車輛發(fā)動機系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本申請總的涉及氣缸體、附接的氣缸蓋、以及用于向氣缸體和氣缸蓋的所有部分提供有效冷卻的冷卻通道。
【背景技術(shù)】
[0002]發(fā)動機系統(tǒng)通常包括具有附接的氣缸蓋的氣缸體，氣缸體包括具有用于附接各種部件的包圍材料的一系列氣缸。氣缸體和氣缸蓋還包括冷卻系統(tǒng)，冷卻系統(tǒng)包括圍繞氣缸的多個冷卻通道。諸如水、油、乙二醇等的冷卻劑可以被栗送或者通過其他方式被輸送通過冷卻通道，以通過熱交換從氣缸、氣缸體和氣缸蓋移除熱量。冷卻通道可以包括入口和出口，以使得處于較低溫度的冷卻劑被引導(dǎo)至氣缸體和氣缸蓋中，而處于較高溫度的冷卻劑從氣缸體排出至熱交換器或其他的裝置。由此，氣缸體和氣缸蓋的溫度可以在發(fā)動機運行期間保持在期望的范圍內(nèi)。在一些系統(tǒng)中，在氣缸蓋的冷卻通道與氣缸體的冷卻通道之間可以具有流體連通。存在用于向氣缸體的不同區(qū)域提供不同量的冷卻的各種冷卻系統(tǒng)。
[0003]由Lenz等人于US 8555825中示出的一種提供用來冷卻發(fā)動機的氣缸的冷卻系統(tǒng)的方案中，冷卻通道設(shè)置在氣缸蓋中，用于接收來自氣缸體的冷卻劑。在一個實施方式中，冷卻劑經(jīng)由氣缸蓋的冷卻通道沿著兩個氣缸之間的橋接部從氣缸體水套中離開，并進入氣缸蓋的另一個冷卻通道中以向鄰近氣缸的進氣門和排氣門的部分提供冷卻。換句話說，冷卻劑從氣缸體被栗送至氣缸蓋，然后沿著冷卻槽中的橋接部回到氣缸體中，并且最后回到氣缸蓋中。冷卻槽提供了中間連接以允許冷卻劑從氣缸體流入氣缸蓋中。氣缸蓋與氣缸體之間的流體連通允許位于氣缸體中的冷卻劑流入鄰近氣缸和進氣門/排氣門的氣缸蓋中。
[0004]然而，發(fā)明人這里已經(jīng)認識到US 8555825的方案的潛在問題。首先，盡管由Lenz等人提出的冷卻通道允許氣缸體與氣缸蓋之間流體連通，但僅一種冷卻劑可以通過冷卻通道。該系統(tǒng)不允許不同的冷卻劑在氣缸體/氣缸蓋組件的特定區(qū)域中提供不同程度的冷卻。例如，如果期望氣缸的一部分被保持在某一溫度范圍內(nèi)而期望氣缸的另一部分保持在不同的溫度范圍內(nèi)，則兩種冷卻劑可以被引導(dǎo)穿過組件。另外，來自圍繞氣缸的冷卻劑護套的冷卻劑可以在進入橋接部中的冷卻槽以及鄰近進氣門/排氣門的區(qū)域之前具有較高的溫度，從而降低了散熱的效率。由于經(jīng)過氣缸蓋的冷卻劑可以首先被氣缸加熱，所以會從橋接部和氣缸蓋移除比期望量低的熱量。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本實用新型的目的在于提供能夠控制氣缸體中較高的局部溫度同時保持發(fā)動機快速暖機的車輛發(fā)動機系統(tǒng)。
[0006]因此，在一個示例中，上述問題可以至少部分地通過如下的方法來解決，該方法包括:通過第一冷卻劑冷卻氣缸蓋；通過第二冷卻劑冷卻氣缸體，第二冷卻劑是不同于第一冷卻劑的液體；以及通過第一冷卻劑冷卻多個孔橋接部同時保持含有第一冷卻劑的通道和含有第二冷卻劑的通道之間的分離，多個孔橋接部位于氣缸體的相鄰的氣缸之間。通過這種方式，氣缸蓋和氣缸體通過被分開地保持的冷卻系統(tǒng)冷卻，并且氣缸蓋的第一冷卻劑(例如水)的一部分可以有助于冷卻氣缸體的某些部分，特別是孔橋接部。
[0007]根據(jù)本實用新型，第一冷卻劑是水并且第二冷卻劑是油。
[0008]根據(jù)本實用新型，冷卻多個孔橋接部包括使第一冷卻劑循環(huán)通過包含在每個孔橋接部中的通道。
[0009]根據(jù)本實用新型，冷卻氣缸蓋和氣缸體包括使第一冷卻劑和第二冷卻劑分別循環(huán)通過氣缸蓋和氣缸體。
[0010]根據(jù)本實用新型，在第一冷卻劑和第二冷卻劑循環(huán)通過氣缸蓋和氣缸體時第一冷卻劑和第二冷卻劑循環(huán)不混合。
[0011]根據(jù)本實用新型，第一冷卻劑和第二冷卻劑的溫度在定位于氣缸蓋和氣缸體外的一個或多個熱交換器中降低。
[0012]根據(jù)本實用新型的另一方面，提供了一種車輛發(fā)動機系統(tǒng)，包括:具有水冷卻通道的氣缸蓋；以及油冷卻氣缸體，油冷卻氣缸體連接至氣缸蓋并且具有不連接至氣缸蓋的油通道，水冷卻通道橫穿定位在第一氣缸與第二氣缸之間的孔橋接部并穿入油冷卻氣缸體中且然后回到氣缸蓋中。
[0013]根據(jù)本實用新型，油冷卻氣缸體還包括另外的氣缸，在另外的氣缸之間定位有孔橋接部，并且水冷卻通道還橫穿每個孔橋接部。
[0014]根據(jù)本實用新型，橫穿孔橋接部的水冷卻通道以大于O的第一角度伸入油冷卻氣缸體中并且以大于O的第二角度從油冷卻氣缸體離開。
[0015]根據(jù)本實用新型，橫穿孔橋接部的水冷卻通道包括線性的入口通道和線性的出口通道，并且入口通道和出口通道在氣缸體內(nèi)于頂點處連接。
[0016]根據(jù)本實用新型，橫穿孔橋接部的水冷卻通道從水冷卻通道進入油冷卻氣缸體的位置到水冷卻通道離開油冷卻氣缸體的位置是彎曲的。
[0017]根據(jù)本實用新型，油冷卻氣缸體還包括另外的油冷卻通道，另外的油冷卻通道與水冷卻通道流體地分離并且不連接至氣缸蓋。
[0018]根據(jù)本實用新型的又一方面，提供了一種車輛發(fā)動機系統(tǒng)，包括:氣缸蓋，氣缸蓋具有含有第一冷卻劑的第一冷卻通道；氣缸體，氣缸體具有多個氣缸以及含有第二冷卻劑的第二冷卻通道，第一冷卻通道和第二冷卻通道不流體地連接，氣缸體可移除地附接至氣缸蓋；多個孔橋接部，其中每個孔橋接部連接相鄰的氣缸；以及多個橫向鉆孔通道，其中每個橫向鉆孔通道位于每個孔橋接部中并且包括入口和出口，入口和出口僅容納第一冷卻劑。
[0019]根據(jù)本實用新型，每個橫向鉆孔通道還包括連接至入口的入口通道和連接至出口的出口通道，并且入口通道和出口通道在頂點處流體地接合。
[0020]根據(jù)本實用新型，入口通道和出口通道以相同的角度與氣缸體的頂面相交。
[0021]根據(jù)本實用新型，入口通道和出口通道以不同的角度與氣缸體的頂面相交。
[0022]根據(jù)本實用新型，在氣缸蓋附接至氣缸體時第一冷卻通道與橫向鉆孔通道的入口和出口流體地連接。
[0023]根據(jù)本實用新型，每個孔橋接部包括形成氣缸體的氣缸之間的氣缸壁的材料。
[0024]根據(jù)本實用新型，氣缸體為敞板式設(shè)計。
[0025]根據(jù)本實用新型，氣缸體為閉板式設(shè)計。
[0026]本實用新型的目的在于提供能夠控制氣缸體中較高的局部溫度同時保持發(fā)動機快速暖機的車輛發(fā)動機系統(tǒng)。
[0027]當(dāng)車輛初始起動時，快速地升高發(fā)動機的溫度以提高燃料經(jīng)濟性可能是期望的。盡管水冷氣缸體可以最有效地從發(fā)動機移除熱量，但可能移除掉多于期望量的熱量?？商娲?，油冷氣缸體可以不如水冷氣缸體那么快地移除熱量，但是可能存在不利地影響發(fā)動機性能的局部高溫區(qū)域。這些區(qū)域可以包括稱為孔橋接部的位于氣缸之間的部分。在一些示例中，具有水冷孔橋接部的油冷氣缸體可以允許發(fā)動機快速地暖機同時通過來自氣缸蓋的水經(jīng)由水通道向孔橋接部提供足夠的冷卻。
[0028]應(yīng)當(dāng)理解的是，提供上面的簡要描述是為了以簡化的形式引入將在詳細的說明書中進一步描述的一系列概念。其并不意在確定要求保護的主題的關(guān)鍵或必要特征，其中，要求保護的主題的范圍由所附權(quán)利要求唯一地限定。另外，要求保護的主題不限于解決在前文中或者在本公開的任何部分中提到的任何缺點的實施方式。
【附圖說明】
[0029]圖1示出了車輛系統(tǒng)的簡化示意圖。
[0030]圖2示出了油冷氣缸體和水冷氣缸體的剖面圖。
[0031]圖3示出了具有橫向鉆孔通道的氣缸體的孔橋接部的俯視立體圖。
[0032]圖4示出了圖3的孔橋接部的橫截面圖。
[0033]圖5示出了具有閉板式設(shè)計的氣缸體的俯視圖。
[0034]圖6示出了圖5的氣缸體的側(cè)視圖。
[0035]圖7示出了具有敞板式設(shè)計的氣缸體的俯視圖。
[0036]圖8示出了圖7的氣缸體的側(cè)視圖。
【具體實施方式】
[0037]下面的詳細描述提供了關(guān)于具有水冷氣缸蓋及其相關(guān)部件的油冷氣缸體的信息。在圖1中示出了車輛系統(tǒng)的簡化示意圖。圖2示出了具有相應(yīng)的溫度梯度的油冷氣缸體和水冷氣缸體，溫度梯度示出了在發(fā)動機運行時的溫度。圖3和圖4示出了具有橫向鉆孔通道的氣缸體的孔橋接部。圖5和圖6示出了橫向鉆孔通道的另一個實施方式，其中氣缸體具有閉板式設(shè)計(closed deck design)。最后，圖7和圖8示出了橫向鉆孔通道的又一個實施方式，其中氣缸體具有敞板式設(shè)計(open deck design)。
[0038]圖1示出了具有渦輪增壓器的車輛系統(tǒng)6的示意圖。車輛系統(tǒng)6包括連接至排氣后處理系統(tǒng)22的發(fā)動機系統(tǒng)8。發(fā)動機系統(tǒng)8可以包括具有多個氣缸30的發(fā)動機10。發(fā)動機10包括發(fā)動機進氣裝置23和發(fā)動機排氣裝置25。發(fā)動機進氣裝置23包括通過進氣通道42流體連接至發(fā)動機進氣歧管44的節(jié)氣門62。發(fā)動機排氣裝置25包括最終通向排氣