发动机冷却结构及发动机的制作方法

1.本实用新型涉及发动机冷却技术领域，特别涉及一种发动机冷却结构。本实用新型还涉及一种发动机。


背景技术：

2.发动机运转时，缸内燃烧区ai90(约活塞行程1/4处以上)释放大量热量，温度高达几百摄氏度，缸壁温度场过高，极易导致缸筒变形量增大漏气风险或引起活塞烧蚀导致发动机报废，目前缸体布置环形水套，冷却水经水泵加压后进入缸体水套，分别延进气侧和排气侧水套流向缸体水套另一端，经缸垫孔流入缸盖水套或流出发动机。
3.传统缸体水套采用上下贯通一体式水套，而缸筒燃烧放热区为顶部(主要ai90区域，1/4活塞行程)，此部位热负荷最大，相应散热需求最大，向下热负荷逐渐降低，相应散热需求逐步降低；但由于冷却液自身重力作用，大部分冷却液会在水套中部区域流动，及水套中部冷却液流速高，水套顶部或下部冷却液流速低，与实际散热需求不相符，导致对缸筒顶部放热区冷却效果较差。
4.同时，由于冷却系统新技术的应用，缸体、缸盖分流冷却技术应用越来越多，此技术较传统机型会使缸体分流比例降低，冷却液流经比例由传统的100％降低至20％-30％，此时传统水套结构更体现出缸体冷却的不足。
5.此外，发动机热效率目标逐渐升高，高压缩比、高能点火、缸筒喷涂等技术的应用，使缸体顶部热负荷相对传统机型有所增高，尤其是发动机缸筒喷涂工艺，其本身较传统缸套的结构强度低，以上技术的应用更需要通过高效冷却装置满足其散热需求。


技术实现要素：

6.有鉴于此，本实用新型旨在提出一种发动机冷却结构，以有利于提高发动机的冷却效果。
7.为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：
8.一种发动机冷却结构，包括设于发动机缸体中的缸体主体水套，以及设于所述缸体主体水套中的水套隔板，其中，
9.所述水套隔板具有均呈环状的横向隔板和侧面隔热板；
10.所述横向隔板将所述缸体主体水套分隔为上层水套和下层水套；
11.所述侧面隔热板贴合于所述上层水套的靠近于所述发动机缸体外侧的内壁面上。
12.进一步的，所述横向隔板位于活塞行程的1/4处，或者，所述横向隔板靠近所述活塞行程的1/4处设置。
13.进一步的，所述发动机缸体中分别设有与所述上层水套相连的进水口，以及与所述下层水套相连的出水口；所述横向隔板上设有连通所述上层水套与所述下层水套的连通口。
14.进一步的，所述横向隔板位于活塞行程的1/4处，或者，所述横向隔板靠近所述活
塞行程的1/4处设置。
15.进一步的，所述水套隔板上设有上层隔断；
16.所述上层隔断位于所述进水口和所述连通口之间；以及，
17.所述上层隔断用于隔断所述上层水套，以使进入所述上层水套的冷却液沿所述上层水套单向流动。
18.进一步的，所述水套隔板上设有下层隔断；
19.所述下层隔断相邻于所述连通口布置；以及，
20.所述下层隔断形成对所述下层水套的部分隔断。
21.进一步的，所述进水口位于所述发动机缸体的排气侧；
22.所述上层隔断限定所述冷却液由所述发动机缸体的排气侧流向进气侧；以及，
23.所述连通口位于所述下层隔断与所述上层隔断之间。
24.进一步的，在相邻的两个所述缸筒之间设有连通孔；
25.所述连通孔分别连通所述缸体主体水套的排气侧与进气侧。
26.进一步的，所述连通孔呈v型，并将所述上层水套的排气侧与进气侧连通；或者，
27.所述连通孔倾斜设置，并将排气侧的所述上层水套与进气侧的所述下层水套连通。
28.进一步的，所述水套隔板和所述发动机缸体之间设有以限制所述水套隔板在所述发动机缸体中位置的限位结构。
29.进一步的，所述限位结构包括设于所述侧面隔热板上的凸起，以及设于所述发动机缸体上的凹槽；
30.所述凸起嵌入所述凹槽中。
31.进一步的，所述水套隔板一体成型。
32.相对于现有技术，本实用新型具有以下优势：
33.本实用新型所述的发动机冷却结构通过设置横向隔板，将缸体水套分为上下两层，可提升上层水套冷却液的流速，以满足缸筒上层高热负荷的冷却需求，也可降低下层水套冷却液的流速，以降低下层水套的传热损失，降低摩擦损失，进而能够利于提高发动机冷却效果，提升发动机运行性能。
34.与此同时，本实用新型的发动机冷却结构通过设置贴合上层水套外侧壁面的侧面隔热板，也可抑制上层水套冷却液向缸体水套外侧壁面传热，以降低传热损失，并且侧面隔热板的设置也能够加强水套隔板的结构强度。
35.此外，本实用新型将横向隔板设于活塞行程的1/4处附近，可使上层水套的深度内包含有发动机的燃烧放热区，从而能够对高热负荷区域进行精准的高效冷却。而将上层隔断设于进水口和连通口之间，可使冷却液进入上层水套后，背向上层隔断流动，并流经所有缸筒，实现较好的冷却效果。通过设置下层隔断，并使下层隔断形成对下层水套的部分隔断，则可在冷却液流入下层水套后，对冷却液形成分流，以保证两部分冷却液的流速均匀，进而使缸筒冷却均匀，降低摩擦损失。
36.另外，本实用新型将进水口设在发动机缸体的排气侧，可使上层冷却液优先冷却缸体热负荷高的排气侧，进一步提高冷却效果。在相邻缸筒之间设置连通孔，可以利用排气侧和进气侧之间的压差，实现连通孔内的冷却液流动。将连通孔构造成v型或者倾斜设置，
可保证缸间水孔压差较大，进而增强相邻缸筒之间冷却效果。而通过设置限位结构，并采用局部凸起和凹槽配合的形式，限制水套隔板的移动，可保证水套隔板在缸体主体水套内的安装牢固。采用一体成型的方式制作水套隔板，则有利于节省零件并简化生产和组装流程。
37.本实用新型的另一个目的在于提出一种发动机，所述发动机中设有以上所述的发动机冷却结构。
38.相对于现有技术，本实用新型提出的发动机具有上述发动机冷却结构所具备的技术优势，在此将不再赘述。
附图说明
39.构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：
40.图1为本实用新型实施例一所述的发动机冷却结构的装配示意图；
41.图2为图1中a处的局部放大示意图；
42.图3为本实用新型实施例一所述的发动机冷却结构的装配空间示意图；
43.图4为本实用新型实施例一所述的发动机冷却结构的结构示意图；
44.图5为本实用新型实施例一所述的发动机冷却结构的装配剖视图；
45.图6为本实用新型实施例一所述的下层隔断的剖面示意图；
46.附图标记说明：
47.1、缸筒；2、缸体主体水套；21、上层水套；22、下层水套；201、第一侧部；202、第二侧部；3、水套隔板；31、横向隔板；32、侧面隔热板；33、延伸板；301、上层隔断；302、下层隔断；4、连通孔；5、进水口；6、排水口；7、连通口；8、凸起；9、凹槽。
具体实施方式
48.需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
49.在本实用新型的描述中，需要说明的是，若出现“上”、“下”、“内”、“外”等指示方位或位置关系的术语，其为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，若出现“第一”、“第二”等术语，其也仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
50.此外，在本实用新型的描述中，除非另有明确的限定，术语“安装”、“相连”、“连接”“连接件”应做广义理解。例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以结合具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
51.下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。
52.实施例一
53.本实用新型涉及一种发动机冷却结构，其主要包括设于发动机缸体中缸体主体水
套2，以及设于所述缸体主体水套2中的水套隔板3。
54.其中，缸体主体水套2环发动机缸体中的各缸筒1设置，水套隔板3则具有均呈环状的横向隔板31和侧面隔热板32。横向隔板31将缸体主体水套2分隔为上层水套21和下层水套22。侧面隔热板32则贴合于上层水套21的靠近于发动机缸体外侧的内壁面上。
55.本实施例的发动机冷却结构通过设置横向隔板3，将缸体主水套2分为上下两层，且上层水套21与下层水套22通过连通口7串联，不仅可以提升上层水套21中冷却液的流速，以满足缸筒1上层高热负荷的冷却需求，也可降低下层水套22中冷却液的流速，以降低下层水套22的传热损失，进而降低摩擦损失，从而有利于提高发动机的冷却效果。
56.基于如上整体设计思想，本实施例的发动机冷却结构的一种示例性结构如图1和图2所示，此时，缸体主体水套2整体上为包括多个并排设置的中空环形套，多个环形套的内部为缸筒1，且多个中空环形套相互连通即形成环形的缸体主体水套2，而水套隔板3中同呈环形的横向隔板31和侧面隔热板32即随形于缸体主体水套2设置。
57.此外，作为优选实施形式，本实施例在发动机缸体中也分别设有与上层水套21相连的进水口5，以及与下层水套22相连的出水口6，并且在横向隔板31上还设有连通上层水套21与下层水套22的连通口7。
58.再结合图3所示的，本实施例中，基于缸体主体水套2在发动机缸体中的布置，也将缸体主体水套2靠近发动机排气侧的一侧称为第一侧部201，而将缸体主体水套2靠近发动机进气侧的一侧称为第二侧部202。
59.此时，为进一步保证冷却结构的冷却效果，在本实施例中，也将进水口5设置在发动机缸体的排气侧，由此，冷却液从进水口5流入上层水套21后，再配合于下述的上层隔断301的设置，冷却也便会先流经第一侧部201后，再从连通口7进入下层水套22，并最终从出水口6流出。这样，也便优选冷却热负荷较高的排气侧，以提高冷却效果。
60.本实施例中，为保证水套隔板3的分隔效果，结合图4及图5所示，在横向隔板31与缸体主体水套2内侧壁面的连接处也形成有延伸板33，该延伸板33由横向隔板31的内侧边沿弯折成型，并贴合于缸体主体水套2的内侧壁面上。
61.此外，为减少传热损失，在侧面隔热板32向发动机缸体顶面的延伸设计上，侧面隔热板32顶部与缸体顶面间的距离一般可为在0.2～0.5mm之间，且优选地，该距离可为0.3mm。而在具体布置上，侧面隔热板32也为随形于缸体主体水套2的外侧壁面的构型设置，以能够与缸体主体水套2的外侧壁面紧密贴合便可。
62.在发动机运转时，缸筒1的燃烧放热区主要为ai90区域，该区域即位于活塞行程的1/4处以上至缸筒顶面，且该燃烧放热区会释放大量热量。故为了提高冷却液对缸筒1中该放热区的冷却效果，本实施例在具体设计上，也将横向隔板31设置在活塞行程的1/4处，或者，将横向隔板31设置在靠近活塞行程的1/4处亦可。
63.而通过将横向隔板31设置活塞行程的1/4处附近，其便能够使得上述缸筒1的燃烧放热区在上层水套21范围内，以便于冷却液进入上层水套21后，会第一时间接触缸筒1的燃烧放热区，进而可提高对该区域的冷却效果。当然，通过横向隔板31位置的布置，其也能够使得上层水套21的深度较浅，而有利于降低上层水套21的流通截面，进而可提升上层水套21内冷却液流速，以进一步提升冷却效果。
64.本实施例中，进一步的在水套隔板3上也设有上层隔断301，该上层隔断301即用于
隔断上层水套21，以此能够使得进入上层水套21的冷却液沿上层水套21单向流动。而且作为一种优选的实施方式，上层隔断301也具体为设置在进水口5和连通口7之间。如此，在冷却液进入上层水套21后，其便会背向上层隔断301流动，而先流经第一侧部201后再进入第二侧部202，并在流经所有缸筒1后通过连通口7进入下层水套22。
65.除了设置有上述的上层隔断301，本实施例为了提高冷却液于下层水套22中的冷却效果，再结合图6中所示的，在水套隔板3上还设有下层隔断302。其中，下层隔断302相邻连通口7布置，且下层隔断302也相对于上层隔断301位于连通口7的另一侧，由此，连通口7也即位于下层隔断302与上层隔断301之间。同时，在具体设计上，下层隔断302的高度也小于下层水套22的深度，而未将下层水套22完全隔断。
66.此时，冷却液自连通口7流入下层水套22后，会在下层隔断302处分流，一部分冷却液背向下层隔断302流至出水口6，另一部分冷却液则会跨过下层隔断302流向出水口6。而在具体实施时，一般则可根据出水口6的位置设计下层隔断302的尺寸，以能够保证两部分冷却液的流速均匀，可对缸筒1进行均匀冷却，以能够降低摩擦损失即可。
67.本实施例中，为提高相邻缸筒1之间的冷却效果，在相邻的缸筒4之间也设置有连通孔4。该连通孔4的两端即分别连通缸体主体水套2的第一侧部201和第二侧部202，且作为一种可行的实施形式，结合图3和图5所示，例如可使得连通孔4呈v型布置，并使得连通孔4的两端分别连通在上层水套21的第一侧部201和第二侧部202，且也具体通过第一侧部201和第二侧部202之间的压差，而实现连通孔4内冷却液的流动。
68.此外，除了上述的v型设置形式，作为另一种可行的实施方式，本实施例也可使得连通孔4倾斜设置，以使得连通孔4的两端分别与上层水套21的第一侧部201和下层水套22的第二侧部202连通。不过，在具体实施时，优选的为采用呈v型布置的连通孔4，而利于提高对缸筒1上层的冷却效果。
69.本实施例中，为提高水套隔板3的安装效果，作为进一步的优选实施形式，在水套隔板3和发动机缸体之间也设置有以限制水套隔板3在缸体主体水套2中位置的限位结构。而作为一种可行的实施方式，再结合3和图4所示的，上述限位结构具体包括设置于侧面隔热板32上的凸起8，以及设于发动机缸体上的凹槽9，凹槽9随形于凸起8的造型，水套隔板3装配时，凸起8便嵌入凹槽9中，以此实现其限位作用。
70.由凸起8与凹槽9组合而成的限位结构可根据水套隔板3的结构而选择设置有多处，通过各处限位结构的限位，也即可以限制水套隔板2前、后、左、右、下方向移动，由此再配合水套隔板3在发动机缸体中的固定，也即能够保证水套隔板2在缸体主体水套2内的可靠设置。此外，还需指出的是，在凸起8采用与进水口5处相似的结构时，当然限位结构中的凸起8处也可作为进水口5，从而也能够扩大进水面积，降低流阻。
71.本实施例中，水套隔板3在具体制备时，优选的其可采用一体成型工艺进行制造。当然，除了一体成型，也可以采用其它形式进行水套隔板3的制备。另外，还需注意的是，在制备时水套隔板3的制作材料一般也应采用具有较好热绝缘性和弹性的材料，且其优选地例如可采用弹簧钢、塑料或其它复合材料进行制造。
72.本实施例的发动机冷却结构，通过水套隔板3中横向隔板31的设置，不仅可提升上层水套21中冷却液的流速，满足缸筒1上层高热负荷区域的冷却需求，也可降低下层水套22中冷却液流速，降低下层水套22的传热损失，并降低摩擦损失。而且通过侧面隔热板32的设
置，也可将冷却液和发动机缸体壁面隔离绝热，降低机体表面散热损失，通过连通孔4的设置也能够对缸筒1之间部位进行有效冷却，而能够提高发动机的冷却效果，有利于发动机的可靠运行。
73.实施例二
74.本实施例涉及一种发动机，该发动机内即设有实施例一中的发动机冷却结构。
75.本实施例的发动机，通过设置实施例一中的发动机冷却结构，可提高发动机的冷却效果，有利于发动机的可靠运行，而有着很好的实用性。
76.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。