[发明专利]带有流体冷却装置的气缸盖和用于冷却气缸盖的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种带有流体冷却装置的气缸盖以及一种用于冷却该气缸盖的方法。该气缸盖具有流体套，在该流体套中，冷却剂在主流动路径中从冷却剂入口流到冷却剂出口。在冷却剂入口和冷却剂出口之间，通过通向内燃机气缸的通道中断所述流体套。在第一通道的流动阴影区中设有第二通道。

背景技术

由于该流动阴影区，第二通道不会与第一通道那样被强烈地冷却。在此规定，在通向气缸的第一通道中设有被流体套完全冷却的喷嘴。而在第二通道中设有点火装置，现在，该点火装置在相对凸轮轴平行布置时在喷嘴的流动阴影区中受到增大的温度负载。火花塞温度的升高会导致内燃机的预点火和爆燃。这尤其在进气增压的发动机中是不利的，因为燃烧室压力和燃烧室温度显然与最大的扭矩有关。

火花塞的高温增大了机械故障的可能性。此外，在直接和中央喷射的、带有纵流式流体冷却装置的内燃机中，喷嘴或喷射器暴露在燃烧室极高的温度下。在中央喷射器位置，喷射头顶端上的温度相比侧边的喷射器装置上升直至15℃。因此也增大了喷嘴上有害的燃料沉积物的危险。

由专利文献US 6,827,049 B2公开了一种带有排出气缸废气的排气弯管-出口的水套，其中，该水套具有上部水路、中部水路和下部水路。水套的下部水路具有隔离的区域，该隔离区域迫使冷却流体流动经过中部水路。因此由该专利文献已知，可以通过合适的措施和水套的构造迫使冷却剂流更强烈地冷却热临界区域。

发明内容

本发明的一种实施形式所要解决的技术问题是，提供一种带有流体冷却装置的气缸盖，在该气缸盖中，热临界区域内的冷却得以改善。

该技术问题通过一种带有流体冷却装置的气缸盖以及一种带有该气缸盖的内燃机解决。

在带有流体冷却装置的气缸盖的一种实施形式中，该气缸盖具有流体套，在该流体套中冷却剂在主流动路径中从冷却剂入口流动至冷却剂出口。在冷却剂入口和冷却剂出口之间，通过若干通向内燃机气缸的通道中断流体套。在第一通道的流动阴影区中设有第二通道。气缸盖在流体套中具有形成流动横截面的收缩部的导流壁和折流板，该折流板沿主流动路径方向布置在导流壁下游。折流板设计用于使冷却支流沿横向于主流动路径的流动方向朝第二通道偏转。

通过冷却剂套的这种设计，以有利的方式补偿第二通道由于其在冷却剂流中的位置，亦即在第一通道的流动阴影区中的位置导致的减弱的冷却，并且还实现足够程度地冷却第二通道并且防止温度过高，使得既不会出现发动机的预点火也不会出现爆燃。在实际使用中，支流的脉冲针对性地指向后来装入的火花塞，并且明显提高了火花塞区域内的导热性。

通过也可能由导流壁引入的、喷嘴状连续缩窄的收缩部以及通过在收缩部之后扩宽流动横截面，可以将冷却剂流明显地加速成冷却剂射束，该冷却剂射束碰到起折流板作用的壁上，并且所述起折流板作用的壁设计成，使得冷却支流横向于主流动路径的方向偏转，并且部分还具有逆着主流动方向的分量，因此由第一和第二通道前后相继地布置造成的减弱的冷却效果和与此相关的流动阴影区几乎可以被消除。至少可以在实验中实现，第二通道区域内的温度相对不这样构造的流体套明显下降15℃。

在此，在另一种结构方案中，第一通道可以形成通向气缸之一的喷嘴通道和/或第二通道形成通向气缸之一的点火通道。由于流体套上述的构造，在上述的实验中可以实现，位于点火通道中的火花塞现在被充分地冷却并且不再出现故障。

为了获得在主流动路径中转向为横流的冷却支流中的冷却流体的加速效果，在另一种结构方案中也可以将导流壁设计成在流体套与第二通道之间沿主流动路径的流动方向定向的隔板。因此，横截面的收缩部例如可以在该区域内缩窄至少两倍，并且在导流壁之后再次朝折流板扩宽。此外，在另一种结构方案中可以附加地规定，内燃机的每个气缸在气缸盖中具有用于进气阀的第三通道和用于排气阀的第四通道。

每个气缸的用于进气阀、排气阀、火花塞和喷嘴的四个通道前后相继地布置成两列，其中，主流动路径被分成三条横截面几乎相等的冷却支流，亦即，一条在两列通道之间的中间冷却流路径和两条在流体套的外壁与通道的边界壁之间的外部冷却流路径。其中，使用一条外部冷却流路径比迄今更强烈地冷却布置在下游的第二通道。这种气缸盖优选用于汽车中的内燃机。