CN205101131U - 内燃发动机、发动机以及缸盖垫片 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及内燃发动机、发动机以及缸盖垫片。一种发动机包括:汽缸体,具有第一通道和第二通道,第一通道和第二通道在形成有缸筒桥部冷却通道的缸筒桥部的相对两侧与缸体面相交。汽缸盖具有与缸盖表面相交的第三通道和第四通道。第一通道与第四通道彼此相对。垫片设置在缸体与缸盖之间。垫片适于将第一通道与第四通道通过缸筒桥部冷却通道流体连接并覆盖第二通道。还提供了一种内燃发动机和一种缸盖垫片,该缸盖垫片用于具有冷却水套的发动机。通过提供穿过缸筒桥部的冷却通道以提供从缸体冷却水套至缸筒桥部的相对侧的缸盖冷却水套的冷却剂流量,可降低缸筒桥部温度、汽缸温度和汽缸的相对垂直位移。
Description
技术领域
各种实施例涉及用于内燃发动机中的两个汽缸之间的缸筒桥部的冷却通道。
背景技术
在水冷发动机中,可能需要向相邻发动机汽缸之间的缸筒桥部提供足够的冷却。汽缸体和/或汽缸盖上的缸筒桥部是具有很小包装空间的应力区域。在小型、高输出发动机中,由于包装,热应力和机械应力会增大。较高的缸筒桥部温度通常会导致缸筒桥部材料弱化并会减小疲劳强度。此区域的热弱化结构和热膨胀会导致缸筒变形,这对于发动机的整体功能而言会产生问题,例如,活塞擦伤、密封功能和活塞环组件的耐久性。另外,缸筒桥部区域的高温还会限制该区域内的垫片的可靠性,这又可能导致燃烧气体和冷却剂泄漏,和/或减小发动机功率输出和过热。
实用新型内容
针对现有技术中存在的问题,本实用新型的目的在于为内燃发动机提供足够的冷却。
在一实施例中,提供了一种内燃发动机,其具有汽缸体,汽缸体形成有缸体台面、第一汽缸和第二汽缸以及缸体冷却水套。第一汽缸和第二汽缸彼此相邻并由缸体缸筒桥部隔离。汽缸盖具有盖台面并形成有第一腔室和第二腔室以及缸盖冷却水套。第一腔室和第二腔室彼此相邻并由缸盖缸筒桥部隔离。第一腔室和第一汽缸形成第一燃烧室,且第二腔室和第二汽缸形成第二燃烧室。汽缸体与汽缸盖之间定位有缸盖垫片。缸盖垫片具有缸体侧和缸盖侧。缸体冷却水套具有第一通道和第二通道,第一通道和第二通道在缸体缸筒桥部的两侧与缸体台面相交。第一通道位于汽缸体的纵向轴线的第一侧。缸盖冷却水套具有第三通道和第四通道,第三通道和第四通道在缸盖缸筒桥部的两侧与缸盖台面相交。第三通道位于汽缸体的纵向轴线的第一侧。缸体缸筒桥部形成有桥部冷却通道,桥部冷却通道从与缸体台面相邻的第一通道延伸至与第二通道相邻的缸体台面。缸盖垫片适于将第一通道与第四通道流体连接以便冷却剂从第一通道通过桥部冷却通道流至第四通道以冷却相关的缸筒桥部。
根据本实用新型的一个实施例,缸盖垫片适于覆盖第二通道从而防止冷却剂从第二通道流动至第四通道。
根据本实用新型的一个实施例,缸盖垫片适于将第一通道与第三通道流体连接。
根据本实用新型的一个实施例,第一腔室和第二腔室中的每一者都具与进气端口相对的排气端口,其中,进气端口定位在汽缸体的纵向轴线的第一侧。
根据本实用新型的一个实施例,桥部冷却通道定向成与缸体台面成锐角。
根据本实用新型的一个实施例,桥部冷却通道定向成与缸体台面成锐角。
根据本实用新型的一个实施例,桥部冷却通道在缸体缸筒桥部的中间区域限定弯曲部。
根据本实用新型的一个实施例,缸体缸筒桥部的中间区域与缸体台面分隔开。
根据本实用新型的一个实施例,缸盖垫片形成定位在第一通道与第三通道之间的第一孔口以及定位在桥部冷却通道与第四通道之间的第二孔口。
在另一实施例中,提供一种发动机,包括具有第一通道和第二通道的汽缸体,第一通道和第二通道在形成有V形通道的缸筒桥部的相对两侧与缸体面相交。汽缸盖具有与缸盖表面相交的第三通道和第四通道,第一通道与第四通道相对。在汽缸体与汽缸盖之间设置有垫片。垫片适于将第一通道与第四通道通过V形通道流体连接并覆盖第二通道。
根据本实用新型的一个实施例,V形通道的出口与缸体面相交并与第二通道分隔开。
根据本实用新型的一个实施例,V形通道的出口与汽缸盖的第四通道对准。
根据本实用新型的一个实施例,V形通道的进口与第一通道相交。
根据本实用新型的一个实施例,垫片适于将第一通道与第三通道流体连接。
根据本实用新型的一个实施例,第三通道和第四通道适于处于比第一通道较低的压力。
根据本实用新型的一个实施例,第一通道和第二通道以及V形通道形成缸体冷却水套。
根据本实用新型的一个实施例,第三通道和第四通道形成缸盖冷却水套。
根据本实用新型的一个实施例,缸筒桥部提供第一通道与第二通道之间的流体屏障并适于防止冷却剂从第一通道穿过缸筒桥部流至第二通道。
在再一实施例中,提供一种用于具有冷却水套的发动机的缸盖垫片。该垫片具有基本上为平面的垫片体,垫片体具有用于与汽缸盖台面配合的第一侧和用于与汽缸体台面配合的第二侧。垫片具有延伸穿过垫片体并与汽缸体缸筒桥部相邻的第一孔口。第一孔口将汽缸体内的第一冷却通道与汽缸盖内的第二冷却通道流体连接,第一冷却通道与第二冷却通道对准。垫片具有延伸穿过垫片体并与汽缸体缸筒桥部相邻的第二孔口。第二孔口将汽缸体缸筒桥部内的接纳来自第一冷却通道的流体的桥部冷却通道与汽缸盖内的第三冷却通道流体连接。第一孔口和第二孔口在垫片上横向间隔开。垫片体适于覆盖汽缸体内的第四通道,第四通道与桥部冷却通道相邻。
根据本实用新型的一个实施例,垫片体包括上层、下层以及定位在上层与下层之间的支撑层。
本实用新型的各种实施例具有相关的非限制性优点。例如,通过提供穿过缸筒桥部的V形通道或另一通道以提供从缸体冷却水套至缸筒桥部的相对侧的缸盖冷却水套的冷却剂流量,可降低缸筒桥部温度、汽缸温度和汽缸的相对垂直位移。垫片将缸体冷却水套与缸筒桥部的第一侧的缸盖冷却水套流体连接。缸筒桥部冷却通道流体连接至桥部的第一侧的缸体水套并与缸筒桥部的第二、相对侧的缸体冷却水套间隔开且断开流体连接。垫片将缸筒桥部通道流体连接至缸筒桥部的第二侧的缸盖冷却水套。垫片覆盖缸筒桥部的第二侧的缸体冷却水套以防止冷却剂从缸体水套流至缸筒桥部的第二侧的缸盖水套。缸筒桥部冷却通道和缸盖垫片提供穿过缸筒桥部的增大压降,从而提供缸筒桥部的增大的冷却剂速度和增大的热传递。
附图说明
图1示出构造成实施所公开的实施例的发动机的简图;
图2示出用于传统发动机的冷却水套的冷却路径的简图;
图3示出根据一实施例的图1中的发动机的冷却水套的冷却路径的简图;
图4示出根据一实施例的汽缸体的立体图;
图5示出沿汽缸筒的表面温度的曲线图并比较本实用新型与传统发动机的冷却路径;
图6示出汽缸的表面温度与汽缸的内径长度之间关系的曲线图并比较本实用新型与传统发动机的冷却路径;以及
图7示出内径边缘相对于环绕汽缸筒的汽缸内最低值的垂直位移的曲线图并比较本实用新型与传统发动机的冷却路径。
具体实施方式
按照要求,本文中公开了本实用新型的详细实施例;然而,应理解,所公开的实施例仅仅是示例性的并可以各种替代形式实施。附图不一定成比例,且一些特征可进行放大或缩小以示出特定部件的细节。因此,不应将所本文中公开的具体结构和功能细节解释为具有限制性,而仅是作为教导所属领域的人员各种不同地使用本实用新型的代表性基础。
图1示出内燃发动机20的简图。发动机20具有多个汽缸22,且示出了一个汽缸。发动机20具有与每个汽缸22相关联的燃烧室24。汽缸22由汽缸壁32与活塞34形成。活塞34连接至曲轴36。燃烧室14与进气歧管38和排气歧管40流体连通。进气气门42控制从进气歧管38进入燃烧室24的流量。排气气门44控制从燃烧室24至排气歧管40的流量。进气气门42和排气气门44可以所属领域已知的各种方式工作以控制发动机工作。
燃料喷射器46将燃料从燃料系统直接输送至燃烧室24内,从而使得发动机是直接喷射发动机。低压燃料喷射系统或高压燃料喷射系统可与发动机20一起使用,或者在其他实例中可使用进气道喷射系统。点火系统包括火花塞48,火花塞48受控制以提供火花形式的能量以点燃燃烧室24内的燃料空气混合物。在其他实施例中,可使用其他燃料输送系统和点火系统或技术,包括压缩点火。
发动机20包括控制器和构造成向控制器提供信号的各种传感器,用于控制至发动机的空气和燃料输送、点火正时、来自发动机的动力和扭矩输出等。发动机传感器可包括但不限于排气歧管40内的氧传感器、发动机冷却剂温度、油门踏板位置传感器、发动机歧管压力(MAP)传感器、用于曲轴位置的发动机位置传感器、进气歧管38内的空气质量传感器、节气门位置传感器等。
在一些实施例中,发动机20用作车辆(例如传统车辆、或停止-启动车辆)内的唯一原动机。在其他实施例中,该发动机可在具有额外的原动机(例如电机)的混合动力车辆中使用以提供额外的动力来推进车辆。
每一汽缸22可在包括进气冲程、压缩冲程、点火冲程和排气冲程的四冲程循环下工作。在其他实施例中,发动机可使用两冲程循环工作。在进气冲程期间,进气气门42打开且排气气门44关闭,同时活塞44从汽缸22的顶部移动至汽缸22的底部以将空气从进气歧管引入燃烧室。在汽缸22的顶部的活塞34位置通常称为上止点(TDC)。在汽缸的底部的活塞34位置通常称为下止点(BDC)。
在压缩冲程期间,进气气门42和排气气门44关闭。活塞从汽缸22的底部朝活塞22的顶部移动以压缩燃烧室24内的空气。
然后,燃料被引入燃烧室24并点火。在所示的发动机20中,燃料被喷入燃烧室24且然后使用火花塞48点火。在其他实例中,燃料可使用压缩点火进行点火。
在膨胀冲程期间,在燃烧室24内经点火的燃料空气混合物膨胀,从而使活塞34从汽缸22的顶部移动至汽缸22的底部。活塞34的移动导致曲轴36对应移动并提供来自发动机20的机械扭矩输出。
在排气冲程期间,进气气门42保持关闭,且排气气门44打开。活塞34从汽缸的底部移动至汽缸22的顶部以通过减小燃烧室24的体积以将排气和燃烧产物从燃烧室24移除。排气从燃烧汽缸22流至排气歧管40并到达后处理系统,例如催化转换器。
进气气门42和排气气门44位置和正时以及燃料喷射正时和点火正时可针对不同发动机冲程进行变化。
发动机20包括冷却系统70以移除来自发动机20的热量。可通过冷却系统控制器或发动机控制器控制从发动机20移除的热量。可将冷却系统70作为冷却水套集成到发动机20内。冷却系统70具有一个或多个冷却回路72,一个或多个冷却回路72可包含水或另一冷却剂作为工作流体。在一个实例中,冷却回路72具有位于汽缸体76内的第一冷却水套84和汽缸盖80内的第二冷却水套86,水套84、86彼此流体连通。缸体76和缸盖80可具有额外的冷却水套。冷却回路72和水套84、86内的冷却剂(例如水)从高压力区域流向低压力区域。
冷却系统70具有一个或多个泵74,泵74将回路72内的流体提供给汽缸体76内的冷却通道。冷却系统70还可包括阀(未示出)以控制冷却剂的流量或压力,或者引导系统70内的冷却剂。汽缸体76内的冷却通道可与燃烧室24和汽缸22中的一个或多个相邻,且在汽缸22之间形成缸筒桥部。类似地,汽缸盖80内的冷却通道可与燃烧室24和汽缸22中的一个或多个相邻,且在燃烧室24之间形成缸筒桥部。汽缸盖80连接至汽缸体76以形成汽缸22和燃烧室24。盖垫片78插在汽缸体76与汽缸盖80之间以密封汽缸22。垫片78还可具有开槽、孔口或类似结构以流体连接水套84、86,并选择性地连接水套84、86之间的通道。冷却剂从汽缸盖80流出发动机20至散热器82或其他热交换器,热量在散热器82或其他热交换器处从冷却剂传递至环境。
图2示出用于发动机缸体的缸筒桥部的传统横向钻孔设计。在其他传统发动机中,缸筒桥部可不具有冷却通道。图2示出穿过缸筒桥部的冷却路径。发动机的汽缸体100使用盖垫片104连接至汽缸盖102以形成发动机内的燃烧室。汽缸体100的台面103和汽缸盖102的台面101与垫片104的第一和第二相对侧接触。汽缸盖102具有位于相邻腔室之间的缸筒桥部106。缸体100具有位于相邻汽缸之间的缸筒桥部126。
冷却剂从缸体冷却水套130流至缸盖冷却水套150。缸体水套130具有发动机的进气侧的通道132和发动机的排气侧的通道134。缸盖水套150具有位于发动机的进气侧的通道152和位于发动机的排气侧的通道154。缸筒桥部126限定传统的Y形横向钻孔通道160以用于冷却。冷却剂的流动在附图中使用箭头示出。在图2的实例中,穿过缸筒桥部、或者在从通道132至通道160的进口处以及通道160至通道134的出口处的压降大约为500帕斯卡。
图3至图4示出本实用新型的实例。图3示出穿过根据本实用新型的一实例的缸筒桥部的流体流动的简图。图4示出汽缸体。图2中的编号也可参照图3至图5使用以用于类似的特征。
可在图1中所示的发动机上实施图2中的冷却系统。图2示出穿过汽缸体缸筒桥部的冷却路径。发动机的汽缸体100使用盖垫片104连接至汽缸盖102以形成发动机内的燃烧室。汽缸体100的台面103和汽缸盖102的台面101与垫片104的第一和第二相对侧接触。
在汽缸盖102内的相邻腔室之间是缸筒桥部106。在缸体100内的相邻汽缸124之间是缸筒桥部126。缸盖102内的腔室和缸体100内的汽缸配合以形成发动机的燃烧室。垫片104可包括边圈,边圈在垫片的每一侧并环绕腔室和汽缸以帮助密封发动机的燃烧室。
图4中示出发动机缸体100的实施例,显示发动机的纵向轴线L和横向轴线T,以及进气侧I和排气侧E。返回参见图3,冷却剂从缸体冷却水套130流至缸盖冷却水套150。缸体水套130具有位于发动机的进气侧的通道132和位于发动机的排气侧的通道134。通道132和134与缸体台面103相交。缸盖水套150具有位于发动机的进气侧的通道152和位于发动机的排气侧的通道154。通道152、154与盖台面101相交。缸筒桥部126是通道132、134之间的流体屏障并适于防止冷却剂从通道132直接流至通道134以及分隔发动机缸体100内的相邻汽缸。
缸筒桥部126限定用于冷却的V形横向钻孔通道170。冷却剂的流动在图3中使用箭头大体示出。在图3的实例中,对于与上文中参照图2所述的相同工作条件,穿过缸筒桥部、或者在从通道132至通道170的进口处以及通道170至通道154的出口处的压降大约为8000帕斯卡,从而提供大约高16倍的压降。增大的压力差提供缸筒桥部126内较高的流速和相关的较高传热率。
V形通道170具有第一段通道172和第二段通道174。通道172从与缸体台面103相邻的通道132延伸至缸筒桥部126的中间区域176。通道174从缸筒桥部126的中间区域176中的通道172延伸并与通道172相连。通道174和缸体台面103相交,与通道134相邻并与通道134间隔开。
通道172与通道174不平行并与通道174相交。通道172定向成与缸体台面103形成角度a所示的锐角。通道174定向成与缸体台面103形成角度b所示的锐角。角度a、b可彼此相同或者可彼此不同。类似地,通道172、174的长度和/或直径可彼此相同或者彼此不同。缸体缸筒桥部的中间区域176与缸体台面103间隔开。
V形通道的端部或出口178与缸体面103相交并与通道134间隔开。V形通道的出口178可与缸盖102的通道154对齐,或者,垫片104可开槽以提供出口178与通道154之间的流体连接,如图3中所示。V形通道的另一端或进口180与冷却通道152相交,并可与台面103相邻。
缸体冷却水套130内的冷却剂从进气侧的通道132穿过缸筒桥部126流至汽缸盖102的排气侧的冷却水套150内的通道154。通道154处于比通道132较低的压力。通道132内的冷却剂还流动至水套150内的通道152。垫片104隔离与缸筒桥部相邻的通道134,强迫通道154接收来自通道170的冷却剂,从而增大穿过缸筒桥部126的流量。
缸盖垫片104辅助提供图2中所示的冷却路径。垫片104具有基本上为平面的垫片体,其限定与发动机的螺栓孔或其他部件相对应的各种孔口。垫片104还具有开槽或孔口以形成冷却通道以流体连接水套130、150。在一个实例中,垫片104构造成多层,且每一层都可使用钢或另一合适材料制造。一个或多个中间层183可用作间隔片,且其可帮助确定垫片厚度并提供隔离层。垫片在垫片104的缸盖侧具有至少一个上层184。垫片104还在垫片的缸体侧具有至少一个下层186。上层184与汽缸盖台面101配合,且下层186与汽缸体台面103配合,且中间层182定位在上层与下层之间。
垫片104具有定位在通道132与通道152之间的第一孔口或开槽188。孔口188可为与通道132、152相同的尺寸,或者可为较小尺寸以限制流量。垫片具有定位在V形通道170的出口178与通道154之间的第二孔口或开槽190。开槽188、190可通过冲压垫片的各个层形成,或者通过所属领域已知的另一方法来形成。每一开槽都定位在垫片的相邻边圈之间。可通过选择性地从一层或多层移除垫片材料以形成从缸体至缸盖的冷却剂路径来形成开槽或孔口188、190。可在每一层垫片中提供开槽,开槽相配合以形成穿过垫片的冷却剂路径,且不同层中的开槽可为相同的长度、不同的长度,并可对齐或偏置以提供期望的冷却剂流动形式。孔口188、190沿垫片上的T轴线横向间隔开。
垫片104的至少一个层,例如层186,在台面处覆盖通道134以防止从通道134至与缸筒桥部126相邻的通道154的流动。因此,在缸筒桥部126的区域,通道132、152、170和154为直接流体连通,且通道134被阻隔或流体断开连接。
孔口188、190的周界可基本上为三角形、圆形或另一形状以与相关通道的周界相对应。在一些实例中,孔口188、190的横截面区域与沿台面截取的至少一个通道或相关通道的横截面区域相对应以防止流动受限。在其他实例中,孔口188、190的横截面区域小于沿台面截取的至少一个通道或相关通道的横截面区域以提供流动限制以对流动进行控制。孔口188、190也可具有穿过垫片104的发散横截面区域或会聚横截面区域以控制流动,(例如)以控制流体流线。
尽管将冷却剂描述为从发动机的进气侧流动至排气侧,在其他实施例中,冷却剂可在相反方向上流动,即从排气侧到进气侧,且可将V形通道170倒转。
流过发动机的冷却剂在图3中使用箭头大体上示出。垫片104可提供从缸体100经过缸筒桥部126至缸盖102的冷却剂流动路径。垫片104可在通道134处提供屏障,从而使冷却剂从进气侧穿过缸筒桥部横向流动至发动机的排气侧。
缸体台面中的汽缸盖通道内的冷却剂可沿发动机的纵向轴线或纵向方向L运动以便按顺序方式向汽缸提供冷却剂。
图4示出使用本实用新型的实施例的汽缸体100的局部俯视立体图。汽缸体100可使用合适材料(例如铝)铸造。汽缸体100是直列式四汽缸发动机的部件,然而也可将其他发动机构造用于本实用新型。汽缸体100具有形成汽缸124的台面103或顶面。台面103可形成为提供如图中所示的半开口平台设计。每一汽缸124都与缸盖102内的相应腔室配合以形成燃烧室。每一汽缸124都具有与缸盖的带有排气端口的一侧相对应的排气侧E,以及与缸盖的带有进气端口的一侧相对应的进气侧I。在台面103上和汽缸体100内也提供各种通道,其形成用于汽缸体和发动机的冷却水套130。冷却水套130可以与和缸盖冷却水套相关的相应端口配合,以形成发动机的总冷却水套。缸体台面中的汽缸体通道内的冷却剂可沿图4中箭头所示的发动机的纵向轴线或纵向方向L运动以便将冷却剂按顺序方式提供给汽缸。
在一对汽缸124之间形成缸筒桥部126。在发动机工作时,因为来自燃烧室内的热排气的传导热,桥部126的温度会增大,缸筒桥部126需要进行冷却。V形通道170的出口178被示出,与通道134相邻并与通道134间隔开。出口178与台面103相交。
图5至图7示出对不带缸筒桥部冷却通道的发动机、带有根据图2的缸筒桥部冷却通道、根据图3的缸筒桥部冷却通道170的发动机以及本实用新型进行比较的建模结果。针对发动机内的第三个汽缸计算了所述结果,第三个汽缸遭遇发动机缸筒桥部的最大受热和/或位移。通常,附图显示通道170提供穿过通道170的高压降,高压降会显著增大冷却剂流量和传热。通道170减小缸筒桥部温度,减小缸径边缘的温度和位移梯度,并减小沿缸径长度的缸径壁温度。在一个实例中,与没有缸筒桥部冷却通道的发动机相比,使用通道170的缸筒桥部的温度和缸体最大温度减小至少30摄氏度。为进行比较,与没有缸筒桥部冷却通道的发动机相比,使用通道160的缸筒桥部的温度和缸体最大温度减小至少10摄氏度。
图5示出环绕与台面103相邻的汽缸筒的表面温度。将表面温度绘制成环绕汽缸的角度(度)的函数。发动机的纵向轴线,或缸筒桥部的中心,位于90度和270度。不带缸筒桥部冷却通道的汽缸筒的温度使用线200示出,且温度在与缸筒桥部相关的角度位置达到峰值。缸筒桥部内带有冷却通道160的汽缸筒的温度在图2中使用线202示出,其与线200相比提供一些温度减卸。图3中所示的根据本实用新型的缸筒桥部内带有冷却通道170的汽缸筒的温度使用线204示出,其与线200和202相比提供显著的温度减卸。
图6示出汽缸筒的作为缸筒长度的函数的表面温度,缸筒深度随着与台面的远离而增大。在图6中,距离零与发动机缸体的台面103相关。计算了汽缸筒的参照图5所述的沿缸筒桥部的90度角向位置处的表面温度。发动机的纵向轴线,或者缸筒桥部的中心位于90度。不带缸筒桥部冷却通道的汽缸筒的温度使用线210显示,且温度在台面103处达到峰值。如图2中所示,缸筒桥部中带有冷却通道160的汽缸筒的温度使用线212显示,其与线210相比提供一些温度减卸。在214处的下降归因于连接至图2中的通道134的较低通道。如图3中所示,根据本实用新型的缸筒桥部内带有冷却通道170的汽缸筒的温度使用线216显示,其与线210和212相比在邻近台面103处提供改进的温度减卸。
图7示出缸筒边缘相对于环绕汽缸筒的汽缸内最低值的垂直位移的曲线图。通过从环绕汽缸的垂直位移曲线减去汽缸的最小垂直位移来确定相对垂直位移。将相对垂直位移绘制成环绕汽缸的角度(度)的函数。发动机的纵向轴线,或者缸筒桥部的中心,位于90度和270度。由于缸筒桥部的温度增大以及相关的热膨胀,相对垂直位移在缸筒桥部处最大。不具有缸筒桥部冷却通道的汽缸筒的相对垂直位移使用线220示出。图2中所示缸筒桥部内具有冷却通道160的汽缸筒的相对垂直位移使用线222示出,其与线220相比提供一些垂直位移减卸。图3中所示缸筒桥部内具有冷却通道170的汽缸筒的相对垂直位移使用线224示出,其与线220和222相比提供改进的垂直位移减卸。
本实用新型的各种实施例具有相关的、非限制性优点。例如,通过穿过缸筒桥部提供V形通道或另一通道以提供从缸体冷却水套至缸筒桥部的相对侧的缸盖冷却水套的冷却剂流,可降低缸筒桥部温度、汽缸温度和汽缸相对垂直位移。垫片对缸体冷却水套与缸筒桥部的第一侧的缸盖冷却水套进行流体连接。缸筒桥部冷却通道流体连接至桥部的第一侧的缸体水套并与缸筒桥部的第二、相对侧的缸体冷却水套间隔开且断开流体连接。垫片将缸筒桥部通道与缸筒桥部的第二侧的缸盖冷却水套流体连接。垫片覆盖缸筒桥部的第二侧的缸体冷却水套以防止冷却剂从缸体水套流至缸筒桥部的第二侧的缸盖水套。缸筒桥部冷却通道和缸盖垫片提供穿过缸筒桥部的增大的压降,从而提供缸筒桥部的增大的冷却剂速度和增大的传热。
尽管有如上所述的实例性实施例,这些实施例并不旨在描述本实用新型的所有可能的形式。更确切地说,本说明书中使用的措词是描述性而不是限制性措词,且应理解,可进行各种变化而不背离本实用新型的精神和范围。另外,可对实施的各种实施例的特征进行组合以形成更多实施例。
Claims (18)
1.一种内燃发动机,其特征在于,包括:
汽缸体,形成有缸体台面、第一汽缸和第二汽缸以及缸体冷却水套,其中,所述第一汽缸与所述第二汽缸彼此相邻并由缸体缸筒桥部隔离;
汽缸盖,具有缸盖台面并形成有第一腔室和第二腔室以及缸盖冷却水套,所述第一腔室和所述第二腔室彼此相邻并由缸盖缸筒桥部隔离,其中,所述第一腔室和所述第一汽缸形成第一燃烧室,且所述第二腔室和所述第二汽缸形成第二燃烧室;以及
定位在所述汽缸体与所述汽缸盖之间的缸盖垫片,所述缸盖垫片具有缸体侧和缸盖侧;
其中,所述缸体冷却水套具有第一通道和第二通道,所述第一通道和所述第二通道在所述缸体缸筒桥部的两侧与所述缸体台面相交,所述第一通道位于所述汽缸体的纵向轴线的第一侧;
其中,所述缸盖冷却水套具有第三通道和第四通道,所述第三通道和所述第四通道在所述缸盖缸筒桥部的两侧与所述缸盖台面相交,所述第三通道位于所述汽缸体的所述纵向轴线的所述第一侧;
其中,所述缸体缸筒桥部形成有桥部冷却通道,所述桥部冷却通道从与所述缸体台面相邻的所述第一通道延伸至与所述第二通道相邻的所述缸体台面;
其中,所述缸盖垫片适于将所述第一通道与所述第四通道流体连接以便冷却剂从所述第一通道通过所述桥部冷却通道流至所述第四通道以冷却相关的缸筒桥部。
2.根据权利要求1所述的内燃发动机,其特征在于,所述缸盖垫片适于覆盖所述第二通道从而防止冷却剂从所述第二通道流动至所述第四通道。
3.根据权利要求1所述的内燃发动机,其特征在于,所述缸盖垫片适于将所述第一通道与所述第三通道流体连接。
4.根据权利要求1所述的内燃发动机,其特征在于,所述第一腔室和所述第二腔室中的每一者都具与进气端口相对的排气端口,其中,所述进气端口定位在所述汽缸体的所述纵向轴线的所述第一侧。
5.根据权利要求1所述的内燃发动机,其特征在于,所述桥部冷却通道定向成与所述缸体台面成锐角。
6.根据权利要求1所述的内燃发动机,其特征在于,所述桥部冷却通道在所述缸体缸筒桥部的中间区域限定弯曲部。
7.根据权利要求6所述的内燃发动机,其特征在于,所述缸体缸筒桥部的所述中间区域与所述缸体台面分隔开。
8.根据权利要求1所述的内燃发动机,其特征在于,所述缸盖垫片形成定位在所述第一通道与所述第三通道之间的第一孔口以及定位在所述桥部冷却通道与所述第四通道之间的第二孔口。
9.一种发动机,其特征在于,包括:
汽缸体,具有第一通道和第二通道,所述第一通道和所述第二通道在形成有V形通道的缸筒桥部的相对两侧与缸体面相交;
汽缸盖,具有与缸盖表面相交的第三通道和第四通道,所述第一通道与所述第四通道相对;以及
设置在所述汽缸体与所述汽缸盖之间的垫片,所述垫片适于将所述第一通道与所述第四通道通过所述V形通道流体连接并覆盖所述第二通道。
10.根据权利要求9所述的发动机,其特征在于,所述V形通道的出口与所述缸体面相交并与所述第二通道分隔开。
11.根据权利要求10所述的发动机,其特征在于,所述V形通道的所述出口与所述汽缸盖的所述第四通道对准。
12.根据权利要求10所述的发动机,其特征在于,所述V形通道的进口与所述第一通道相交。
13.根据权利要求9所述的发动机,其特征在于,所述垫片适于将所述第一通道与所述第三通道流体连接。
14.根据权利要求9所述的发动机,其特征在于,所述第一通道和所述第二通道以及所述V形通道形成缸体冷却水套。
15.根据权利要求9所述的发动机,其特征在于,所述第三通道和所述第四通道形成缸盖冷却水套。
16.根据权利要求9所述的发动机,其特征在于,所述缸筒桥部提供所述第一通道与所述第二通道之间的流体屏障并适于防止冷却剂从所述第一通道穿过所述缸筒桥部流至所述第二通道。
17.一种缸盖垫片,所述缸盖垫片用于具有冷却水套的发动机,其特征在于,所述缸盖垫片包括:
平面的垫片体,具有用于与汽缸盖台面配合第一侧和用于与汽缸体台面配合的第二侧,所述垫片中形成有:
第一孔口,延伸穿过所述垫片体并与汽缸体缸筒桥部相邻,所述第一孔口将汽缸体内的第一冷却通道与汽缸盖内的第二冷却通道流体连接,所述第一冷却通道与所述第二冷却通道对准;以及
第二孔口,延伸穿过所述垫片体并与所述汽缸体缸筒桥部相邻,所述第二孔口将所述汽缸体缸筒桥部内的接纳来自所述第一冷却通道的流体的桥部冷却通道与所述汽缸盖内的第三冷却通道流体连接;
其中,所述第一孔口与所述第二孔口在所述垫片上横向间隔开;以及
其中,所述垫片体适于覆盖所述汽缸体内的第四通道,所述第四通道邻近所述桥部冷却通道。
18.根据权利要求17所述的缸盖垫片,其特征在于,所述垫片体包括上层、下层以及定位在所述上层与所述下层之间的支撑层。
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US4369739A (en) * | 1979-05-07 | 1983-01-25 | Nissan Motor Company, Limited | Structure of a cylinder assembly for an internal combustion engine |
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JPH07224716A (ja) * | 1994-02-09 | 1995-08-22 | Daihatsu Motor Co Ltd | サイアミーズ型シリンダブロックの冷却装置 |
JPH07259555A (ja) * | 1994-03-18 | 1995-10-09 | Toyota Motor Corp | 内燃機関の冷却装置 |
US5887556A (en) * | 1997-10-07 | 1999-03-30 | Hyundai Motor Company | Device for forming vortex in cooling water for cylinders |
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US6976683B2 (en) * | 2003-08-25 | 2005-12-20 | Elring Klinger Ag | Cylinder head gasket |
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US8261702B2 (en) * | 2009-06-26 | 2012-09-11 | Ford Global Technologies | Internal combustion engine with direct cooling of cylinder components |
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JP2012188959A (ja) * | 2011-03-09 | 2012-10-04 | Toyota Motor Corp | シリンダブロック |
US8814171B2 (en) * | 2011-10-25 | 2014-08-26 | Ford Global Technologies, Llc | Engine sealing assembly |
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