[发明专利]用于内燃发动机的冷却结构

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于内燃发动机的冷却结构，该冷却结构具有在其气缸盖中限定的排气汇合部分。

背景技术

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。

作为用于多缸发动机的气缸盖的冷却结构，已知形成用于从上方覆盖排气汇合部分的上部排气水套、用于从下方覆盖排气汇合部分的下部排气水套以及位于排气出口的两侧上的用于连通上部排气水套和下部排气水套的一对竖向通道，前述排气出口相对于气缸阵列方向设置在气缸盖的中点处。参照JP2008-309158。

还已知，在其中用于将上部排气水套和下部排气水套彼此连通的一对竖向连通通道被设置在排气出口的两侧上的结构中，冷却水在整个气缸盖水套中沿着气缸阵列方向流动，气缸盖水套包括从上方覆盖燃烧室的主水套。参照US7784442。

根据又另一个常规布置，在用于使冷却水作为整体沿气缸阵列方向流动的结构中，冷却水流被分成针对主水套的主流和针对排气水套的次流，这两个水流在接合器中汇合，接合器由附接至气缸盖的相对于气缸阵列方向的一端的单独的构件限定。参照JP4337851B。

当如JP2008-309158和US7784442中的情况一样，冷却水通道被构造成使得冷却水沿着气缸阵列方向流动时，用于冷却水的入口和出口设置在通道的相对的轴向端部上。然而，冷却水通道的横截面面积在包围排气出口的区域中被加宽，从而使得冷却水在该区域中的流动速度较小，这使得该区域的冷却受损。当竖向通道被设置在排气出口的两侧时，冷却水可以沿着排气出口两侧流动，但是由于冷却水在排气出口的上部和下部中的流动停滞，所以包围排气出口的部分可能不会被充分地冷却，从而使得用于安装排气装置的安装表面或用于安装排气装置的连接管的安装表面可能发生热变形。

另一方面，如果如JP4337851B中所建议的，来自排气侧水套的用于冷却排气汇合部分的冷却水流是来自放置在燃烧室上方的主水套的主流的分支，则包围排气出口的部分被冷却水冷却至特定的程度，冷却水流入遭受较小流动阻力的排气侧水套中，然而，围绕排气出口的冷却水的流动速率不是非常充分。为了确保冷却水的充分的流动速率，需要进一步增加循环的冷却水的量，并将需要增加冷却水的体积并因此增加气缸盖的尺寸。

发明内容

本发明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，提供一种用于内燃发动机的冷却结构，该内燃发动机配备有内部限定排气汇合部分的气缸盖，这允许包围排气汇合部分的部分被充分地冷却，而无需增加冷却水的体积并因此增加气缸盖的尺寸。