一種集成排氣歧管的發動機冷卻套結構的制作方法
【專利摘要】本發明涉及一種集成排氣歧管的發動機冷卻水套結構，包括設在缸體內的缸體水套、設在氣缸蓋內氣缸蓋水套、設在氣缸蓋與氣缸體之間的氣缸墊，在氣缸墊靠近發動機前端的部位設有前水孔，在氣缸墊靠近發動機排氣側的部位設有多個側水孔，缸體水套的進水口與水泵的出口連通，缸體水套的出水口與所述前水孔和多個側水孔連通，其特征是：氣缸蓋水套分為上層水套和下層水套；在上層水套位于排氣歧管匯合區域上部設有與上層水套連通的上水套，在下層水套位于排氣歧管匯合區域下部設有與下層水套連通的下水套，上水套與下水套相互對應，并包覆在所有排氣歧管的外面。本發明能夠提高排氣歧管區域冷卻能力，解決集成排氣歧管水套的發動機氣缸蓋冷卻不足的問題。
【專利說明】
一種集成排氣歧管的發動機冷卻套結構
技術領域
[0001]本發明涉及汽車發動機冷卻系統，尤其涉及一種集成排氣歧管的發動機冷卻水套結構。
【背景技術】
[0002]目前，集成排氣歧管水套的氣缸蓋相對于傳統的氣缸蓋結構，具有減小尺寸，減輕重量，縮短暖機時間的優點，從而有利于排放優化，降低摩擦。因此，采用集成排氣歧管水套的氣缸蓋已經成為汽油機節能減排的發展方向。但是，將高溫的排氣歧管置于氣缸蓋內，相當于汽車發動機冷卻系統多了一個熱源，使本來已承受高熱負荷和機械負荷的氣缸蓋處境更加惡劣。因此，需要設計合理的冷卻水套，以保證整個機體內的溫度分布合理，防止氣缸蓋中出現局部過熱，從而保證發動機的動力性、經濟性、排放和可靠性。為此，所屬領域的技術人員提出了多種技術方案。如CN 203403965U公開的“一種發動機缸蓋結構”，具體涉及一種集成有排氣歧管水套的發動機缸蓋，其包括缸蓋水套、固定設置在缸蓋水套上方并通過第一連通通道與缸蓋水套連通的排氣歧管水套，在排氣歧管水套上設有出水總口。采用該實用新型的技術方案，便于排氣歧管水套與缸蓋水套的制造，此外，實現了對排氣歧管水套的獨立控制，改善了冷卻效果。又如CN 203022903U公開的“一種水冷發動機的氣缸蓋”，其上設有水套，水套包括由隔板分隔開的上層水套和下層水套，下層水套靠近水冷發動機的缸體，其中，上層水套上設置有入水孔，下層水套上設置有出水孔，隔板上開設有連通于上層水套與下層水套，且位于氣缸蓋的鼻梁區的過水通道，且上層水套的流通面積、下層水套的流通面積以及過水通道的流通面積依次減小。該實用新型實現了將水套的冷卻水的流速和流量合理分配到缸蓋的不同冷卻區域，從而最大限度地帶走了熱負荷，提高了冷卻效果。毫無疑問，上述專利都是所述技術領域的一種有益嘗試。
【發明內容】
[0003]本發明的目的是提供一種集成排氣歧管的發動機冷卻水套結構，其能夠使氣缸蓋燃燒室及鼻梁區域在冷卻充分的前提下，提高排氣歧管區域冷卻能力，解決目前集成排氣歧管水套的發動機氣缸蓋冷卻不足的問題。
[0004]本發明所述的一種集成排氣歧管的發動機冷卻水套結構，包括設在缸體內的缸體水套、設在氣缸蓋內氣缸蓋水套、設在氣缸蓋與氣缸體之間的氣缸墊，在所述氣缸墊靠近發動機前端的部位設有前水孔，在所述氣缸墊靠近發動機排氣側的部位設有多個側水孔，所述缸體水套的進水口與水栗的出口連通，所述缸體水套的出水口與所述前水孔和多個側水孔連通，其特征是:所述氣缸蓋水套分為上層水套和下層水套;在所述上層水套位于排氣歧管匯合區域上部設有與上層水套連通的上水套，在所述下層水套位于排氣歧管匯合區域下部設有與下層水套連通的下水套，所述上水套與下水套相互對應，并包覆在所有排氣歧管的外面。
[0005]進一步，所述上層水套在靠近發動機前端的部位設有上進水口、在靠近發動機后端且緊靠發動機進氣側的部位設有上出水口，所述上進水口與所述氣缸墊上的前水孔對應相通;所述下層水套在靠近發動機排氣側設有多個下進水口，所述多個下進水口與所述氣缸墊上的多個側水孔一一對應相通，所述下層水套在發動機后端且緊靠發動機進氣側的部位設有下出水口。
[0006]進一步，在所述排氣歧管匯合區域上部和排氣歧管匯合區域下部的兩側分別設有過水孔間隙，兩過水孔間隙均與所述上水套和下水套相通;安裝在氣缸蓋上的兩個流動調節裝置分別與兩過水孔間隙對應配合。
[0007]進一步，所述流動調節裝置呈圓柱體，端部設有隔開的進液口和出液口，所述進液口與排氣岐管匯合區域上部相通，所述出液與排氣岐管匯合區域下部相通;所述流動調節裝置安裝在氣缸蓋上并與所述過水孔間隙對應。
[0008]進一步，所述流動調節裝置通過過盈配合、間隙配合或者粘連方式安裝在氣缸蓋上，并在安裝孔附近設有密封裝置，避免了冷卻液的泄漏。
[0009]進一步，在所述氣缸蓋中的上層水套內靠近發動機排氣側的部位設有多塊上隔板。
[0010]進一步，所述多塊上隔板的長度方向與發動機后端方向的夾角為40-50度。
[0011]進一步，在所述氣缸蓋中的下層水套內靠近發動機排氣側的部位設有多塊下隔板。
[0012]進一步，所述多塊下隔板均向排氣歧管方向延伸，延伸方向與發動機前端方向的夾角為40-50度。
[0013]所述的氣缸蓋水套分為上下兩層，上層水套從氣缸墊前端水孔進水，下層水套從氣缸墊排氣側水孔進水，上下兩層水套之間無任何連通，并且各自從氣缸蓋后端的出水口流出。所述的氣缸蓋中的下層水套負責對燃燒室附近及排氣歧管下面的高溫區域進行冷卻，氣缸蓋中的上層水套負責對遠離燃燒室及排氣歧管上面的低溫區域進行冷卻；可通過改變氣缸蓋進水口的橫截面積調節上下層水套的水流量，靈活控制氣缸蓋高低溫區域的冷卻強度。
[0014]本發明具有以下優點:
(I)由于氣缸蓋水套分為上下兩層，兩層水套之間無任何連通，簡化了制造水套沙芯的工藝，解決了集成排氣歧管的氣缸蓋整體鑄造工藝困難的問題。
[0015](2)由于氣缸蓋的上下兩層水套，通過調節各自的進水孔的橫截面積，靈活控制氣缸蓋上下兩層高低溫區域的冷卻強度，實現了氣缸蓋上下兩層溫度分布均勻一致。
[0016](3)由于在排氣歧管周圍布置了水套，并在上下排氣歧管水套區域設置隔板，通過改變隔板的形狀，調節燃燒室和排氣歧管區域的冷卻強度，改善了排氣歧管區域的流動，使燃燒室區域和排氣歧管區域溫度分布均勻。
[0017](4)由于排氣歧管匯合區域的兩側設置有流動調節裝置，通過調整流動調節裝置與氣缸蓋內的上水套和下水套之間的過水孔間隙，進一步改善了排氣歧管高溫區域即匯合處的流動，使整個排氣歧管溫度更加均勻;此外，該流動調節裝置高度靈活，通過過盈配合、間隙配合或者粘連等方式安裝在氣缸蓋上，并在安裝孔附近設有密封裝置，避免了冷卻液的泄漏。
[0018](5)通過CR)分析，明確了排氣歧管水套、隔板的具體形狀，及流動調節裝置與缸蓋氣道匯合處水套面的過水孔間隙，不同發動機也可以根據空間布置進行相應的優化設計。
【附圖說明】
[0019]圖1為氣缸蓋內的水套(砂芯)的結構示意圖(軸測圖)；
圖2為氣缸蓋內的上層水套(砂芯)的結構示意圖(仰視圖)；
圖3為氣缸蓋內的下層水套(砂芯)的結構示意圖(仰視圖)；
圖4為氣缸墊的結構示意圖；
圖5為缸體水套(砂芯)的結構示意圖；
圖6為流動調節裝置的端部結構示意圖；
圖7為流動調節裝置的局部剖面圖。
[0020]圖中:I一缸體水套，2 —進水口，3 —出水口，4 一發動機排氣側，5 —發動機進氣側，6 —發動機前端，7 —發動機后端，8—氣缸墊前部水孔，9一排氣側水孔，10—下層水套，11 一上層水套，12 —過水孔間隙，13—排氣歧管匯合區域下部，14 一排氣歧管匯合區域上部，15—上進水口，16—下進水口，17—上出水口，18—下出水口，19 一上水套，20—上隔板，21 —進液口，22 —出液口，23—下隔板，24—下水套，25—氣缸墊，26—流動調節裝置。
【具體實施方式】
[0021]下面結合附圖對本發明作進一步詳細描述:
參見圖1至圖7所示的一種集成排氣歧管的發動機冷卻水套結構，包括設在缸體內的缸體水套1、設在氣缸蓋內氣缸蓋水套、設在氣缸蓋與氣缸體之間的氣缸墊25，在所述氣缸墊靠近發動機前端6的部位設有前水孔8，在所述氣缸墊靠近發動機排氣側4的部位設有多個側水孔9，所述缸體水套I的進水口 2與水栗的出口連通，所述缸體水套I的出水口 3與所述前水孔8和多個側水孔9連通，其突出的實質性特點是:
所述氣缸蓋水套分為上層水套10和下層水套11;在所述上層水套10位于排氣歧管匯合區域上部13設有與上層水套連通的上水套19，在所述下層水套11位于排氣歧管匯合區域下部14設有與下層水套連通的下水套24，所述上水套與下水套相互對應，并包覆在所有排氣歧管的外面。
[0022]所述上層水套10在靠近發動機前端6的部位設有上進水口15、在靠近發動機后端7且緊靠發動機進氣側5的部位設有上出水口 17，所述上進水口 15與所述氣缸墊上的前水孔8對應相通;所述下層水套11在靠近發動機排氣側4設有多個下進水口 16，所述多個下進水口與所述氣缸墊上的多個側水孔9一一對應相通，所述下層水套在發動機后端7且緊靠發動機進氣側5的部位設有下出水口 18;
在所述排氣歧管匯合區域上部13和排氣歧管匯合區域下部14的兩側分別設有過水孔間隙12，兩過水孔間隙均與所述上水套19和下水套24相通;安裝在氣缸蓋上的兩個流動調節裝置26分別與兩過水孔間隙12對應配合。通過流動調節裝置調節過水孔間隙，靈活控制排氣歧管匯合區域的冷卻強度。
[0023]所述流動調節裝置26呈圓柱體，端部設有隔開的進液口 21和出液口 22，所述進液口與排氣岐管匯合區域上部14相通，所述出液與排氣岐管匯合區域下部13相通;所述流動調節裝置26安裝在氣缸蓋上并與所述過水孔間隙12對應。
[0024]由于氣缸蓋排氣岐管匯合區域的溫度較高，為加強該區域的冷卻，在氣缸蓋上位于排氣岐管匯合區域的兩側分別安裝一流動調節裝置;通過改變流動調節裝置至上層水套的進液口 21和下層水套至流動調節裝置的出液口 22之間的過水孔間隙12，靈活控制高溫區域排氣道匯合處的冷卻強度。所述流動調節裝置的出液口 22與排氣岐管匯合區域下部13相通，所述流動調節裝置的進液口 21與排氣岐管匯合區域上部14相通。來自下水套24的冷卻水流過排氣岐管區域下部13后，從下層水套至流動調節裝置的出液口 22流出后，再經過水孔間隙12流出，至流動調節裝置的進液口21，然后流入到排氣岐管匯合區域上部14。
[0025]所述流動調節裝置26通過過盈配合、間隙配合或者粘連方式安裝在氣缸蓋上，并在安裝孔附近設有密封裝置，避免了冷卻液的泄漏。
[0026]在所述氣缸蓋中的上層水套10內靠近發動機排氣側的部位設有多塊上隔板20，多塊上隔板的寬度均5 — 6mm(暈米)，長度均為20_40mm(暈米)。
[0027]所述多塊上隔板20的長度方向與發動機后端方向的夾角為40-50度。多塊上隔板能夠調節上水套的流動分布，使上水套流動更均勻，并且將來自流動裝置的水流擠向排氣歧管匯合處，增強排氣歧管匯合區域上部的冷卻。
[0028]在所述氣缸蓋中的下層水套11內靠近發動機排氣側的部位設有多塊下隔板23，多塊下隔板的寬度均為5 — 6_(毫米)，均向排氣歧管方向延伸30-40_(毫米)。
[0029]所述多塊下隔板11均向排氣歧管方向延伸，延伸方向與發動機前端方向的夾角為40-50度。多塊下隔板的作用是將氣缸蓋下層水套靠近燃燒室附近的水流擠向排氣歧管匯合區域，調節燃燒室與排氣歧管匯合區域的冷卻強度。
[0030]所述的氣缸蓋的上層水套11和下層水套10冷卻水主流方向為橫向流動，由發動機前端6流至發動機后端7;由氣缸蓋的水套各進水口流入，從氣缸蓋的水套各出水口流出。
[0031]所述的氣缸蓋的下層水套10負責對燃燒室附近及排氣歧管下層高溫區域進行冷卻，氣缸蓋的上層水套11負責對遠離燃燒室及排氣歧管上層低溫區域進行冷卻；可通過改變氣缸蓋的上層水套的上進水口 15和氣缸蓋的下層水套的下進水口 16的橫截面積調節上層水套11和下層水套10的水流量，靈活控制氣缸蓋上層低溫區域和下層高溫區域的冷卻強度，使氣缸蓋溫度均勻一致。采用本發明，既保證了氣缸蓋燃燒室及鼻梁區域冷卻充分的前提下，提高排氣歧管匯合區域的冷卻能力，盡量保證氣缸蓋溫度分布均勻，并且保持了原有的制造和安裝工藝。
[0032]本發明合理改變了發動機冷卻水套結構，但具體實現并不受上述方式限制。只要采用了本發明的構思和技術方案進行的各種非實質性改進，或未經改進將本發明的構思和技術方案直接應用于其它場合的，均在本發明的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種集成排氣歧管的發動機冷卻水套結構，包括設在缸體內的缸體水套(I)、設在氣缸蓋內氣缸蓋水套、設在氣缸蓋與氣缸體之間的氣缸墊(25)，在所述氣缸墊靠近發動機前端(6)的部位設有前水孔(8)，在所述氣缸墊靠近發動機排氣側(4)的部位設有多個側水孔(9 )，所述缸體水套(I)的進水口(2)與水栗的出口連通，所述缸體水套(I)的出水口( 3 )與所述前水孔(8)和多個側水孔(9)連通，其特征是:所述氣缸蓋水套分為上層水套(10)和下層水套(11);在所述上層水套(10)位于排氣歧管匯合區域上部(13)設有與上層水套連通的上水套(19)，在所述下層水套(11)位于排氣歧管匯合區域下部(14)設有與下層水套連通的下水套(24)，所述上水套與下水套相互對應，并包覆在所有排氣歧管的外面。2.根據權利要求1所述的集成排氣歧管的發動機冷卻水套結構，其特征是:所述上層水套(10)在靠近發動機前端(6)的部位設有上進水口(15)、在靠近發動機后端(7)且緊靠發動機進氣側(5 )的部位設有上出水口( 17 )，所述上進水口( 15)與所述氣缸墊上的前水孔(8)對應相通;所述下層水套(11)在靠近發動機排氣側(4)設有多個下進水口(16)，所述多個下進水口與所述氣缸墊上的多個側水孔(9)一一對應相通，所述下層水套在發動機后端(7)且緊靠發動機進氣側(5)的部位設有下出水口(18)。3.根據權利要求1或2所述的集成排氣歧管的發動機冷卻水套結構，其特征是:在所述排氣歧管匯合區域上部(13)和排氣歧管匯合區域下部(14)的兩側分別設有過水孔間隙(12)，兩過水孔間隙均與所述上水套(19)和下水套(24)相通;安裝在氣缸蓋上的兩個流動調節裝置(26)分別與兩過水孔間隙(12)對應配合。4.根據權利要求3所述的集成排氣歧管的發動機冷卻水套結構，其特征是:所述流動調節裝置(26)呈圓柱體，端部設有隔開的進液口(21)和出液口(22)，所述進液口與排氣岐管匯合區域上部(14)相通，所述出液與排氣岐管匯合區域下部(13)相通;所述流動調節裝置(26)安裝在氣缸蓋上并與所述過水孔間隙(12)對應。5.根據權利要求3所述的集成排氣歧管的發動機冷卻水套結構，其特征是:所述流動調節裝置(26)通過過盈配合、間隙配合或者粘連方式安裝在氣缸蓋上，并在安裝孔附近設有密封裝置，避免了冷卻液的泄漏。6.根據權利要求1或2所述的集成排氣歧管的發動機冷卻水套結構，其特征是:在所述氣缸蓋中的上層水套(10)內靠近發動機排氣側(4)的部位設有多塊上隔板(20)。7.根據權利要求6所述的集成排氣歧管的發動機冷卻水套結構，其特征是:所述多塊上隔板的長度方向與發動機后端(7 )方向之間傾斜一定夾角。8.根據權利要求7所述的集成排氣歧管的發動機冷卻水套結構，其特征是:所述多塊上隔板的長度方向與發動機后端(7)方向的夾角為40-50度。9.根據權利要求1或2所述的集成排氣歧管的發動機冷卻水套結構，其特征是:在所述氣缸蓋中的下層水套(11)內靠近發動機排氣側(4)的部位設有多塊下隔板(23)。10.根據權利要求9所述的集成排氣歧管的發動機冷卻水套結構，其特征是:所述多塊下隔板均向排氣歧管方向延伸，延伸方向與發動機前端(6)方向傾斜一定夾角。11.根據權利要求10所述的集成排氣歧管的發動機冷卻水套結構，其特征是:所述多塊下隔板的延伸方向與發動機前端(6)方向的夾角為40-50度。
【文檔編號】F02F1/16GK106089470SQ201610615020
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年7月29日 公開號201610615020.9, CN 106089470 A, CN 106089470A, CN 201610615020, CN-A-106089470, CN106089470 A, CN106089470A, CN201610615020, CN201610615020.9
【發明人】歐陽梅, 任志勇, 楊勇, 歐宗味, 朱肅敬, 楊昆
【申請人】重慶長安汽車股份有限公司