供内燃发动机的气缸盖用的冷却结构制造技术

本发明专利技术提供了一种供发动机（1）的气缸盖（4）用的冷却结构，所述气缸盖的内部设置有排气汇合部分（17），这样可以在实现对包围排气汇合部分的部分进行均匀和有效的冷却的同时，防止气缸盖变得尺寸过大。从上方覆盖燃烧室（6）的主水套（51）与下部排气水套（53）直接连通，所述下部排气水套又经由竖向通道（55）与上部排气水套（54）连通，该竖向通道被限定在上部排气水套相对于气缸阵列方向的一端上。冷却水从上部排气水套的另一端排出，上部排气水套在其位于对应于排气出口的部分的下游的部分中包括从排气汇合部分的外轮廓向外突出的部分。

Cooling structure for cylinder head of internal combustion engine

The invention provides a method for engine cylinder head (1) (4) cooling with the structure, the inner cylinder cover is provided with an exhaust gas converging part (17), this can be achieved in the uniform and effective cooling of the surrounding part of the exhaust confluence at the same time, to prevent the gas cylinder head becomes too large size. From the top of the combustion chamber cover (6) of the main water jacket (51) and the lower part of the exhaust jacket (53) connected to the lower water jacket and exhaust via vertical channels (55) and the upper part of the exhaust jacket (54) is connected, the vertical channel is defined in the upper part of the exhaust end of the cylinder jacket relative to the direction of the array. The cooling water is discharged from the other end of the upper exhaust water jacket, and the upper exhaust water jacket includes a portion projecting outwardly from the exhaust assembly portion in a portion thereof downstream of the portion corresponding to the exhaust outlet.

【技术实现步骤摘要】
供内燃发动机的气缸盖用的冷却结构
本专利技术涉及一种供内燃发动机的气缸盖用的冷却结构，气缸盖中限定有排气汇合部分。
技术介绍
在传统的多缸发动机中，多个进气端口和排气端口被限定在气缸盖内，使得它们分别在气缸盖的进气侧表面和排气侧表面敞口，并且用于分配进气的进气歧管和用于汇合排气的排气歧管被分别附接至气缸盖的进气侧表面和排气侧表面。最近，用于汇合排气的排气汇合部分有时被限定在气缸盖内，从而使得单独的排气管被连接至气缸盖的排气侧表面。在具有被限定在气缸盖内的排气汇合部分的多缸发动机中，由于不存在外部的排气歧管，所以发动机的整体尺寸可以被减小，并且可以获得额外的优点：即，减少由于释放热的排气而引起的热损失；以及加速对排气净化系统的加热，以活化其中的催化剂。此外，由于每个燃烧室和排气汇合部分的出口端之间的距离减少，所以当发动机配备有由排气流提供动力的增压器（涡轮增压器）时，可以提高增压器的响应特性。另一方面，为了避免可能通过排气的温度的过度提升引起的催化剂的热降解和/或作用在发动机和排气管上的热应力，可能需要将排气适当地冷却。作为供多缸发动机的气缸盖用的冷却机构，已知在各种情况下，在气缸盖内形成用于（从气缸盖罩一侧）覆盖燃烧室的主水套和通过使用下部套铸造型芯形成用于从下方（从气缸体一侧）覆盖排气汇合部分的下部排气水套，以及通过使用上部套铸造型芯来形成用于从上方覆盖排气汇合部分的上部排气水套。参照JP2012-031846A。还已知在气缸盖中包括：排气汇合部分，该排气汇合部分将多个排气端口平缓地汇合至排气出口，该排气出口在气缸盖的侧表面的纵向中间部分敞口；以及分别从上方和下方覆盖排气汇合部分的上部排气水套和下部排气水套，以给上部排气水套和下部排气水套提供与排气汇合部分的形状相符的扇形的俯视图轮廓，从而使得排气汇合部分的下游端可以被有效地冷却。例如参见JP2011-196182A。然而，当排气水套与排气汇合部分的形状相符时，与排气出口相邻的最有可能遭受高温的部分相对于冷却水的流动方向横向膨胀。也就是说，排气水套的横截面面积在对应于排气出口的部分中最大化。因此，冷却水流动的速度在包围排气出口的区域中减小，并且冷却水通道在排气冷却水套的下游端中变窄，从而使得冷却水趋向于在与排气出口相邻的区域中停滞，并且排气汇合部分不能被均匀地冷却。
技术实现思路
本专利技术是针对现有技术的上述问题而做出的，并且其主要目的在于，提供一种供内燃发动机的气缸盖用的冷却结构，该冷却结构的内部设置有排气汇合部分，以允许包围排气汇合部分的部分被均匀且有效地冷却。根据本专利技术，该目的可以通过提供一种供内燃发动机的气缸盖用的冷却结构来实现，所述气缸盖设置在限定一排气缸孔的气缸体的顶表面上，并且所述气缸盖与以可滑动的方式接纳在每个气缸孔中的活塞的顶表面合作而限定燃烧室，所述气缸盖的内部限定气缸盖水套，其特征在于：所述气缸盖的内部设置有排气汇合部分和多个排气端口，每个排气端口均具有朝向相应的燃烧室敞口的上游端，所述排气汇合部分将所述多个排气端口汇合，并且所述排气汇合部分包括在所述气缸盖的侧表面的纵向中间部分敞口的排气出口，所述排气汇合部分限定从俯视图观察时远离所述燃烧室逐渐变窄的轮廓；并且所述气缸盖水套包括从上方覆盖所述燃烧室的主水套、从下方覆盖所述排气汇合部分的下部排气水套，以及从上方覆盖所述排气汇合部分的上部排气水套；其中，所述上部排气水套和所述下部排气水套中的一个排气水套在相对于气缸阵列方向的一端设置有冷却水入口（竖向连通通道），所述一个排气水套在相对于所述气缸阵列方向的另一端设置有冷却水出口，并且所述一个排气水套在其位于与所述排气出口相对应的部分的下游的部分中包括从所述排气汇合部分的外轮廓向外突出的部分。根据该结构，即使所述一个排气水套的对应于排气出口的可能遭受高温的部分相对于冷却水的流动方向横向膨胀，由于避免了所述一个排气水套的从对应于排气出口的部分延伸至冷却水出口的部分的横截面面积减少，从而防止了包围排气出口的冷却水的停滞，而且包围排气汇合部分的部分可以被均匀地冷却。而且，无需增加气缸的尺寸。根据本专利技术的一方面，主水套与上部排气水套和下部排气水套中的另一个排气水套直接连通。由于所述一个排气水套沿着气缸阵列方向从一端至另一端接纳冷却水，而不是直接从主水套接纳冷却水，因此可以提高冷却水在所述一个排气水套中的流动速度，从而使得围绕排气出口的部分可以以有效的方式被冷却。根据本专利技术的优选的实施方式，所述主水套的进气侧设置有冷却水入口，并且在所述一个排气水套相对于所述气缸阵列方向的所述一端中限定有竖向通道以与所述另一个排气水套连通，从俯视图观察时，所述一个排气水套的所述向外突出的部分从所述排气汇合部分的所述外轮廓向外突出的量，从所述一个排气水套的对应于所述排气出口的部分至所述一个排气水套的对应于所述冷却水出口的部分逐渐变大。根据本布置方式，从气缸盖冷却水入口被引入主水套的进气侧中的冷却水流入排气端口侧的所述另一个排气水套中，然后经由设置在其所述一端的竖向通道流入所述一个排气水套。随后，冷却水在被从形成在所述一个排气水套的所述另一端上的冷却水出口排出气缸盖之前，沿着气缸阵列的方向流经所述一个排气水套。因此，冷却水沿着迂回的但相对笔直的路径流经气缸盖水套，从而使得冷却水可以以较高的速度达到大部分气缸盖，并且因此气缸盖可以以有效的方式被冷却。根据本方面的一方面，所述一个排气水套的横截面面积从该排气水套的对应于所述排气出口的部分至该排气水套的对应于所述冷却水出口的部分大致恒定。因此，允许冷却水在所述一个排气水套中以恒定的速度从一轴向端流动至另一端，从而防止冷却水在包围排气出口的区域中停滞。优选地，所述一个排气水套的外边缘从该排气水套的对应于所述排气出口的部分至该排气水套的对应于所述冷却水出口的部分大致呈线性，从而可以容易且紧凑地制造气缸盖。根据本专利技术所提供的供气缸盖用的冷却结构，包围被限定在气缸盖内的排气汇合部分的部分可以被均匀且有效地冷却，而无需增加气缸盖的尺寸。附图说明图1是作为本专利技术的第一实施方式给出的发动机的正视图；图2是沿图1的剖切线II-II截取的发动机的剖面图；图3是图2的一部分的放大视图；图4是图1中示出的气缸盖的立体图；图5是图1中示出的气缸盖的正视图；图6是图1中示出的气缸盖的仰视图；图7是沿图5的剖切线VII-VII截取的发动机的放大的剖面图；图8是沿图5的剖切线VIII-VIII截取的发动机的放大的剖面图；图9是用于第一实施方式的第一和第二水套铸造型芯的立体图；图10是图9中示出的铸造型芯的拆解的仰视立体图；图11是图9中示出的铸造型芯的正视图；图12是对图1中示出的发动机中的冷却水的流动进行说明的图视；图13A和图13B是对图9中示出的下部排气水套中的冷却水的流动进行说明的图视；图14A和图14B是对图9中示出的上部排气水套中的冷却水的流动进行说明的图视；图15是将图12中示出的气缸盖中的水套的不同部分中的压力损失与用于比较的示例进行比较的图表；图16是将图12中示出的气缸盖中的水套的不同部分中的流动速率与用于比较的示例进行比较的图表；图17是作为修改的实施方式给出的气缸盖的仰视图；图18是作为第二实施方式给出的气缸盖的仰视图；图19本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种供内燃发动机的气缸盖用的冷却结构，所述气缸盖设置在限定一排气缸孔的气缸体的顶表面上，并且所述气缸盖与以可滑动的方式接纳在每个气缸孔中的活塞的顶表面合作而限定燃烧室，所述气缸盖的内部限定气缸盖水套，其特征在于：所述气缸盖的内部设置有排气汇合部分和多个排气端口，每个排气端口均具有朝向相应的燃烧室敞口的上游端，所述排气汇合部分将所述多个排气端口汇合，并且所述排气汇合部分包括在所述气缸盖的侧表面的纵向中间部分敞口的排气出口，所述排气汇合部分限定从俯视图观察时远离所述燃烧室逐渐变窄的轮廓；并且所述气缸盖水套包括从上方覆盖所述燃烧室的主水套、从下方覆盖所述排气汇合部分的下部排气水套，以及从上方覆盖所述排气汇合部分的上部排气水套；其中，所述上部排气水套和所述下部排气水套中的一个排气水套在相对于气缸阵列方向的一端设置有冷却水入口，所述一个排气水套在相对于所述气缸阵列方向的另一端设置有冷却水出口，并且所述一个排气水套在其位于与所述排气出口相对应的部分的下游的部分中包括从所述排气汇合部分的外轮廓向外突出的部分，其中，所述冷却水入口包括多个使所述上部排气水套和所述下部排气水套彼此连通的竖向通道，其中，所述上部排气水套和所述下部排气水套中的一个排气水套的位于对应于所述排气出口的部分的上游的区域具有朝向下游逐渐增加的宽度，并且所述上部排气水套和所述下部排气水套中的一个排气水套的从对应于所述排气出口的部分到对应于所述冷却水出口的部分的区域具有大致恒定的宽度，并且，其中，多个所述竖向通道沿着所述上部排气水套和所述下部排气水套中的一个排气水套的具有朝向下游逐渐增加的宽度的所述区域的外轮廓布置成使得在从俯视图观察时多个所述竖向通道在所述气缸阵列方向和与所述气缸阵列方向垂直的方向都彼此偏置。...

【技术特征摘要】
2013.01.28 JP 2013-0134831.一种供内燃发动机的气缸盖用的冷却结构，所述气缸盖设置在限定一排气缸孔的气缸体的顶表面上，并且所述气缸盖与以可滑动的方式接纳在每个气缸孔中的活塞的顶表面合作而限定燃烧室，所述气缸盖的内部限定气缸盖水套，其特征在于：所述气缸盖的内部设置有排气汇合部分和多个排气端口，每个排气端口均具有朝向相应的燃烧室敞口的上游端，所述排气汇合部分将所述多个排气端口汇合，并且所述排气汇合部分包括在所述气缸盖的侧表面的纵向中间部分敞口的排气出口，所述排气汇合部分限定从俯视图观察时远离所述燃烧室逐渐变窄的轮廓；并且所述气缸盖水套包括从上方覆盖所述燃烧室的主水套、从下方覆盖所述排气汇合部分的下部排气水套，以及从上方覆盖所述排气汇合部分的上部排气水套；其中，所述上部排气水套和所述下部排气水套中的一个排气水套在相对于气缸阵列方向的一端设置有冷却水入口，所述一个排气水套在相对于所述气缸阵列方向的另一端设置有冷却水出口，并且所述一个排气水套在其位于与所述排气出口相对应的部分的下游的部分中包括从所述排气汇合部分的外轮廓向外突出的部分，其中，所述冷却水入口包括多个使所述上部排气水套和所述下部排气水套彼此连通的竖向通道，其中，所述上部排气水套和所述下部排气水套中的一个排气水套的位于对应于所述排气出口的部分的上游的区域具有朝向下游逐渐增加的宽度，并且所述上部排气水套和所述下部排气水套中的一个排气水套的从对应于所述排气出口的部分到对应于所述冷却...

【专利技术属性】
技术研发人员：多田和司，
申请(专利权)人：本田技研工业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP