[发明专利]供内燃发动机的气缸盖用的冷却结构

说明书

技术领域

本发明涉及一种供内燃发动机的气缸盖用的冷却结构，气缸盖中限定有排气汇合部分。

背景技术

在传统的多缸发动机中，多个进气端口和排气端口被限定在气缸盖内，使得它们分别在气缸盖的进气侧表面和排气侧表面敞口，并且用于分配进气的进气歧管和用于汇合排气的排气歧管被分别附接至气缸盖的进气侧表面和排气侧表面。最近，用于汇合排气的排气汇合部分有时被限定在气缸盖内，从而使得单独的排气管被连接至气缸盖的排气侧表面。

在具有被限定在气缸盖内的排气汇合部分的多缸发动机中，由于不存在外部的排气歧管，所以发动机的整体尺寸可以被减小，并且可以获得额外的优点：即，减少由于释放热的排气而引起的热损失；以及加速对排气净化系统的加热，以活化其中的催化剂。此外，由于每个燃烧室和排气汇合部分的出口端之间的距离减少，所以当发动机配备有由排气流提供动力的增压器（涡轮增压器）时，可以提高增压器的响应特性。另一方面，为了避免可能通过排气的温度的过度提升引起的催化剂的热降解和/或作用在发动机和排气管上的热应力，可能需要将排气适当地冷却。

作为供多缸发动机的气缸盖用的冷却机构，已知在各种情况下，在气缸盖内形成用于（从气缸盖罩一侧）覆盖燃烧室的主水套和通过使用下部套铸造型芯形成用于从下方（从气缸体一侧）覆盖排气汇合部分的下部排气水套，以及通过使用上部套铸造型芯来形成用于从上方覆盖排气汇合部分的上部排气水套。参照JP2012-031846A。

还已知在气缸盖中包括：排气汇合部分，该排气汇合部分将多个排气端口平缓地汇合至排气出口，该排气出口在气缸盖的侧表面的纵向中间部分敞口；以及分别从上方和下方覆盖排气汇合部分的上部排气水套和下部排气水套，以给上部排气水套和下部排气水套提供与排气汇合部分的形状相符的扇形的俯视图轮廓，从而使得排气汇合部分的下游端可以被有效地冷却。例如参见JP2011-196182A。

然而，当排气水套与排气汇合部分的形状相符时，与排气出口相邻的最有可能遭受高温的部分相对于冷却水的流动方向横向膨胀。也就是说，排气水套的横截面面积在对应于排气出口的部分中最大化。因此，冷却水流动的速度在包围排气出口的区域中减小，并且冷却水通道在排气冷却水套的下游端中变窄，从而使得冷却水趋向于在与排气出口相邻的区域中停滞，并且排气汇合部分不能被均匀地冷却。

发明内容

本发明是针对现有技术的上述问题而做出的，并且其主要目的在于，提供一种供内燃发动机的气缸盖用的冷却结构，该冷却结构的内部设置有排气汇合部分，以允许包围排气汇合部分的部分被均匀且有效地冷却。

根据本发明，该目的可以通过提供一种供内燃发动机的气缸盖用的冷却结构来实现，所述气缸盖设置在限定一排气缸孔的气缸体的顶表面上，并且所述气缸盖与以可滑动的方式接纳在每个气缸孔中的活塞的顶表面合作而限定燃烧室，所述气缸盖的内部限定气缸盖水套，其特征在于：所述气缸盖的内部设置有排气汇合部分和多个排气端口，每个排气端口均具有朝向相应的燃烧室敞口的上游端，所述排气汇合部分将所述多个排气端口汇合，并且所述排气汇合部分包括在所述气缸盖的侧表面的纵向中间部分敞口的排气出口，所述排气汇合部分限定从俯视图观察时远离所述燃烧室逐渐变窄的轮廓；并且所述气缸盖水套包括从上方覆盖所述燃烧室的主水套、从下方覆盖所述排气汇合部分的下部排气水套，以及从上方覆盖所述排气汇合部分的上部排气水套；其中，所述上部排气水套和所述下部排气水套中的一个排气水套在相对于气缸阵列方向的一端设置有冷却水入口（竖向连通通道），所述一个排气水套在相对于所述气缸阵列方向的另一端设置有冷却水出口，并且所述一个排气水套在其位于与所述排气出口相对应的部分的下游的部分中包括从所述排气汇合部分的外轮廓向外突出的部分。

根据该结构，即使所述一个排气水套的对应于排气出口的可能遭受高温的部分相对于冷却水的流动方向横向膨胀，由于避免了所述一个排气水套的从对应于排气出口的部分延伸至冷却水出口的部分的横截面面积减少，从而防止了包围排气出口的冷却水的停滞，而且包围排气汇合部分的部分可以被均匀地冷却。而且，无需增加气缸的尺寸。

根据本发明的一方面，主水套与上部排气水套和下部排气水套中的另一个排气水套直接连通。

由于所述一个排气水套沿着气缸阵列方向从一端至另一端接纳冷却水，而不是直接从主水套接纳冷却水，因此可以提高冷却水在所述一个排气水套中的流动速度，从而使得围绕排气出口的部分可以以有效的方式被冷却。