专利名称：多缸内燃发动机的制作方法
技术领域：
本实用新型一种多缸内燃发动机，更具体地说，涉及具有沿相邻汽缸的共用壁延 伸的冷却剂通道的内燃发动机。
背景技术：
控制内燃发动机运转温度的能力对于延长发动机长寿命和排气排放控制十分重 要。由于发动机变得越来越紧凑，更多的发动机制造成并且将要被制造成带有称为“连 体”汽缸，其中相邻的汽缸设置得彼此十分接近使得相邻汽缸之间没有空间可用于冷却套 (water jacket) 0结果，在这种发动机汽缸体的所谓“桥接区域(bridge area) ”中金属温 度可能更大地增加，其会对寿命产生不良影响，并在某些情况下对燃料经济性和排气排放 产生不良影响。尽管已知提供穿过桥接区域的特别的冷却通道(例如通过切割所产生的)， 这种通道需要额外的加工操作，其由于增加的工具、劳动力甚至废料而十分昂贵。需要提供一种发动机冷却系统，其中将冷却剂专门引导至相邻汽缸之间的桥接区 域而不需要在桥接区域中进行额外的加工操作。
实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种多缸内燃发动机，其发动机冷却系统将冷却剂专 门引导至相邻汽缸之间的桥接区域而不需要在桥接区域中进行额外的加工操作。为了实现上述目的，根据本实用新型的一个方面，多缸内燃发动机包括带有至少 一个共用汽缸壁的汽缸体和安装至汽缸体的汽缸盖。安装在汽缸体和汽缸盖之间的衬垫与 汽缸体和汽缸盖协作以形成冷却通道，其穿过汽缸体顶面并沿共用汽缸壁的最上面部分横 向延伸并随后进入汽缸盖，而衬垫部分地形成了通道的横向部分。根据本实用新型的另一个方面，沿共用汽缸壁的最上面部分延伸的汽缸盖衬垫包 括具有允许冷却剂从汽缸体流入冷却剂通道的进口端口的底层、具有允许冷却剂从冷却剂 通道流入汽缸盖的出口端口的顶层、具有沿共用汽缸壁延伸并对应于冷却剂通道的横向部 分的槽的中间层，而该槽与进口端口和出口端口流体连通。根据本实用新型的再一个部分， 衬垫的顶层和底层可具有至少部分与中间层或隔离层中的槽共同延伸的槽，从而允许冷却 剂穿过冷却剂通道流动以接触汽缸盖和共用汽缸壁中的一个或两者。可替代地，顶层和底 层均未开槽，从而冷却剂不与汽缸盖或共用汽缸壁直接接触。优选地，衬垫的顶层具有至少 部分与中间层中的槽共同延伸的槽。或者，优选地，衬垫的底层具有至少部分与中间层中的 槽共同延伸的槽。根据本实用新型的又一方面，提供一种多缸内燃发动机，该内燃发动机包括汽缸 体，带有至少一个在相邻汽缸孔之间延伸的共用汽缸壁；汽缸盖，安装至汽缸体；衬垫，安 装在汽缸体和汽缸盖之间；以及冷却剂通道，从汽缸体的顶面向上并且沿共用汽缸壁的最 上面部分延伸、并随后向上进入汽缸盖，冷却剂通道沿共用汽缸壁的最上面部分延伸的部 分由衬垫以及汽缸盖和汽缸体形成。
4[0008]优选地，该衬垫包括底层，其与汽缸体接触，且具有用于允许冷却剂从汽缸体流 入冷却剂通道的进口端口，还具有延伸冷却剂通道长度的至少一部分的槽(其中，冷却剂 通道沿共用汽缸壁的最上面部分延伸)，使得穿过冷却剂通道流动的冷却剂撞击共用汽缸 壁；顶层，其与汽缸盖接触，并具有允许冷却剂从冷却剂通道流入汽缸盖的出口端口 ；以及 中间层，具有在进口端口和出口端口之间沿共用汽缸壁延伸的槽。优选地，该衬垫包括底层，其与汽缸体接触，并具有用于允许冷却剂从汽缸体流 入冷却剂通道的进口端口，还具有延伸冷却剂通道长度的至少一部分的槽(其中，冷却剂 通道沿共用汽缸壁的最上面部分延伸)，使得穿过冷却剂通道流动的冷却剂撞击共用汽缸 壁；顶层，其与汽缸盖接触，并具有允许冷却剂从冷却剂通道流入汽缸盖的出口端口，还具 有延伸冷却剂通道长度的至少一部分的槽，使得穿过冷却剂通道流动的冷却剂撞击汽缸 盖，其中，冷却剂通道沿共用汽缸壁的最上面部分延伸；以及中间层，具有在进口端口和出 口端口之间沿共用汽缸壁延伸的槽。优选地，该衬垫包括底层，其与所述汽缸体接触，并具有用于允许冷却剂从汽缸 体流入冷却剂通道的进口端口 ；顶层，其与汽缸盖接触，并具有允许冷却剂从冷却剂通道流 入汽缸盖的出口端口，还具有延伸冷却剂通道长度的至少一部分的槽，使得穿过沿共用汽 缸壁的最上面部分延伸的冷却剂通道流动的冷却剂撞击汽缸盖；以及至少一个中间层，具 有在进口端口和出口端口之间沿共用汽缸壁延伸的槽。优选地，底层，其与汽缸体接触，并具有用于允许冷却剂从汽缸体流入冷却剂通道 的进口端口 ；顶层，其与汽缸盖接触，并具有允许冷却剂从冷却剂通道流入汽缸盖的出口端 口 ；中间层，具有在进口端口和出口端口之间沿共用汽缸壁延伸的槽，从而防止流过冷却剂 通道的冷却剂撞击汽缸盖或汽缸体。根据本实用新型带有汽缸组件直接冷却的内燃发动机的优点在于提高了发动机 寿命并改善了排放控制。根据本实用新型带有直接汽缸体顶面冷却的内燃发动机的优点在于可以更高的 单位功率运转发动机而没有过度加热的负面影响。本实用新型的系统的其它优点及特征对于本说明书的读者将变得显而易见。
图1为具有根据本实用新型一个方面的冷却系统的发动机的部分示意图。图2显示了根据本实用新型一个方面的衬垫的中间部分和垫圈部分。图3为部分组装的根据本实用新型一个方面的衬垫的平面图。图4为衬垫沿共用汽缸壁的截面，其中衬垫具有穿过顶层和底层的槽。图5显示了类似于图4中所示的衬垫，但其具有仅延伸穿过下层或底层的槽。图6类似于图4、5，但其显示了具有仅穿过顶层的槽的衬垫。图7类似于图4至6，但其显示了顶层和底层中均不具有槽的衬垫。
具体实施方式
如图1所示，发动机10具有汽缸体14，带有多个汽缸16设置于其中。汽缸16具 有在相邻汽缸之间延伸的多个共用汽缸壁20。这些汽缸16为所谓“连体”型，因为冷却剂 未在相邻汽缸之间流动。这使得共用汽缸壁20会在发动机10运转期间受到很高程度的加 热。发动机还包括汽缸盖18，其和汽缸体14 一起把汽缸盖衬垫22夹在中间。[0025]图1和图2显示了汽缸盖衬垫22的中间部分或垫圈部分沈具有多个槽30，其有 助于形成延伸穿过发动机汽缸16中相邻汽缸之间的共用汽缸壁20的冷却剂通道。总体上， 冷却剂向上流动穿过汽缸体14的顶面M中形成的端口 25，并随后在向上流动进入汽缸盖 18中形成的端口 43之前穿过槽30。图3说明了结合了上层34之后的垫圈沈。请注意，上层34具有多个端口 42用于 冷却剂一旦移动穿过槽30和槽38形成的通道则允许冷却剂进入汽缸盖端口 43，槽30形成 在垫圈或中间层沈中，槽38形成在顶层34中。图4显示了衬垫22的第一配置，其中成型在中间层沈中的冷却槽30至少部分与 成型在顶层34中的槽38和成型在底层48中的槽52共同延伸，以便允许向上流动穿过底 层48中成型的端口 56的冷却剂流动越过共用汽缸壁20，这样通过冷却剂通道上部的汽缸 盖18和冷却剂通道下部的共用汽缸壁20限制冷却剂，而冷却剂随后穿过顶层34中成型的 端口 42流出。换句话说，允许冷却剂在共用汽缸壁20的范围内自由地撞击汽缸体14，并在 相同范围内自由撞击汽缸盖18。在图5的实施例中，顶层34中未成型有槽，导致由于底层48中成型的槽52而允 许冷却剂直接接触共用汽缸壁20而非汽缸盖18。相反地，在图6中所说明的实施例中，由 于槽38而允许冷却剂接触汽缸盖18，但由于底层48中没有槽，不允许冷却剂直接接触或 撞击共用汽缸壁20。应当理解为，图6的实施例依靠传导换热而非对流换热来冷却汽缸体 14。在图7的实施例中，顶层34和底层48均不具有槽，导致穿过槽30流动的冷却剂 和顶层34或底层48之间仅发生对流换热，而汽缸盖18和汽缸体14的换热为传导换热的 情况。图7的实施例提供了运转的发动机中在寿命方面可能更加稳定的结构。已经根据相关法律规定描述了上述系统，因而该描述在其本质上为示例性的而非 限定性的。所公开实施例的变形和修改对于本领域技术人员可变得显而易见且落在本实用 新型的范围内。例如，根据本实用新型的发动机可集成有具有超过三层的汽缸盖衬垫，额外 的层提供本说明书中描述之外的特征。这样，法律保护的范围仅可通过研究权利要求来确 定。
权利要求1.一种多缸内燃发动机，其特征是，所述多缸内燃发动机包括 带有至少一个共用汽缸壁的汽缸体；安装至所述汽缸体的汽缸盖； 安装在所述汽缸体和所述汽缸盖之间的衬垫；以及冷却剂通道，延伸穿过所述汽缸体、沿所述共用汽缸壁的最上面部分横向延伸、并随后 进入所述汽缸盖，所述衬垫部分地形成所述通道的横向部分。
2.根据权利要求1所述的多缸内燃发动机，其特征在于，所述衬垫包括 底层，具有用于允许冷却剂从所述汽缸体流入所述冷却剂通道的进口端口 ； 顶层，具有允许冷却剂从所述冷却剂通道流入所述汽缸盖的出口端口 ；以及中间层，具有沿所述共用汽缸壁延伸并对应于所述冷却剂通道的所述横向部分的槽， 所述槽与所述进口端口和所述出口端口流体连通。
3.根据权利要求2所述的多缸内燃发动机，其特征在于，所述衬垫的所述顶层具有至 少部分与所述中间层中的槽共同延伸的槽。
4.根据权利要求2所述的多缸内燃发动机，其特征在于，所述衬垫的所述底层具有至 少部分与所述中间层中的所述槽共同延伸的槽。
5.根据权利要求2所述的多缸内燃发动机，其特征在于，所述衬垫的所述底层和所述 衬垫的所述顶层均具有至少部分与所述中间层中的所述槽共同延伸的槽。
6.一种多缸内燃发动机，其特征是，所述多缸内燃发动机包括 汽缸体，带有至少一个在相邻汽缸孔之间延伸的共用汽缸壁； 汽缸盖，安装至所述汽缸体；衬垫，安装在所述汽缸体和所述汽缸盖之间；以及冷却剂通道，从所述汽缸体的顶面向上并且沿所述共用汽缸壁的最上面部分延伸、并 随后向上进入所述汽缸盖，所述冷却剂通道沿所述共用汽缸壁的最上面部分延伸的部分由 所述衬垫以及所述汽缸盖和所述汽缸体形成。
7.根据权利要求6所述的多缸内燃发动机，其特征在于，所述衬垫包括底层，其与所述汽缸体接触，且具有用于允许冷却剂从所述汽缸体流入所述冷却剂通 道的进口端口，还具有延伸所述冷却剂通道长度的至少一部分的槽，使得穿过沿所述共用 汽缸壁的所述最上面部分延伸的所述冷却剂通道流动的冷却剂撞击所述共用汽缸壁；顶层，其与所述汽缸盖接触，并具有允许冷却剂从所述冷却剂通道流入所述汽缸盖的 出口端口 ；以及中间层，具有在所述进口端口和所述出口端口之间沿所述共用汽缸壁延伸的槽。
8.根据权利要求6所述的多缸内燃发动机，其特征在于，所述衬垫包括底层，其与所述汽缸体接触，并具有用于允许冷却剂从所述汽缸体流入所述冷却剂通 道的进口端口，还具有延伸所述冷却剂通道长度的至少一部分的槽，使得穿过沿所述共用 汽缸壁的所述最上面部分延伸的所述冷却剂通道流动的冷却剂撞击所述共用汽缸壁；顶层，其与所述汽缸盖接触，并具有允许冷却剂从所述冷却剂通道流入所述汽缸盖的 出口端口，还具有延伸所述冷却剂通道长度的至少一部分的槽，使得穿过沿所述共用汽缸 壁的所述最上面部分延伸的所述冷却剂通道流动的冷却剂撞击所述汽缸盖；以及 中间层，具有在所述进口端口和所述出口端口之间沿所述共用汽缸壁延伸的槽。
9.根据权利要求6所述的多缸内燃发动机，其特征在于，所述衬垫包括底层，其与所述汽缸体接触，并具有用于允许冷却剂从所述汽缸体流入所述冷却剂通 道的进口端口；顶层，其与所述汽缸盖接触，并具有允许冷却剂从所述冷却剂通道流入所述汽缸盖的 出口端口，还具有延伸所述冷却剂通道长度的至少一部分的槽，使得穿过沿所述共用汽缸 壁的所述最上面部分延伸的所述冷却剂通道流动的冷却剂撞击所述汽缸盖；以及至少一个中间层，具有在所述进口端口和所述出口端口之间沿所述共用汽缸壁延伸的槽。
10.根据权利要求6所述的多缸内燃发动机，其特征在于，所述衬垫包括底层，其与所述汽缸体接触，并具有用于允许冷却剂从所述汽缸体流入所述冷却剂通 道的进口端口；顶层，其与所述汽缸盖接触，并具有允许冷却剂从所述冷却剂通道流入所述汽缸盖的 出口端口；中间层，具有在所述进口端口和所述出口端口之间沿所述共用汽缸壁延伸的槽，从而 防止流过所述冷却剂通道的冷却剂撞击所述汽缸盖或所述汽缸体。
专利摘要本实用新型公开了一种多缸内燃发动机，包括带有至少一个共用汽缸壁的汽缸体；安装至所述汽缸体的汽缸盖；安装在汽缸体和汽缸盖之间的衬垫；以及冷却剂通道，延伸穿过汽缸体并沿着共用汽缸壁的最上面部分横向延伸，并随后进入汽缸盖，衬垫部分地形成所述通道的横向部分。共用汽缸壁在相邻发动机汽缸之间延伸。横向延伸的冷却剂通道至少部分由汽缸盖衬垫中形成的通道形成。本实用新型的优点在于发动机寿命和排放控制会受到有益影响，并且可以更高的单位功率运转发动机而没有过度加热的负面影响。
文档编号F01P3/02GK201851203SQ201020239279
公开日2011年6月1日 申请日期2010年6月24日 优先权日2009年6月26日
发明者乔迪·迈克尔·史莱克, 肯·史蒂文·范德森, 西奥多·拜尔 申请人:福特环球技术公司