用于內(nèi)燃發(fā)動機的冷卻結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于內(nèi)燃發(fā)動機的冷卻結(jié)構(gòu)。在具有內(nèi)部限定排氣匯合部分（17）的氣缸蓋（4）的內(nèi)燃發(fā)動機中，在不增加冷卻水的所需量或氣缸蓋的尺寸的情況下，包圍排氣出口（18）的區(qū)域被適當(dāng)?shù)乩鋮s，排氣出口在氣缸蓋的排氣側(cè)上被限定在縱向中點處。氣缸蓋的內(nèi)部設(shè)置有從上方覆蓋燃燒室的主水套（51）、分別從下方和上方覆蓋排氣匯合部分的下部排氣水套（53）和上部排氣水套（54），主水套設(shè)置有圍繞各氣缸孔設(shè)置的多個冷卻水入口（50a），并且主水套與下部排氣水套連通。將上部排氣水套和下部排氣水套連通的豎向通道（55）設(shè)置在另一個排氣水套的從其對應(yīng)于排氣出口的位置沿氣缸陣列方向朝一側(cè)偏移的部分中。
【專利說明】用于內(nèi)燃發(fā)動機的冷卻結(jié)構(gòu)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于內(nèi)燃發(fā)動機的冷卻結(jié)構(gòu)，該冷卻結(jié)構(gòu)具有在其氣缸蓋中限定的排氣匯合部分。
【背景技術(shù)】
[0002]在傳統(tǒng)的多缸發(fā)動機中，多個進氣端口和排氣端口被限定在氣缸蓋內(nèi)，使得它們分別在氣缸蓋的進氣側(cè)表面和排氣側(cè)表面敞口，并且用于分配進氣的進氣歧管和用于匯合排氣的排氣歧管被分別附接至氣缸蓋的進氣側(cè)表面和排氣側(cè)表面。最近，用于匯合排氣的排氣匯合部分有時被限定在氣缸蓋內(nèi)，從而使得單獨的排氣管被連接至氣缸蓋的排氣側(cè)表面。
[0003]在具有被限定在氣缸蓋內(nèi)的排氣匯合部分的多缸發(fā)動機中，由于不存在外部的排氣歧管，所以發(fā)動機的整體尺寸可以被減小，并且可以獲得額外的優(yōu)點:即，減少由于釋放熱的排氣而引起的熱損失；以及加速對排氣凈化系統(tǒng)的加熱，以活化其中的催化劑。此外，由于每個燃燒室和排氣匯合部分的出口端之間的距離減少，所以當(dāng)發(fā)動機配備有由排氣流提供動力的增壓器(渦輪增壓器)時，可以提高增壓器的響應(yīng)特性。另一方面，為了避免可能通過排氣的溫度的過度提升引起的催化劑的熱降解和/或作用在發(fā)動機和排氣管上的熱應(yīng)力，可能需要將排氣適當(dāng)?shù)乩鋮s。
[0004]作為用于多缸發(fā)動機的氣缸蓋的冷卻結(jié)構(gòu)，已知形成用于從上方覆蓋排氣匯合部分的上部排氣水套、用于從下方覆蓋排氣匯合部分的下部排氣水套以及位于排氣出口的兩側(cè)上的用于連通上部排氣水套和下部排氣水套的一對豎向通道，前述排氣出口相對于氣缸陣列方向設(shè)置在氣缸蓋的中點處。參照J(rèn)P2008-309158。
[0005]還已知，在其中用于將上部排氣水套和下部排氣水套彼此連通的一對豎向連通通道被設(shè)置在排氣出口的兩側(cè)上的結(jié)構(gòu)中，冷卻水在整個氣缸蓋水套中沿著氣缸陣列方向流動，氣缸蓋水套包括從上方覆蓋燃燒室的主水套。參照US7784442。
[0006]根據(jù)又另一個常規(guī)布置，在用于使冷卻水作為整體沿氣缸陣列方向流動的結(jié)構(gòu)中，冷卻水流被分成針對主水套的主流和針對排氣水套的次流，這兩個水流在接合器中匯合，接合器由附接至氣缸蓋的相對于氣缸陣列方向的一端的單獨的構(gòu)件限定。參照J(rèn)P4337851B。
[0007]當(dāng)如JP2008-309158和US7784442中的情況一樣，冷卻水通道被構(gòu)造成使得冷卻水沿著氣缸陣列方向流動時，用于冷卻水的入口和出口設(shè)置在通道的相對的軸向端部上。然而，冷卻水通道的橫截面面積在包圍排氣出口的區(qū)域中被加寬，從而使得冷卻水在該區(qū)域中的流動速度較小，這使得該區(qū)域的冷卻受損。當(dāng)豎向通道被設(shè)置在排氣出口的兩側(cè)時，冷卻水可以沿著排氣出口兩側(cè)流動，但是由于冷卻水在排氣出口的上部和下部中的流動停滯，所以包圍排氣出口的部分可能不會被充分地冷卻，從而使得用于安裝排氣裝置的安裝表面或用于安裝排氣裝置的連接管的安裝表面可能發(fā)生熱變形。
[0008]另一方面，如果如JP4337851B中所建議的，來自排氣側(cè)水套的用于冷卻排氣匯合部分的冷卻水流是來自放置在燃燒室上方的主水套的主流的分支，則包圍排氣出口的部分被冷卻水冷卻至特定的程度，冷卻水流入遭受較小流動阻力的排氣側(cè)水套中，然而，圍繞排氣出口的冷卻水的流動速率不是非常充分。為了確保冷卻水的充分的流動速率，需要進一步增加循環(huán)的冷卻水的量，并將需要增加冷卻水的體積并因此增加氣缸蓋的尺寸。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明是針對現(xiàn)有技術(shù)的上述問題而做出的，并且其主要目的在于，提供一種用于內(nèi)燃發(fā)動機的冷卻結(jié)構(gòu)，該內(nèi)燃發(fā)動機配備有內(nèi)部限定排氣匯合部分的氣缸蓋，這允許包圍排氣匯合部分的部分被充分地冷卻，而無需增加冷卻水的體積并因此增加氣缸蓋的尺寸。
[0010]根據(jù)本發(fā)明，該目的可以通過提供一種用于內(nèi)燃發(fā)動機的冷卻結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)，該內(nèi)燃發(fā)動機包括限定一排氣缸孔2的氣缸體3以及設(shè)置在所述氣缸體的頂表面上的氣缸蓋4,所述氣缸蓋與以可滑動的方式接納在每個氣缸孔中的活塞5的頂表面合作而限定燃燒室6，所述氣缸蓋和所述氣缸體的內(nèi)部分別限定相互連通的氣缸蓋水套50和氣缸體水套70，其特征在于:所述氣缸蓋的內(nèi)部設(shè)置有排氣匯合部分17和多個排氣端口 16，每個排氣端口均具有朝向相應(yīng)的燃燒室敞口的上游端，所述排氣匯合部分將所述多個排氣端口匯合，并且所述排氣匯合部分17包括在所述氣缸蓋的側(cè)表面的縱向中間部分敞口的排氣出口 18 ；并且所述氣缸蓋水套包括從上方覆蓋所述燃燒室的主水套51、從下方覆蓋所述排氣匯合部分的下部排氣水套53，以及從上方覆蓋所述排氣匯合部分的上部排氣水套54，所述主水套設(shè)置有圍繞各氣缸孔設(shè)置的多個冷卻水入口 50a，并且所述主水套與所述下部排氣水套和所述上部排氣水套中的一個排氣水套連通；其中，將所述下部排氣水套和所述上部排氣水套彼此連通的豎向通道55設(shè)置在所述下部排氣水套和所述上部排氣水套中的另一個排氣水套的以下部分中，這一部分從所述另一個排氣水套的對應(yīng)于所述排氣出口的位置沿氣缸陣列方向朝一側(cè)偏移，并且用于所述另一個排氣水套的冷卻水出口 50b設(shè)置在所述另一個排氣水套的以下部分中，這一部分從所述另一個排氣水套的對應(yīng)于所述排氣出口的位置沿所述氣缸陣列方向朝另一側(cè)偏移。
[0011 ] 根據(jù)該布置，被弓I入主水套的冷卻水在所述一個排氣水套中朝向豎向通道傾斜地流經(jīng)氣缸孔。因此，即使所述一個排氣水套設(shè)置有朝向排氣出口的逐漸變窄的寬度，冷卻水也可以沿著包圍排氣出口的區(qū)域平緩地流動。隨后，冷卻水經(jīng)由豎向通道流入所述另一個排氣水套中，并且相對于氣缸陣列方向從所述另一個排氣水套的一端流動至其另一端。這創(chuàng)建了在與所述一個排氣水套相反方向上沿著排氣出口流動的冷卻水流。因此，允許冷卻水平緩地流過整個排氣水套并且防止在包圍排氣出口的區(qū)域中的停滯，從而使得氣缸蓋，尤其是包圍排氣出口的區(qū)域，可以被有利地冷卻。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的一方面，與所述氣缸體水套70連通的所述主水套51的所述冷卻水入口優(yōu)先設(shè)置在所述主水套的進氣側(cè)。
[0013]因此，允許大部分冷卻水參與流經(jīng)氣缸孔的冷卻水的傾斜流動，從而使得包圍排氣出口的區(qū)域可以被尤其有利地冷卻。
[0014]優(yōu)選地，除了將主水套的冷卻水入口優(yōu)先設(shè)置在進氣側(cè)之外，還將氣缸體水套70的冷卻水入口 70a設(shè)置在氣缸體的排氣側(cè)。因此，允許氣缸體中的冷卻水在流經(jīng)主水套的冷卻水入口之前，流經(jīng)氣缸孔，從而使得冷卻水被有效地用于氣缸體和氣缸蓋的冷卻。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，將下部排氣水套和上部排氣水套彼此連通的豎向通道55被形成為由獨立的插塞構(gòu)件44閉合的鑄造腔。
[0016]因此，用于支撐鑄造型芯的型芯座可以被用于形成該豎向通道，前述鑄造型芯用于形成上部排氣水套和/或下部排氣水套，從而可以簡化發(fā)動機的制造過程。
[0017]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，所述下部排氣水套53和所述上部排氣水套54中的至少一個排氣水套設(shè)置有延伸通道53d，該延伸通道從所述至少一個排氣水套的外邊緣沿著所述排氣匯合部分的外側(cè)延伸，并且所述豎向通道55設(shè)置在所述延伸通道中。
[0018]根據(jù)該布置，氣缸蓋的承受來自諸如增壓器、排氣凈化裝置和用于該裝置的連接管的排氣裝置的熱量的一側(cè)可以被有效地冷卻。而且，延伸通道的設(shè)置允許減少豎向通道的有效長度，這還有助于在不增加整個發(fā)動機水套的體積的情況下增加冷卻水的流動速率。此外，通過使豎向通道55向外延伸或擴展超出延伸通道的外輪廓，冷卻水可以更平緩地流經(jīng)豎向通道。
[0019]根據(jù)本發(fā)明的尤其優(yōu)選的實施方式，所述延伸通道53d設(shè)置在所述一個排氣水套中。優(yōu)選地，所述一個排氣水套是所述下部排氣水套53。
[0020]根據(jù)本發(fā)明的另一優(yōu)選的實施方式，所述豎向通道55和所述冷卻水出口 50b相對于所述氣缸陣列方向分別設(shè)置在所述另一個排氣水套54的大致末端部分中。因此，使冷卻水流動的阻力最小化，并且使冷卻水的冷卻效果最大化。
[0021]根據(jù)本發(fā)明所提供的用于發(fā)動機的冷卻結(jié)構(gòu)，包圍被限定在氣缸蓋內(nèi)的排氣匯合部分的部分可以被充分地冷卻，而無需增加冷卻水的需求量或氣缸蓋的尺寸。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]圖1是作為本發(fā)明的第一實施方式給出的發(fā)動機的正視圖；
[0023]圖2是沿圖1的剖切線I1-1I截取的發(fā)動機的剖面圖；
[0024]圖3是圖2的一部分的放大視圖；
[0025]圖4是圖1中示出的氣缸蓋的立體圖；
[0026]圖5是圖1中示出的氣缸蓋的正視圖；
[0027]圖6是圖1中示出的氣缸蓋的仰視圖；
[0028]圖7是沿圖5的剖切線VI1-VII截取的發(fā)動機的放大的剖面圖；
[0029]圖8是沿圖5的剖切線VII1-VIII截取的發(fā)動機的放大的剖面圖；
[0030]圖9是用于第一實施方式的第一和第二水套鑄造型芯的立體圖；
[0031]圖10是圖9中示出的鑄造型芯的拆解的仰視立體圖；
[0032]圖11是圖9中示出的鑄造型芯的正視圖；
[0033]圖12是對圖1中示出的發(fā)動機中的冷卻水的流動進行說明的圖視；
[0034]圖13A和圖13B是對圖9中示出的下部排氣水套中的冷卻水的流動進行說明的圖視；
[0035]圖14A和圖14B是對圖9中示出的上部排氣水套中的冷卻水的流動進行說明的圖視；
[0036]圖15是將圖12中示出的氣缸蓋中的水套的不同部分中的壓力損失與用于比較的示例進行比較的圖表；
[0037]圖16是將圖12中示出的氣缸蓋中的水套的不同部分中的流動速率與用于比較的示例進行比較的圖表；
[0038]圖17是作為修改的實施方式給出的氣缸蓋的仰視圖；
[0039]圖18是作為第二實施方式給出的氣缸蓋的仰視圖；
[0040]圖19是對第二實施方式中的冷卻水的流動進行說明的圖視；
[0041]圖20是作為用于比較的示例被給出的發(fā)動機的正視圖；
[0042]圖21是作為用于比較的示例被給出的發(fā)動機沿圖20的剖切線XX1-XXI截取的剖面圖；以及
[0043]圖22是圖20中示出的作為用于比較的示例給出的氣缸蓋的鑄造型芯的正視圖?！揪唧w實施方式】
[0044]下面將參照附圖，對實施本發(fā)明的汽車內(nèi)燃發(fā)動機(發(fā)動機I)進行說明。
[0045]第一實施方式
[0046]如圖1和圖2所示，發(fā)動機I主要由DOHC四閥門直列四缸發(fā)動機組成，并且包括限定四個布置成一排的氣缸孔2的氣缸體3，以及附接至氣缸體3的上表面的盒狀的氣缸蓋
4,該氣缸蓋垂直于氣缸孔2延伸。氣缸體3和氣缸蓋4由壓鑄招合金制成。
[0047]在下列描述中，假設(shè)發(fā)動機取向成使得每個氣缸孔2的軸線(氣缸軸線)沿垂直的豎向方向延伸，并且橫向放置的發(fā)動機I的排氣側(cè)面向前方。然而，當(dāng)被安裝在車輛上時，發(fā)動機I的實際取向不受該示例限制。在下列描述中，為了便于描述，豎向方向和前后方向由基于發(fā)動機I的這種取向的圖2中的箭頭限定。例如，氣缸體3位于氣缸蓋4下方。由圖1中的箭頭指示的橫向方向基于安裝有發(fā)動機I的車輛的行駛方向。
[0048]每個氣缸孔2以可滑動的方式接納活塞5，并且燃燒室6被限定在活塞5的頂表面和由氣缸蓋4相對于氣缸體3的配合面4a限定的底面(面向下方的表面)之間。在不出的實施方式中，氣缸蓋4和氣缸體3之間的交界面水平延伸，并且盡管未在圖中示出，為該交界面構(gòu)造的墊圈被插入氣缸蓋4和氣缸體3之間。
[0049]氣缸體3的下表面附接有油盤(圖中未示出)，該油盤接納從上方滴落的潤滑油。氣缸體3和油盤共同限定用于接納未在圖中示出的曲軸的曲軸箱。氣缸蓋4的上端附接有氣缸蓋罩(圖中未示出)，使得用于接納閥門致動機構(gòu)8的閥門致動腔9由氣缸蓋4和氣缸蓋罩共同限定。也就是說，氣缸蓋4的底壁的上表面限定閥門致動腔9的底面9a。
[0050]—對進氣閥10和一對排氣閥11由每個氣缸的氣缸蓋4以可滑動的方式保持。閥門致動腔9接納進氣凸輪軸(圖中未示出)、進氣搖臂12、排氣凸輪軸13和排氣搖臂14。借助由這些部件形成的閥門致動機構(gòu)8，進氣閥10和排氣閥11被曲軸致動或被曲軸打開和關(guān)閉。
[0051]氣缸蓋4的內(nèi)部設(shè)置有一對進氣端口 15和一對排氣端口 16，進氣端口由每個氣缸的相應(yīng)的進氣閥門10打開和關(guān)閉,排氣端口由每個氣缸的相應(yīng)的排氣閥門11打開和關(guān)閉。每個進氣端口 15具有上游端和下游端，上游端在被限定在氣缸蓋4的后側(cè)的進氣側(cè)表面4c處敞口，下游端通向相應(yīng)的燃燒室6。每個排氣端口 16具有上游端和下游端，上游端通向相應(yīng)的燃燒室6，下游端與其他的排氣端口 16匯合。更具體地，用于匯合排氣端口 16的排氣匯合部分17 (參照圖6)被限定在氣缸蓋4中。如圖4和圖5中所示，排氣匯合部分17具有位于其下游端的排氣出口 18，該排氣出口 18在被限定在氣缸蓋4的前側(cè)的排氣側(cè)表面4d的縱向中間部分敞口。
[0052]如圖1和圖2中所示，連接至排氣出口 18的下游端的增壓器(渦輪增壓器)19通過使用螺栓20而被直接安裝在氣缸蓋4的排氣側(cè)表面4d上。增壓器19設(shè)置有渦輪機23和壓縮機24，這兩者通過用于接納橫向(水平)延伸的轉(zhuǎn)子軸21的中間殼體22連接。
[0053]渦輪機23包括渦輪機殼體25、排氣入口管26以及出口凸緣27，渦輪機殼體接納附接至轉(zhuǎn)子軸21的右端的渦輪機轉(zhuǎn)子(圖中未示出)，排氣入口管從渦輪機殼體25的后表面向后延伸并且在其自由端處具有限定排氣入口的入口凸緣26a，出口凸緣形成在渦輪機殼體25的右側(cè)表面上以限定排氣出口 27a。
[0054]壓縮機24包括壓縮機殼體28、入口凸緣29以及進氣出口管30,壓縮機殼體接納附接至轉(zhuǎn)子軸21的左端的壓縮機轉(zhuǎn)子(圖中未示出)，入口凸緣設(shè)置在壓縮機殼體28的左側(cè)表面上以限定入口，進氣出口管從壓縮機殼體28的底面向下延伸并且具有形成在其自由端處以限定進氣出口的出口凸緣30a。
[0055]渦輪機23相對于氣缸陣列的方向定位在氣缸蓋4的中間位置處(或者定位在四個氣缸孔2的中間點)。壓縮機24位于氣缸蓋4的左手側(cè)。渦輪機23的排氣出口 27a的中心位于轉(zhuǎn)子軸21上方，該轉(zhuǎn)子軸的軸線基本上與氣缸蓋4和氣缸體3之間的交界面位于同一高度上。因此，渦輪機23的排氣出口 27a的中心位于氣缸蓋4的配合面4a的上方。結(jié)果，在發(fā)動機的前方，渦輪機23的排氣出口 27a的下方，限定出相對較大的空間。
[0056]該空間容納排氣清潔裝置31，該排氣清潔裝置連接至渦輪機23的下游。排氣清潔裝置31包括:三效催化器32，該三效催化器具有平行于排氣的流動以向左側(cè)傾斜的方式向下延伸的軸線；排氣入口管33，該排氣入口管在向左彎曲進入水平方向之前從三效催化器32的上表面(該上表面朝向右側(cè)向下傾斜)以向右傾斜的方式沿斜向上的方向延伸，并且該排氣入口管在其自由端處設(shè)置有入口凸緣33a (限定排氣入口)；排氣出口管34，該排氣出口管從三效催化器32的下端向下延伸。排氣清潔裝置31沿該取向定位在氣缸體3的前方，并且入口凸緣33a被緊固至渦輪機23的出口凸緣27。
[0057]如圖1所不,氣缸體3的前表面的右上部(氣缸蓋4的排氣側(cè)表面4d的那一側(cè))設(shè)置有用于氣缸體水套70 (圖2)的冷卻水入口 70a。
[0058]如圖6所示，排氣匯合部分17包括:四個第一匯合部分17a，每個第一匯合部分匯合相應(yīng)的燃燒室6的兩個排氣端口 16 對上游第二匯合部分17b，這些上游第二匯合部分分別將兩個右側(cè)的第一匯合部分17a匯合在一起，并將兩個左側(cè)的第一匯合部分17a匯合在一起；以及下游第二匯合部分17c，該下游第二匯合部分將兩個上游第二匯合部分17b匯合在一起，并且在其出口區(qū)域具有大致恒定的橫截面。排氣匯合部分17設(shè)置有從燃燒室6漸縮的平面圖外輪廓，從而防止從每個燃燒室6排出的排氣流入相鄰的燃燒室6的排氣端口中，并且因此減少排氣阻力。
[0059]然而，第一匯合部分17a的大部分形成在對應(yīng)于氣缸蓋4的配合面4a的區(qū)域中，如在仰視圖(圖4)中所見；上游第二匯合部分17b和下游第二匯合部分17c位于氣缸蓋4的配合面4a的前方。也就是說，氣缸蓋4的前壁從氣缸體3向前突出，因此形成懸垂部。
[0060]氣缸蓋4的前壁的限定第一匯合部分17a和上游第二匯合部分17b的部分限定橢圓形輪廓，其中中間部分比端部突出更多。氣缸蓋4的限定下游第二匯合部分17c的部分形成為管狀部，該管狀部從限定上游第二匯合部分17b的部分向前突出(在排氣側(cè)表面4d處)。從氣缸體3突出以限定第一匯合部分17a、上游第二匯合部分17b和下游第二匯合部分17c的懸垂部將在下列描述中被稱為凸出部分41。根據(jù)這種構(gòu)造，凸出部分41可以僅限定排氣匯合部分17的一部分。例如，第一匯合部分17a或該第一匯合部分的一部分可以被適當(dāng)?shù)貎?nèi)部限定在氣缸蓋4中，甚至上游第二匯合部分17b的一部分也可以被適當(dāng)限定在氣缸蓋4中。在凸出部分41中，限定下游第二匯合部分17c的部分將被稱為排氣出口管狀部42。
[0061 ] 在氣缸蓋4的配合面4a處，用于接納將氣缸蓋4緊固至氣缸體3的螺栓(圖中未示出)的螺栓貫穿孔4e在處于每對相鄰的燃燒室6之間以及處于每個末端燃燒室6的外側(cè)上的十個位置開口。此外，在氣缸蓋4的配合面4a處，氣缸蓋水套50的多個冷卻水入口50a (圖2)大致以規(guī)則的間隔圍繞四個氣缸孔2 (燃燒室6)的整個周側(cè)形成(從而使得冷卻水入口 50a的組合的區(qū)域?qū)τ诿總€氣缸孔2基本上是相同的)。
[0062]如圖3至圖5所示，排氣出口管狀部42遠(yuǎn)離燃燒室6向上傾斜，并且在其末端處具有用于連接增壓器19的安裝面42a。安裝面42a相對于氣缸軸線向上傾斜(面向前面的豎向表面)。
[0063]因為排氣出口管狀部42以如圖2所示的方式構(gòu)造，所以連接至排氣出口 18的增壓器19和連接至其下游端的排氣凈化裝置31可以與氣缸蓋4和氣缸體3間隔開，而無需增加燃燒室6和增壓器19之間的距離或者無需延長排氣出口管狀部42并因此增加氣缸蓋4的尺寸。因此，防止了增壓器19和排氣凈化裝置31的熱量過度提升氣缸蓋4的溫度。
[0064]另一方面，如可從圖20和圖21所示的用于比較的示例中看出，如果排氣出口管狀部42垂直于氣缸軸線向前延伸，為了將增壓器19與氣缸蓋4和氣缸體3間隔開,排氣出口管狀部42必須被延長，從而不得不增加氣缸蓋4的尺寸，并且燃燒室6和增壓器19之間的排氣通道的增加的長度妨礙了增壓器19的響應(yīng)性能。
[0065]與用于比較的示例相反，根據(jù)本發(fā)明，由于排氣出口管狀部42的向上傾斜的構(gòu)造，增壓器19可以在不增加氣缸蓋4的尺寸的情況下與氣缸蓋4間隔開。而且，通過使排氣出口管狀部42向上傾斜，增壓器19可以被放置在相對于圖21中示出的用于比較的示例來說相對較高的位置處，從而提高了連接至增壓器19的下游端的排氣凈化裝置31 (圖1)的性能。
[0066]更具體地，如圖1和圖2所示，連接至渦輪機23的排氣入口 27a的排氣凈化裝置31通過排氣入口管33向下彎曲，并且通過三效催化器32傾斜，從而確保了三效催化器32的適當(dāng)?shù)男阅?。如果增壓?9如圖20和圖21中所示的用于比較的示例一樣布置，當(dāng)渦輪機23的排氣入口 27a位于較低的位置時，為了使具有相同性能的三效催化器32被放置在相同的空間內(nèi)，不得不增加三效催化器32的傾角，從而降低了其他輔助設(shè)備的布局自由度，并且不得不將排氣入口管33的曲率提高至使得排氣的順暢流動受到阻礙的程度。也就是說，為了在確保輔助設(shè)備的適當(dāng)?shù)牟季肿杂啥鹊耐瑫r改善排氣的順暢流動，不得不減少三效催化器32的性能。然而，通過將排氣出口管狀部42向上傾斜，使得排氣流動在催化器中均勻流動，從而通過減少排氣入口管33的彎曲角度而避免了催化劑的局部降解，并且可以增加排氣凈化裝置31的性能。[0067]再次參照圖3至圖5，排氣出口管狀部42的自由端設(shè)置有圍繞排氣出口 18的四個緊固凸臺43，用于將增壓器19緊固于其上。緊固凸臺43中的兩個位于排氣出口 18上方，并從排氣出口橫向偏移，緊固凸臺中的其余兩個位于排氣出口 18下方，并從排氣出口橫向偏移。
[0068]如圖2和圖3所示，氣缸蓋4的內(nèi)部設(shè)置有用于冷卻氣缸蓋4的氣缸蓋水套50。氣缸蓋水套50包括設(shè)置在排氣匯合部分17下方的下部排氣水套53和設(shè)置在排氣匯合部分17上方的上部排氣水套54。
[0069]下面將介紹增壓器19的安裝結(jié)構(gòu)。如圖2和圖3所示，緊固凸臺43與壁46—體地聯(lián)接，壁46將閥門致動腔9與上部排氣水套54分隔開。出于輕量化以及緊湊設(shè)計的目的，該壁在厚度上小于緊固凸臺43，從而使得上部緊固凸臺43凸出至上部排氣水套54和閥門致動腔9中。
[0070]由于上部緊固凸臺43凸出至上部排氣水套54和閥門致動腔9中，并且尤其是凸出至上部排氣水套54中，因此上部緊固凸臺43以有效的方式被冷卻，從而可以避免對圍繞排氣出口 18的部分的密封性能的損害。由于上部緊固凸臺43凸出至閥門致動腔9中，防止了上部緊固凸臺43對閥門致動腔9的干擾，同時在不增加氣缸蓋4的尺寸的情況下允許將增壓器19放置在較高的位置。
[0071]如圖6和圖7所示，下部緊固凸臺43形成在排氣出口管狀部42的下壁42b的自由端中。由于出于輕量化和緊湊設(shè)計的目的，下壁42b在厚度上也小于緊固凸臺43，所以下部緊固凸臺43從排氣出口管狀部42的下表面凸出。下部緊固凸臺43相對于增壓器19的安裝表面42a垂直延伸。因此，如從下面(圖6)看到的，下部緊固凸臺43沿向前和向后的方向延伸，并且其后端相對于向前和向后的方向，位于排氣出口管狀部42的下壁42b的中間位置處。也就是說，緊固凸臺43僅延伸至凸出部分41的自由端，而不延伸至凸出部分41的基部端側(cè)(該部分限定上游第二匯合部分17b)以呈懸垂部形式突出超過氣缸體3。
[0072]如圖6中所示，凸出部分41的下表面形成有一對肋部47，這一對肋部從氣缸蓋4的與氣缸體3交界的配合面4a的周緣部分延伸至相應(yīng)的緊固凸臺43。這些肋部47沿向前和向后的方向延伸或者以朝向和遠(yuǎn)離氣缸陣列的方式延伸，并且當(dāng)它們從緊固凸臺43延伸至氣缸蓋4的與氣缸體3交界的配合面4a時彼此偏離。
[0073]如上所述，增壓器19和排氣凈化裝置31布置在氣缸體3和氣缸蓋4的正面，從而使得這些裝置在啟動發(fā)動機I之后被加熱至較高溫度。突出超過氣缸體3的凸出部分41，具體地為凸出部分的下表面，通過傳導(dǎo)、輻射和對流而承受來自增壓器19和排氣凈化裝置31的熱量。當(dāng)凸出部分41的下表面被過度加熱時，所引起的凸出部分41的熱變形可能會對氣缸蓋4和增壓器19之間的密封造成不利影響。然而，在示出的實施方式中，形成在凸出部分41的下表面上的肋部47遠(yuǎn)離氣缸陣列延伸，從而防止了凸出部分41的變形。
[0074]因為增壓器19和排氣凈化裝置31附接至氣缸蓋4的凸出部分41，作用在凸出部分41上的荷載在高溫下可以引起凸出部分41的變形。然而，由于肋部47從由氣缸體3支撐的氣缸蓋4的配合面4a的周緣部分延伸至下部緊固凸臺43，用作梁的肋部47與緊固凸臺43合作，有效地提高了凸出部分41的剛度，從而整體上防止了凸出部分41的變形。
[0075]由于形成在凸出部分41的下表面上的兩個肋部47從形成在排氣出口管狀部42的兩側(cè)的下部緊固凸臺43朝向氣缸蓋4相對于氣缸體3的配合面4a延伸以便彼此偏離，這兩個肋部47不僅有效地防止了排氣出口管狀部42的彎曲變形，而且還有效地防止了其扭轉(zhuǎn)變形。
[0076]作為修改，肋部47可以被構(gòu)造成圖17所示的形式。在該修改的實施方式中，隨著從兩個下部緊固凸臺43延伸的兩個肋部47朝向氣缸蓋4的與氣缸體3交界的配合面4a延伸，這兩個肋部彼此交叉。具體地，當(dāng)這兩個肋部47聯(lián)接至氣缸蓋4的與氣缸體3交界的配合面4a時，這兩個肋部彼此分隔的距離比它們聯(lián)接至各個緊固凸臺43時要大。這種構(gòu)造的肋部47也有效地防止了凸出部分41在朝向和遠(yuǎn)離氣缸陣列的方向以及橫向方向上的變形。
[0077]下面將參照圖9至圖11對氣缸蓋水套50進行描述，這些附圖示出了用于排氣通道和氣缸蓋水套50的鑄造型芯60。在這些示出了鑄造型芯60的附圖中，出于方便描述的目的，在相同的附圖中使用了用于諸如排氣通道和水套的空間的編號以及用于構(gòu)件或鑄造型芯60的編號。
[0078]如圖9至圖11所示，氣缸蓋水套50包括從上方覆蓋燃燒室6的主水套51 (圖2)和圍繞排氣匯合部分17的排氣側(cè)水套52 (圖6)。排氣側(cè)水套52包括從下方覆蓋排氣匯合部分17的下部排氣水套53和從上方覆蓋排氣匯合部分17的上部排氣水套54。
[0079]排氣端口 16 (圖5)和排氣匯合部分17由放置在用于鑄造氣缸蓋4的鑄造模具中的排氣管鑄造型芯61形成。相類似地，主水套51和下部排氣水套53由第一水套鑄造型芯62形成。也就是說，主水套51和下部排氣水套53在位于每對相鄰的燃燒室6之間的除了需要避開三個螺栓貫通孔4e的部分之外的整個區(qū)域上彼此連通(圖6)。更具體地，下部排氣水套53在對應(yīng)于燃燒室6的部分處與主水套51連通。相類似地，上部排氣水套54由第二水套鑄造型芯63形成。這些型芯60主要由通過粘合劑硬化的砂粒組成，從而使得這些型芯60通過使用型芯座64而被固定在鑄造模具內(nèi)的位置中，并且在鑄造好氣缸蓋4之后被拆解并移除。
[0080]作為鄰近排氣出口 18布置方式的替代，型芯座64設(shè)置在從排氣出口 18向右偏移并且相對遠(yuǎn)離排氣出口 18的三個位置中。還參照圖6，最靠右的型芯座64從對應(yīng)于第一匯合部分17a的上游端的部分(匯合兩個排氣端口 16的排氣通道的下游端)向右延伸。其余的兩個型芯座64從與第一匯合部分17a橫向?qū)R的部分向前(如沿向前和向后方向所見)延伸，第一匯合部分17a匯合與最右端的燃燒室6連通的兩個排氣端口 17。
[0081]每個型芯座64的形狀為具有圓形橫截面的桿，并且由利用一體地設(shè)置在第二水套鑄造型芯63上的型芯座上部64b覆蓋一體地設(shè)置在第一水套鑄造型芯62上的型芯座下部64a形成。型芯座下部64a連接至延伸通道53d的上端，該延伸通道從下部排氣水套53的前邊緣直立。型芯座上部64b連接至上部排氣水套54的前邊緣54f。由于存在型芯座64，通過壓鑄形成的氣缸蓋4的壁顯示出通孔4f (參照圖8)，這些通孔通過塞子44閉合，以確保下部排氣水套53和上部排氣水套54之間的連通。
[0082]也就是說，下部排氣水套53和上部排氣水套54經(jīng)由豎向連通通道55彼此連通，該豎向連通通道包括由型芯座64限定的空間，并且這些豎向連通通道55用作下部排氣水套53的冷卻水出口和上部排氣水套54的冷卻水入口。
[0083]通過以這種方式利用由型芯座64創(chuàng)建的空隙形成豎向連通通道55，免除了加工氣缸蓋5和在鑄造完氣缸蓋之后閉合壁的工作步驟，從而減少了所需工作的數(shù)量。[0084]如圖10和圖11所示，從第一水套鑄造型芯62的下表面的用于形成主水套51的部分向下突出缸體-缸蓋連通通道56，缸體-缸蓋連通通道與氣缸蓋水套50的冷卻水入口50a連通以將冷卻水排出氣缸體水套70 (圖2)。
[0085]因此，冷卻水在發(fā)動機I中主要如圖12所示地流動。更具體地，從冷卻水入口 70a被引入氣缸體水套70中的冷卻水，在經(jīng)由缸體-缸蓋連通通道56流入氣缸蓋水套50的主水套51之前，首先經(jīng)過氣缸孔2的陣列。然后，冷卻水流經(jīng)主水套51，以沿垂直于氣缸陣列的方向流過燃燒室6，并且流入下部排氣水套53。此后，冷卻水經(jīng)由向右偏移的豎向連通通道55流入上部排氣水套54，并且在被從冷卻水出口 50b排出氣缸蓋4之前，從左至右流經(jīng)上部排氣水套54。
[0086]再次參照圖9至圖11，主水套51沿著遵循燃燒室6的輪廓的氣缸陣列方向延伸，并朝向其上端具有較小的凸出，同時避開進氣端口 15 (圖2)、排氣端口 16 (圖2)和用于接納火花塞的孔。主水套51的底端與用作氣缸蓋水套50的入口 50a的缸體-缸蓋連通通道56連通。
[0087]除了從下方覆蓋排氣匯合部分17的平面部53c外，下部排氣水套53包括從平面部53c的排氣側(cè)邊緣(沿氣缸蓋4的排氣側(cè)表面4d延伸)朝向上部排氣水套54延伸的延伸通道53d。如圖2和圖3所示，延伸通道53d從前方(氣缸蓋4的排氣側(cè)表面4d的那一側(cè))覆蓋排氣匯合部分17，圖3是圖2的相關(guān)部分的放大視圖。
[0088]一般來說，為了使所需的鑄造型芯的數(shù)量最小化，主水套51與彼此連通的下部排氣水套53和上部排氣水套54 —起，如圖22中示出的用于比較的示例中示出的一樣，形成有單獨的共同的水套鑄造型芯65。因此，為了使下部排氣水套53和上部排氣水套54形成為從上方和下方覆蓋主水套51，需要使水套鑄造型芯65的面向排氣出口 18的一側(cè)全部敞開，以允許將排氣管鑄造型芯61從端部插入。因此，可以從前方覆蓋排氣匯合部分17。
[0089]另一方面，根據(jù)示出的實施方式，如圖9至圖11所示，用于形成氣缸蓋水套50的鑄造型芯包括兩部分，即，用于形成下部排氣水套53的第一水套鑄造型芯62和用于形成上部排氣水套54的第二水套鑄造型芯63。因此，可以通過形成至下部排氣水套53和上部排氣水套54的延伸通道53d從前方覆蓋排氣匯合部分17。
[0090]由于在朝向上部排氣水套54延伸的下部排氣水套53的排氣側(cè)邊緣(前邊緣)中設(shè)置有延伸通道53d，氣缸蓋4的排氣側(cè)表面4d被有利地冷卻，從而防止了排氣出口管狀部42變得過熱，前述氣缸蓋的排氣側(cè)表面承受來自增壓器19和連接至排氣出口管狀部下游端的排氣凈化裝置31 (圖1)的熱量。
[0091]參照圖9至圖11，下部排氣水套53還設(shè)置有舌形部53e，該舌形部從平面部53c的排氣側(cè)邊緣(前邊緣)的對應(yīng)于排氣出口 18的部分(或其橫向中間部分)沿向前的方向朝向排氣出口 18延伸。如圖7所示，舌形部53e到達(dá)排氣出口管狀部42的下壁42b，從而從下方覆蓋具有大致恒定的橫截面的下游第二匯合部分17c的出口部。在圖7中，為了便于與圖3進行比較，延伸通道53d由虛線表示。
[0092]如上所述，因為包括排氣出口管狀部42的凸出部分41延伸超出氣缸體3，以形成懸垂部，因此即使來自增壓器19和連接至凸出部分下游端的排氣凈化裝置31的熱量可能會引起排氣出口管狀部42的下壁42b過熱，因為下部排氣水套53設(shè)置有達(dá)到排氣出口管狀部42的下壁42b處的舌形部53e，因此排氣出口管狀部42的下壁42b可以被有利地冷卻，從而避免了排氣出口管狀部42的變形。
[0093]如圖9至圖11所示，上部排氣水套54的形狀通常為平面。上部排氣水套54的前邊緣54f (氣缸蓋4的排氣側(cè)邊緣)沿其形成有豎向連通通道55的右手側(cè)(上游側(cè))設(shè)置有與上游第二匯合部分17b相符的橢圓形的外輪廓(參照圖6)，并且其包圍豎向連通通道55的部分進一步向前圍繞豎向連通通道55超出橢圓形輪廓延伸。同時，上部排氣水套54的前邊緣54f的左手側(cè)(下游側(cè))沿氣缸陣列的方向從對應(yīng)于最靠前突出的排氣出口 18的氣缸陣列中心線性延伸。
[0094]也就是說，如平面視圖中所示，上部排氣水套54的前邊緣54f在上游第二匯合部分17b的整個長度上向前延伸超出上游第二匯合部分17b的外輪廓(參照圖6)，并且前邊緣54f延伸超出上游第二匯合部分17b的外輪廓的距離從氣缸陣列的中點朝向左手側(cè)或下游側(cè)增加。也就是說，上部排氣水套54的位于排氣出口 18的緊下游處的部分，如平面視圖所示，設(shè)置有從排氣匯合部分17的外輪廓顯著延伸的部分。
[0095]因此，上部排氣水套54的橫截面面積從上游端(右端)至氣缸陣列的中心點逐漸增加，并且從氣缸陣列的中心點至其下游區(qū)域保持恒定，與對應(yīng)于排氣出口 18的最大程度被放大的部分的橫截面面積(寬度)基本上保持一致，從而呈現(xiàn)從上方觀察的大致矩形的輪廓。也就是說，大致平面狀的上部排氣水套54的橫截面面積從對應(yīng)于排氣出口 18的部分至冷卻水出口 50b大致恒定。氣缸蓋的限定從排氣匯合部分17的外輪廓顯著突出的部分54c的壁45 (圖4和圖5)比前述凸出部分41更向前地凸出，而氣缸蓋4的尺寸則為最小化。
[0096]上述的冷卻水在氣缸蓋水套50中的流動將在下面參照圖13A和圖13B以及圖14A和圖14B更具體地進行描述。
[0097]參照圖13A，與氣缸蓋水套51和下部排氣水套53相關(guān)，氣缸蓋水套50的冷卻水入口 50a形成在主水套51中，并且用作下部排氣水套53的冷卻水出口的豎向連通通道55形成在下部排氣水套53的前邊緣53f的右手側(cè)部分。因此，如圖13A中的白色箭頭所示，冷卻水傾斜地流經(jīng)主水套51和下部排氣水套53。
[0098]另一方面，在圖13B中示出的用于比較的示例中，用作下部排氣水套53的冷卻水出口的豎向連通通道55鄰近于排氣出口 18的任一側(cè)設(shè)置在下部排氣水套53的前邊緣53f上，從而使得已經(jīng)從氣缸蓋水套50的冷卻水入口 50a引入的冷卻水朝向左手側(cè)的豎向連通通道55流動，而已經(jīng)從對應(yīng)于兩個右手側(cè)氣缸孔2的冷卻水入口 50a引入的冷卻水朝向右手側(cè)的豎向連通通道55流動。因此，在圍繞位于氣缸陣列的中點處的排氣出口 18的部分中，盡管在該區(qū)域中有較高的熱量濃度，冷卻水趨向于停滯。因此，在此區(qū)域中可以實現(xiàn)較差的冷卻效果。此外，差的冷卻效果導(dǎo)致該區(qū)域中的活性沸騰，已知活性沸騰對周圍材料具有腐蝕作用。
[0099]相反地，在示出本實施方式的圖13A中，已經(jīng)從對應(yīng)于最左端的氣缸孔2的冷卻水入口 50a引入的冷卻水流經(jīng)燃燒室6，進入下部排氣水套53中，然后沿著下部排氣水套53的前邊緣53f流動。因此，防止冷卻水在鄰近位于氣缸陣列的中點處的排氣出口 18的區(qū)域中停滯，該區(qū)域可能承受高溫，從而避免由于冷卻水的沸騰引起的腐蝕的風(fēng)險。
[0100]而且，由于豎向連通通道55在相對移位的位置處設(shè)置在排氣出口 18的右側(cè)，可以避免在位于豎向連通通道55和排氣出口 18之間的部分中的冷卻水的停滯，從而使得圍繞排氣出口 18的區(qū)域可以被有利地冷卻。
[0101]下面參照圖14A和圖14B對冷卻水在上部排氣水套54中的流動進行描述。如上所述，冷卻水從豎向連通通道55所處的右手側(cè)至冷卻水出口 50b所處的左手側(cè)流經(jīng)上部排氣水套54。如由圖14A中的箭頭所示，在直至氣缸陣列的中點的右側(cè)的區(qū)域中，平面狀的上部排氣水套54的寬度隨著由豎向連通通道55供應(yīng)的冷卻水的流動速率的提高而朝向下游端逐漸增加，并且從對應(yīng)于排氣出口 18的部分開始向前變?yōu)楹愣?。因此，如附圖中的箭頭所示,冷卻水的流動速度在整個上部排氣水套54中大致恒定。
[0102]另一方面，如果平面狀的上部排氣水套54的寬度沿著下游方向從對應(yīng)于排氣出口 18的部分開始與排氣匯合部分17的外輪廓相符地逐漸減少，如圖14B中所示，則由于通道的狹窄，冷卻水在前邊緣54f的區(qū)域中的速度降低，從而使得包圍尤其暴露于高溫下的排氣出口 18的區(qū)域被很差地冷卻。
[0103]相反地，根據(jù)本發(fā)明，如圖14A所示，除了被構(gòu)造成避開螺栓貫穿孔4e的后端外(圖6)，冷卻水以均勻速度在平面狀的上部排氣水套54的前部中流動，而不出現(xiàn)顯著的停滯。因此，上部排氣水套54的前邊緣54f的包圍尤其暴露于高溫下的排氣出口 18的部分可以被有效地冷卻。
[0104]現(xiàn)在將更具體地在下文中對豎向連通通道55進行描述。如圖9所示，豎向連通通道55從上部排氣水套54的橢圓形的前邊緣54f向前延伸。如圖8、圖10和圖11所示，在下部排氣水套53中，豎向連通通道55從下部排氣水套53的延伸通道的橢圓形輪廓朝向排氣側(cè)表面4d突出，下部排氣水套53的延伸通道的橢圓形輪廓與排氣匯合部分17的外輪廓相符地形成。豎向連通通道55從延伸通道53d突出的高度小于延伸通道53d沿著氣缸軸線的高度。
[0105]當(dāng)豎向連通通道55在排氣側(cè)表面4d上從延伸通道53d突出時，防止了下部排氣水套53和豎向連通通道55之間的冷卻水通道的橫截面面積突然減少，從而使氣缸蓋水套50中的壓力損失最小化。當(dāng)豎向連通通道55通過使用延伸通道53作為其一部分形成時，豎向連通通道55的通道長度可以被最小化，并且可以保證來自延伸通道53d的冷卻水的流動速率足以冷卻氣缸蓋4的排氣側(cè)表面4d。
[0106]圖15在根據(jù)本發(fā)明的布置和根據(jù)用于比較的示例的布置之間，在氣缸蓋水套50中，在下部排氣水套53、豎向連通通道55、上部排氣水套54以及冷卻水出口 50b處對壓力損失進行比較，在用于比較的示例中，豎向連通通道55不從延伸通道53d凸出。如從圖中可以理解的，在根據(jù)本發(fā)明的氣缸蓋水套50中，盡管在下部排氣水套53和上部排氣水套54處的壓力損失比用于比較的示例中的稍大，但豎向連通通道55中的全部壓力損失遠(yuǎn)小于用于比較的示例中的壓力損失，從而使得整個水套的壓力損失明顯小于用于比較的示例中的壓力損失。
[0107]圖16示出了根據(jù)本發(fā)明以及根據(jù)用于比較的示例，冷卻水的流動速率與所需的用于氣缸蓋水套50的泵輸出壓力之間的關(guān)系，在用于比較的示例中，豎向連通通道55不從延伸通道53d凸出。在該圖表中，實線曲線指示根據(jù)本發(fā)明的氣缸蓋水套50，虛線曲線指示用于比較的示例。點劃線曲線指示泵的輸出特性。泵以恒定速度7800rpm進行運轉(zhuǎn)。如可從圖16理解的，用于比較的示例的冷卻水流動速率僅為120L/min，而本發(fā)明的冷卻水流動速率為170L/min。[0108]因此，通過最小化氣缸蓋水套50中的全部壓力損失，流經(jīng)氣缸蓋水套50的冷卻水的流動速率可以被最大化，并且可以有效地冷卻氣缸蓋4。
[0109]第二實施方式
[0110]下面將參照圖18和圖19對本發(fā)明的第二實施方式進行描述。在圖18和圖19中，對應(yīng)于第一實施方式中的那些部分的部分用相類似的附圖標(biāo)記指明，而不必在相應(yīng)的書面描述中對這些部分進行重復(fù)描述。
[0111]在該實施方式中，如圖18所示，氣缸蓋水套50的冷卻水入口 50a更優(yōu)選地設(shè)置在每個燃燒室6的進氣側(cè)或設(shè)置在主水套51的進氣側(cè)，達(dá)到比第一實施方式更明顯的程度。更具體地，設(shè)置在排氣側(cè)的冷卻水入口 50a要少于和/或小于設(shè)置在進氣側(cè)的冷卻水入口。也就是說，冷卻水入口 50a朝向主水套51的進氣側(cè)偏移。本文所使用的冷卻水入口 50a“優(yōu)選地設(shè)置在進氣側(cè)”或“朝向進氣側(cè)偏移”的表述表示形成在進氣側(cè)的冷卻水入口 50a的面積大于形成在排氣側(cè)的冷卻水入口的面積。
[0112]通過以這種方式形成冷卻水入口 50a，如圖19所示，基本上從形成在氣缸體水套70的前(排氣)側(cè)的冷卻水入口 70a引入的全部的冷卻水朝向進氣側(cè)圍繞氣缸孔2的陣列流動，并經(jīng)由缸體-缸蓋連通通道56 (冷卻水入口 50a)流入氣缸蓋水套50的主水套51。隨后，當(dāng)冷卻水在流入下部排氣水套53之前沿垂直于氣缸陣列的方向流過燃燒室6時，冷卻水冷卻燃燒室6。冷卻水的后續(xù)流動與第一實施方式相同。
[0113]因此，通過朝向主水套51的進氣側(cè)偏移缸體-缸蓋連通通道56，被引入氣缸蓋水套50中的大部分的冷卻水朝向下部排氣水套53流過主水套51，從而使得包圍燃燒室6的部分(氣缸體的包圍燃燒室6的部分和氣缸蓋4的位于燃燒室6的緊上方的部分)可以最有效地被冷卻。當(dāng)選取這種構(gòu)造時，優(yōu)選地增加冷卻水入口 70a的面積，從而與第一實施方式相比，減少壓力損失。
[0114]由于氣缸體水套70的冷卻水入口 70a設(shè)置在排氣側(cè)，并且缸體-缸蓋連通通道56朝向主水套51的進氣側(cè)偏移，因此從冷卻水入口 70a引入氣缸體水套70中的大部分冷卻水在流入缸體-缸蓋連通通道56之前圍繞氣缸孔2的陣列流動，從而使得包圍氣缸孔2的部分可以被有效地冷卻。盡管缸體-缸蓋連通通道56朝向進氣側(cè)偏移，當(dāng)缸體-缸蓋連通通道56以規(guī)則的間隔沿著氣缸陣列形成時，冷卻水可以從主水套51均勻地冷卻整個燃燒室6。
[0115]實施方式的修改
[0116]本發(fā)明已經(jīng)通過特定的實施方式進行了說明，但是本發(fā)明不受示出的實施方式的限制，并且可以在不偏離本發(fā)明精神的情況下在不同的部分進行改變。例如，前述實施方式針對汽車四閥門直列四缸汽油發(fā)動機，但也同樣適用于用于其他目的的其他類型的發(fā)動機。在前述實施方式中，僅設(shè)置有一個排氣出口 18，然而也可以設(shè)置兩個排氣出口，每個排氣出口用于對應(yīng)的兩個相鄰的氣缸。
[0117]在前述實施方式中，排氣水套54在其從對應(yīng)于排氣出口 18的部分朝向其下游端延伸的部分中具有從排氣匯合部分17的外輪廓突出的部分54c，但可以代替地，下部排氣水套53可以設(shè)置有這樣的突出的部分。在這種情況下，主水套51與上部排氣水套54直接連通，并且將上部排氣水套54與下部排氣水套53連通(因此用作下部排氣水套53的冷卻水入口)的豎向連通通道55被設(shè)置在下部排氣水套53的相對于氣缸陣列方向的一端上。下部排氣水套53在其相對于氣缸陣列方向的另一端上還設(shè)置有冷卻水出口。
[0118]而且，在前述實施方式中，延伸通道53d設(shè)置用于下部排氣水套53，以便從該下部排氣水套沿著排氣匯合部分17的外側(cè)(氣缸蓋4的排氣側(cè)表面4的那一側(cè))向上延伸，但是另選地或附加地，延伸通道可以設(shè)置用于上部排氣水套54，以便沿著排氣匯合部分17的外側(cè)從該上部排氣水套懸垂。
[0119]不同部件的特定的結(jié)構(gòu)、布置、數(shù)量和角度可以在不偏離本發(fā)明精神的情況下隨意修改。而且，示出的實施方式中的發(fā)動機的所有不同部件對于本發(fā)明來說不是必要的，必要時可以被去除。
[0120]附圖標(biāo)記列表
[0121]I發(fā)動機
[0122]2氣缸孔
[0123]3氣缸體
[0124]4氣缸蓋
[0125]4d排氣側(cè)表面
[0126]5 活塞
[0127]6燃燒室
[0128]16排氣端口
[0129]17排氣匯合部分
[0130]17a第一匯合部分
[0131]17b上游第二匯合部分
[0132]17c下游第二匯合部分
[0133]18排氣出口
[0134]44塞子(插塞構(gòu)件)
[0135]50氣缸蓋水套
[0136]50a冷卻水入口
[0137]50b冷卻水出口
[0138]51主水套
[0139]53下部排氣水套
[0140]53d延伸通道
[0141]54上部排氣水套
[0142]55豎向通道
[0143]56缸體-缸蓋連通通道
[0144]62第一水套型芯座
[0145]63第二水套型芯座
[0146]64型芯座
[0147]64a型芯座下部
[0148]64b型芯座上部
[0149]70氣缸體水套
[0150]70a冷卻水入口
【權(quán)利要求】
1.一種用于內(nèi)燃發(fā)動機的冷卻結(jié)構(gòu)，該內(nèi)燃發(fā)動機包括限定一排氣缸孔的氣缸體以及設(shè)置在所述氣缸體的頂表面上的氣缸蓋，所述氣缸蓋與以可滑動的方式接納在每個氣缸孔中的活塞的頂表面合作而限定燃燒室，所述氣缸蓋和所述氣缸體的內(nèi)部分別限定相互連通的氣缸蓋水套和氣缸體水套，其特征在于: 所述氣缸蓋的內(nèi)部設(shè)置有排氣匯合部分和多個排氣端口，每個排氣端口均具有朝向相應(yīng)的燃燒室敞口的上游端，所述排氣匯合部分將所述多個排氣端口匯合，并且所述排氣匯合部分包括在所述氣缸蓋的側(cè)表面的縱向中間部分敞口的排氣出口 ；并且 所述氣缸蓋水套包括從上方覆蓋所述燃燒室的主水套、從下方覆蓋所述排氣匯合部分的下部排氣水套，以及從上方覆蓋所述排氣匯合部分的上部排氣水套，所述主水套設(shè)置有圍繞各氣缸孔設(shè)置的多個冷卻水入口，并且所述主水套與所述下部排氣水套和所述上部排氣水套中的一個排氣水套連通； 其中，將所述下部排氣水套和所述上部排氣水套彼此連通的豎向通道設(shè)置在所述下部排氣水套和所述上部排氣水套中的另一個排氣水套的以下部分中，這一部分從所述另一個排氣水套的對應(yīng)于所述排氣出口的位置沿氣缸陣列方向朝一側(cè)偏移，并且用于所述另一個排氣水套的冷卻水出口設(shè)置在所述另一個排氣水套的以下部分中，這一部分從所述另一個排氣水套的對應(yīng)于所述排氣出口的位置沿所述氣缸陣列方向朝另一側(cè)偏移。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于內(nèi)燃發(fā)動機的冷卻結(jié)構(gòu)，其中，與所述氣缸體水套連通的所述主水套的所述冷卻水入口優(yōu)先設(shè)置在所述主水套的進氣側(cè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于內(nèi)燃發(fā)動機的冷卻結(jié)構(gòu)，其中，所述氣缸體水套的冷卻水入口設(shè)置在所述氣缸體的排氣側(cè)上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于內(nèi)燃發(fā)動機的冷卻結(jié)構(gòu)，其中，將所述下部排氣水套和所述上部排氣水套彼此連通的所述豎向通道被形成為由獨立的插塞構(gòu)件閉合的鑄造腔。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于內(nèi)燃發(fā)動機的冷卻結(jié)構(gòu)，其中，所述下部排氣水套和所述上部排氣水套中的至少一個排氣水套設(shè)置有延伸通道，該延伸通道從所述至少一個排氣水套的外邊緣沿著所述排氣匯合部分的外側(cè)延伸，并且所述豎向通道設(shè)置在所述延伸通道中。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于內(nèi)燃發(fā)動機的冷卻結(jié)構(gòu)，其中，所述豎向通道向外延伸超出所述延伸通道的外輪廓。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于內(nèi)燃發(fā)動機的冷卻結(jié)構(gòu)，其中，所述延伸通道設(shè)置在所述一個排氣水套中。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于內(nèi)燃發(fā)動機的冷卻結(jié)構(gòu)，其中，所述一個排氣水套是所述下部排氣水套。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于內(nèi)燃發(fā)動機的冷卻結(jié)構(gòu)，其中，所述豎向通道和所述冷卻水出口相對于所述氣缸陣列方向分別設(shè)置在所述另一個排氣水套的大致末端部分中。
【文檔編號】F01P3/02GK103967577SQ201410039866
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2014年1月27日 優(yōu)先權(quán)日:2013年1月28日
【發(fā)明者】多田和司, 白井裕 申請人:本田技研工業(yè)株式會社