[发明专利]包括冷却回路的内燃机的气缸盖

说明书

技术领域

本发明涉及包括冷却回路、特别是通过油冷却的内燃机的气缸盖。

本发明的技术领域是通过油回路冷却的内燃机、特别是航空领域所使用的内燃机的气缸盖。

本发明更特别地涉及内燃机的气缸盖和阀座的油冷却。

背景技术

内燃机通常包括由气缸形成的燃烧室，活塞按照规则的往复运动在气缸内滑动。然后该往复运动通过将活塞连接至曲轴的连杆而被转化为转动。

每个气缸的上部由气缸盖封闭，气缸盖包括至少两种阀：

进气阀，其使得可燃烧的空气能够经布置在气缸盖中的进气管道进入燃烧室；

排气阀，其使得燃烧后的气体能够经也布置在气缸盖中的排气管道从燃烧室排出至排气装置。

一般来说，气缸盖还包括至少两种阀座，进气阀座和排气阀座，阀在它们的休止位置接触在阀座上以将管道与燃烧室隔离。

阀座在内燃机中起重要的作用。确实，如果阀座/阀的接触不完善，即如果阀在阀座上的位置不佳或阀座存在加工缺陷，则可能出现阀的泄漏，从而损害发动机的压缩比，并且因此损害发动机的效率、功率、污染气体的排放等级以及使用寿命。

在发动机的运行中，活塞压缩被注入燃烧室中的空气/燃料混合物，以使其爆发；燃烧的起动可以通过火花塞执行(在受控点燃的发动机的情况下)，或者可以根据气缸压力自动点燃。

爆发产生的热能被转换为机械能，从而使得活塞能够在气缸中的高位置与低位置之间交替地往复运动。

由于发动机燃烧室中空气/燃料混合物的爆发，与燃烧室中的燃烧气体混合物直接接触的部件，即活塞、阀座和气缸盖经受强大的热应力。

阀座经受很大的热应力，特别是排气阀座，与在进气循环中受到空气冷却的进气阀座不同，排气阀座没有受到新鲜空气的冷却。

因此，在发动机的运行中，气缸盖的温度在220℃的数量级，而阀座的温度可以高达400℃。

为了保护构成发动机的不同元件，有必要为这些部件提供冷却。

气缸盖、特别是与燃烧气体混合物接触的部件的冷却是通过围绕气缸盖的两个阀座的油循环来确保的。

冷却油通常在一回路中循环，该回路特别地通过两个独立的加工步骤实现：在气缸盖侧加工第一凹槽以及在阀座侧加工第二凹槽，通过将阀座冷缩配合在气缸盖中组装形成油回路。

但是，现有的用于油冷却的回路不能够充分地冷却气缸盖和阀座。此外，在气缸盖和阀座的最热点处的冷却分布并不是最佳的，这限制了部件的使用寿命。

在这种情况下，本发明旨在解决上述问题，并且提供一种包括冷却回路的内燃机的气缸盖，所述气缸盖能够通过优化的冷却回路以改进气缸盖和阀座的冷却。

发明内容

为了上述目的，本发明提供一种用于其中布置有适于冷却剂循环的冷却回路的内燃机的气缸盖，所述气缸盖包括：

排气管道，其在圆形排气腔处扩张，所述圆形排气腔在其周边包括环形周向凹槽；

排气阀座，其组装在所述圆形排气腔中，所述排气阀座包括布置在其周边上的环形周向凹槽；通过将所述排气阀座组装在所述圆形排气腔中，所述圆形排气腔的所述环形周向凹槽和所述排气阀座的所述环形周向凹槽构成周向管道，该周向管道能够用于所述冷却剂绕所述排气阀座的循环；

进气管道，其在圆形进气腔处扩张，所述圆形进气腔在其周边包括环形周向凹槽；

进气阀座，其组装在所述圆形进气腔中，所述进气阀座包括布置在其周边上的环形周向凹槽；通过将所述进气阀座组装在所述圆形进气腔中，所述圆形进气腔的所述环形周向凹槽和所述进气阀座的所述环形周向凹槽构成周向管道，该周向管道能够用于所述冷却剂绕所述进气阀座的循环；

所述气缸盖的特征在于：

围绕所述排气阀座的所述周向管道和围绕所述进气阀座的所述周向管道通过连接管道连通；

所述气缸盖包括第一冷却剂入口、第二冷却剂入口和用于被加热的冷却剂的出口，所述第二冷却剂入口与所述连接管道连通。

本发明特别适于发动机的每个气缸包括专用的气缸盖的内燃机，例如飞机发动机。但是，本发明也适用于单个气缸盖覆盖发动机所有气缸的内燃机，例如机动车发动机。

根据本发明的一种有利的形式，冷却剂是油冷却。

根据本发明，气缸盖以及更特别地添加的排气阀座的特别是通过油的冷却效率通过提供一种具有第一冷却剂入口和第二冷却剂入口的冷却回路来改进，所述第二冷却剂入口在位于进气阀座和排气阀座之间的连接管道处提供冷的冷却剂。因此冷的流体的入口使得冷却剂在进入围绕排气阀座的周向管道之前被冷却。