阅读说明：本技术 一种发动机冷却水套结构及发动机 (Engine cooling water jacket structure and engine ) 是由 何炎迎 于 2019-04-11 设计创作，主要内容包括：本发明提供的一种发动机冷却水套结构,其包括设于多气缸缸体外的缸体水套及设于缸体水套顶端的缸盖水套,缸体水套包括第一缸体水套、设于气缸缸孔外的第二缸体水套和第三缸体水套,缸盖水套包括冷却燃烧室的第一缸盖水套、冷却排气歧管的第二缸盖水套、以及连通第二缸体水套和第三缸体水套的出水口的第三缸盖水套,第一缸体水套的出水口分别连通第二缸体水套、第一缸盖水套和第二缸盖水套,第一缸盖水套和第二缸盖水套的出水口连通第三缸体水套,经第一缸体水套流入第二缸体水套的冷却液经第三缸盖水套排出,经第一缸体水套流入第一缸盖水套和第二缸盖水套的冷却液经第三缸体水套流入第三缸盖水套并排出。本发明还提供了一种发动机。(The invention provides an engine cooling water jacket structure, which comprises a cylinder body water jacket arranged outside a multi-cylinder body and a cylinder cover water jacket arranged at the top end of the cylinder body water jacket, wherein the cylinder body water jacket comprises a first cylinder body water jacket, a second cylinder body water jacket and a third cylinder body water jacket which are arranged outside a cylinder hole of a cylinder, the cylinder cover water jacket comprises a first cylinder cover water jacket for cooling a combustion chamber and a second cylinder cover water jacket for cooling an exhaust manifold, and the third cylinder cover water jacket is communicated with the water outlets of the second cylinder water jacket and the third cylinder water jacket, the water outlet of the first cylinder water jacket is respectively communicated with the second cylinder water jacket, the first cylinder water jacket and the second cylinder water jacket, the water outlets of the first cylinder water jacket and the second cylinder water jacket are communicated with the third cylinder water jacket, cooling liquid flowing into the second cylinder water jacket through the first cylinder water jacket is discharged through the third cylinder water jacket, and the cooling liquid flowing into the first cylinder water jacket and the second cylinder water jacket through the first cylinder water jacket flows into the third cylinder water jacket and is discharged through the third cylinder water jacket. The invention also provides an engine.)

一种发动机冷却水套结构及发动机

技术领域

本发明涉及多缸内燃机气缸体的冷却领域，尤其涉及一种发动机冷却水套结构及发动机。

背景技术

发动机水套，一般只是在需要冷却的部位设计冷却液道，该设计存在的问题在于：无法均匀地冷却发动机的各个缸。现有的技术方案中，一般只考虑气缸体和气缸盖能够被冷却散热的问题，并通过在气缸外设计一层冷却液套解决该问题，该方案虽然结构简单，但实现的功能也单一，且无法实现气缸盖上各个缸的均匀冷却，由此造成气缸盖上不必要的热损失，而且受限于水泵的总性能(即冷却的总性能)，无法进一步通过提高发动机的压缩比来提高热效率，进而限制发动机降油耗的潜力。

故，现有技术中为了保证全部缸都实现足够的冷却，通常会通过提高水泵的流量的方式达到该目的，但会造成部分气缸过度冷却，从而带来不必要的能量损失；同时由于气缸体的不必要散热是难以避免的，而气缸盖的冷却要求一般比气缸体要求更高，因此，如何设计缸盖上冷却液套结构以实现全部缸的均匀散热同时满足气缸盖本身的冷却要求显得尤为重要。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种既能满足缸盖本身的冷却要求又能保证各缸均匀散热的发动机冷却水套结构及发动机。

本发明提供的一种发动机冷却水套结构，其包括设于多气缸缸体外的缸体水套及设于所述缸体水套顶端的缸盖水套，所述缸体水套包括第一缸体水套、设于气缸缸孔外的第二缸体水套和第三缸体水套，所述缸盖水套包括冷却燃烧室的第一缸盖水套、冷却排气歧管的第二缸盖水套、以及连通所述第二缸体水套和所述第三缸体水套的出水口的第三缸盖水套，所述第一缸体水套的出水口连通所述第二缸体水套、所述第一缸盖水套和所述第二缸盖水套，所述第一缸盖水套和所述第二缸盖水套的出水口连通所述第三缸体水套，经所述第一缸体水套流入第二缸体水套的冷却液经所述第三缸盖水套排出，经所述第一缸体水套流入所述第一缸盖水套和第二缸盖水套的冷却液经所述第三缸体水套流入所述第三缸盖水套并排出。

进一步，所述第一缸体水套为集成在气缸缸体前端的水泵蜗壳，且所述第二缸体水套与所述第三缸体水套相互独立。

进一步，所述第一缸盖水套包括连通所述第一缸盖水套的进水口的第一冷却通道、连通所述第一冷却通道的第二冷却通道、由所述第二冷却通道分流形成的第三冷却通道及于所述第三冷却通道的出口端形成的回流通道，所述第三冷却通道分布于各缸燃烧室外侧，所述回流通道的出水口连通所述第三缸体水套。

进一步，所述第三冷却通道为设于所述第二冷却通道的出口与所述回流通道的入口之间的“横向冷却通道”。

进一步，所述第二冷却通道的出口为多个且内径相同，所述回流通道的出口与气缸缸体一一对应。

进一步，所述第二缸盖水套包括连通所述第一缸体水套的第一流道、于所述第一流道的出水口分流形成的第二流道和第三流道、以及于所述第二流道和所述第三流道的末端合流形成的第四流道，所述第四流道的出水口连通所述第三冷却通道，流入所述第一流道的冷却液流入第二流道和第三流道，在汇合流入所述第四流道后流入第三冷却通道，并经所述第四冷却通道流入所述第三缸体水套。

进一步，所述排气歧管集成于所述缸盖上，所述排气歧管夹设于所述第二流道和所述第三流道之间。

进一步，发动机冷却水套结构还包括连通所述缸盖水套与所述缸体水套的气缸垫，所述气缸垫包括连通所述第一缸盖水套与所述第一缸体水套的第一上水口和连通所述第二缸盖水套与所述第一缸体水套的第二上水口。

进一步，所述气缸垫包括连通所述第二缸体水套的出水口与所述第三缸盖水套的入水口与第三上水口、连通所述回流通道的出水口与所述第三缸体水套的入水口的回水口、以及连通所述第三缸体水套的出水口与所述第三缸盖水套的入水口的第四上水口。

本发明还提供了一种发动机，其包括以上所述的发动机冷却水套结构。

综上，本发明通过对缸体水套和缸盖水套自身结构的设计，将第一缸体水套与第二缸体水套、第一缸盖水套及第二缸盖水套的并联连接，实现对发动机气缸缸体缸孔、燃烧室及排气歧管的冷却；同时进一步通过在第一缸体水套内开设稳定液压的第二冷却通道、于第二冷却通道上分流形成“横向冷却通道”的第三冷却通道，实现对发动机各缸燃烧室的均匀冷却，提升发动机压缩比和热效率。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。

附图说明

图1为本发明提供的发动机冷却水套结构的结构示意图；

图2为图1中缸体水套的结构示意图；

图3为图1中缸盖水套的结构示意图；

图4本发明提供的发动机冷却水套结构中气缸垫的结构示意图。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对本发明详细说明如下。

如图1～图4所示，本发明提供了一种发动机冷却水套结构，其包括设于发动机上多气缸外侧的缸体水套10和设于缸体水套10顶端的缸盖水套20。

如图1和图2所示，本发明中缸体水套10包括第一缸体水套11、设于发动机上气缸缸孔外的第二缸体水套12和第三缸体水套13，且第二缸体水套12与第三缸体水套13相互独立(第二缸体水套12与第三缸体水套13不连通)。一优选实施例中，第一缸体水套11和第三缸体水套13分别位于第二缸体水套12的两侧，且第一缸体水套11为集成在气缸缸体前端的水泵蜗壳，为冷却发动机气缸缸体提供冷却液。

如图3所示，本发明中缸盖水套20包括冷却燃烧室的第一缸盖水套21、冷却排气歧管(设于发动机的缸盖上)的第二缸盖水套22、以及连通第二缸体水套12和第三缸体水套13的出水口的第三缸盖水套23。

再次参考图1和图2，本发明中，第一缸体水套11的出水口连通第二缸体水套12、第一缸盖水套21和第二缸盖水套22，第一缸盖水套21和第二缸盖水套22的出水口连通第三缸体水套13，使得经第一缸体水套11流出的冷却液分流成三股冷却液以分别流入第二缸体水套12、第一缸盖水套21、第二缸盖水套22，流入第二缸体水套12的冷却液直接对发动机的气缸进行冷却，然后流入第三缸盖水套23并直接排出发动机外；一并参考图3，与此同时，流入第一缸盖水套21的冷却液先回流至第三缸体水套13，并由第三缸体水套13的出水口流入第三缸盖水套23，最后将冷却液排出发动机外，实现对发动机的缸盖燃烧室的冷却；而流入第二缸盖水套22的冷却液流经发动机缸盖上的排气歧管，以对排气歧管进行冷却后再经第一缸盖水套21流入第三缸体水套13，最后经第三缸体水套13的出水口流入第三缸盖水套23以将冷却液排出发动机外，本发明利用发动机缸体水套10和缸盖水套20的自身结构设计，使得第一缸体水套11与第一缸盖水套21、第二缸盖水套22的并联冷却，实现了分别对发动机上排气歧管、气缸缸体(缸孔)的冷却。

具体地，本发明提供的第一缸盖水套21包括连通第一缸盖水套21的进水口的第一冷却通道21a、连通第一冷却通道21a的第二冷却通道21b、由第二冷却通道21b分流形成的多条第三冷却通道21c及在第三冷却通道21c的出口端形成的回流通道21d(重点参考图1和图3)，由于第三冷却通道21分布与发动机各缸燃烧室外，且回流通道21d的出水口连通第三缸体水套13的进水口，第三缸体水套13的出水口连通第三缸盖水套23，使得经第三冷却通道21c流入回流通道21d的冷却液流入第三缸体水套13，再经第三缸体水套13的出水口流入第三缸盖水套23并排出，实现对发动机各气缸燃烧室的冷却。

本发明提供的一具体实施例中，第二冷却通道21b的出口为多个且内径相同(保证由第二冷却通道21b的各个出口流入到第三冷却通道21c的冷却液均匀)，且第三冷却通道21c为设于第二冷却通道21b的出口与回流通道的入口之间的“横向冷却通道”(沿发动机的前端到后端形成的冷却通道为“纵向冷却通道”，故“横向冷却通道”可理解为沿发动机的左右侧布设形成的冷却通道)，回流通道21d的出口与发动机的气缸缸体一一对应从而实现了发动机各缸燃烧室的“横流冷却”。

在本发明中，由于在冷却液进入燃烧室进行冷却之前增设第二冷却通道21b，故可起到存储冷却液稳定第二冷却通道21b内冷却液压力的作用，使得由第一冷却通道21b流出的冷却液首先会流入并充满第二冷却通道21b，再由第二冷却通道21b向第三冷却通道21c均匀分配，避免冷却液直接流入多条位置不同的第三冷却通道21c而造成不同配量导致冷却程度不同的问题；同时由于增设接入回流通道21d流出的冷却液以稳定回流通道21d出口处液压压力的第三缸体水套13，利于引导冷却液均匀地流向第三冷却通道21c，以均匀地冷却发动机各缸燃烧室，同时本发明通过提高第一缸盖水套11的冷却水量，能有效提高各缸燃烧室的冷却效果，从而为提高发动机的压缩比提供了可能性(提高压缩比会让燃烧温度更高，需要更有效的冷却效果来保持气缸盖的壁温不超过限定值)，进而提升发动机的压缩比和热效率。

进一步，再次参考图3第二缸盖水套22包括连通第一缸体水套的第一流道22a、于第一流道22a的出水口分流形成的第二流道22b和第三流道22c、以及于第二流道22b和第三流道22c的末端合流形成的第四流道22d；与之对应地，排气歧管集成于发动机气缸缸盖，排气歧管夹设于第二流道22b和第三流道22c之间，且第四流道22d的出水口连通第三冷却通道12c，从而使得流入第一流道22a的冷却液，分流流入第二流道22b和第三流道22c以对发动机缸盖上的排气歧管进行冷却，然后再汇合流入第四流道22d后流入第三冷却通道21c，再由第三冷却通道21c经第四冷却通道21d流入第三缸体水套13，最后由第三缸体水套13流入第三缸盖水套23后排出发动机，由于第三缸体水套13的作用，冷却液均匀地分流流入第二流道22b和第三流道22c，以实现对排气歧管的上下侧均匀冷却的作用，同时利用冷却过排气歧管后的冷却液再一次流入第三冷却通道21c以实现对缸盖燃烧室的进一步冷却，有效利用水泵的冷却能力，避免不必要的热量损失。

该发明通过利用第三缸盖水套23的出水口处的低压，引导第二冷却通道21b和第一流道22a的等温水流均匀分流。

本发明中，发动机冷却水套结构还包括连通缸体水套10与缸盖水套20的气缸垫30。一优选实施例中，缸盖水套20、气缸垫30和缸体水套10从上到下叠加，并通过螺栓进行紧固安装，使得缸体水套10通过气缸垫30连通缸盖水套20。

具体地，如图4所示，气缸垫30包括连通第一缸盖水套21的出水口与第一缸体水套11的入水口的第一上水口31、连通第二缸盖水套22的出水口与第一缸体水套11的入水口的第二上水口32、连通第二缸体水套12的出水口与第三缸盖水套23的入水口与的第三上水口33、连通回流通道21d的出水口与第三缸体水套13的入水口的回水口34、以及连通第三缸体水套13的出水口与第三缸盖水套23的入水口的第四上水口35，本发明提供的气缸垫30既起到了连通作用，又可通过控制第一缸体水套11进入第一缸盖水套21的进水口大小、控制第一上水口31、第二上水口32的大小，来精确控制流入发动机气缸体缸体孔、发动机气缸缸盖燃烧室以及气缸缸盖排气歧管的冷却液的流量和流速以控制进水量，从而实现对该三处部位冷却的精准控制，有效控制了以上该三处部位的温度，进而能减少充气损失来提升发动机的功率；提高水泵的有效功利用率，避免了不必要的热损失，可降低发动机的油耗。

本发明还提供了一种发动机，包括以上所述的发动机冷却水套结构。有关于多气缸发动机的具体结构和内容、以及发动机的气缸与气缸体的具体连接结构和内容，可参考现有技术，具体在此不做赘述。

综上所述，本发明通过对缸体水套和缸盖水套自身结构的设计，将第一缸体水套与第二缸体水套、第一缸盖水套及第二缸盖水套的并联连接，实现对发动机气缸缸体缸孔、燃烧室及排气歧管的冷却；同时进一步通过在第一缸体水套内开设稳定液压的第二冷却通道、于第二冷却通道上分流形成“横向冷却通道”的第三冷却通道，实现对发动机各缸燃烧室的均匀冷却，提升发动机压缩比和热效率；同时通过调节缸体水套与缸盖水套之间的气缸垫上的通孔大小，控制流入缸盖水套内冷却液的流量，精确控制对发动机气缸缸体缸孔、排气歧管和燃烧室的冷却效果，降低发动机油耗。

以上，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。