CN207485550U - 增压直喷汽油机水套冷却结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了增压直喷汽油机水套冷却结构，包括排气歧管、缸盖上层水套和缸盖下层水套，缸盖上层水套和缸盖下层水套将排气歧管紧紧包裹，设置的第一隔板和第二隔板可缸体水套进水口的冷却水优先流向排气侧；缸盖上层水套和缸盖下层水套的所有进水口以及走向布置合理，并增大了上层水套进水孔和下层水套进水孔在排气侧的数量分布，在确保整个发动机各部件散热更加均衡的同时增强了高温排气侧的散热能力，适用于更大功率的发动机；连通截面加工孔的设置可以实现上层水套与下层水套在排气侧的良好连通，增强了冷却水在排气侧的对流换热效果。

Description

增压直喷汽油机水套冷却结构

技术领域

本实用新型涉及汽车发动机的冷却系统，具体地指增压直喷汽油机水套冷却结构。

背景技术

在增压直喷发动机的小型化设计时，考虑到减小尺寸，降低重量，缩短暖机时间，降成本等需求，一般会把排气歧管集成在气缸盖内。这种设计在改善了燃油经济性和排放性能的同时，也给气缸盖的带来了更大的热负荷，对气缸盖的散热能力提出了更高的要求。因此需要提供一种性能更优的冷却系统来保证发动机工作在可接受的温度范围内，避免因为发动机缸体过热而带来失效等风险。发动机普遍采用冷却液与缸盖对流换热的方式进行冷却，在发动机缸盖实体内设置复杂的水套结构以供冷却液流通。目前传统的发动机缸盖水套通常采用单层水套的结构形式，很难精确地控制冷却液的流向，对于高温的排气侧冷却效率有限，无法满足更大功率发动机的散热要求。

实用新型内容

本实用新型的目的就是要克服上述现有技术存在的不足，提供一种能有效满足增压直喷汽油机排气侧散热要求的双层水套冷却结构。

为实现上述目的，本实用新型提供了增压直喷汽油机水套冷却结构，包括排气歧管，其特征在于：还包括缸盖上层水套和缸盖下层水套，所述缸盖上层水套和所述缸盖下层水套分别位于排气歧管上下两侧，并一起包裹所述排气歧管；所述缸盖上层水套靠近进气侧设有若干上层水套进气侧进水口，所述缸盖上层水套靠近排气侧设有若干上层水套排气侧进水口，所述缸盖上层水套靠近发动机后端设有上层水套出水口；所述缸盖下层水套靠近排气侧设有若干下层水套排气侧进水口，所述缸盖下层水套靠近发动机后端设有下层水套出水口。

进一步地，所述上层水套进气侧进水口、上层水套排气侧进水口、下层水套排气侧进水口分布在气门阀座四周的缸盖上，所述缸盖上层水套从上层水套进气侧进水口和上层水套排气侧进水口流经气门阀座之后汇合，并通过一段斜向的水套通道与上层水套出水口相连。

进一步地，所述缸盖上层水套进气侧设有6个上层水套进气侧进水口，所述缸盖上层水套排气侧设有7个上层水套排气侧进水口；所述缸盖下层水套排气侧设有3个下层水套排气侧进水口。

进一步地，所述增压直喷汽油机水套冷却结构还包括缸体水套，所述上层水套进气侧进水口与所述缸体水套靠近进气侧连通，所述上层水套排气侧进水口和所述下层水套排气侧进水口分别与所述缸体水套靠近排气侧连通，所述缸体水套内设有用于向缸体水套排气侧导流的导流板。

进一步地，所述导流板包括第一隔板和第二隔板，所述第一隔板和所述第二隔板上分别开有过水小孔；所述缸体水套呈环形，所述第一隔板设于所述缸体水套靠近进气侧的前端，所述第二隔板设于所述缸体水套靠近排气侧的后端，述缸体水套的进水口位于所述第一隔板前端。

进一步地，所述缸盖上层水套和所述缸盖下层水套连通，连通处设有连通截面调节塞。

进一步地，所述缸盖上层水套和所述缸盖下层水套在排气侧端面连通。

进一步地，所述缸盖上层水套靠近发动机前端设有上层水套前端芯头，靠近发动机后端设有上层水套后端芯头；所述缸盖下层水套靠近排气侧设有下层水套芯头。

本实用新型的有益效果如下：

1、发动机各部件散热均衡。缸盖上层水套和缸盖下层水套的所有进水口均匀分布于气门阀座的四周，缸盖上层水套具有一定的斜度，保证冷却水流动比较平缓，冷却时间更长，使得整个发动机各部件散热更加均衡。

2、增强了高温排气侧散热能力。通过增大上层水套排气侧进水孔和下层水套排气侧进水孔的数量分布，并通过缸体水套中的导流板调节缸体水套进水口的冷却水优先流向排气侧，增强了高温排气侧的散热能力，适用于更大功率发动机的散热。

3、防止缸盖上层水套形成闭环死水。通过在缸盖上层水套和缸盖下层水套在排气侧端面设置碗形塞加工孔和碗形塞，可以实现缸盖上层水套与缸盖下层水套在排气侧的良好连通，避免上层水套形成封闭的回路，增强了冷却水在排气侧的对流换热效果。

4、有利于水套浇铸成型。通过设置上层水套前端芯头、上层水套后端芯头以及下层水套芯头可对上层水套砂芯和下层水套砂芯起到定位支撑作用。

附图说明

图1为双层水套结构轴测图。

图2为双层水套结构右视图。

图3为双层水套结构仰视图。

图4为缸盖结构仰视图。

图5为缸体水套冷却水流向图。

图6为缸盖水套与缸体水套整体结构示意图。

图7为缸盖结构后视图。

图8为碗形塞处A-A向剖视图。

图中各部件标号如下：缸盖上层水套1、缸盖下层水套2、上层水套进水孔3、上层水套进气侧进水孔3.1、上层水套排气侧进水孔3.2、下层水套进水孔4、上层水套出水口5、下层水套出水口6、排气歧管7、上层水套前端芯头8、上层水套后端芯头9、下层水套芯头10、第一隔板11、第二隔板12、连通截面调节塞13、连通截面加工孔14、气门阀座15、缸体水套进水口19、缸体水套20。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步的详细说明，便于更清楚地了解本实用新型，但它们不对本实用新型构成限定。

如图1～8所示的增压直喷汽油机水套冷却结构，包括排气歧管7、缸盖上层水套1和缸盖下层水套2，缸盖上层水套1和缸盖下层水套2分别位于排气歧管7的上下两侧并将排气歧管7紧紧包裹；缸盖上层水套1靠近进气侧设有6个上层水套进气侧进水口3.1，缸盖上层水套1靠近排气侧设有7个上层水套排气侧进水口3.2，缸盖上层水套1靠近发动机后端设有上层水套出水口5；缸盖下层水套2靠近排气侧设有3个下层水套排气侧进水口4，缸盖下层水套2靠近发动机后端设有下层水套出水口6，上层水套出水口5和下层水套出水口6最后汇合连通在一起。

上述技术方案中，上层水套进气侧进水口3.1、上层水套排气侧进水口3.2、下层水套排气侧进水口4分布在气门阀座15四周的缸盖上，缸盖上层水套1从上层水套进气侧进水口3.1和上层水套排气侧进水口3.2流经气门阀座15之后汇合，并通过一段斜向的水套通道与上层水套出水口5相连。

上述技术方案中，增压直喷汽油机水套冷却结构还包括缸体水套20，上层水套进气侧进水口3.1与缸体水套20靠近进气侧连通，上层水套排气侧进水口3.2和下层水套排气侧进水口4分别与缸体水套20靠近排气侧连通。缸体水套20呈环形，缸体水套20靠近进气侧的前端设有第一隔板11，缸体水套20靠近排气侧的后端设有第二隔板12，第一隔板11靠近发动机的前端设有缸体水套进水口19，第一隔板11和第二隔板12上开有过水小孔。

上述技术方案中，缸盖上层水套1靠近发动机前端设有上层水套前端芯头8，靠近发动机后端设有上层水套后端芯头9；缸盖下层水套2靠近排气侧设有下层水套芯头10。在排气侧的法兰端面上有一连通截面加工孔14，其同时连通了缸盖上层水套1和缸盖下层水套2；连通截面加工孔14由连通截面调节塞13密封。

上述技术方案中，第一隔板11和第二隔板12采用过盈配合或者粘接形式固定于缸体水套20内壁上。

本实用新型具体的工作原理如下：

缸盖上层水套1中的冷却水主要冷却燃烧室、缸间壁、缸盖上部及排气歧管7的上部，缸盖下层水套2中的冷却水主要冷却排气歧管7下部。冷却水从缸体水套进水口19流入缸体水套20时，由于第一隔板11和第二隔板12的导流作用，大部分冷却水顺时针地流向了排气侧，少部分经过第一隔板11的过水孔流向进气侧，由于排气歧管7所在的排气侧是整个发动机部件温度最高的的地方，因此整个双层水套的流向以及16个进水孔的分布保证均匀地冷却整个发动机各部件的同时优先加大排气歧管7的冷却效果。

在水套浇铸成型过程中，缸盖上层水套1和缸盖下层水套2分别由缸盖上层水套砂芯和缸盖下层水套砂芯浇铸留空而成，上层水套前端芯头8、上层水套后端芯头9、上层水套进水孔3共同对缸盖上层水套砂芯进行定位和支撑；下层水套芯头10和下层水套进水孔4共同对缸盖下层水套砂芯进行定位和支撑。在浇铸完成后，在排气侧的法兰面上加工一连通截面加工孔14，使其同时连通了缸盖上层水套1和缸盖下层水套2，连通截面加工孔14由碗形塞密封，连通截面加工孔14的深度和连通截面调节塞13的深度决定了缸盖上层水套1和缸盖下层水套2的连通面积，避免缸盖上层水套1形成封闭的回路，增强了冷却水在排气侧的对流换热效果。

本说明书未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (7)

1.增压直喷汽油机水套冷却结构，包括排气歧管(7)，其特征在于：还包括缸盖上层水套(1)和缸盖下层水套(2)，所述缸盖上层水套(1)和所述缸盖下层水套(2)分别位于排气歧管(7)上下两侧，并一起包裹所述排气歧管(7)；所述缸盖上层水套(1)靠近进气侧设有若干上层水套进气侧进水口(3.1)，所述缸盖上层水套(1)靠近排气侧设有若干上层水套排气侧进水口(3.2)，所述缸盖上层水套(1)靠近发动机后端设有上层水套出水口(5)；所述缸盖下层水套(2)靠近排气侧设有若干下层水套排气侧进水口(4)，所述缸盖下层水套(2)靠近发动机后端设有下层水套出水口(6)。

2.根据权利要求1所述增压直喷汽油机水套冷却结构，其特征在于：所述上层水套进气侧进水口(3.1)、上层水套排气侧进水口(3.2)、下层水套排气侧进水口(4)分布在气门阀座(15)四周的缸盖上，所述缸盖上层水套(1)从上层水套进气侧进水口(3.1)和上层水套排气侧进水口(3.2)流经气门阀座(15)之后汇合，并通过一段斜向的水套通道与上层水套出水口(5)相连。

3.根据权利要求1所述增压直喷汽油机水套冷却结构，其特征在于：所述缸盖上层水套(1)靠近进气侧设有6个上层水套进气侧进水口(3.1)，所述缸盖上层水套(1)靠近排气侧设有7个上层水套排气侧进水口(3.2)；所述缸盖下层水套(2)靠近排气侧设有3个下层水套排气侧进水口(4)。

4.根据权利要求1所述增压直喷汽油机水套冷却结构，其特征在于：还包括缸体水套(20)，所述上层水套进气侧进水口(3.1)与所述缸体水套(20)靠近进气侧连通，所述上层水套排气侧进水口(3.2)和所述下层水套排气侧进水口(4)分别与所述缸体水套(20)靠近排气侧连通，所述缸体水套(20)内设有用于向缸体水套排气侧导流的导流板。

5.根据权利要求4所述增压直喷汽油机水套冷却结构，其特征在于：所述导流板包括第一隔板(11)和第二隔板(12)，所述第一隔板(11)和所述第二隔板(12)上分别开有过水小孔；所述缸体水套(20)呈环形，所述第一隔板(11)设于所述缸体水套(20)靠近进气侧的前端，所述第二隔板(12)设于所述缸体水套(20)靠近排气侧的后端，所述缸体水套(20)的进水口(19)位于所述第一隔板(11)前端。

6.根据权利要求1所述增压直喷汽油机水套冷却结构，其特征在于：所述缸盖上层水套(1)和所述缸盖下层水套(2)连通，连通处设有连通截面调节塞(13)。

7.根据权利要求1所述增压直喷汽油机水套冷却结构，其特征在于：所述缸盖上层水套(1)和所述缸盖下层水套(2)在排气侧端面连通。