专利名称：具有内部加强件的水冷活塞内燃机用的气缸盖的制作方法
技术领域：
本发明涉及具有内部加强件的水冷活塞内燃机用的气缸盖。
背景技术：
在根据汽油机原理或柴油机原理工作的活塞内燃机的进一步发展和性能提高的情况下，对减轻重量的期望使得铝材料得到利用，并且性能提高导致气缸内压的升高。气缸内压的升高导致明显的机械应力，特别是关闭燃烧室的气缸盖的易变的弯曲应力，冒着会在气缸盖内发生裂纹的危险。
DE-C-42 22 801公开了一种活塞内燃机用的气缸盖，在该活塞内燃机中，气缸盖的由火焰盖和上盖封闭的冷却水引导区域连续通过中间壁被划分成由火焰盖限定的下部冷却水引导区域和由上盖限定的上部冷却水引导区域，其中，下部和上部冷却水引导区域不应具有下部区域和上部区域之间的冷却水交换用的横向连接件，以便可引导如此分离的冷却水流通过气缸盖。因此，针对上面提到的由气缸内压的升高引起的弯曲应力，产生了气缸盖的加强。然而，这种气缸盖的制造提出了浇铸技术问题。此外，通过气缸盖内的冷却水的分离引导，会由于因较热的下部区域和不大热的上部区域之间冷却水的横向交流缺乏引起的温差而在气缸盖内发生不利的热应力。
发明内容
本发明把提供一种气缸盖作为课题的基础，该气缸盖一方面具有形状稳定性，另一方面通过所导通的冷却水实现大致均匀冷却。
根据本发明，该课题是使用一种水冷多缸活塞内燃机用的具有冷却水进口和冷却水出口的由冷却水纵向或横向流经的气缸盖来解决的，该气缸盖具有由火焰盖和上盖封闭的空腔，该空腔由用于插入燃料喷射器的管子以及至少一个进气口和至少一个排气口及针对各气缸的气缸盖螺栓用的管子通过，其中，火焰盖和上盖之间的自由区域用作冷却水引导区域，并且该气缸盖在冷却水引导区域的一部分内设置有中间腹板。结果表明，这种中间腹板的配置足以实现气缸盖的必要加强。由于各中间腹板相互有间隔地配置，因而保留足够大的开口，这些开口实现绕火焰盖附近流过的冷却水和绕上盖流过的冷却水之间的良好交换。
在本发明的有利布置中规定的是，中间腹板平面构成，并且其较大的面与火焰盖大致平行对准。该布置具有的优点是，中间腹板可按比例地薄壁构成，而在充分延伸的情况下具有足够的横断面，以便实现所期望的强度，并因而实现所期望的加强。因此也保证可使流动阻力保持较小。另一优点是，这些中间腹板当在排气口和进气口区域内连接时，将增大排气口用的冷却面或者在少量程度上实现从排气口到进气口的热传递。针对气缸盖内的冷却水流向，根据各中间腹板的定位，中间腹板的至少一部分的前边缘和/或后边缘可通过对应的成型同时执行导向功能，从而使得热负荷较高的区域，特别是火焰盖上，更强烈地流经冷却水。
图1是根据图2的线I-I的气缸盖的垂直横断面图；图2是根据图1的线II-II的气缸盖的局部的水平断面图；图3是根据图2的具有中间腹板用的另一配置的水平断面图；图4是根据图2的具有中间腹板用的另一形状例的水平断面图；图5是根据图3的纵向流经原理的实施方式例；以及图6是根据图3的横向流经原理的实施方式例。
具体实施例方式
以下根据示意图对本发明进行更详细说明。
图1中充分示意性示出的柴油机方法用的多缸活塞内燃机用的气缸盖1的横断面大致具有火焰盖2和上盖3，该火焰盖2和上盖3封闭空腔，该空腔与未作更详细标示的冷却水进口和未作更详细标示的冷却水出口相连接，并由冷却水流经。火焰盖2关闭在上侧具有气缸Z的仅略作图示的气缸体ZB。该空腔在气缸区域内分别由至少一个进气口4和至少一个排气口5以及燃料喷射器用的管子6和气缸盖螺栓用的管子7通过。根据汽油机方法工作的活塞内燃机用的气缸盖构成类似。
在火焰盖2和上盖3之间的自由区域8.1、8.2、8.3、8.4以及8.5用作冷却水引导区域，这些区域根据与冷却水进口和冷却水出口的连接，可横向或纵向被流经。
如根据图2的断面俯视图表明，在冷却水引导区域的一部分内分别配置有中间腹板9，这些中间腹板9的表面使用交叉阴影线来表示，便于在图2中说明，在图3中也一样。中间腹板9与火焰盖2大致平行伸展。在根据图2的实施例的情况下，中间腹板9分别在进气口4和排气口5之间延伸，并从而使由点划线表示的气缸Z的正上面的区域增强。
图3示出根据图2的另一实施方式的断面图，其中，中间腹板9分别设置在两个相邻气缸Z之间的中间区域内。
根据中间腹板的位置，可将中间腹板9的前边缘11和/或后边缘12分别形成为，使它们针对冷却水的流向执行导向功能，从而针对火焰盖的热负荷高的区域实现有针对性的冷却水引导和/或在火焰盖附近区域和上盖附近区域之间的有针对性的冷却水交换。
图4示出与中间腹板相关联的冷却水引导区域的构成用的另一形成例。在该形成例的情况下，设置有加强肋10，该加强肋10在中间腹板9的平面上至少通过限定空腔的壁的一部分伸展并限定相邻中间腹板9之间的穿孔13。在此，当加强肋10穿过中间腹板时是合适的。由于多缸内燃机的气缸盖遭受非常复杂的机械应力，也就是说，在发动机横轴和发动机纵轴中，除了张/压应力以外，还有弯曲/交变应力，因而限定穿孔13的加强肋10在限定空腔的壁上，例如在进气口和排气口形成根本性的加强。
图5针对根据图3的实施例示出冷却水纵向流经冷却水引导区域8的原理。
箭头LE表示，冷却水在相反端面再次流出，使得气缸盖沿长度方向被流经。中间腹板在其转向上盖3的侧部被流经，其中，分别通过两个顺次位置的中间腹板之间的自由空间进行下盖侧和上盖侧之间的冷却水交换。
图6同样针对根据图3的实施例示出冷却水横向流经冷却水引导区域8的原理。
箭头QE表示，在排气口5的侧部，冷却水从可集成在气缸盖或发动机缸体内的作为进口的纵向口14，横向于气缸盖1的纵向方向进入各自被分配给气缸7的冷却水引导区域8。箭头QE仅示意性对此作了表示。针对各气缸Z的准确位置按照各自的结构情况，特别是按照排气口5的形状以及按照进气口4而定。
在进气口4的侧部对应设置有作为出口的收集口15，冷却水从分别分配给气缸的各个区域排出到该收集口15内。这由箭头QA示意性示出。这里，实际位置也按照结构情况而定。
而且，在横向流动的情况下，可通过分别相邻的腹板之间的自由空间进行冷却水交换。由于分配给各气缸的区域之间不存在气缸盖内的所谓舱壁，因而可自由调整横向流动，从而可在部分区域内设置指向纵向方向的流动部件。
上述的纵向流经和横向流经同样也可在根据图2和图4的实施方式的情况下设计。
权利要求
1.一种水冷多缸活塞内燃机用的由冷却水纵向或横向流经的气缸盖，该气缸盖具有遮盖气缸的由火焰盖(2)和上盖(3)封闭的空腔，该空腔由用于插入燃料喷射器和/或气缸设备的管子和/或针对各气缸(Z)的气缸盖螺栓用的管子以及至少一个进气口(4)和至少一个排气口(5)通过，其中，火焰盖(2)和上盖(3)之间的自由区域(8)用作冷却水引导区域，并且该气缸盖在冷却水引导区域的一部分内设置有中间腹板(9)。
2.根据权利要求1所述的气缸盖，其特征在于，所述中间腹板(9)平面构成，并且其较大的面与火焰盖(2)大致平行对准。
3.根据权利要求1或2所述的气缸盖，其特征在于，针对冷却水的流向(10)，所述中间腹板(9)的至少一部分的前边缘(11)和/或后边缘(12)形成为流动导向元件。
4.根据权利要求1至3中的一项所述的气缸盖，其特征在于，设置有加强肋(10)，该加强肋(10)在中间腹板(9)的平面上至少通过限定空腔的壁的一部分伸展。
5.根据权利要求4所述的气缸盖，其特征在于，所述加强肋(10)穿过中间腹板(9)。
全文摘要
本发明涉及水冷多缸活塞内燃机用的由冷却水纵向或横向流经的气缸盖，该气缸盖具有遮盖气缸的由火焰盖(2)和上盖(3)封闭的空腔，该空腔由用于插入燃料喷射器和/或气缸设备的管子和/或针对各气缸(Z)的气缸盖螺栓用的管子以及至少一个进气口(4)和至少一个排气口(5)通过，其中，火焰盖(2)和上盖(3)之间的自由区域(8)用作冷却水引导区域，并且该气缸盖在冷却水引导区域的一部分内设置有中间腹板(9)。
文档编号F02B3/00GK1697921SQ03824547
公开日2005年11月16日 申请日期2003年9月11日 优先权日2002年10月25日
发明者弗朗茨·马森, 拉尔夫·格伦纳 申请人:Fev电机技术有限公司