专利名称：一种发动机冷却水套的制作方法
技术领域：
本发明涉及汽车冷却系统技术领域，具体涉及一种发动机冷却水套。
背景技术：
随着内燃机技术的发展，冷却系统也发生了巨大改变，特别是水冷式发动机，冷却 循环控制越来精确，这样对降低排放和油耗有着显著的效果。目前存在的几种常见的强制 循环式冷却系统第一种是经过散热器的冷却液直接由水泵泵入发动机本体进行冷却，然 后直接回到散热器。这种冷却系统结构形势简单，无轮在什么工况，冷却液都一直通过散热 器进行冷却，因此在某些工况下存在过冷问题，该种形式的冷却系统对排放和油耗的影响 较大。第二种是在发动机本体的出水口的水泵的入水口之间设置调温器，调温器随冷却液 的温度的变化而开启或关闭。当发动机冷却液的温度较低时，调温器关闭，水循环只经过发 动机本体，不经过散热器，该循环方式称为小循环。这样能很快提升冷却液的温度，改善燃 烧，降低油耗和排放。当冷却液的温度较高时，调温器开启，使得通过发动机本体的冷却液 必须经过散热器散热后才能再次泵入发动机本体冷却，该循环方式称为大循环。这种形式 的冷却系统较第一种形式的控制精度更高，在温度较低时，启用小循环，在温度较高时，启 用大循环，使发动机工作在理想的温度区间，从而降低排放和油耗，因此该形式的冷却系统 被广泛采用。采用第二种形式的冷却系统中，常见的发动机本体水套设计是冷却液由水泵泵入 气缸体的水套中，然后通过缸垫进入气缸盖的水套中，然后从气缸盖的水套的一端流出，这 种水套的结构简单，控制简单，但是水套中的冷却液的流速均勻性较差，冷却效率偏低。随 着技术的发展，又出现双调温器控制系统，冷却液由水泵分别泵入气缸体和气缸盖的水套 中，然后分别从气缸体和气缸盖的水套的出口流出，通过各自的调温器进行大小循环的控 制，这种循环系统，能明显改善水套中的冷却液的流速的不均勻性，提高冷却效率，但是该 冷却系统结构复杂，制造成本高，因此目前应用不太广泛。
发明内容
本发明的目的是提出一种结构简单，体积小，流速均勻，压损低的发动机冷却水套。本发明的发动机冷却水套包括气缸体水套和气缸盖水套，所述气缸体水套由两处 挡板隔开而形成第一流道和第二流道，所述第一流道连接进水口并且流经排气侧，所述第 二流道连接出水口并且流经进气侧，所述第一流道和第二流道均通过气缸垫上的过水孔与 气缸盖水套连通。无论是传统的单缸直列发动机还是V型发动机或其他结构的发动机，本发明的主 旨是在发热量较高的一侧设置与进水口连接的第一流道，在发热量较低的一侧设置与出水 口连接的第二流道，第一流道和第二流道均通过气缸垫上的过水孔与气缸盖水套连通。冷 却液主要从进水口流入第一流道并流经排气侧，并且通过气缸垫上一侧的过水孔流入气缸盖水套，然后经过气缸垫上另一侧的过水孔流入第二流道并流经进气侧，最后流出出水口。 这样使得整个发动机冷却水套的冷却液流速更均勻，从而减小气缸孔热态下的变形量，降 低活塞环的张力，从而减小摩擦功，提高发动机动力性能，降低油耗；本发明的气缸垫上的 过水孔可以根据实际需要布置第一流道和第二流道的过水孔的大小和位置，不受传统水套 设计气缸孔的影响，可以整体增大缸垫上的过水孔的通流面积，以降低整个水套的压损，从 而降低对水泵的性能要求，以降低油耗。本发明应用在增压机上时，由于增压机排气侧的 温度更高，需要的散热量更大，因此冷却水套的第一流道主要流经排气侧，第二流道主要流 经进气侧；当本发明应用在自然吸气时，可将第一流道设置在进气侧，这样有利于增大进气 量，提高发动机性能。所述气缸体水套任意处的纵向通流截面相等。由于缸孔间与缸盖螺栓孔的布置位 置限制，致使两缸之间水套的厚度比其他区域大，为了均勻流速，需要保证气缸体水套任意 处的纵向通流截面相等，可以在该区域减小高度。所述气缸体水套的底部呈波浪状。减少两缸之间水套的厚度的优选方法是将气缸 体水套的底部设计成波浪状。所述气缸体水套的最高高度小于气缸孔的直径。本发明的气缸体水套和气缸盖水 套均应采用薄水套，而且气缸体水套的最高高度小于气缸孔的直径。由于常规水套的设计 时，水套的最低端应该低于活塞环第一道气环在下止点时所在位置，而且针对目前车用汽 油发动机的冲程缸径比，经验值一般设置为1 1，再加之活塞火力岸高度，常规的水套高度 应该约等于1.1乘以气缸孔直径+火力岸高度，本发明采用短水套设计，短水套的高度量化 值定义约为一倍气缸孔直径，这样便可以使整个发动机水套的容积减小，从而提高冷却液 的流速，利用对流换热，便可以提高冷却效率，降低油耗；同时由于本发明的水套容积小，可 以使发动机能更快速暖机，降低暖机过程的油耗和排放。所述挡板上设有过水孔连通第一流道和第二流道。为了保证挡板附近区域水套中 的冷却液的流速均勻，挡板上还设有过水孔，以确保整个水套中的冷却液流速更均勻。所述气缸垫上的过水孔由不同直径的通孔组成。通过调整气缸垫的过水孔的直径 来控制各个流域的流速，以使整个发动机冷却水套中的流速更均勻。所述气缸垫的过水孔均勻布置在气缸孔的周围，这样就可以使冷却液更均勻流过 高温区域，提高冷却水套散热性能。所述第一流道与气缸盖水套连通的过水孔组成的通流面积大于第二流道与气缸 盖水套连通的过水孔组成的通流面积。由于第一流道是连接水泵的，其冷却液压力较高，流 速较快，所以第一流道与气缸盖水套连通的过水孔组成的通流面积应该较大，以平衡流速。本发明的发动机冷却水套通过将气缸体水套用两处挡板隔开形成第一流道和第 二流道，两个流道分别通过缸垫上的过水孔与气缸盖水套连通，第一流道和第二流道均通 过气缸垫上的过水孔与气缸盖水套连通。冷却液主要从进水口流入第一流道并流经排气 侧，并且通过气缸垫上一侧的过水孔流入气缸盖水套，然后经过气缸垫上另一侧的过水孔 流入第二流道并流经进气侧，最后流出出水口。这样使得整个发动机冷却水套的冷却液流 速更均勻；并可根据需要调整气缸垫上的过水孔的数量和直径大小，达到降低压损的目的； 由于本发明的冷却水套可以通过调整气缸垫的过水孔来调整流速，因此整个冷却水套的体 积可以做得较小，从而减小对水泵的性能要求。
图1是本发明的冷却水套的系统结构示意图。图2是本发明的发动机冷却水套的整体结构的进气侧等轴视图。图3是本发明的发动机冷却水套的整体结构的排气侧等轴视图。图4是本发明的气缸体水套带上缸盖螺栓孔的进气侧正视图。图5是本发明的挡板的结构示意图。图6是本发明的气缸垫主视图。图7是本发明的气缸体顶面视图。图8是本发明的气缸盖的底面视图。图9是本发明的冷却水套装配后于进气侧的等轴视图。
具体实施例方式下面结合具体实施例和附图来详细说明本发明。如图1、2、3、6，本发明的发动机冷却水套包括气缸体水套1和气缸盖水套2，气缸 体水套1由两处挡板13和14隔开而形成第一流道11和第二流道12，第一流道11连接进 水口 13并且流经排气侧，第二流道12连接出水口 14并且流经进气侧，第一流道11通过气 缸垫3上的过水孔312与气缸盖水套2连通，第二流道12均通过气缸垫3上的过水孔311 与气缸盖水套2连通。出口 15是气缸体水套1通往其他冷却系统的出口，出口 21是气缸 盖水套2通往其他冷却系统的出口。第一流道11主要流经排气侧，第二流道12主要流经 进气侧，冷却液主要从进水口 13流入第一流道11，然后经过气缸垫3上的过水孔312进入 气缸盖水套2，然后再经过气缸垫3上的过水孔311进入第二流道12，最后途径第二流道12 从出水口 14流出。如图4、7、8，从图中可以清楚的看到，由于缸孔间与缸盖螺栓孔23的布置位置限 制，致使两缸之间水套的厚度比其他区域大，为了均勻流速，需要保证气缸体水套1任意处 的纵向通流截面相等，可以在该区域减小高度。因此，气缸体水套1的底部呈波浪状。同时， 气缸体水套1的最高高度小于气缸孔的直径。本发明的气缸体水套1和气缸盖水套2均应 采用薄水套，而且气缸体水套1的最高高度小于气缸孔40的直径。由于常规水套的设计时， 水套的最低端应该低于活塞环第一道气环在下止点时所在位置，而且针对目前车用汽油发 动机的冲程缸径比，经验值一般设置为1 1，再加之活塞火力岸高度，常规的水套高度应该 约等于1. 1乘以气缸孔直径+火力岸高度，本发明采用短水套设计，短水套的高度量化值定 义约为一倍气缸孔直径，这样便可以使整个发动机水套的容积减小，从而提高冷却液的流 速，利用对流换热，便可以提高冷却效率，降低油耗；同时由于本发明的水套容积小，可以使 发动机能更快速暖机，降低暖机过程的油耗和排放。如图5，挡板13上设有过水孔131连通第一流道11和第二流道12。为了保证挡 板13或14附近区域水套中的冷却液的流速均勻，挡板13和14上还设有过水孔，以确保整 个水套中的冷却液流速更均勻。如图6，气缸垫3上的过水孔31由不同直径的通孔组成。优选的实现方式是将气 缸垫3上的过水孔31分成不同直径的两组311和312，通过调整两组过水孔311和312的5直径来控制各个区域的流速，以使整个发动机冷却水套中的流速更均勻。气缸垫3的过水 孔311和312均勻地布置在气缸孔40周围，这样就可以使冷却液更均勻流过高温区域，提 高冷却水套散热性能。第一流道11与气缸盖水套2连通的过水孔311组成的通流面积大于 第二流道2与气缸盖水套2连通的过水孔312组成的通流面积。由于第一流道11是连接 水泵的，其冷却液压力较高，流速较快，所以第一流11道与气缸盖水套2连通的过水孔311 组成的通流面积应该较大，以平衡流速。如图7，图中清楚的显示了本发明的冷却水套的第一流道11和第二流道12的以及 挡板13和14的位置，以及气缸盖螺栓孔23的位置。孔40为气缸孔。如图8，气缸盖水套2通过孔241与气缸垫过水孔312连通，通过孔242与气缸垫 过水孔311连通。孔25为燃烧室。如图9，本发明的冷却水套装配后，第一流道11的进水接冷却水泵，第二流道12的 出水口接调温器。
权利要求
1.一种发动机冷却水套，其特征在于所述发动机冷却水套包括气缸体水套和气缸盖水 套，所述气缸体水套由两处挡板隔开而形成第一流道和第二流道，所述第一流道连接进水 口并且流经排气侧，所述第二流道连接出水口并且流经进气侧，所述第一流道和第二流道 均通过气缸垫上的过水孔与气缸盖水套连通。
2.根据权利要求1所述的发动机冷却水套，其特征在于所述气缸体水套任意处的纵向 通流截面相等。
3.根据权利要求2所述的发动机冷却水套，其特征在于所述气缸体水套的底部呈波 浪状。
4.根据权利要求1的发动机冷却水套，其特征在于所述气缸体水套的最高高度小于气 缸孔的直径。
5.根据权利要求1或2或3或4所述的发动机冷却水套，其特征在于所述挡板上设有 过水孔连通第一流道和第二流道。
6.根据权利要求1或2或3或4所述的发动机冷却水套，其特征在于所述气缸垫上的 过水孔由不同直径的通孔组成。
7.根据权利要求1或2或3或4所述的发动机冷却水套，其特征在于所述气缸垫的过 水孔均勻布置在气缸孔的周围。
8.根据权利要求1或2或3或4所述的发动机冷却水套，其特征在于所述第一流道与 气缸盖水套连通的过水孔组成的通流面积大于第二流道与气缸盖水套连通的过水孔组成 的通流面积。
全文摘要
本发明提供一种结构简单，体积小，流速均匀，压损低的发动机冷却水套，其结构包括气缸体水套和气缸盖水套，气缸体水套由两处挡板隔开而形成第一流道和第二流道，第一流道和第二流道均通过气缸垫上的过水孔与气缸盖水套连通。冷却液主要从进水口流入第一流道并流经排气侧，并且通过气缸垫上一侧的过水孔流入气缸盖水套，然后经过气缸垫上另一侧的过水孔流入第二流道并流经进气侧，最后流出出水口。这样使得整个发动机冷却水套的冷却液流速更均匀，减小气缸孔热态下的变形量，提高发动机动力性能；气缸垫上的过水孔可以根据需要布置，不受传统水套设计气缸孔的影响，可以整体增大缸垫上的过水孔的通流面积，降低整个水套的压损和对水泵的性能要求。
文档编号F01P3/02GK102042116SQ201010603738
公开日2011年5月4日 申请日期2010年12月24日 优先权日2010年12月24日
发明者丘国生, 张育春 申请人:奇瑞汽车股份有限公司