CN218717147U - 一种缸体水套、发动机及车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种缸体水套、发动机及车辆；涉及发动机领域，针对目前缸体水套与缸体热量分布情况不太对应导致缸孔不均匀变形的问题，对缸体水套进气侧和排气侧分布的冷却腔的壁厚和轴向高度进行调整，控制缸体水套不同位置的流速，对应缸体的热量分布，使各区域的换热系数更加均匀，优化缸孔的均匀变形，提高发动机的运行稳定性。

Description

一种缸体水套、发动机及车辆

技术领域

本实用新型涉及发动机领域，特别涉及一种缸体水套、发动机及车辆。

背景技术

缸体水套包括缸盖水套和缸体水套，缸盖水套布置在气缸盖上，缸体水套布置在气缸主体上。部分发动机的缸盖水套与缸体水套连通，缸体水套主要冷却缸孔，冷却液在冷却缸体后输送至缸盖水套内，再对缸盖进行冷却。由于水套的结构特点，水套各个部分的水流量大小不同，因此水套的各部分冷却能力也存在差别。

目前在缸体水套对缸孔进行冷却时，缸体水套在进气侧和排气侧的后斗相同，并且水套高度相等，冷却液在缸体水套内流速平均分布；但缸体内进气侧和排气侧的热负荷并不相同，缸体水套内冷却液的流速没有进一步优化，换热系数离散度较大，整体均匀散热并不能满足不均匀分布的热负荷的冷却需求，导致缸孔位置的温度分布差异较大，引起缸孔的不均匀变形，影响发动机的运行稳定性。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对现有技术存在的缺陷，提供一种缸体水套、发动机及车辆，对缸体水套进气侧和排气侧分布的冷却腔的壁厚和轴向高度进行调整，控制缸体水套不同位置的流速，对应缸体的热量分布，使各区域的换热系数更加均匀，优化缸孔的均匀变形，提高发动机的运行稳定性。

本实用新型的第一目的是提供一种缸体水套，采用以下技术方案：

包括位于进气侧的第一冷却腔和位于排气侧的第二冷却腔，第一冷却腔与第二冷却腔连通，进液口位于第一冷却腔；第一冷却腔沿径向的厚度大于第二冷却腔沿径向的厚度和/或第一冷却腔沿轴向的长度大于第二冷却腔沿轴向的长度，以使冷却液在第一冷却腔内的流速小于在第二冷却腔内的流速。

进一步地，沿所配合气缸的排布方向上，第一冷却腔端部与第二冷却腔端部连通，第一冷却腔和第二冷却腔连通后形成包围状结构。

进一步地，所述第一冷却腔一端与第二冷却腔一端连通，第一冷却腔另一端与第二冷却腔另一端连通。

进一步地，所述第一冷却腔包括多段依次连通的第一单体，第一单体与气缸一一对应布置，第二冷却腔包括多段依次连通的第二单体，第二单体与气缸一一对应布置。

进一步地，沿所配合气缸的排布方向，所有第一单体依次布置，所有第二单体依次布置。

进一步地，沿所配合气缸的轴向上，所述第一冷却腔与第二冷却腔顶部端面平齐，第一冷却腔和第二冷却腔连通位置的底部端面圆滑过渡。

进一步地，所述第一冷却腔和第二冷却腔的顶部端面上设有出液口。

进一步地，所述进液口连通有进液管，用于接入外部冷却系统。

本实用新型的第二目的是提供一种发动机，利用如第一目的所述的缸体水套。

本实用新型的第三目的是提供一种车辆，利用如第一目的所述的发动机。

与现有技术相比，本实用新型具有的优点和积极效果是：

(1)针对目前缸体水套与缸体热量分布情况不太对应导致缸孔不均匀变形的问题，对缸体水套进气侧和排气侧分布的冷却腔的壁厚和轴向高度进行调整，控制缸体水套不同位置的流速，对应缸体的热量分布，使各区域的换热系数更加均匀，优化缸孔的均匀变形，提高发动机的运行稳定性。

(2)缸体水套对应进气侧的第一冷却腔和对应排气侧的第二冷却腔差异布置，使两侧冷却腔的高度和厚度差异化布置，调整冷却液在不同冷却腔内的流速，使第二冷却腔内流速比第一冷却腔内流速大，使得时间内，第二冷却腔位置能够带走更多的热量，促进排气侧的降温，使进气侧和排气侧的换热系数趋于均匀。

(3)第一冷却腔和第二冷却腔顶部平齐，对应包围缸孔的顶部开口位置，从缸体水套的下端位置上做出差异来对应达到轴向长度上的差异，优先控制缸孔顶部开口薄弱位置的冷却均匀，促进缸孔在开口位置的均匀变形。

附图说明

构成本实用新型的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。

图1是本实用新型实施例1和2和3中缸体水套的示意图。

图2是本实用新型实施例1和2和3中缸体水套的主视示意图。

图3是本实用新型实施例1和2和3中缸体水套的俯视示意图。

图中，1-第一冷却腔、101-第一上端面、102-第一下端面、103-进气侧高度、104-进气侧厚度、2-第二冷却腔、201-第二上端面、202-第二下端面、203-排气侧高度、204-排气侧厚度。

具体实施方式

实施例1

本实用新型的一种典型的实施方式中，如图1-图3所示，提出了一种缸体水套。

目前的缸体水套在进气侧和排气侧的水套厚度相同，并且水套高度相等，供冷却液流动的截面积相等，冷却液流速在缸体水套的进气侧、排气侧分布较为均匀，流速没有进一步优化，无法匹配缸体在运行过程中不同区域的不同热负荷，导致换热系数离散度较大，容易造成缸孔的不均匀变形，运行过程中缸孔的变形形态不理想。

缸体水套在缸体内部分布，整体呈腔体结构；缸体水套的厚度指的是沿着缸体水套所配合气缸径向上的厚度，缸体水套的高度指的是沿着缸体水套所配合气缸轴向上的长度。冷却液流经缸体水套后，经过缸体水套顶部设置的出液口进入到气缸盖内的缸盖水套内，进气侧冷却液的流速是指冷却液从缸体水套进气侧排出到缸盖水套内的流速；排气侧冷却液的流速是指冷却液从缸盖水套排气侧排出到缸盖水套内的流速。

基于此，本实施例提供一种缸体水套，通过调整对应进气侧和排气侧的缸体水套的壁厚和水套的高度，控制冷却液在缸体水套内不同部位的流速，使换热系数更加均匀，优化缸孔变形，使缸孔能够均匀变形，以提高发动机运行稳定性。

进气侧对应发动机的主推力侧，排气侧对应发动机的副推力侧，以缸体水套所围绕气缸的所有轴线所在共同平面为分界面；如图2所示，从发动机的前端观察，左侧为主推力侧，即为进气侧，右侧为副推力侧，即为排气侧。

下面结合附图对本实施例中所提供的缸体水套进行说明。

参见图1，缸体水套布置在缸体内，缸体水套的形状与铸造过程中所采用的砂芯相同，分布在缸体水套周围的柱状凸起，为铸造过程中的辅助定位结构，在铸造成型取出砂芯后，柱状凸起可以作为连通其他冷却液管路的接口。

缸体水套由位于进气侧的第一冷却腔1和位于排气侧的第二冷却腔2组成，缸体的进液位置处于进气侧对应的第一冷却腔1，外部供应的冷却液通过该进液位置流入第一冷却腔1内。第一冷却腔1上布置进液口作为进液位置，进液口连通有进液管，第一冷却腔1通过进液管接入外部冷却系统，冷却液依次经过进液管、进液口后流入第一冷却腔1内。

参见图1，第一冷却腔1和第二冷却腔2连通，在冷却液进入第一冷却腔1后，经过第一冷却腔1进入第二冷却腔2内，使第一冷却腔1和第二冷却腔2内均有冷却液流动。第一冷却腔1位于缸体水套所配合气缸的轴线一侧，对气缸的进气侧进行冷却，第二冷却腔2位于缸体水套所配合气缸的轴线另一侧，对气缸的排气侧进行冷却。

结合前述控制冷却液在缸体水套内不同位置的流速，通过配置缸体水套不同位置的厚度、高度来实现。参见图2，沿缸体水套所配合气缸的轴线方向上，第一冷却腔1沿轴向的长度大于第二冷却腔2沿轴向的长度，能够减小第二冷却腔2的体积，提升冷却液在第二冷却腔2内的流动速度。

参见图3，沿缸体水套所配合气缸的径向上，第一冷却腔1沿径向的厚度大于第二冷却腔2沿径向的厚度，能够减小第二冷却腔2的体积，提升冷却液在第二冷却腔2内的流动速度。

配置缸体水套不同位置的厚度、高度后，可以同时配置第一冷却腔1的长度大于第二冷却腔2的长度和第一冷却腔1的厚度大于第二冷却腔2的厚度，使得冷却液在第一冷却腔1内的流速小于在第二冷却腔2内的流速，通过提升冷却液流速的方式来增加第二冷却腔2对气缸的冷却能力。

也可以择一配置长度和厚度，对应进气侧和排气侧，配置进气侧高度103大于排气侧高度203，进气侧厚度104等于排气侧厚度204，同样能够使第一冷却腔1的体积大于第二冷却腔2的体积，增加第二冷却腔2内的流速；同样的，也可以配置进气侧高度103等于排气侧高度203，进气侧厚度104大于排气侧厚度204，，同样能够使第一冷却腔1的体积大于第二冷却腔2的体积，增加第二冷却腔2内的流速。

因此，参照图3，排气侧厚度204D2≤进气侧厚度104D1；参照图2，排气侧高度203h2≤进气侧高度103h1。

缸体水套实际配合气缸时，气缸为依次排布的多个，沿所配合气缸的排布方向上，第一冷却腔1端部与第二冷却腔2端部连通，第一冷却腔1和第二冷却腔2连通后形成包围状结构。

对于连通位置，第一冷却腔1一端与第二冷却腔2一端连通，第一冷却腔1另一端与第二冷却腔2另一端连通，冷却液能够分别从两端流入第二冷却腔2内。

气缸排布有多个，通过提高气缸水套对气缸的包裹范围来提高冷却效果，第一冷却腔1包括多段依次连通的第一单体，第一单体与气缸一一对应布置，提高对气缸进气侧的包裹范围，第二冷却腔2包括多段依次连通的第二单体，第二单体与气缸一一对应布置，提高对气缸排气侧的包裹范围。

参见图1，对应气缸的排布方向，所有第一单体依次布置，所有第二单体依次布置；位于进气侧的第一单体高度相等、厚度相等，位于排气侧的第二单体高度相等、厚度相等。

沿所配合气缸的轴向上，第一冷却腔1与第二冷却腔2顶部端面平齐，第一冷却腔1和第二冷却腔2连通位置的底部端面圆滑过渡；为了保证一环位置冷却，排气侧第二冷却腔2与第一冷却腔1的高度差从排气侧的第二冷却腔2底部作出，参见图1，第一冷却腔1的第一上端面101与第二冷却腔2的第二上端面201平齐，第一冷却腔1的第一下端面102与第二冷却腔2的第二下端面202处于不同轴向位置，使第一上端面101与第一下端面102的间距大于第二上端面201与第二下端面202的间距。

在发动机内，排气侧的第二冷却腔2与进气侧的第一冷却腔1位置过渡，提高冷却液在内部流动的顺畅性。

第一冷却腔1和第二冷却腔2的顶部端面上设有出液口，用于连通缸盖水套；进液口连通有进液管，用于接入外部冷却系统。

缸体水套对应进气侧的第一冷却腔1和对应排气侧的第二冷却腔2差异布置，使两侧冷却腔的高度和厚度差异化布置，调整冷却液在不同冷却腔内的流速，使第二冷却腔2内流速比第一冷却腔1内流速大，使得时间内，第二冷却腔2位置能够带走更多的热量，促进排气侧的降温，使进气侧和排气侧的换热系数趋于均匀。

实施例2

本实用新型的另一典型实施例中，如图1-图3所示，给出一种发动机。

本实施例中的发动机利用如实施例1中的缸体水套。

可以理解的是，发动机的缸体上安装上述缸体水套；由于发动机上安装了如实施例1中的缸体水套，由该缸体水套带来有益效果参见实施例1，在此不再赘述。

对于未提及的发动机中的其他结构，采用现有的结构即可。

实施例3

本实用新型的另一典型实施例中，如图1-图3所示，给出一种车辆。

本实施例中的车辆利用如实施例1中的发动机。

可以理解的是，车辆上安装上述发动机；由于车辆上安装了如实施例1中的发动机，由该发动机带来有益效果参见实施例1，在此不再赘述。

对于未提及的车辆中的其他结构，采用现有的结构即可。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种缸体水套，其特征在于，包括位于进气侧的第一冷却腔和位于排气侧的第二冷却腔，第一冷却腔与第二冷却腔连通，进液口位于第一冷却腔；第一冷却腔沿径向的厚度大于第二冷却腔沿径向的厚度和/或第一冷却腔沿轴向的长度大于第二冷却腔沿轴向的长度，以使冷却液在第一冷却腔内的流速小于在第二冷却腔内的流速。

2.如权利要求1所述的缸体水套，其特征在于，沿所配合气缸的排布方向上，第一冷却腔端部与第二冷却腔端部连通，第一冷却腔和第二冷却腔连通后形成包围状结构。

3.如权利要求2所述的缸体水套，其特征在于，所述第一冷却腔一端与第二冷却腔一端连通，第一冷却腔另一端与第二冷却腔另一端连通。

4.如权利要求1所述的缸体水套，其特征在于，所述第一冷却腔包括多段依次连通的第一单体，第一单体与气缸一一对应布置，第二冷却腔包括多段依次连通的第二单体，第二单体与气缸一一对应布置。

5.如权利要求4所述的缸体水套，其特征在于，沿所配合气缸的排布方向，所有第一单体依次布置，所有第二单体依次布置。

6.如权利要求1所述的缸体水套，其特征在于，沿所配合气缸的轴向上，所述第一冷却腔与第二冷却腔顶部端面平齐，第一冷却腔和第二冷却腔连通位置的底部端面圆滑过渡。

7.如权利要求6所述的缸体水套，其特征在于，所述第一冷却腔和第二冷却腔的顶部端面上设有出液口。

8.如权利要求1所述的缸体水套，其特征在于，所述进液口连通有进液管，用于接入外部冷却系统。

9.一种发动机，其特征在于，利用如权利要求1-8任一所述的缸体水套。

10.一种车辆，其特征在于，利用如权利要求9所述的发动机。

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