CN203257557U - 一种发动机气缸盖冷却结构 - Google Patents

Abstract

一种发动机气缸盖冷却结构，它为将发动机缸盖上多个缸盖燃烧顶包围的缸盖水套，所述缸盖水套包括进气侧水套支路、喷油器水套支路和排气侧水套支路，它们之间形成相互联通的水道网，在缸盖水套内部设有调节梁，所述调节梁桥接在缸盖排气道与缸盖燃烧顶之间。本实用新型结构紧凑，它不仅能使冷却液达到预定流速，满足了缸盖不同部位的冷却强度要求，而且增加了缸盖强度，进一步延长了缸盖的使用寿命。

Description

一种发动机气缸盖冷却结构

技术领域

本实用新型涉及一种发动机气缸盖，尤其是一种柴油发动机的气缸盖冷却结构，属于燃烧发动机技术领域。

背景技术

水冷式发动机冷却系统是以冷却液为冷却介质，由水泵从散热器中抽取低温冷却液，加压后通过管道输入发动机缸体冷却水套，并向上流入发动机缸盖冷却水套中，冷却液吸收缸体及缸盖热量后沿水管回流到散热器中。在发动机做功过程中，燃料燃烧放出的热量一部分转换为动力输出，一部分通过冷却水套中的冷却液传递出去。如附图1所示，一般发动机的燃烧室位于缸体与缸盖接合部位，在发动机缸盖4上设有燃烧顶4-3，使得缸盖温度高于缸体，因此对缸盖冷却系统的设置提出了更高的要求。

现有技术中，汽车发动机缸盖冷却系统的设置是在缸盖中铸造成型冷却液通道，通过缸盖冷却液通道将来自缸体的冷却液引入循环系统。冷却液首先经过下水腔进入上水腔，再经过与上水腔相连接的上回水腔，最后由与下回水腔相连通的回水口进入循环系统。上述发动机缸盖冷却系统水路行程较长，导致冷却液沿程压损较大，还容易引起冷却液流动循环过程的紊乱，冷却温度不均匀，从而影响了冷却效果。特别是随着发动机性能的不断提升，其热负荷越来越大，对冷却系统的要求更高，为解决上述问题，通常采用增大气缸盖水套容积或水泵流量的方法，因此也带来了发动机内部消耗功率和气缸头体积及重量增加的问题，与发动机轻量化和高效率设计要求相矛盾。

实用新型内容

本实用新型的目的在于针对现有技术之弊端，提供一种结构紧凑、能使冷却液按预定流速流动，满足不同部位冷却强度要求的发动机气缸盖冷却结构。

本实用新型所述问题是以下述技术方案实现的：

一种发动机气缸盖冷却结构，它为将发动机缸盖上多个缸盖燃烧顶包围的缸盖水套，所述缸盖水套包括进气侧水套支路、喷油器水套支路和排气侧水套支路，它们之间形成相互联通的水道网，在缸盖水套内部设有调节梁，所述调节梁桥接在缸盖排气道与缸盖燃烧顶之间。

上述发动机气缸盖冷却结构，同缸两个缸盖排气道所对应的调节梁形成夹角α=72°的“V”型结构。

上述发动机气缸盖冷却结构，所述调节梁外表面为光滑曲面，其横截面外廓线为顺畅的封闭曲线。

上述发动机气缸盖冷却结构，所述排气侧水套支路数量与发动机缸数匹配，它们均由两个全包围式排气道水套组成，在两个排气道水套之间设有导水结构，所述导水结构的导向角β=10°～13°，其距水套底面的高度h=20-23mm。

上述发动机气缸盖冷却结构，所述进气侧水套支路数量与发动机缸数匹配，它们均由一个集成进气管路水套和一个全包围式进气道水套组成，所述集成进气管路水套包围在进气管和一个进气道的外面。

上述发动机气缸盖冷却结构，所述喷油器水套支路数量与发动机缸数匹配，它们均为全包围结构。

本实用新型是在发动机缸盖内部铸造的整体式空腔水套结构，它与发动机缸体的冷却水套连通，当缸盖水套中充满冷却液时，冷却液将缸盖上与发动机缸数匹配的燃烧顶包围；本实用新型通过调节梁干预缸盖中央冷却液的流动状态，从而改善燃烧室顶部的冷却效果，由于发动机的气门头部与气门座圈配合工作，为保证良好的配合间隙，两者之间应保持均匀相似的温度场分布，而调节梁通过调整水套内冷却液的冷却状态使气门座圈保温，气门座圈通过适度热膨胀减小与气门的配合间隙，保证良好的密封性能；本实用新型的进气侧水套支路将进气管路与一个进气道集成冷却，由于进气侧温度较低，集成冷却方式既加强了水套的组织结构强度，又不影响相关部位的疲劳强度和冷却效果；本实用新型将排气侧水套支路设计成全包围式冷却水套结构，加大了对排气道的冷却力度，有效地避免了缸盖排气侧三角区由于高温产生的热疲劳；本实用新型在排气侧水套支路的两个排气道水套之间设置导水结构，可将位于其下侧的冷却液导入缸盖排气侧的三角区，提高了三角区水套中冷却液的流速，达到消除流动死角的目的。总之，本实用新型结构紧凑，它不仅能使冷却液达到预定流速，满足了缸盖不同部位的冷却强度要求，而且增加了缸盖强度，进一步延长了缸盖的使用寿命。

附图说明

下面结合附图对本实用新型作进一步说明。

图1是发动机缸盖的仰视图；

图2是发动机缸盖水套的俯视图；

图3是发动机缸盖单缸水套结构示意图（倒置）；

图4是调节梁沿图3中A-A面剖切后结构示意图；

图5是导水结构的侧剖视图；

图6是发动机缸盖水套仰视图；

图7是发动机缸盖水套排气侧示意图。

图中各标号清单为：1、排气侧水套支路， 2、进气侧水套支路，2-1、集成进气管路水套，2-2、全包围式进气道水套， 3、喷油器水套支路，4、发动机缸盖，4-1、缸盖排气道，4-2、缸盖进气道，4-3、缸盖燃烧顶，5、调节梁，6、导水结构。

具体实施方式

参看图 2，本实用新型为将发动机缸盖4上多个缸盖燃烧顶4-3包围的缸盖水套，所述缸盖水套包括进气侧水套支路2、喷油器水套支路3和排气侧水套支路1，它们之间形成相互联通的水道网，在缸盖水套内部设有调节梁5，所述调节梁5桥接在缸盖排气道4-1与缸盖燃烧顶4-3之间，同缸两个缸盖排气道4-1所对应的调节梁5形成夹角α=72°的“V”型结构。

参看图2、图3，本实用新型调节梁5外表面为光滑曲面，其横截面外廓线为顺畅的封闭曲线。

参看图1、图4，本实用新型的排气侧水套支路1数量与发动机缸数匹配，它们均由两个全包围式排气道水套组成，在两个排气道水套之间设有导水结构6，所述导水结构的导向角β=10°～13°，其距水套底面的高度h=20-23mm。

参看图1，本实用新型的进气侧水套支路2、喷油器水套支路3数量均与发动机缸数匹配，所述进气侧水套支路2由一个集成进气管路水套2-1和一个全包围式进气道水套2-2组成，所述集成进气管路水套2-1包围在进气管和一个缸盖进气道4-2的外面；所述喷油器水套支路3为全包围结构。

本实用新型是在发动机缸盖内部铸造的整体式空腔水套结构，其中的冷却液由气缸体的缸膛周围的体侧水套提供。由于发动机气缸盖4在气缸排列线上并排配置有多个缸盖燃烧顶4-3、缸盖进气道4-2和缸盖排气道4-1，在发动机燃料燃烧过程中，缸盖温度高于缸体温度，特别是缸盖燃烧顶4-3和同缸两个缸盖排气道4-1形成的三角区域，需承受很大的热负荷。本实用新型的水套主体为将多个燃烧顶包围的结构；调节梁5中心线距水套底面约25mm，它通过对缸盖中央冷却液的流动状态的干预来影响燃烧室顶部的冷却效果；发动机气门头部与气门座圈配合工作，为保证良好的配合间隙，两者之间应保持较为均匀一致的温度场分布，而调整梁5的存在可以调节水套内冷却液的冷却状态而使气门座圈保温，使座圈适度的热膨胀以减小与气门的配合间隙，保证良好的密封效果。调节梁5横截面外廓线经CFD计算，符合冷却液流动特性要求，使其在增加对冷却液流动导向性的同时，最大限度地减小调节水路循环的内阻。

本实用新型的排气侧水套支路1、进气侧水套支路2和喷油器水套支路3，主要为冷却发动机的进气导管、排气导管及喷油器管路，它们之间形成彼此联通的水道网，贯穿水套的顶部和底部，并与水套主体部分一同形成循环回路。由于发动机缸盖4进气侧温度较低，进气侧水套支路2中的集成式冷却结构可以加强水套的组织结构强度，而不影响相关部位的疲劳强度和冷却效果；排气侧水套支路1设计成全包围式循环冷却结构，加大了对排气道的冷却力度，有效地避免了缸盖排气侧三角区由于高温产生的热疲劳；本实用新型在排气侧水套支路的两个排气道水套之间设置导水结构6，可将位于其下侧的冷却液导入缸盖排气侧的三角区，提高了三角区水套中冷却液的流速，达到消除流动死角的目的。

Claims (6)

1.一种发动机气缸盖冷却结构，其特征是，它为将发动机缸盖（4）上多个燃烧顶（4-3）包围的缸盖水套，所述缸盖水套包括进气侧水套支路（2）、喷油器水套支路（3）和排气侧水套支路（1），它们之间形成相互联通的水道网，在缸盖水套内部设有调节梁（5），所述调节梁（5）桥接在缸盖排气道（4-1）与缸盖燃烧顶（4-3）之间。

2.根据权利要求1所述的一种发动机气缸盖冷却结构，其特征是，同缸两个缸盖排气道（4-1）所对应的调节梁（5）形成夹角α=72°的“V”型结构。

3.根据权利要求2所述的一种发动机气缸盖冷却结构，其特征是，所述调节梁（5）外表面为光滑曲面，其横截面外廓线为顺畅的封闭曲线。

4.根据权利要求3所述的一种发动机气缸盖冷却结构，其特征是，所述排气侧水套支路（1）数量与发动机缸数匹配，它们均由两个全包围式排气道水套组成，在两个排气道水套之间设有导水结构（6），所述导水结构的导向角β=10°～13°，其距水套底面的高度h=20-23mm。

5.根据权利要求4所述的一种发动机气缸盖冷却结构，其特征是，所述进气侧水套支路（2）数量与发动机缸数匹配，它们均由一个集成进气管路水套（2-1）和一个全包围式进气道水套（2-2）组成，所述集成进气管路水套（2-1）包围在进气管和一个缸盖进气道（4-2）的外面。

6.根据权利要求5所述的一种发动机气缸盖冷却结构，其特征是，所述喷油器水套支路（3）数量与发动机缸数匹配，它们均为全包围结构。

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