[发明专利]模块化冷却剂芯件-气缸盖

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于内燃机气缸盖的冷却剂芯件。具体地说，本发明涉及一种用于组装定制的冷却剂芯件式气缸盖的模块化冷却剂芯件。

背景技术

内燃机气缸盖的制造有一些制造上的难题。内燃机气缸盖，不管是用于火花塞点火的汽油内燃机还是用于压缩点火的柴油内燃机，都是一种有许多要求的复杂制件。一般地说，气缸盖把发动机气缸封闭起来并容纳许多可驱动内燃机的燃油爆发物、给空气进入气缸和发动机排气提供独立的通路、装有多个控制空气进入和发动机排气所需的阀门、给用于从气缸盖带走热量的冷却剂提供独立的通路、以及还给燃油喷射器和操作燃油喷射器的装置提供独立的通路。

形成气缸盖里的各复杂的通路和内腔的各壁必须能承受由内燃机的工作产生的极高的内部压力、温度和温度变化，尤其是在压缩点火的柴油机中，这些壁必须特别强固。另一方面，希望气缸盖的这些内壁、特别是冷却剂通路和气缸封闭件之间的那些壁，能够有效地把热量从气缸盖传出去，并且同样重要的是，气缸盖应包括最少量的金属，以降低其重量和成本。

某些气缸盖是通过用铁合金铸造成一个整体件来制造。封闭气缸、装有进气门和排气门以及燃油喷射器并且提供空气进入、排气和冷却剂通路的气缸盖部分的铸造需要用带有多个芯元件的模具。为了能做到内燃机气缸盖的有效冷却和气缸的有效空气进入和排气，典型的是，在该气缸盖部分里，空气进入通路和排气通路是与冷却剂通路交错的。当然，用于冷却剂、空气进入和排气的各内腔必须是用模具内部的芯件来形成，而在浇铸的金属凝固后移除模具。难题就出现在，在组装和铸造过程中较大的芯件可能破裂。

反倾销要求使可靠的气缸盖的制造变得更难。这些复杂的零件被成千上万地制造，并装配于那些必须能在各种极端条件下可靠运行的车辆。所以，可靠的气缸盖的制造特别重要，因为它们的更换费用颇高。因此，多年来，为制造出可靠的气缸盖找到高效且成本有效的途径一直是全世界的发动机和汽车制造商们的一个研发主题。

当前，专用于特定的气缸盖的一般较大的单体冷却剂芯件是被做成为覆盖采用那种特定气缸盖的具体气缸数。本发明提供一种有独特的几何形状的模块化冷却剂芯件，其可用于跨越多种发动机平台来生产定制的气缸盖。不是在一种独用的气缸盖铸件里只用一个水套，而是根据芯件装配，本发明的模块化冷却剂芯件可使用多次，实质上是针对发动机的气缸数进行定制，发动机平台针对多不同的气缸盖构造采用相同的芯件和工具。由于这种模块化冷却剂芯件可使用多次，这样，通过复制相同的特征结构和几何形状，就可使诸如冷却剂流速和散热量的冷却特性在各个气缸之间更为均匀。另外，本发明的模块化冷却剂芯件尺寸小，所以其在铸造和组装过程中不大容易破裂。因此，本发明所描述的模块化冷却剂芯件不仅可通过提供可用于具有类似的端口构造的多种发动机的单一型式而使芯件的利用和组装变得很容易，而且还可达到更有效和更恒定的冷却性能。

发明内容

本文披露一种可用于内燃机气缸盖的改进的模块化冷却剂芯件。这种冷却剂芯件有共同的结构几何形状和独特的流动型式，其可避免已有装置的那些缺点，而且还提供一些结构和操作方面的附加优点。

在一个实施例中，描述了一种用于组装内燃机的气缸盖的模块化结构。这种结构包括：有进口和出口的模块化冷却剂芯件；处在冷却剂芯件的内部空间里的多个通路，这些通路把进口和出口流体地连接起来，而且冷却剂芯件有用于组装到气缸盖里去的单种样式的几何形状。

在另一个实施例中，多个通路形成每个冷却剂芯件内的独特的流动型式。

在再一个实施例中，各个冷却剂芯件内的流动型式是大体上完全相同的。

在再一个实施例中，每个冷却剂芯件与至少一个气缸相关联。

披露了一种用于构造成内燃机的独特的冷却剂芯件式气缸盖结构的模块化系统。这种模块化系统包括：下水套；流体地连接于下水套的上水套；形成下水套的多个冷却剂芯件，这些冷却剂芯件有用于接纳冷却剂的进口和用于使冷却剂释放到上水套的出口，冷却剂芯件的内部空间里的流动型式把进口和出口流体地连接起来；与每个冷却剂芯件相关联的气缸，其中，各个冷却剂芯件有用于定制地组装到模块化气缸盖芯件箱内的相同构造，其针对各个冷却剂芯件均有预定的构造和流动型式。

从以下几个实施例的描述可更容易地理解本发明的这些和其它方面。

附图说明

图1a和1b以强调冷却剂芯件的下水套的方式示出气缸盖；

图2a和2b以强调冷却剂芯件的上水套的方式示出气缸盖；

图3是本发明的模块化冷却剂芯件的立体图；