部分冷却剂出口219。

再次参考图2，图2还描绘了水套下部部分210的顶部截面视图，水套下部部分210可以包括多于一个垫270，这些垫270在水套下部部分210与气缸盖120之间形成密封。如图2所示，多于一个垫270定位成遍布水套下部部分210。在其他实施例中，多于一个垫270可以定位在水套下部部分210的其他位置处。多于一个垫270能够起到发动机系统100的适当垫圈功能并减少气缸盖120的缸盖抬升。

再次参考图6和图7，水套下部部分210包括至少一个水套下部部分连接部212。每个水套下部部分连接部212被配置为接触水套上部部分250的相应水套上部部分连接部252并以提供冷却剂的方式与水套上部部分250的相应水套上部部分连接部252连通。如图6和图7所示，多于一个水套下部部分连接部212位于水套下部部分210上。水套下部部分连接部212可以定位在排放侧201、输入侧202和/或在排放侧201与输入侧202之间。

水套下部部分210包括与水套上部部分250包括的水套上部部分连接部252的数量相同的水套下部部分连接部212。如图6和图7所示，水套下部部分210包括十个水套下部部分连接部212。在其他实施例中，水套下部部分210可以包括更多或更少的水套下部部分连接部212。

图8描绘了水套下部部分210的一部分的俯视图，示出了冷却剂通过水套下部部分210的流动。水套下部部分210包括水套下部部分第一冷却剂路径231、水套下部部分第二冷却剂路径233和水套下部部分第三冷却剂路径235。水套下部部分第一冷却剂路径231、水套下部部分第二冷却剂路径233和水套下部部分第三冷却剂路径235中的至少一者以接收冷却剂的方式与水套下部部分第一冷却剂入口215和水套下部部分第二冷却剂入口217中的至少一者连通。水套下部部分第一冷却剂路径231、水套下部部分第二冷却剂路径233和水套下部部分第三冷却剂路径235中的至少一者以提供冷却剂的方式与水套下部部分连接部212中的至少一者连通。水套下部部分210设计成使得冷却剂可以流过水套下部部分第一冷却剂路径231、水套下部部分第二冷却剂路径233和水套下部部分第三冷却剂路径235中的至少一者，然后经由水套下部部分连接部212中的一者和水套上部部分连接部252中的一者进入水套上部部分250。

如图8所示，水套下部部分第一冷却剂路径231以接收冷却剂的方式与水套下部部分第二冷却剂入口217中的一者连通，并且以提供冷却剂的方式与水套下部部分连接部212中的位于水套下部部分210中间的一个水套下部部分连接部连通。水套上部部分250通过水套上部部分连接部252中的一者与水套下部部分连接部212中的一者的接触而以接收冷却剂的方式与水套下部部分第一冷却剂路径231连通。水套下部部分第一冷却剂路径231围绕气缸盖120的排放端口129的至少一部分。如图8所示，水套下部部分第一冷却剂路径231具有至少一个节段，该至少一个节段被配置成允许冷却剂首先朝向输入侧202流动，然后朝向排放侧201回流。如图8所示，水套下部部分第一冷却剂路径231具有至少一个节段，该至少一个节段被配置成允许冷却剂首先朝向第四侧204流动，然后远离第四侧204流动，或者首先远离第四侧204流动，然后朝向第四侧204流动。

如图8所示，水套下部部分第一冷却剂路径231具有三个弯曲节段。在其他实施例中，水套下部部分第一冷却剂路径231可以具有更多或更少的弯曲节段和/或可以具有直线节段。如图8所示，水套下部部分第一冷却剂路径231在水套下部部分第一冷却剂路径231的长度上改变水套下部部分第一冷却剂路径231的曲率或方向两次。在其他实施例中，水套下部部分第一冷却剂路径231可以在水套下部部分第一冷却剂路径231的长度上改变水套下部部分第一冷却剂路径231的曲率或方向更多次数或更少次数。如图8所示，水套下部部分第一冷却剂路径231具有可变厚度，使得水套下部部分第一冷却剂路径231的厚度在水套下部部分第一冷却剂路径231的从水套下部部分第二冷却剂入口217朝向水套下部部分连接部212的方向上减小。在其他实施例中，水套下部部分第一冷却剂路径231可以具有均匀的厚度或可以具有不同的可变厚度。

水套下部部分第一冷却剂路径231可以接收冷却剂，使得与通过水套200的其他部分的冷却剂流动相比，通过水套下部部分第一冷却剂路径231的冷却剂流动具有更高的速度。由于排放端口129，并且发动机系统100的位于水套下部部分210中间的部件的其他表面(其与水套下部部分第一冷却剂路径231接触)是发动机系统100的在发动机系统100的运行期间能够引起气缸盖120的最高温度的部件，因此与其他型号相比，通过水套下部部分第一冷却剂路径231的速度越高导致观察到的气缸盖120的最高温度越低。

如图8所示，水套下部部分第二冷却剂路径233以接收冷却剂的方式与水套下部部分第一冷却剂路径231连通，并且水套下部部分第二冷却剂路径233以提供冷却剂的方式与水套下部部分第三冷却剂路径235连通。在其他实施例中，代替水套下部部分第三冷却剂路径235或除了水套下部部分第三冷却剂路径235之外，水套下部部分第二冷却剂路径233可以以提供冷却剂的方式与多于一个水套下部部分连接部212中的一者连通，使得流过水套下部部分第二冷却剂路径233的冷却剂的至少一部分(包括整个部分)被提供给水套上部部分250。水套下部部分第二冷却剂路径233位于喷射器孔155的一部分周围，并且位于气缸盖120的第一输入端口125与第二输入端口127之间。如图8所示，水套下部部分第二冷却剂路径233具有至少一个节段，该至少一个节段被配置成允许冷却剂朝向输入侧202流动。如图8所示，水套下部部分第二冷却剂路径233具有至少一个节段，该至少一个节段被配置成允许冷却剂首先朝向第四侧204流动，然后远离第四侧204流动，然后再次朝向第四侧204流动，或者首先远离第四侧204流动，然后朝向第四侧204流动，然后再次远离第四侧204流动。

如图8所示，水套下部部分第二冷却剂路径233具有两个弯曲节段。在其他实施例中，水套下部部分第二冷却剂路径233可以具有更多或更少的弯曲节段和/或可以具有直线节段。如图8所示，水套下部部分第二冷却剂路径233在水套下部部分第二冷却剂路径233的长度上改变水套下部部分第二冷却剂路径233的曲率或方向一次。在其他实施例中，水套下部部分第二冷却剂路径233可以在水套下部部分第二冷却剂路径233的长度上改变水套下部部分第二冷却剂路径233的曲率或方向更多次数或更少次数。如图8所示，水套下部部分第二冷却剂路径233具有可变厚度，使得水套下部部分第二冷却剂路径233的厚度在水套下部部分第二冷却剂路径233的远离水套下部部分第一冷却剂路径231的方向上增加。在其他实施例中，水套下部部分第二冷却剂路径233可以具有均匀的厚度或可以具有不同的可变厚度。

如图8所示，水套下部部分第三冷却剂路径235以接收冷却剂的方式与水套下部部分第二冷却剂路径233和水套下部部分第一冷却剂入口215连通。在其他实施例中，水套下部部分第三冷却剂路径可以以接收冷却剂的方式与水套下部部分第二冷却剂路径233和水套下部部分第一冷却剂入口215中的仅一者连通。水套下部部分第三冷却剂路径235以提供冷却剂的方式与位于水套下部部分210的排放侧201和第四侧204处的拐角处的水套下部部分连接部212以及与水套下部部分冷却剂出口219连通。在其他实施例中，水套下部部分第三冷却剂路径235可以以提供冷却剂的方式与水套下部部分连接部212和水套下部部分冷却剂出口219中的仅一者连通。水套下部部分第三冷却剂路径235围绕气缸盖120的第一输入端口125的至少一部分。如图8所示，水套下部部分第三冷却剂路径235具有至少一个节段，该至少一个节段被配置成允许冷却剂朝向排放侧201流动。如图8所示，水套下部部分第三冷却剂路径235具有至少一个节段，该至少一个节段被配置成允许冷却剂首先朝向第四侧204流动，然后远离第四侧204流动。在其他实施例中，水套下部部分第三冷却剂路径235具有至少一个节段，该至少一个节段被配置为允许冷却剂首先远离第四侧204流动，然后朝向第四侧204流动。

如图8所示，水套下部部分第三冷却剂路径235具有两个弯曲节段和直线节段。在其他实施例中，水套下部部分第三冷却剂路径235可以具有更多或更少的弯曲节段和/或更多或更少的直线节段。如图8所示，水套下部部分第三冷却剂路径235在水套下部部分第三冷却剂路径235的长度上改变水套下部部分第三冷却剂路径235的曲率或方向两次。在其他实施例中，水套下部部分第三冷却剂路径235可以在水套下部部分第三冷却剂路径235的长度上改变水套下部部分第三冷却剂路径235的曲率或方向更多次数或更少次数。如图8所示，水套下部部分第三冷却剂路径235具有可变厚度，使得水套下部部分第三冷却剂路径235的厚度在水套下部部分第三冷却剂路径235的长度上改变多次。在其他实施例中，水套下部部分第三冷却剂路径235可以具有均匀的厚度或可以具有不同的可变厚度。

图8还描绘了冷却剂通过水套上部部分250的在水套下部部分210上方的第一冷却剂导轨255和第二冷却剂导轨257的流动的方向256，该方向256被描绘为如图8所示从第三侧203朝向第四侧204叠加在水套下部部分210上。

进行了三十次水套流动优化的迭代，以确定用于具有常规布置的五种其他气缸盖型号和用于气缸盖120的气缸盖的燃烧面的最高温度。水套流动优化的结果表明，由水套200冷却的气缸盖120达到344℃的最高温度，这低于五种其他型号观察到的最高温度。观察到的气缸盖120的较低的最高温度允许减少冷却剂的泵流量，并允许提高发动机系统100的制动热效率(BTE)。水套流动优化的结果还表明，观察到的气缸盖120的460马力(HP)的功率，这是所比较的六个型号中观察到的第二最低功率，因此与其他四个型号相比，允许减少功率需求。该五种其他型号被证明具有359℃至406℃的范围内的燃烧面最高温度，并且功率需求在400HP到660HP的范围内。

虽然本说明书包含很多特定的实施方式细节，但是这些不应被解释为对可以被要求保护的内容的范围的限制，而是应被解释为对特定的实施方式所特有的特征的描述。在本说明书中在独立的实施方式的上下文中描述的某些特征也可以在单个实施方式中组合地实施。反过来说，在单个实施方式的上下文中描述的各种特征也可以在多于一个实施方式中单独地或以任何适当的子组合的方式实施。此外，虽然特征可能被描述为以某些组合起作用且甚至最初被这样要求保护，但是来自所要求保护的组合的一个或更多于一个特征在一些情况下可以从该组合删除，并且所要求保护的组合可以涉及子组合或子组合的变形。

如在本文中所使用的术语“联接”以及类似术语(例如，“连接”)意味着两个部件彼此直接地或间接地连结。这样的连结可以是固定的(例如，永久的)或可移动的(例如，可移除的或可释放的)。这样的连结可以在以下情况下实现：两个部件或这两个部件和任何额外的中间部件彼此一体地形成为单个整体，或两个部件或这两个部件和任何额外的中间部件附接到彼此。

重要的是要注意，在各个示例实施方式中示出的不同系统的构造和布置在性质上只是说明性的而非限制性的。出现在所描述的实施方式的精神和/或范围内的所有变化和修改期望受到保护。应理解，一些特征可以不是必要的，且缺少各种特征的实施方式可以被设想为在本公开的范围内，该范围由所附权利要求限定。当语言“一部分”被使用时，该项可以包括一部分和/或整个项，除非特别地相反地陈述。

本文对元件的位置的引用(例如，“顶部”、“底部”、“上方”)仅用于描述附图中各种元件的取向。应当注意，根据其他示例实施例，各种元件的取向可以不同，并且这种变化旨在被本公开所包含。

Claims (18)

1.一种用于发动机系统的气缸盖的水套，所述水套包括：

水套下部部分，所述水套下部部分包括多于一个水套下部部分冷却剂入口和多于一个水套下部部分冷却剂路径，所述水套下部部分以接收冷却剂的方式与所述多于一个水套下部部分冷却剂入口连通；以及

水套上部部分，所述水套上部部分连接到所述水套下部部分并以接收冷却剂的方式与所述水套下部部分连通，所述水套上部部分包括第一冷却剂导轨、第二冷却剂导轨和水套上部部分冷却剂出口；

其中，所述多于一个水套下部部分冷却剂路径中的第一水套下部部分冷却剂路径围绕所述气缸盖的排放端口的至少一部分，并且所述多于一个水套下部部分冷却剂路径中的第二水套下部部分冷却剂路径位于所述气缸盖的两个输入端口之间。

2.根据权利要求1所述的水套，其中，所述水套下部部分包括用于每个气缸的两个水套下部部分冷却剂入口，每个气缸由连接到所述气缸盖的发动机缸体限定。

3.根据权利要求2所述的水套，其中，所述水套下部部分冷却剂入口中的第一水套下部部分冷却剂入口位于所述水套下部部分的输入侧，并且所述水套下部部分冷却剂入口中的第二水套下部部分冷却剂入口位于所述水套下部部分的排放侧。

4.根据权利要求3所述的水套，其中，所述多于一个水套下部部分冷却剂路径中的所述第二水套下部部分冷却剂路径以接收冷却剂的方式与所述多于一个水套下部部分冷却剂路径中的所述第一水套下部部分冷却剂路径连通。

5.根据权利要求1所述的水套，其中，所述第一冷却剂导轨位于所述水套上部部分的输入侧，并且所述第二冷却剂导轨位于所述水套上部部分的排放侧。

6.根据权利要求1所述的水套，其中，所述第一冷却剂导轨和所述第二冷却剂导轨中的每一者的长度与所述水套上部部分的长度相同。

7.根据权利要求1所述的水套，其中，所述水套下部部分包括水套下部部分冷却剂出口。

8.根据权利要求1所述的水套，其中，所述水套上部部分以接收冷却剂的方式与所述多于一个水套下部部分冷却剂路径中的所述第一水套下部部分冷却剂路径连通。

9.根据权利要求1-8中任一项所述的水套，其中，所述水套上部部分包括将所述第一冷却剂导轨连接到所述第二冷却剂导轨的至少一个水套上部部分冷却剂路径。

10.根据权利要求1-8中任一项所述的水套，其中，所述水套下部部分包括在所述水套下部部分与所述气缸盖之间形成密封的多于一个垫。

11.根据权利要求1-8中任一项所述的水套，其中，所述水套下部部分包括水套下部部分油入口，所述水套下部部分油入口以接收油的方式与所述发动机系统的油供应源连通。

12.根据权利要求1-8中任一项所述的水套，其中，所述多于一个水套下部部分冷却剂路径中的所述第一水套下部部分冷却剂路径包括至少一个节段，所述第一水套下部部分冷却剂路径的所述至少一个节段被配置为允许冷却剂首先朝向所述水套下部部分的输入侧流动，然后朝向所述水套下部部分的排放侧回流。

13.根据权利要求1-8中任一项所述的水套，其中，所述多于一个水套下部部分冷却剂路径中的所述第二水套下部部分冷却剂路径包括至少一个节段，所述第二水套下部部分冷却剂路径的所述至少一个节段被配置为允许冷却剂朝向所述水套下部部分的输入侧流动。

14.根据权利要求1-8中任一项所述的水套，其中，所述水套下部部分包括所述多于一个水套下部部分冷却剂路径中的第三水套下部部分冷却剂路径，所述多于一个水套下部部分冷却剂路径中的所述第三水套下部部分冷却剂路径围绕所述两个输入端口中的第一输入端口的至少一部分。

15.根据权利要求14所述的水套，其中，所述多于一个水套下部部分冷却剂路径中的所述第三水套下部部分冷却剂路径包括至少一个节段，所述第三水套下部部分冷却剂路径的所述至少一个节段被配置为允许冷却剂朝向所述水套下部部分的排放侧流动。

16.根据权利要求1-8和15中任一项所述的水套，其中，所述水套上部部分冷却剂出口位于所述水套上部部分的排放侧。

17.一种发动机系统，包括：

发动机缸体，所述发动机缸体限定至少一个气缸；以及

气缸盖，所述气缸盖连接到所述发动机缸体，所述气缸盖包括根据权利要求1至16中任一项所述的水套。

18.根据权利要求17所述的发动机系统，其中，所述气缸盖包括在所述水套下部部分与所述气缸盖之间形成密封的多于一个肋。