各個實施例涉及發(fā)動機的氣缸蓋及其冷卻。

背景技術(shù)：

在發(fā)動機運轉(zhuǎn)期間，排氣從氣缸蓋中的排氣門經(jīng)過氣缸蓋流動到發(fā)動機的各種排氣系統(tǒng)。需要對氣缸蓋進(jìn)行冷卻，并且可設(shè)置具有流體冷卻式發(fā)動機氣缸蓋設(shè)計的包含冷卻劑的流體夾套系統(tǒng)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

在實施例中，一種發(fā)動機組件設(shè)置有氣缸蓋，所述氣缸蓋形成有橋接區(qū)域，所述橋接區(qū)域通過由氣缸蓋形成的排氣通道、由氣缸蓋形成的廢氣再循環(huán)(egr)通道以及排氣安裝面界定。氣缸蓋限定有冷卻夾套，所述冷卻夾套具有從該冷卻夾套延伸至橋接區(qū)域中的閉合端以冷卻橋接區(qū)域的流體通道，所述流體通道的有效直徑小于該流體通道的長度。

在另一實施例中，一種發(fā)動機設(shè)置有氣缸蓋，所述氣缸蓋具有橋接區(qū)域，所述橋接區(qū)域被排氣面、與排氣面相交的排氣通道以及流體地連接到排氣通道且與排氣面相交的廢氣再循環(huán)(egr)通道圍繞。氣缸蓋限定有具有腔的冷卻夾套，所述腔從冷卻夾套朝向缸蓋臺面延伸且延伸至橋接區(qū)域內(nèi)的閉合端壁。

在又一實施例中，提供了一種用于冷卻氣缸蓋的方法。將冷卻劑從下夾套經(jīng)由與氣缸蓋的排氣面鄰近的鉆孔通道引導(dǎo)到上夾套。將上夾套中的冷卻劑從鉆孔通道的出口沿著肋分流至流體通道中，所述流體通道由從上夾套延伸至橋接區(qū)域內(nèi)的端壁的腔提供，所述橋接區(qū)域由排氣通道、廢氣再循環(huán)(egr)通道和排氣面界定，所述端壁與下夾套鄰近。將冷卻劑從流體通道引導(dǎo)到由上夾套形成、鄰近排氣面且環(huán)繞egr通道的egr冷卻通道中。

附圖說明

圖1示出了能夠采用本公開的各個實施例的內(nèi)燃發(fā)動機；

圖2示出了用于圖1的發(fā)動機的排氣系統(tǒng)的示意圖；

圖3示出了根據(jù)實施例的氣缸蓋的透視圖；

圖4示出了用于圖3的氣缸蓋內(nèi)的排氣通道的芯；

圖5示出了用于上夾套和下夾套的芯以及用于圖3的氣缸蓋的圖4的芯的局部視圖；

圖6示出了用于圖5的上夾套的芯的局部視圖。

具體實施方式

根據(jù)需要，在此提供了本公開的詳細(xì)的實施例；然而，應(yīng)理解的是，公開的實施例僅為示例并且可以以多種可替代的形式實施。附圖不一定按比例繪制；可夸大或最小化一些特征以示出特定組件的細(xì)節(jié)。因此，在此所公開的具體結(jié)構(gòu)和功能細(xì)節(jié)不應(yīng)被解釋為限制，而僅作為用于教導(dǎo)本領(lǐng)域技術(shù)人員以多種形式使用本公開的代表性基礎(chǔ)。

圖1示出了內(nèi)燃發(fā)動機20的示意圖。發(fā)動機20具有多個氣缸22，并且一個氣缸被示出。發(fā)動機20可具有任何數(shù)量的氣缸，且氣缸可以以各種構(gòu)造布置。發(fā)動機20具有與各個氣缸22相關(guān)聯(lián)的燃燒室24。氣缸22由氣缸壁32和活塞34形成?；钊?4連接到曲軸36。燃燒室24與進(jìn)氣歧管38和排氣歧管40流體連通。進(jìn)氣門42控制從進(jìn)氣歧管38到燃燒室24中的流動。排氣門44控制從燃燒室24到排氣系統(tǒng)40或排氣歧管的流動。進(jìn)氣門42和排氣門44可以以本領(lǐng)域已知的各種方式操作以控制發(fā)動機的運轉(zhuǎn)。

燃料噴射器46將燃料從燃料系統(tǒng)直接送入到燃燒室24中，因此發(fā)動機為直噴式發(fā)動機。發(fā)動機20可以使用低壓或高壓燃料噴射系統(tǒng)，或者在其它示例中可使用進(jìn)氣道噴射系統(tǒng)。點火系統(tǒng)包括火花塞48，其被控制為以火花的形式提供能量而點燃燃燒室24中的燃料空氣混合物。在其它實施例中，可使用其它的燃料輸送系統(tǒng)和點火系統(tǒng)或技術(shù)，包括壓縮點火。

發(fā)動機20包括控制器和各種傳感器，這些傳感器被配置為將信號提供給控制器用以控制輸送至發(fā)動機的空氣和燃料、點火正時、發(fā)動機輸出的動力和扭矩、排氣系統(tǒng)等。發(fā)動機傳感器可包括但不限于排氣系統(tǒng)40中的氧傳感器、發(fā)動機冷卻劑溫度傳感器、加速踏板位置傳感器、發(fā)動機歧管壓力(map)傳感器、針對曲軸位置的發(fā)動機位置傳感器、進(jìn)氣歧管38中的質(zhì)量型空氣流量傳感器、節(jié)氣門位置傳感器、排氣系統(tǒng)40中的廢氣溫度傳感器等。

在一些實施例中，發(fā)動機20被用作車輛(諸如傳統(tǒng)車輛或啟動-停止車輛)中唯一的原動機。在其它實施例中，發(fā)動機可用于混合動力車輛，在混合動力車輛中，附加的原動機(諸如電機)可用于提供額外的動力以推進(jìn)車輛。

每個氣缸22可在包括進(jìn)氣沖程、壓縮沖程、點火沖程和排氣沖程的四沖程循環(huán)下運轉(zhuǎn)。在其它實施例中，發(fā)動機可在二沖程循環(huán)下運轉(zhuǎn)。在進(jìn)氣沖程期間，進(jìn)氣門42打開且排氣門44關(guān)閉，同時活塞34從氣缸22的頂部運動到氣缸22的底部，以將空氣從進(jìn)氣歧管引入到燃燒室?；钊?4在氣缸22的頂部的位置通常被稱為上止點(tdc)?；钊?4在氣缸的底部的位置通常被稱為下止點(bdc)。

在壓縮沖程期間，進(jìn)氣門42和排氣門44關(guān)閉?；钊?4從氣缸22的底部朝著頂部運動以壓縮燃燒室24內(nèi)的空氣。

燃料被引入到燃燒室24中并被點燃。在示出的發(fā)動機20中，燃料被噴射到燃燒室24中，然后使用火花塞48被點燃。在其它示例中，可以使用壓縮點火將燃料點燃。

在膨脹沖程期間，燃燒室24中被點燃的燃料空氣混合物膨脹，從而使活塞34從氣缸22的頂部運動到氣缸22的底部。活塞34的運動使曲軸36產(chǎn)生相應(yīng)的運動，并使發(fā)動機20輸出機械扭矩。

在排氣沖程期間，進(jìn)氣門42保持關(guān)閉，排氣門44打開?；钊?4從氣缸22的底部運動到氣缸22的頂部，以通過減小燃燒室24的體積而將廢氣和燃燒產(chǎn)物從燃燒室24中排出。廢氣從燃燒氣缸22流動至如下所述的排氣系統(tǒng)40和后處理系統(tǒng)(諸如催化轉(zhuǎn)化器)。

對于各個發(fā)動機沖程，進(jìn)氣門42和排氣門44的位置和正時以及燃料噴射正時和點火正時可改變。

發(fā)動機20具有彼此配合以形成燃燒室24的氣缸體70和氣缸蓋72?？稍跉飧左w70和氣缸蓋72之間布置氣缸蓋墊(未示出)來密封燃燒室24。氣缸體70具有缸體臺面，該缸體臺面沿著分隔線74與氣缸蓋72的缸蓋臺面對應(yīng)和配合。

發(fā)動機20包括流體系統(tǒng)80。在一個示例中，流體系統(tǒng)是用于從發(fā)動機20去除熱的冷卻系統(tǒng)。在另一示例中，流體系統(tǒng)80是用于潤滑發(fā)動機部件的潤滑系統(tǒng)。

對于冷卻系統(tǒng)80，從發(fā)動機20去除的熱的量可由冷卻系統(tǒng)控制器、發(fā)動機控制器、一個或更多個恒溫器等控制。系統(tǒng)80可集成到發(fā)動機20中作為發(fā)動機中的通過鑄造、機加工或以其他方式成形的一個或更多個冷卻夾套。系統(tǒng)80具有一個或更多個冷卻回路，這些冷卻回路可包含乙二醇/水防凍劑混合物、其他水基流體或其他冷卻劑作為工作流體。在一個示例中，冷卻回路具有位于氣缸體70中的第一冷卻夾套84和位于氣缸蓋72中的第二冷卻夾套86，冷卻夾套84和86彼此流體連通。在另一示例中，冷卻夾套86被單獨控制且與冷卻夾套84分離。氣缸體70和氣缸蓋72可具有另外的冷卻夾套。在一個示例中，氣缸蓋72可具有大體上布置在缸蓋臺面與上冷卻夾套之間的下冷卻夾套。冷卻回路80和夾套84、86中的冷卻劑從高壓區(qū)域流向低壓區(qū)域。

流體系統(tǒng)80具有一個或更多個泵88。在冷卻系統(tǒng)80中，泵88將冷卻回路中的流體提供至氣缸體70中的流體通道然后提供至氣缸蓋72。冷卻系統(tǒng)80還可包括閥或恒溫器(未示出)以控制系統(tǒng)80內(nèi)的冷卻劑的流動或壓力或引導(dǎo)系統(tǒng)80內(nèi)的冷卻劑。氣缸體70中的冷卻通道可與燃燒室24和氣缸22中的一個或更多個鄰近。類似地，氣缸蓋72中的冷卻通道可與燃燒室24和排氣門44的排氣口中的一個或更多個鄰近。流體從氣缸蓋72流出發(fā)動機20到達(dá)換熱器90(諸如散熱器)，在換熱器90中熱從冷卻劑傳遞到環(huán)境。

圖2示出了根據(jù)示例的發(fā)動機的示意圖，并可使用以上參照圖1描述的發(fā)動機20。進(jìn)氣在入口100處進(jìn)入進(jìn)氣歧管38。然后進(jìn)氣被引導(dǎo)通過空氣濾清器102。

在一些示例中，發(fā)動機20可設(shè)置有強制進(jìn)氣裝置(諸如渦輪增壓器或機械增壓器)，以增大進(jìn)氣的壓力，從而增大平均有效壓力而使發(fā)動機功率輸出增加。示出的發(fā)動機20具有渦輪增壓器104；然而，發(fā)動機20的其他示例是自然吸氣的。渦輪增壓器104可以是包括一個或更多個渦輪增壓器、機械增壓器等的任何合適的渦輪機械裝置。進(jìn)氣被渦輪增壓器104的壓縮機部106壓縮，然后在壓縮過程之后進(jìn)氣可流經(jīng)中冷器108或其他換熱器，以降低進(jìn)氣的溫度。

進(jìn)氣流動由節(jié)氣門110控制?？梢允褂冒l(fā)動機控制單元電子地控制、機械地控制或以其他方式致動或控制節(jié)氣門110。進(jìn)氣流經(jīng)發(fā)動機20的進(jìn)氣側(cè)112處的進(jìn)氣歧管。然后進(jìn)氣與燃料混合并與燃料起反應(yīng)以使曲軸旋轉(zhuǎn)并使發(fā)動機20提供功率。

發(fā)動機排氣從排氣門和排氣口流動通過氣缸蓋中的排氣通道，并流動到發(fā)動機20的排氣側(cè)114處的排氣歧管。在本示例中，氣缸蓋可提供整體式排氣，其中例如使用鑄造工藝使排氣歧管的至少一部分作為一體式通道并入到發(fā)動機氣缸蓋中。排氣通道與氣缸蓋的處于排氣側(cè)114的排氣面相交。

排氣系統(tǒng)40中的廢氣的一部分在116處可發(fā)生分流而進(jìn)入廢氣再循環(huán)(egr)回路118。egr回路118中的egr氣體可被引導(dǎo)通過egr冷卻器120或換熱器以降低egr氣體的溫度。在116處的廢氣的溫度可高達(dá)1000攝氏度。在發(fā)動機20中，egr分支可并入到發(fā)動機20的氣缸蓋中的通道內(nèi)。

可使用現(xiàn)有的發(fā)動機系統(tǒng)中的流體(例如，發(fā)動機冷卻劑、油或潤滑劑等)來冷卻換熱器120中的egr氣體?；蛘?，可使用環(huán)境空氣來冷卻egr冷卻器。在進(jìn)一步的示例中，egr冷卻器120是車輛內(nèi)獨立的系統(tǒng)的一部分，通過該系統(tǒng)內(nèi)的獨立的流體來冷卻egr氣體。

在egr系統(tǒng)118內(nèi)可設(shè)置閥122以控制egr氣體到進(jìn)氣歧管38的流動。可使用發(fā)動機控制單元或車輛內(nèi)的其他控制器來控制閥122?；芈?18中的egr氣體被混合在發(fā)動機20的進(jìn)氣歧管38中的進(jìn)氣內(nèi)。egr氣體可被冷卻至目標(biāo)溫度或預(yù)定溫度，以與進(jìn)氣混合。在一個示例中，雖然egr氣體被冷卻至大約150攝氏度，但是也可考慮其他溫度。

在發(fā)動機20中使用egr可通過在燃燒期間降低峰值溫度而減少發(fā)動機20的排放，例如，egr可減少nox。egr還可增大發(fā)動機20的效率，進(jìn)而提高燃料經(jīng)濟性。

在116處未被分流用于egr的其余廢氣繼續(xù)通過排氣系統(tǒng)40的部件。如果發(fā)動機20具有渦輪增壓器，則廢氣流經(jīng)裝置104的渦輪部130。裝置104可具有與壓縮機106和/或渦輪部130相關(guān)聯(lián)的旁通機構(gòu)或其他控制機構(gòu)，以控制入口壓力、發(fā)動機上的背壓和發(fā)動機20的平均有效壓力。然后廢氣被引導(dǎo)通過一個或更多個后處理裝置132。后處理裝置132的示例包括但不限于催化轉(zhuǎn)化器、微粒過濾器、消聲器等。

圖3示出了諸如氣缸蓋150的發(fā)動機部件。氣缸蓋150可用于如圖1和圖2所示的發(fā)動機20。如所示出的氣缸蓋150被構(gòu)造用于具有廢氣再循環(huán)的直列式發(fā)動機、火花點火式發(fā)動機、渦輪增壓發(fā)動機。氣缸蓋150可被重新構(gòu)造用于其他發(fā)動機，例如，自然吸氣發(fā)動機或具有其他數(shù)量的氣缸的發(fā)動機，而這仍然在本公開的精神和范圍內(nèi)。氣缸蓋150可由多種材料形成，包括鐵和鐵合金、鋁和鋁合金、其他金屬合金、復(fù)合材料等。在一個示例中，氣缸蓋150由鋁或鋁合金鑄造而成，并使用各種模具、砂芯和/或失芯來在氣缸蓋內(nèi)提供各種氣體和流體通道。此外，可在鑄造工藝之后通過各種機加工工藝(例如，通過鉆孔)在氣缸蓋內(nèi)形成通道。

氣缸蓋具有與圖1的分隔線74對應(yīng)的臺面152或臺側(cè)，該臺面152或臺側(cè)被構(gòu)造成與氣缸蓋墊和對應(yīng)的氣缸體的臺面配合以形成發(fā)動機缸體。與臺面152相對的是頂面、側(cè)面或表面154。氣缸蓋的第一側(cè)156提供用于外部排氣歧管的安裝特征，并與圖2中的元件114對應(yīng)。另一側(cè)(未示出)與排氣面156相對，提供用于發(fā)動機的進(jìn)氣歧管的安裝特征，并與元件112對應(yīng)。氣缸蓋150還具有相對的第一端158和第二端160。雖然示出了面大體上彼此垂直，但是其他方位也是可行的，并且這些面可相對于彼此不同地定位，以形成氣缸蓋150。

氣缸蓋150的排氣側(cè)156具有排氣安裝面170，該排氣安裝面170用于將廢氣引導(dǎo)到渦輪增壓器、后處理裝置等的外部排氣歧管或其他排氣管道。在一個示例中，渦輪增壓器自身被安裝到安裝面170。雖然所示出的氣缸蓋150具有帶有三個排氣口172的整體式排氣，但是可考慮來自氣缸蓋150的任意數(shù)量的排氣口。

氣缸蓋150的排氣側(cè)156還具有安裝面176，該安裝面176用于egr冷卻器120或?qū)gr氣體引導(dǎo)至egr冷卻器的管道。安裝面176限定egr口178。egr氣體從氣缸蓋150內(nèi)的廢氣流中分流出來。示出的安裝面170和176共面并且是連續(xù)的表面。

氣缸蓋150具有(例如)在鑄造或成型工藝期間形成在氣缸蓋150中并被集成到氣缸蓋150中的流體夾套。流體夾套可以是如在此所描述的冷卻劑流過其中的冷卻夾套。

在所示出的氣缸蓋150中，在氣缸蓋150內(nèi)有兩個冷卻夾套。示出了入口或出口180用于上冷卻夾套182。還示出了入口或出口184用于下冷卻夾套186。冷卻夾套182和186可在氣缸蓋150內(nèi)彼此流體連通，如下所述。在其他示例中，氣缸蓋150可僅具有單個冷卻夾套，或者可具有多于兩個的冷卻夾套。

氣缸蓋150具有可與發(fā)動機的縱向軸線對應(yīng)的縱向軸線190、橫向軸線192以及豎直或法向軸線194。法向軸線194可以或者可以不與氣缸蓋150上的重力對齊。

圖4示出了用于形成氣缸蓋150內(nèi)的排氣通道的芯200。芯200表示氣缸蓋150內(nèi)的通道的負(fù)視圖(negativeview)，并可表示在氣缸蓋150的鑄造工藝中使用的砂芯或失芯的形狀。芯200為氣缸蓋150提供整體式排氣。虛線202表示用于排氣和egr流動的安裝面170和176。

芯200具有三個排氣通道204、206和208。如圖中所示，來自一個或多個氣缸的廢氣可通過流道或子通道被引導(dǎo)至排氣通道。每個排氣通道均在各自的氣缸和安裝面170上的各自的排氣口之間提供流體連接。

排氣通道204將發(fā)動機的氣缸i流體地連接到圖3中的右下口172，排氣通道208將發(fā)動機的氣缸iv流體地連接到圖3中的左下口172，排氣通道206將發(fā)動機的氣缸ii和iii流體地連接到圖3中的中上口172。每個排氣通道204、206和208均與安裝面170相交以形成各自的排氣口，并且均與發(fā)動機的相應(yīng)的至少一個氣缸流體地連接。排氣通道204、206和208內(nèi)的廢氣流可在渦輪增壓器或連接到安裝面170的其他排氣系統(tǒng)內(nèi)匯合。多個排氣通道204、206和208以及安裝面170上的相關(guān)聯(lián)的口可被設(shè)置用于脈沖地分離來自不同氣缸的廢氣。

在氣缸蓋150內(nèi)設(shè)置有egr通道220，且egr通道220流體地連接或結(jié)合到排氣通道，諸如通道208。egr通道220可例如在沿著通道208的處于氣缸內(nèi)排氣口和安裝面170之間的位置處連接或流體地結(jié)合到通道208的中間區(qū)域。egr通道與安裝面176相交以在氣缸蓋150上設(shè)置egr口178。egr通道220將排氣通道208內(nèi)的一部分廢氣引導(dǎo)或分流至egr口178以進(jìn)行廢氣再循環(huán)。注意，在本實施例中，egr通道220僅從與氣缸iv流體連通的一個通道208接收廢氣，因此對于這種發(fā)動機構(gòu)造，發(fā)動機被限制為25％的廢氣再循環(huán)。

在氣缸蓋150中形成有橋接區(qū)域230。橋接區(qū)域230由氣缸蓋150的圍繞排氣通道的材料形成。橋接區(qū)域230由排氣通道和安裝面170和176界定或包圍。橋接區(qū)域230沿一側(cè)由安裝面70和176界定。橋接區(qū)域230沿另一側(cè)由egr通道220界定。橋接區(qū)域230沿其他側(cè)由排氣通道208界定。

在橋接區(qū)域230被排氣通道208、220或者連接到安裝面170、176的部件包圍時，由于安裝凸緣170、176被部件覆蓋且不能為橋接區(qū)域230提供散熱或冷卻使得經(jīng)由安裝凸緣170、176對橋接區(qū)域230進(jìn)行冷卻是不可能的，所以在發(fā)動機運轉(zhuǎn)期間橋接區(qū)域230會達(dá)到高溫。橋接區(qū)域230類似于排氣門橋，因為其在多個側(cè)面上有排氣流加熱該區(qū)域。在一個示例中，在發(fā)動機運轉(zhuǎn)期間，廢氣可以是1000攝氏度的數(shù)量級，氣缸蓋材料目標(biāo)溫度可以是250攝氏度。因此，需要對橋接區(qū)域230進(jìn)行主動冷卻，根據(jù)本公開的實施例在下文對此進(jìn)行描述。在沒有進(jìn)行主動冷卻的情況下，橋接區(qū)域230會由于從廢氣傳遞的熱而過熱，這會導(dǎo)致發(fā)動機關(guān)閉、發(fā)動機在運轉(zhuǎn)期間功率降低或者氣缸蓋150的熱失效。

圖5示出了圖4的排氣芯200以及用于形成氣缸蓋的上冷卻夾套182的第一芯250和用于形成氣缸蓋的下冷卻夾套186的第二芯252的局部視圖。圖6示出了用于形成上冷卻夾套182的芯250的局部透視圖。芯250、252表示氣缸蓋150內(nèi)的冷卻劑通道的負(fù)視圖，并可表示在氣缸蓋150的鑄造工藝中使用的砂芯或失芯的形狀。虛線254表示用于排氣部件和egr部件的安裝面170、176的位置。注意，示出的定位特征256用于上芯250，且該特征256用于在鑄造工藝期間對芯進(jìn)行定位，之后被插入加工完的氣缸蓋150中。對于下面的描述，將在通過各個芯形成在氣缸蓋150內(nèi)的排氣通道和冷卻夾套182、186以及相關(guān)聯(lián)的流體通道方面描述圖5。

下冷卻夾套186布置在氣缸的臺面與上冷卻夾套182之間。下冷卻夾套經(jīng)由通道258流體地連接或結(jié)合到上冷卻夾套。在一個示例中，通道258是在機加工或其他鑄造后工藝期間設(shè)置的鉆孔通道258。鉆孔通道258提供從較高壓力的下冷卻夾套186到較低壓力的上冷卻夾套182的流體流動。上冷卻夾套182流體地結(jié)合以經(jīng)由鉆孔通道258從下冷卻夾套186接收冷卻劑。鉆孔通道258在安裝面170旁邊且鄰近安裝面170布置。在一個示例中，鉆孔通道258與安裝面170隔開的距離小于鉆孔通道的兩至三個直徑。鉆孔通道258布置在其中兩個排氣通道206、208之間以協(xié)助冷卻排氣通道206、208并在夾套182、186之間提供流體連接。如所示出的，可在排氣通道204、206之間設(shè)置另一鉆孔通道260，用于排氣通道的冷卻以及用于夾套的流體連接。

上冷卻夾套182具有流體通道270，該流體通道270從夾套182延伸至橋接區(qū)域230中的閉合端272以冷卻橋接區(qū)域。通道270由用于形成上冷卻夾套182的芯250的指形元件形成。通道270還可稱為腔。流體通道270從上冷卻夾套182朝向氣缸蓋臺面和下冷卻夾套186延伸。流體通道270具有延伸至橋接區(qū)域230內(nèi)的閉合端壁272的連續(xù)的側(cè)壁274。因而，流體通道270被設(shè)置為盲通道或腔，其中流體連接僅沿著上冷卻夾套182，使得端壁272不提供進(jìn)出通道270的流體流動。端壁272可與下冷卻夾套186鄰近并與下冷卻夾套186隔開。通道270不連接到下冷卻夾套186以防止夾套182、186之間的交叉流動。在一個示例中，通道270具有等于或小于通道長度的有效直徑，其中，通道270的長度被限定為上冷卻夾套的鄰近通道270的下表面與端壁272之間的距離。在一個示例中，端壁272延伸至橋接區(qū)域230的中央?yún)^(qū)域，使得端壁處于egr通道220的中央或越過egr通道220的中央。

在上冷卻夾套182內(nèi)設(shè)置有導(dǎo)流肋或分流肋(flowdiverterrib)280。肋280由氣缸蓋150的材料在圍繞芯250進(jìn)行鑄造且填充于被識別為肋280的孔中時形成。肋280將冷卻劑流引導(dǎo)、分流或轉(zhuǎn)向至流體通道270中，以防止流體通道內(nèi)流動停滯，并冷卻橋接區(qū)域230。

肋280具有第一端282和第二端284。第一端282和第二端284通過諸如所示出的凹壁部286的壁連接。肋280的凹壁部286由芯250的凸面形成。肋280的相對的壁287也連接第一端282和第二端284，壁287可由芯250的凹面、凸面或其組合形成。交叉(crossover)通道288可經(jīng)由芯250中的交叉肋設(shè)置，如所示出的。通道288可使冷卻劑流動至處于肋280的“背側(cè)”的冷卻夾套區(qū)域289或鄰近壁287的夾套，否則在那里肋280將阻擋冷卻劑從鉆孔直接流動至該區(qū)域。通道288至少允許小的或細(xì)的冷卻劑流從鉆孔跨過肋流動到區(qū)域289，以防止區(qū)域289中的低流動區(qū)、停滯流動區(qū)或尾流區(qū)，并且保持或增加氣缸蓋的鄰近區(qū)域289的排氣區(qū)域的冷卻。交叉肋288還可為芯提供支撐和結(jié)構(gòu)。

交叉通道288延伸通過或跨過肋280并在側(cè)面286和287之間延伸以分割肋。交叉通道288可沿著肋280設(shè)置在多個位置或以多種角度設(shè)置，以控制流經(jīng)通道288的量和流到通道270的量。交叉通道288還控制通過通道288的流動方向。在其他示例中，肋280可設(shè)置有一個以上的交叉通道或者不設(shè)置交叉通道。肋280延伸跨過夾套使得肋的周界被上冷卻夾套包圍，且肋280沿上表面和下表面與氣缸蓋150的基體材料(bulkmaterial)接合。

肋280的第一端282與鉆孔通道258的進(jìn)入上冷卻夾套182的出口290鄰近。肋280的第二端284與上冷卻夾套182中的流體通道270的入口292鄰近，以引導(dǎo)冷卻劑進(jìn)入流體通道270。

肋280的第二端284可布置在流體通道270的入口292處以將入口分成第一部分293或第一區(qū)域和第二部分294或第二區(qū)域。冷卻劑沿肋280的壁286流動并經(jīng)過第一部分293流入流體通道270中。基于高壓冷卻劑從鉆孔通道258流入到上冷卻夾套182中，流體形成進(jìn)入通道270中的較高速度的射流或流動，然后向下流向端壁272。凹壁286的形狀被設(shè)置為引導(dǎo)流體通過第一部分293流向且流入通道270。然后流體流在端壁272附近以渦流或漩渦方式?jīng)_擊或循環(huán)，然后例如沿流體通道的另一側(cè)在流體通道270中向上流動并流向第二部分294。冷卻劑經(jīng)由第二部分294離開流體通道270而流到上冷卻夾套182。

經(jīng)由第二部分294離開流體通道270的冷卻劑可直接流向由上冷卻夾套182形成的egr冷卻通道296。egr冷卻通道296可由與安裝面176鄰近且環(huán)繞egr通道220的至少一部分的套筒形通道296形成。egr冷卻通道296從流體通道270的第二部分294接收流體。另外，另一分流肋或元件298可使來自通道270的流體流在流向上冷卻夾套182的其余部分之前引導(dǎo)到或流經(jīng)egr冷卻通道296。

在發(fā)動機運轉(zhuǎn)時，廢氣從氣缸流入排氣通道。通道208中的一部分廢氣可分流至egr通道220中。通過egr通道220的egr氣體的溫度可高達(dá)1000攝氏度。熱從排氣通道208和通道220中的egr氣體傳遞通過氣缸蓋150的橋接區(qū)域230的材料并傳遞到冷卻通道270中的流體。熱可主要經(jīng)由傳導(dǎo)和對流傳遞到冷卻劑。

在冷卻氣缸蓋150時，冷卻劑經(jīng)由泵被至少提供至下冷卻夾套186以循環(huán)通過冷卻劑系統(tǒng)。冷卻劑從下冷卻夾套186經(jīng)由與氣缸蓋的排氣面170、176鄰近的鉆孔通道258而被引導(dǎo)至上冷卻夾套182，因為上冷卻夾套182以比下冷卻夾套186低的冷卻劑壓力操作。冷卻劑從鉆孔通道258的出口290沿著肋280的壁286在上冷卻夾套182中被引導(dǎo)并流入到流體通道270或腔中。肋280的第二端284鄰近流體通道270的入口292布置，以將流體通道劃分成第一區(qū)域293和第二區(qū)域294。流體沿著肋的壁286流動，流經(jīng)第一區(qū)域293并流入流體通道270。流體通道270或腔從上冷卻夾套182延伸至橋接區(qū)域230內(nèi)的端壁272，而該端壁與下冷卻夾套186鄰近。

冷卻劑通過流體通道270朝向端壁272被引導(dǎo)。流體通道270的長度可大于通道的平均有效直徑。冷卻劑具有與端壁272平行且鄰近端壁的流動分量。冷卻劑撞擊端壁272或者在端壁附近循環(huán)或渦旋。然后冷卻劑在通道270中遠(yuǎn)離端壁272流動，經(jīng)由第二區(qū)域294離開流體通道270或腔或者從流體通道270或腔流出，然后回到上冷卻夾套182。在一個示例中，如所示出的，冷卻劑從流體通道270流入到由上冷卻夾套182形成的egr冷卻通道296中，而egr冷卻通道296與排氣面170、176鄰近且環(huán)繞egr通道220，以在egr通道220附近冷卻氣缸蓋150。

在一些示例中，可在流體通道270中設(shè)置附加的特征，以通過將熱傳遞到通道270中的流體而增強橋接區(qū)域230的冷卻。通道270可包括位于通道270的側(cè)面和/或端壁上的一系列表面特征，以增大通道270的表面面積因而增強熱傳遞。在多個示例中，表面特征可以是各種形狀，或其他突起、凹入或其他輪廓，以增強熱傳遞和/或控制通道270內(nèi)的冷卻劑流動特性。端壁272可具有特定的形狀或表面，以增強通道中的冷卻劑的漩渦或流動循環(huán)。表面特征可被設(shè)置為芯250的一部分，使得這些特征在氣缸蓋150被鑄造、成型或以其他方式形成時形成在氣缸蓋150內(nèi)。

在進(jìn)一步的示例中，可在氣缸蓋150內(nèi)設(shè)置一個或更多個層，以增強從橋接區(qū)域230到流體通道270的熱傳遞。例如，可在流體通道270的側(cè)壁274和/或端壁272上設(shè)置多個層。這些層可由導(dǎo)熱系數(shù)較高的材料形成，以增強橋接區(qū)域230的材料與冷卻通道270中的流體之間的熱傳遞。

雖然上面描述了示例性實施例，但是并不意味著這些實施例描述了本公開的所有可能的形式。更確切地，在說明書中使用的詞語是描述性的詞語而非限制性的詞語，并且應(yīng)該理解的是，在不脫離本公開的精神和范圍的情況下，可以進(jìn)行各種改變。此外，各個實施的實施例的特征可組合以形成本公開的進(jìn)一步的實施例。