具有改进的冷却装置的内燃发动的制造方法
【专利摘要】一种改进的冷却流体通道结构，该冷却流体通道结构通过增加分离水套设计的上部水套中的流动，除了改善了冷却外，还提供了绕内燃发动机的气缸套的整个外周的冷却的均匀性。当与具有单个缸盖供给管路的传统设计相比时，该冷却流体通道结构还提供气缸套冷却流体进口和气缸盖冷却流体出口之间的降低的压降，从而允许使用更小的冷却流体泵并且导致提高了发动机的效率。
【专利说明】具有改进的冷却装置的内燃发动机
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求2011年3月21日提交的美国临时专利申请N0.61 / 454，869的优先权的利益，该申请的全部内容由此通过弓丨用的方式并入。
【技术领域】
[0003]本公开涉及一种位于内燃发动机的发动机机体和气缸套之间的冷却剂或冷却流体通道以及一种用于连接这些冷却剂通道和附接到发动机机体的气缸盖的结构。
【背景技术】
[0004]由于内燃发动机内，尤其是在内燃发动机的燃烧室的包括气缸套和气缸盖的区域中产生的高温，因此需要冷却内燃发动机。虽然冷却是内燃发动机的必需功能，但是冷却代表了发动机的寄生损失，从而降低了效率。另外，气缸套，尤其是在环反转位置处的冷却具有挑战性。因此，在减小来自这样的发动机上的冷却系统的寄生损失的同时，还有机会改进内燃发动机的冷却。
【发明内容】
[0005]本公开提供了一种内燃发动机，该内燃发动机包括发动机机体、气缸盖、第一缸盖供给管路、第二缸盖供给管路、气缸套、第一输送通道和第二输送通道。所述发动机机体包括缸膛和与该缸膛连通的冷气流体进口，所述气缸盖附接到所述发动机机体。所述第一缸盖供给管路和所述第二缸盖供给管路定位于所述发动机机体内。所述第一缸盖供给管路定位为沿着所述缸膛的外周与所述第二缸盖供给管路以一角度间隔开。所述气缸套定位在所述缸膛内。所述气缸套与所述发动机机体协作以形成上部气缸套水套和下部气缸套水套。所述下部气缸套水套定位成用于接收来自所述冷却流体进口的冷却流体。所述第一输送通道在所述发动机机体中沿着所述缸膛外周与所述第二缸盖供给管路以一角度间隔开地位于所述第一缸盖供给管路和所述第二缸盖供给管路之间。所述第二输送通道在所述发动机机体中沿着所述缸膛外周与所述第二缸盖供给管路以一角度间隔开且在所述第二缸盖供给管路的与所述第一输送通道相反的一侧上位于所述第一缸盖供给管路和所述第二缸盖供给管路之间。所述第一输送通道和所述第二输送通道定位成用于将冷却流体流从所述下部气缸套水套提供到所述上部气缸套水套。所述上部气缸套水套的流体流动截面面积小于所述下部气缸套水套的流体流动截面面积。
[0006]本公开还提供了一种内燃发动机，该内燃发动机包括发动机机体、气缸盖、第一缸盖供给管路、第二缸盖供给管路、气缸套、第一输送通道和第二输送通道。所述发动机机体包括缸膛和与该缸膛连通的冷气流体进口。所述气缸盖附接到所述发动机机体。所述第一缸盖供给管路和所述第二缸盖供给管路定位于所述发动机机体内。所述第一缸盖供给管路包括第一流体流动截面面积，而所述第二缸盖供给管道包括第二流体流动截面面积。所述第一缸盖供给管路定位为沿着所述缸膛的外周与所述第二缸盖供给管路以一角度间隔开。所述气缸套定位在所述缸膛内。所述气缸套与所述发动机机体协作以形成上部气缸套水套和下部气缸套水套。所述下部气缸套水套定位成用于接收来自所述冷却流体进口的冷却流体。所述第一输送通道在所述发动机机体中沿着所述缸膛的外周与所述第二缸盖供给管路以一角度间隔开地位于第一缸盖供给管路和所述第二缸盖供给管路之间。所述第二输送通道在所述发动机机体中沿着所述缸膛的外周与所述第二缸盖供给管路以一角度间隔开且在所述第二缸盖供给管路的与所述第一输送通道相反的一侧上位于所述第一缸盖供给管路和所述第二缸盖供给管路之间。所述第一输送通道和所述第二输送通道定位成用于将冷却流体流从所述下部气缸套水套提供到所述上部气缸套水套。所述第一流体流动截面面积与所述第二流体流动截面面积的比值提供了绕所述气缸套的外周的冷却流体流动。
[0007]本公开还提供了一种内燃发动机，该内燃发动机包括发动机机体、气缸盖、第一缸盖供给管路、第二缸盖供给管路、气缸套、第一输送通道和第二输送通道。所述发动机机体包括缸膛和与该缸膛连通的冷气流体进口。所述气缸盖附接到所述发动机机体。所述第一缸盖供给管路和所述第二缸盖供给管路定位于所述发动机机体内。所述第一缸盖供给管路包括第一流体流动截面面积，所述第二缸盖供给管路包括第二流体流动截面面积。所述第一缸盖供给管路定位为沿着所述缸膛的外周与所述第二缸盖供给管路以一角度间隔开。所述气缸套定位在所述缸膛内。所述气缸套与所述发动机机体协作以形成上部气缸套水套和下部气缸套水套。所述下部气缸套水套定位成用于接收来自所述冷却流体进口的冷却流体。所述第一输送通道在所述发动机机体中沿着所述缸膛的外周与所述第二缸盖供给管路以一角度间隔开地位于所述第一缸盖供给管路和所述第二缸盖供给管路之间。所述第二输送通道在所述发动机机体中沿着所述缸膛的外周与所述第二缸盖供给管路以一角度间隔开并且在所述第二缸盖供给管路的与所述第一输送通道相反的一侧上位于所述第一缸盖供给管路和所述第二缸盖供给管路之间。所述第一输送通道和所述第二输送通道定位成用于将冷却流体流从所述下部气缸套水套提供到所述上部气缸套水套。所述上部气缸套水套的第三流体流动截面面积小于所述下部气缸套水套的第四流体流动截面面积，所述第一流体流动截面面积与所述第二流体流动截面面积的比值以及所述第三流体流动截面面积与所述第四流体流动截面面积的比值在顶环反转位置处提供围绕所述气缸套的整个外周的冷却。
[0008]本公开的实施方式的优点和特征在结合附图观察时从示例性实施方式的下列详细描述中将变得更为显而易见。
【专利附图】
【附图说明】
[0009]图1是根据本公开的一示例性实施方式的内燃发动机的一部分的第一剖面图；
[0010]图2是图1的内燃发动机的一部分沿着图4中的线2— 2的剖面图，贯穿从发动机机体延伸到气缸盖的供给管路，并且气缸盖，发动机机体和气缸套是完整的；
[0011]图3是图1的内燃发动机的一部分沿着图4中的线3— 3的剖面图，其中气缸盖，发动机机体和气缸套是完整的；
[0012]图4是沿着图1中的线4-4的剖面图，其中图1中的部件是完整的；
[0013]图5是图1的内燃发动机的发动机机体的一部分沿着图4中的线5— 5的剖面图，其中气缸套被移除；[0014]图6是气缸套和发动机机体之间的流体通道，那些通道到气缸盖的连接，以及图1的内燃发动机的气缸盖中的流体通道的程式化视图，其中流体通道是实心的。
【具体实施方式】
[0015]在本公开的全文中，术语“水”应当理解为意味着任何适合用于内燃发动机的常规的冷却流体或者冷却剂。因此，术语“水”不应当被认为是限制。
[0016]参考图1至图6，本公开涉及一种内燃发动机，或者发动机机体，其一部分以剖面图示出，并总体上表示为10。发动机10提供了改进的气缸套12和气缸盖14的冷却，同时降低了发动机10的寄生损失，提高了发动机10的效率。如下文所讨论的，发动机10包括各种特征部，其中一些特征部包括各种结构参数从而产生获得某些期望特性的改进的冷却，所述期望的特性例如为:降低顶环反转位置处的温度和降低流入气缸盖14中的冷却流体的压降。气缸套12的改进的冷却也增加了发动机大修之间的平均时间，从而直接地满足了顾客的愿望。
[0017]发动机10包括:发动机机体16，仅示出了其一小部分；以及至少一个燃烧室18。当然，发动机10可以包括多个燃烧室，例如4，6或8个，可以布置成直列构型或“V形，，构型。每个燃烧室18都位于气缸腔20的一端，所述气缸腔20可以直接形成在发动机机体16中。气缸腔20适于接收可移动的气缸套12。发动机10还包括附接到发动机机体16来封闭气缸腔20的气缸盖14。发动机10还包括活塞22,该活塞22定位成用于在每个气缸套12内与每个燃烧室18相关联地往复运动。尽管图1中仅示出了活塞22的顶部，但是活塞22可以是任何类型的活塞，只要其包括下文识别的实现本公开所必需的特征即可。例如，活塞22可以是铰接活塞或者整体活塞。
[0018]活塞22的上表面或顶面24与气缸盖14以及气缸套12的在气缸盖14和活塞22之间延伸以限定燃烧室18的部分协作。刮油环32可以定位在气缸套12中以在活塞22经过刮油环32时，从活塞22的外部除去烟灰和其他碎屑。活塞22还包括顶槽34以及多个其它槽36。顶槽34包括顶部压缩环38。槽36包括其它环或密封件40。顶部压缩环38以及环和密封件40将燃烧室18从发动机10的其它内部部分，尤其是那些接收飞溅润滑剂的内部部分分离。
[0019]气缸套、活塞环和活塞寿命的一个关键在于最小化顶环反转温度。该顶环反转温度是在活塞22位于下文所述的上止点(TDC)，并且如图1所示将要从上行冲程改向到下行冲程时顶部压缩环38的温度。在活塞22处于其反转点时顶部压缩环38相对于气缸套12的纵向或轴向位置可以被描述为顶环反转位置39。如果顶环反转温度过高，则气缸套12和活塞环38发生过度磨损，从而缩短了气缸套12和活塞环38的寿命。然而，保持活塞环38的槽34只能够通过确保易受燃烧室18的温度影响的活塞环38的充分冷却而向外或者纵向更高地定位。因此，仅仅将活塞环定位得更高而不保证活塞环38被合适的冷却会导致活塞环38和气缸套12过早失效。本公开描述了这样一种结构，使槽34和环38比传统设计能够处于更高的位置，这提高了气缸12的寿命和可靠性。
[0020]尽管没有特别地示出，活塞22经由连杆连接到发动机10的曲轴，这使得随着发动机曲轴旋转，活塞24沿着气缸套12内的直线路径往复运动。图1示出了活塞22在TDC位置中在曲轴被定位成用于将活塞22移动到最远离曲轴的旋转轴线的位置时获得的位置。以常规的方式，当通过进气和动力冲程前进时，活塞22从TDC位置移动到下止点(BDC)位置。出于本公开的目的，术语“向外”和“向外地”对应于远离发动机曲轴的方向，一而术语“向内”和“向内地”对应于朝着发动机曲轴或者活塞22的BDC位置的方向。
[0021]本公开的发动机10可以是采用燃料直接喷射到每个燃烧室18中的四冲程压缩点火(柴油)发动机。一个或多个形成在气缸盖14中的通道26借助定位于气缸盖14中的相应的提升阀28选择性地将进口空气引导到燃烧室18中，或者从燃烧室18引导排气，图1中仅示出了其中一个提升阀。可以具有两个与进气通道相关联的提升阀28以及两个与排气通道相关联的提升阀28。提升阀28的打开和关闭可以随着活塞22的往复运动以仔细控制的时序通过机械凸轮或者液压致动系统(未示出)或者其它动力系统来实现。
[0022]在图1所示的最高、TDC位置处，活塞22刚完成其上行压缩冲程，在该冲程期间，压缩被允许从进气通道进入燃烧室18的充入空气，由此将其温度提升为高于发动机燃料的点燃温度。该位置通常被认为是完成活塞22的四个冲程所需的720度旋转的开始的零位置。进入燃烧室18和发动机10的其它燃烧室的充入空气的量可以通过在发动机10的进气歧管(未示出)中提供增压而增加。该增压可例如由包括压缩机的涡轮增压器(未示出)提供，该压缩机由借助发动机10的排气提供动力的涡轮驱动或者由发动机10的曲轴(未示出)驱动。
[0023]参考图2，发动机10还包括燃料喷射器(未示出)，其牢固地安装在形成于气缸盖14中的喷射器孔30中，用于在活塞22接近、位于或远离TDC位置移动时，将燃料以非常高的压力喷射到燃烧室18中。燃料喷射器包括位于其内端处的喷射器喷嘴组件，该喷射器喷嘴组件还包括多个形成在喷嘴组件下端中的喷射口，用于允许高压燃料从燃料喷射器的喷嘴腔流到燃烧室18中。燃料流处于非常高的压力以促使燃料与燃烧室18内的高温压缩充入空气充分混合。应当理解的是，燃料喷射器可以是任何类型的能够将高压燃料通过多个喷射器口喷射到燃烧室18中的喷射器。例如，所述喷射器可以是封闭喷嘴型喷射器或敞开喷嘴型喷射器。定位于燃料喷射器内的喷嘴阀元件可以是由燃料压力致动的传统的弹簧偏压封闭喷嘴阀元件，例如美国专利N0.5，326，304中所披露的，其全部内容将通过引用并入。燃料喷射器可以呈美国专利N0.5，819，704中披露的喷射器的形式，其全部内容由此通过引用并入。
[0024]本公开的发动机包括气缸套冷却剂通道，该冷却剂通道的尺寸、形状、和/或相对于彼此的位置确定成，如下文所描述的，以有利地向气缸套12和气缸盖14提供改善的冷却。所述改善的冷却允许将顶部压缩环38尽可能高地定位在活塞22上，或者沿着活塞22向外地定位，这是因为相比于传统的设计，环反转温度降低了。将顶部压缩环38较高或者纵向或轴向向外地定位在活塞22上在减少排放物方面是有益的，这是因为活塞22的顶面24和顶部压缩环38之间的空间，有时称为死区，提供了使烃保持未燃的区域。所述改善的冷却还减小了来自发动机10上的冷却剂系统的寄生损失。降低的环反转温度还提高了发动机大修之间的平均时间以及提高了发动机10的可靠性。
[0025]气缸套12包括环形突起42，其与发动机机体16上的一个或多个槽脊段44配合从而形成下部气缸套冷却剂(例如水)套46，和上部气缸套水套48。气缸套12可以是分离套，这是因为其与发动机机体16协作以形成两个或多个水套部分。如将在下文更详细地描述的，将绕气缸套12的外周定位的水套分成两部分使得能够改善气缸套12在顶环反转位置39处的冷却。
[0026]气缸套12还包括与位于发动机机体16上的环形槽脊或止动件52接合的环形止动件或台阶部50。止动件50提供了这样一个位置，该位置设定了气缸套12的最近、靠近或上表面54相对于发动机机体16的顶面56的深度或偏移量。止动件50设定了气缸套12的顶面54与气缸盖14或气缸盖14或为发动机10的一部分且位于发动机机体16和气缸盖14之间的气缸盖垫圈58之间的间隙的轴向长度。与止动件50类似的止动件在1981年10月12日发布的美国专利N0.4，294，203中被描述，该申请的全部内容由此通过引用并入。
[0027]一个或多个槽60也可以定位在气缸套12的外壁62上。一个或多个密封件64可以定位在每个槽60中。密封件60将位于发动机机体16和气缸套12之间的被润滑部分66与下部气缸套水套46分开。被润滑部分66接收润滑发动机10的活动部件的飞溅的发动机润滑剂。上部套密封件98可以径向地位于气缸套12的径向延伸部99和发动机机体16之间以将冷气流体保持在上部气缸套水套48内。
[0028]如图2和图3所示，下部气缸套水套46径向地位于气缸套12的外壁部68和发动机机体60的内壁部分70之间，且围绕气缸套12的整个外周成角度地延伸。下部气缸套水套46还从止动件50纵向地或轴向地延伸到环形突起42。上部气缸套水套48位于气缸套12的内壁部80和发动机机体16的内壁部82之间，且围绕气缸套12的外周成角度地延伸。上部气缸套水套48还从环形突起42纵向地或轴向地延伸到径向延伸部99。上部气缸套水套48可以具有下部气缸套水套46的容积的大约33%到50%。这种关系也意味着下部气缸套水套46可以比上部气缸套水套大大约2到3倍的范围内。机体进口 72(图5和图6)将冷却流体从位于发动机10中的机体供水轨道74连接到下部气缸套水套46。机体供水轨道74连接至发动机热交换器(未示出)。如上所述的，环形突起42与槽脊44协作以将上部气缸套水套48与下部气缸套水套46分开。第一水输送通道76和第二水输送通道78从下部气缸套水套46纵向或轴向地延伸到上部气缸套水套48，该第一水输送通道76和第二水输送通道78将上部气缸套水套48流体连接到下部气缸套水套46，从而允许冷却流体从下部气缸套水套46流到上部气缸套水套48。第二水输送通道78的中心可以与第一水输送通道76的中心以角度84周向地分开，该角度84可以在90度至180度的范围内，但优选地为大约120度。
[0029]如图2和图6所示，上部气缸套水套48通过均位于发动机机体16和气缸盖14中的第一纵向延伸缸盖供给管路88和第二纵向延伸缸盖供给管路90流体地连接到位于气缸盖14中的下部气缸盖水套86。第一供给管路88的流体流动截面面积大约为第二缸盖供给管路90的流体流动截面面积的2至3倍，更优选地为第二缸盖供给管路90的流体流动截面面积的2至2.5倍以优化气缸盖14的冷却。例如，第二缸盖供给管路90可以具有大约16毫米的直径，而第一缸盖供给管路88可以具有在30毫秒至50毫米的范围内的直径，或更优选地在35毫米至45毫米的范围内的直径。如下文将描述的，流体流动截面面积的差可以与发动机10的其它特征(例如，第一缸盖供给管路88和第二缸盖供给管路90的位置)合作，以确保有足够的冷却流体流过第二缸盖供给管路90。
[0030]如在图4中最佳示出的，第一缸盖供给管路88周向地位于第一水输送通道76和第二水输送通道78之间。第一缸盖供给管路88的第一边缘可以与第一水输送通道76的第一边缘成范围在84度至94度之间的角度108周向地定位。第一缸盖供给管路88的第二边缘可以与第二水输送通道78的第一边缘成范围在73度至83度之间的角度110周向地定位。第一缸盖供给管路88的中心可以周向地位于第一水输送通道76的中心和第二水输送通道78的中心之间的大约中途，或者距每个通道的中心大约120度。第二缸盖供给管路90在第一水输送通道76和第二水输送通道78的与第一缸盖供给管路99相反的一侧上周向地位于第一水输送通道76和第二水输送通道78之间。第二缸盖供给管路90的第一边缘可以与第一水输送通道76的第二边缘成范围在32度至42度的角度112周向地定位，第二缸盖供给管路90的第二边缘可以与第二水输送通道78的第二边缘成范围在28度至38度的角度114周向地定位。第二缸盖供给管路90的中心可以大约位于第一水输送通道76的中心和第二水输送通道78的中心之间的中途。第二缸盖供给管路90的中心可以周向定位成距第一水输送通道76的中心范围在45度至90度，且距第二水输送通道78的中心范围在45度至90度，或者可优选地周向定位成距第一水输送通道76的中心大约65度且距第二水输送通道78的中心大约55度。
[0031]下部气缸套水套86流体地连接到上部气缸套水套92。上部气缸套水套92流体地连接到位于气缸盖14和发动机机体16之间的水返回输送通道94。输送通道94流体地连接到机体水返回轨道96。机体水返回轨道96流体地连接到发动机热交换器(未示出)。
[0032]为了理解发动机10的独特的物理特征，并且更具体地，形成于气缸套12、发动机机体16和气缸盖14中的冷却剂通道的特征，注意到图1至图6示出了用于获得本公开的意想不到的冷却改进的各种物理特征或者参数。如在下文将更详细地说明的，物理特征和参数的组合提供了本公开的优点。特定结构，并且更重要地，下面描述的临界尺寸和尺寸关系产生本公开的改进的功能特性。
[0033]来自发动机热交换器的冷却流体通过机体供水轨道74流入机体入口 72中。冷却流体流过围绕气缸套12的外周的下部气缸套水套46。参考图4，冷却流体随后沿着路径100流过第一水输送通道76，并沿着路径102流过第二水输送通道78进入到上部气缸套水套48中。如前所述，上部气缸套水套48的流体流动截面面积大约为下部气缸套水套46的流体流动截面面积的50 %。流体流动截面面积的该变化的净效应为:与下部气缸套水套46中的冷却流体的速度相比，上部气缸套水套48中冷却流体的速度增加。所述速度增加可以在2至3倍的范围内。例如，下部气缸套水套46中的冷却流体速度可以在1.0米/秒至1.5米/秒的范围内，而上部气缸套水套48中的冷却流体速度可以在2.5米/秒至3.0米/秒的范围内。在上述的流速下，流过上部气缸套水套48和下部气缸套水套46的冷却流体的流量可以为50加仑/分钟。
[0034]快速移动的冷却流体朝着第一缸盖供给管路88和第二缸盖供给管路90流动以用于输送到气缸盖14中。因为第一水输送通道76和第二水输送通道78相对于第一缸盖供给管路88和第二缸盖供给管路90周向偏移位置,并且因为第二缸盖供给管路90相对于第一缸盖供给管路88的相对尺寸，冷却流体从第一水输送通道76和第二水输送通道78朝着第一缸盖供给管路88和第二缸盖供给管路90周向流动前进。第一水输送通道76和第二水输送通道78的位置由发动机机体16的结构来确定。由于第一缸盖供给管路88相比于第二缸盖供给管路90在周向上更远离第一水输送通道76和第二水输送通道78，因此第一缸盖供给管路88相比于第二缸盖供给管路90被给予更大的流体流动截面面积以减小冷却流体流过第一缸盖供给管路88的阻力。通过如所述的确定第一缸盖供给管路88和第二缸盖供给管路90的尺寸和位置，流过第二缸盖供给管路90的冷却流体增加到足以确保气缸套12在其外周处的相对均匀的冷却的水平。因此，气缸套12的整个外周或圆周在顶环反转位置39的区域中被均匀冷却，这是因为冷却流体的流动被平衡到第一缸盖供给管路88和第二缸盖供给管路90中以提供冷却的均匀性。
[0035]如刚才描述的，平衡的流体流由发动机10的两个物理特征来实现。第一，第一水输送通道76和第二水输送通道78相对于第一缸盖供给管路88和第二缸盖供给管路90的周向位置。第二，先前所述的，第一缸盖供给管路88的流体流动截面面积和第二缸盖供给管路90的流体流动截面面积影响沿着路径104流入第一缸盖供给管路88和沿着路径106流入第二缸盖供给管路90的冷却流体的比值，从而导致足够的冷却流体流入第一缸盖供给管路88和第二缸盖供给管路90以提供绕气缸套12的外周的相对均匀的冷却。除了提供绕气缸套12的整个外周的均匀冷却外，这在顶环反转位置39处的均匀冷却方面是有益的，冷却流体在上部气缸套水套48中增加的速度对顶环反转位置39提供了的增加的冷却。
[0036]增加的和均匀的冷却的结果允许顶环反转位置39在气缸套12上更高。相比于传统设计，顶环反转位置39定位得更高允许顶槽34在活塞22向外或轴向更高的位置，传统的设计必须保持顶环反转位置较低以适应绕气缸套12的外周的冷却变化并且适应由这样的设计提供的较少的冷却。改进的顶环反转位置39的冷却减少了在该顶环反转位置39处的油破坏，从而减小了气缸套12上的磨损。减小的气缸套12上的磨损降低了发动机10的油耗量，并且减小了发动机10大修之间的平均时间，由此提高了发动机10的可靠性和寿命。改进的顶环反转位置的冷却也允许发动机中的更高的功率密度或者功率容量。
[0037]第一缸盖供给管路88和第二缸盖供给管路90连接到下部气缸套水套86，从而引导冷却流体贯穿下部气缸套水套86的最靠近燃烧室18的区域中的最热部分。冷却流体随后流入上部气缸套水套92。从上部气缸套水套92，冷却流体流入水返回输送通道94且随后进入机体水返回轨道96。机体水返回轨道96最后连接到发动机热交换器(未示出)，例如散热器。
[0038]相比于传统的发动机设计，第一缸盖供给管道88和第二缸盖供给管道90的结合降低了上部气缸套水套48和下部气缸套水套86之间的压降。降低的压降允许在发动机10中使用更小的冷却流体泵(未示出)，这减小了来自冷却流体泵的发动机10上的寄生负荷，这提高了发动机10的效率。
[0039]尽管已经示出和描述了本公开的多种实施例，但是应理解的是这些实施方式不限于此。所述实施方式可以由本领域技术人员改变，修改和进一步应用。因此，这些实施方式并不限于先前所示和所述的细节，而是也包括所有这样的改变和修改。
【权利要求】
1.一种内燃发动机，该内燃发动机包括: 发动机机体，该发动机机体包括缸膛和与该缸膛连通的冷却流体进口 ； 附接到所述发动机机体的气缸盖； 定位于所述发动机机体中的第一缸盖供给管路和第二缸盖供给管路，所述第一缸盖供给管路定位成沿着所述缸膛的外周与所述第二缸盖供给管路以一角度间隔开； 气缸套，该气缸套定位于所述缸膛内并且与所述发动机机体协作以形成上部气缸套水套和下部气缸套水套，所述下部气缸套水套定位成用于接收来自所述冷却流体进口的冷却流体；以及 第一输送通道，该第一输送通道在所述发动机机体中沿着所述缸膛的外周与所述第二缸盖供给管路以一角度间隔开地位于所述第一缸盖供给管路和所述第二缸盖供给管路之间；和第二输送通道，该第二输送通道在所述发动机机体中沿着所述缸膛的外周与所述第二缸盖供给管路以一角度间隔开且在所述第二缸盖供给管路的与所述第一输送通道相反的一侧上位于所述第一缸盖供给管路和所述第二缸盖供给管路之间；所述第一输送通道和所述第二输送通道定位成用于将冷却流体流从所述下部气缸套水套提供到所述上部气缸套水套，所 述上部气缸套水套的流体流动截面面积小于所述下部气缸套水套的流体流动截面面积。
2.如权利要求1所述的内燃发动机，其中，所述上部气缸套水套的流体流动截面面积在所述下部气缸套水套的流体流动截面面积的33%至50%的范围内。
3.如权利要求1所述的内燃发动机，其中，所述第一缸盖供给管路的第一边缘周向地距所述第一输送通道的第一边缘在84度至94度之间的范围内，所述第一缸盖供给管路的第二边缘周向地距所述第二输送通道的第一边缘在73度至83度之间的范围内。
4.如权利要求1所述的内燃发动机，其中，所述第二缸盖供给管路的第一边缘周向地距所述第一输送通道的第二边缘在32度至42度的范围内。
5.如权利要求1所述的内燃发动机，其中，流过所述上部气缸套水套的冷却流体流动的速度大约为流过所述下部气缸套水套的冷却流体流动的速度的两倍。
6.如权利要求5所述的内燃发动机，其中，流过所述上部气缸套水套的冷却流体流动的速度在50加仑/分钟的流量下在2.5米/秒至3.0米/秒的范围内。
7.如权利要求1所述的内燃发动机，其中，所述第二缸盖供给管路的第二边缘周向地距所述第二输送通道的第二边缘在28度至38度的范围内。
8.如权利要求1所述的内燃发动机，其中，所述第一缸盖供给管路的流体流动截面面积在所述第二缸盖供给管路的流体流动截面面积的2至3倍范围内。
9.如权利要求8所述的内燃发动机，其中，所述第一缸盖供给管路的流体流动截面面积在所述第二缸盖供给管路的流体流动截面面积的2至2.5倍范围内。
10.如权利要求9所述的内燃发动机，其中，所述第二缸盖供给管路的直径为16毫米。
11.一种内燃发动机，该内燃发动机包括: 发动机机体，该发动机机体包括缸膛和与该缸膛连通的冷却流体进口 ； 附接到所述发动机机体的气缸盖； 定位于所述发动机机体中的包括第一流体流动截面面积的第一缸盖供给管路和包括第二流体流动截面面积的第二缸盖供给管路，所述第一缸盖供给管路定位成沿着所述缸膛的外周与所述第二缸盖供给管路以一角度间隔开； 气缸套，该气缸套定位于所述缸膛内并且与所述发动机机体协作以形成上部气缸套水套和下部气缸套水套，所述下部气缸套水套定位成用于接收来自所述冷却流体进口的冷却流体；以及 第一输送通道，该第一输送通道在所述发动机机体中沿着所述缸膛的外周与所述第二缸盖供给管路以一角度间隔开地位于所述第一缸盖供给管路和所述第二缸盖供给管路之间；和第二输送通道，该第二输送通道在所述发动机机体中沿着所述缸膛的外周与所述第二缸盖供给管路以一角度间隔开且在所述第二缸盖供给管路的与所述第一输送通道相反的一侧上位于所述第一缸盖供给管路和所述第二缸盖供给管路之间；所述第一输送通道和所述第二输送通道定位成用于将冷却流体流从所述下部气缸套水套提供到所述上部气缸套水套，所述第一流体流动截面面积与所述第二流体流动截面面积的比值提供了冷却流体围绕所述气缸套的外周的流动。
12.如权利要求11所述的内燃发动机，其中，所述第一流体流动截面面积与所述第二流体流动截面面积的比值在2至3的范围内。
13.如权利要求12所述的内燃发动机，其中，所述第一流体流动截面面积与所述第二流体流动截面面积的比值在2至2.5的范围内。
14.如权利要求10所述的内燃发动机，其中，所述上部气缸套水套的流体流动截面面积在所述下部气缸套水套的流体流动截面面积的33%至50%的范围内。
15.如权利要求11所述的内燃发动机，其中，所述第二缸盖供给管路的第一边缘周向地距所述第一输送通道的 第二边缘在32度至42度的范围内。
16.如权利要求11所述的内燃发动机，其中，所述第二缸盖供给管路的第二边缘周向地距所述第二输送通道的第二边缘在28度至38度的范围内。
17.—种内燃发动机，该内燃发动机包括: 发动机机体，该发动机机体包括缸膛和与该缸膛连通的冷却流体进口 ； 附接到所述发动机机体的气缸盖； 定位在所述发动机机体中的包括第一流体流动截面面积的第一缸盖供给管路和包括第二流体流动截面面积的第二缸盖供给管道，所述第一缸盖供给管路定位成沿着所述缸膛的外周与所述第二缸盖供给管路以一角度间隔开； 气缸套，该气缸套定位在所述缸膛内并且与所述发动机机体协作以形成上部气缸套水套和下部气缸套水套，所述下部气缸套水套定位成用于接收来自所述冷却流体进口的冷却流体；以及 第一输送通道，该第一输送通道在所述发动机机体中沿着所述缸膛的外周与所述第二缸盖供给管路以一角度间隔开地位于所述第一缸盖供给管路和所述第二缸盖供给管路之间；和第二输送通道，该第二输送通道在所述发动机机体中沿着所述缸膛的外周与所述第二缸盖供给管路以一角度间隔开且在所述第二缸盖供给管路的与所述第一输送通道相反的一侧上位于所述第一缸盖供给管路和所述第二缸盖供给管路之间；所述第一输送通道和所述第二输送通道定位成用于将冷却流体流从所述下部气缸套水套提供到所述上部气缸套水套，所述上部气缸套水套具有比所述下部气缸套水套的第四流体流动截面面积小的第三流体流动截面面积，所述第一流体流动截面面积与所述第二流体流动截面面积的比值，以及所述第三流体流动截面面积与所述第四流体流动截面面积的比值在顶环反转位置处提供了围绕所述气缸套的整个外周的冷却流体的流量的增加。
18.如权利要求17所述的内燃发动机，其中，所述第三流体流动截面面积在所述第四流体流动截面面积的33%至50%的范围内，并且所述第一流体流动截面面积与所述第二流体流动截面面积的比值在2至3的范围内。
19.如权利要求18所述的内燃发动机，其中，所述第一流体流动截面面积与所述第二流体流动截面面积的比值在2至2.5的范围内。
20.如权利要求17所述的内燃发动机，其中，所述下部气缸套水套中的冷却流体流动的速度在1.0米/秒至1.5米/秒的范围内，所述上部气缸套水套中的冷却流体流动的速度在2.5米/秒至3.0米/秒的范围内。
【文档编号】F02F1/10GK103842638SQ201280014761
【公开日】2014年6月4日 申请日期:2012年3月21日 优先权日:2011年3月21日
【发明者】I·迈克吉芬, J·沃辛顿, K·A·甘特 申请人:康明斯知识产权公司