專利名稱：具有內(nèi)部加強(qiáng)件的水冷活塞內(nèi)燃機(jī)用的氣缸蓋的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有內(nèi)部加強(qiáng)件的水冷活塞內(nèi)燃機(jī)用的氣缸蓋。
背景技術(shù)：
在根據(jù)汽油機(jī)原理或柴油機(jī)原理工作的活塞內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)一步發(fā)展和性能提高的情況下，對減輕重量的期望使得鋁材料得到利用，并且性能提高導(dǎo)致氣缸內(nèi)壓的升高。氣缸內(nèi)壓的升高導(dǎo)致明顯的機(jī)械應(yīng)力，特別是關(guān)閉燃燒室的氣缸蓋的易變的彎曲應(yīng)力，冒著會在氣缸蓋內(nèi)發(fā)生裂紋的危險。
DE-C-42 22 801公開了一種活塞內(nèi)燃機(jī)用的氣缸蓋，在該活塞內(nèi)燃機(jī)中，氣缸蓋的由火焰蓋和上蓋封閉的冷卻水引導(dǎo)區(qū)域連續(xù)通過中間壁被劃分成由火焰蓋限定的下部冷卻水引導(dǎo)區(qū)域和由上蓋限定的上部冷卻水引導(dǎo)區(qū)域，其中，下部和上部冷卻水引導(dǎo)區(qū)域不應(yīng)具有下部區(qū)域和上部區(qū)域之間的冷卻水交換用的橫向連接件，以便可引導(dǎo)如此分離的冷卻水流通過氣缸蓋。因此，針對上面提到的由氣缸內(nèi)壓的升高引起的彎曲應(yīng)力，產(chǎn)生了氣缸蓋的加強(qiáng)。然而，這種氣缸蓋的制造提出了澆鑄技術(shù)問題。此外，通過氣缸蓋內(nèi)的冷卻水的分離引導(dǎo)，會由于因較熱的下部區(qū)域和不大熱的上部區(qū)域之間冷卻水的橫向交流缺乏引起的溫差而在氣缸蓋內(nèi)發(fā)生不利的熱應(yīng)力。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明把提供一種氣缸蓋作為課題的基礎(chǔ)，該氣缸蓋一方面具有形狀穩(wěn)定性，另一方面通過所導(dǎo)通的冷卻水實(shí)現(xiàn)大致均勻冷卻。
根據(jù)本發(fā)明，該課題是使用一種水冷多缸活塞內(nèi)燃機(jī)用的具有冷卻水進(jìn)口和冷卻水出口的由冷卻水縱向或橫向流經(jīng)的氣缸蓋來解決的，該氣缸蓋具有由火焰蓋和上蓋封閉的空腔，該空腔由用于插入燃料噴射器的管子以及至少一個進(jìn)氣口和至少一個排氣口及針對各氣缸的氣缸蓋螺栓用的管子通過，其中，火焰蓋和上蓋之間的自由區(qū)域用作冷卻水引導(dǎo)區(qū)域，并且該氣缸蓋在冷卻水引導(dǎo)區(qū)域的一部分內(nèi)設(shè)置有中間腹板。結(jié)果表明，這種中間腹板的配置足以實(shí)現(xiàn)氣缸蓋的必要加強(qiáng)。由于各中間腹板相互有間隔地配置，因而保留足夠大的開口，這些開口實(shí)現(xiàn)繞火焰蓋附近流過的冷卻水和繞上蓋流過的冷卻水之間的良好交換。
在本發(fā)明的有利布置中規(guī)定的是，中間腹板平面構(gòu)成，并且其較大的面與火焰蓋大致平行對準(zhǔn)。該布置具有的優(yōu)點(diǎn)是，中間腹板可按比例地薄壁構(gòu)成，而在充分延伸的情況下具有足夠的橫斷面，以便實(shí)現(xiàn)所期望的強(qiáng)度，并因而實(shí)現(xiàn)所期望的加強(qiáng)。因此也保證可使流動阻力保持較小。另一優(yōu)點(diǎn)是，這些中間腹板當(dāng)在排氣口和進(jìn)氣口區(qū)域內(nèi)連接時，將增大排氣口用的冷卻面或者在少量程度上實(shí)現(xiàn)從排氣口到進(jìn)氣口的熱傳遞。針對氣缸蓋內(nèi)的冷卻水流向，根據(jù)各中間腹板的定位，中間腹板的至少一部分的前邊緣和/或后邊緣可通過對應(yīng)的成型同時執(zhí)行導(dǎo)向功能，從而使得熱負(fù)荷較高的區(qū)域，特別是火焰蓋上，更強(qiáng)烈地流經(jīng)冷卻水。


圖1是根據(jù)圖2的線I-I的氣缸蓋的垂直橫斷面圖；圖2是根據(jù)圖1的線II-II的氣缸蓋的局部的水平斷面圖；圖3是根據(jù)圖2的具有中間腹板用的另一配置的水平斷面圖；圖4是根據(jù)圖2的具有中間腹板用的另一形狀例的水平斷面圖；圖5是根據(jù)圖3的縱向流經(jīng)原理的實(shí)施方式例；以及圖6是根據(jù)圖3的橫向流經(jīng)原理的實(shí)施方式例。
具體實(shí)施例方式
以下根據(jù)示意圖對本發(fā)明進(jìn)行更詳細(xì)說明。
圖1中充分示意性示出的柴油機(jī)方法用的多缸活塞內(nèi)燃機(jī)用的氣缸蓋1的橫斷面大致具有火焰蓋2和上蓋3，該火焰蓋2和上蓋3封閉空腔，該空腔與未作更詳細(xì)標(biāo)示的冷卻水進(jìn)口和未作更詳細(xì)標(biāo)示的冷卻水出口相連接，并由冷卻水流經(jīng)。火焰蓋2關(guān)閉在上側(cè)具有氣缸Z的僅略作圖示的氣缸體ZB。該空腔在氣缸區(qū)域內(nèi)分別由至少一個進(jìn)氣口4和至少一個排氣口5以及燃料噴射器用的管子6和氣缸蓋螺栓用的管子7通過。根據(jù)汽油機(jī)方法工作的活塞內(nèi)燃機(jī)用的氣缸蓋構(gòu)成類似。
在火焰蓋2和上蓋3之間的自由區(qū)域8.1、8.2、8.3、8.4以及8.5用作冷卻水引導(dǎo)區(qū)域，這些區(qū)域根據(jù)與冷卻水進(jìn)口和冷卻水出口的連接，可橫向或縱向被流經(jīng)。
如根據(jù)圖2的斷面俯視圖表明，在冷卻水引導(dǎo)區(qū)域的一部分內(nèi)分別配置有中間腹板9，這些中間腹板9的表面使用交叉陰影線來表示，便于在圖2中說明，在圖3中也一樣。中間腹板9與火焰蓋2大致平行伸展。在根據(jù)圖2的實(shí)施例的情況下，中間腹板9分別在進(jìn)氣口4和排氣口5之間延伸，并從而使由點(diǎn)劃線表示的氣缸Z的正上面的區(qū)域增強(qiáng)。
圖3示出根據(jù)圖2的另一實(shí)施方式的斷面圖，其中，中間腹板9分別設(shè)置在兩個相鄰氣缸Z之間的中間區(qū)域內(nèi)。
根據(jù)中間腹板的位置，可將中間腹板9的前邊緣11和/或后邊緣12分別形成為，使它們針對冷卻水的流向執(zhí)行導(dǎo)向功能，從而針對火焰蓋的熱負(fù)荷高的區(qū)域?qū)崿F(xiàn)有針對性的冷卻水引導(dǎo)和/或在火焰蓋附近區(qū)域和上蓋附近區(qū)域之間的有針對性的冷卻水交換。
圖4示出與中間腹板相關(guān)聯(lián)的冷卻水引導(dǎo)區(qū)域的構(gòu)成用的另一形成例。在該形成例的情況下，設(shè)置有加強(qiáng)肋10，該加強(qiáng)肋10在中間腹板9的平面上至少通過限定空腔的壁的一部分伸展并限定相鄰中間腹板9之間的穿孔13。在此，當(dāng)加強(qiáng)肋10穿過中間腹板時是合適的。由于多缸內(nèi)燃機(jī)的氣缸蓋遭受非常復(fù)雜的機(jī)械應(yīng)力，也就是說，在發(fā)動機(jī)橫軸和發(fā)動機(jī)縱軸中，除了張/壓應(yīng)力以外，還有彎曲/交變應(yīng)力，因而限定穿孔13的加強(qiáng)肋10在限定空腔的壁上，例如在進(jìn)氣口和排氣口形成根本性的加強(qiáng)。
圖5針對根據(jù)圖3的實(shí)施例示出冷卻水縱向流經(jīng)冷卻水引導(dǎo)區(qū)域8的原理。
箭頭LE表示，冷卻水在相反端面再次流出，使得氣缸蓋沿長度方向被流經(jīng)。中間腹板在其轉(zhuǎn)向上蓋3的側(cè)部被流經(jīng)，其中，分別通過兩個順次位置的中間腹板之間的自由空間進(jìn)行下蓋側(cè)和上蓋側(cè)之間的冷卻水交換。
圖6同樣針對根據(jù)圖3的實(shí)施例示出冷卻水橫向流經(jīng)冷卻水引導(dǎo)區(qū)域8的原理。
箭頭QE表示，在排氣口5的側(cè)部，冷卻水從可集成在氣缸蓋或發(fā)動機(jī)缸體內(nèi)的作為進(jìn)口的縱向口14，橫向于氣缸蓋1的縱向方向進(jìn)入各自被分配給氣缸7的冷卻水引導(dǎo)區(qū)域8。箭頭QE僅示意性對此作了表示。針對各氣缸Z的準(zhǔn)確位置按照各自的結(jié)構(gòu)情況，特別是按照排氣口5的形狀以及按照進(jìn)氣口4而定。
在進(jìn)氣口4的側(cè)部對應(yīng)設(shè)置有作為出口的收集口15，冷卻水從分別分配給氣缸的各個區(qū)域排出到該收集口15內(nèi)。這由箭頭QA示意性示出。這里，實(shí)際位置也按照結(jié)構(gòu)情況而定。
而且，在橫向流動的情況下，可通過分別相鄰的腹板之間的自由空間進(jìn)行冷卻水交換。由于分配給各氣缸的區(qū)域之間不存在氣缸蓋內(nèi)的所謂艙壁，因而可自由調(diào)整橫向流動，從而可在部分區(qū)域內(nèi)設(shè)置指向縱向方向的流動部件。
上述的縱向流經(jīng)和橫向流經(jīng)同樣也可在根據(jù)圖2和圖4的實(shí)施方式的情況下設(shè)計。
權(quán)利要求
1.一種水冷多缸活塞內(nèi)燃機(jī)用的由冷卻水縱向或橫向流經(jīng)的氣缸蓋，該氣缸蓋具有遮蓋氣缸的由火焰蓋(2)和上蓋(3)封閉的空腔，該空腔由用于插入燃料噴射器和/或氣缸設(shè)備的管子和/或針對各氣缸(Z)的氣缸蓋螺栓用的管子以及至少一個進(jìn)氣口(4)和至少一個排氣口(5)通過，其中，火焰蓋(2)和上蓋(3)之間的自由區(qū)域(8)用作冷卻水引導(dǎo)區(qū)域，并且該氣缸蓋在冷卻水引導(dǎo)區(qū)域的一部分內(nèi)設(shè)置有中間腹板(9)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣缸蓋，其特征在于，所述中間腹板(9)平面構(gòu)成，并且其較大的面與火焰蓋(2)大致平行對準(zhǔn)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的氣缸蓋，其特征在于，針對冷卻水的流向(10)，所述中間腹板(9)的至少一部分的前邊緣(11)和/或后邊緣(12)形成為流動導(dǎo)向元件。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中的一項(xiàng)所述的氣缸蓋，其特征在于，設(shè)置有加強(qiáng)肋(10)，該加強(qiáng)肋(10)在中間腹板(9)的平面上至少通過限定空腔的壁的一部分伸展。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的氣缸蓋，其特征在于，所述加強(qiáng)肋(10)穿過中間腹板(9)。
全文摘要
本發(fā)明涉及水冷多缸活塞內(nèi)燃機(jī)用的由冷卻水縱向或橫向流經(jīng)的氣缸蓋，該氣缸蓋具有遮蓋氣缸的由火焰蓋(2)和上蓋(3)封閉的空腔，該空腔由用于插入燃料噴射器和/或氣缸設(shè)備的管子和/或針對各氣缸(Z)的氣缸蓋螺栓用的管子以及至少一個進(jìn)氣口(4)和至少一個排氣口(5)通過，其中，火焰蓋(2)和上蓋(3)之間的自由區(qū)域(8)用作冷卻水引導(dǎo)區(qū)域，并且該氣缸蓋在冷卻水引導(dǎo)區(qū)域的一部分內(nèi)設(shè)置有中間腹板(9)。
文檔編號F02B3/00GK1697921SQ03824547
公開日2005年11月16日 申請日期2003年9月11日 優(yōu)先權(quán)日2002年10月25日
發(fā)明者弗朗茨·馬森, 拉爾夫·格倫納 申請人:Fev電機(jī)技術(shù)有限公司