气缸和发动机的制作方法

本实用新型涉及发动机技术领域，更具体地，涉及一种气缸和发动机。

背景技术：

随着发动机功率和扭矩的增加，热负荷也随之增加，冷却成为发动机设计的关键，气缸体水套是发动机冷却系统的重要组成部分，在发动机整个冷却系统中承担着分配冷却液，调节发动机温度均匀性的重要作用。气缸体水套的设计关系到发动机缸体本身的变形程度，影响到冷却系统计算流体动力学(cfd)性能及温度场分布，进而影响到发动机的性能和热负荷。

在相关技术中，发动机气缸体水套一般是单层水套设计，容易造成缸孔冷却不良，鼻梁区域温度过高，导致缸孔变形量大、活塞漏气量增加、发动机性能下降。

技术实现要素：

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型的一个目的在于提出一种气缸，所述气缸提高了缸孔冷却效果，避免缸孔发生较大变形。

本实用新型的另一个目的在于提出一种具有上述气缸的发动机。

根据本实用新型实施例的气缸，包括：气缸体，所述气缸体具有缸孔、第一水道腔和第二水道腔，所述第一水道腔围绕所述缸孔设置，所述第二水道腔位于所述第一水道腔的一侧，其中，所述第二水道腔的上端与所述第一水道腔的上端通过连通口连通。

根据本实用新型实施例的气缸，通过第一水道腔与第二水道腔配合，使气缸具有双层水套结构，有效改善因冷却不良引起的缸孔变形的问题。通过第二水道腔的上端与第一水道腔的上端通过连通口连通，从而快速、充分冷却缸孔，尤其是能够显著提高高温区域的冷却效果，避免缸孔变形量过大导致活塞漏气量增大，有利于提高发动机的性能。

另外，根据本实用新型上述实施例的气缸还可以具有如下附加的技术特征：

根据本实用新型一些实施例的气缸，所述缸孔为沿第一方向排布的多个，所述第一水道腔包括多个分别围绕多个所述缸孔且彼此连通的腔段，所述第二水道腔沿所述第一方向延伸且通过多个所述连通口一一对应地与多个所述腔段的上端连通。

根据本实用新型的一些实施例，所述气缸体还具有进水口和第一出水口，其中，所述进水口与所述第二水道腔连通，所述第一出水口与所述第一水道腔连通。

根据本实用新型的一些实施例，所述第二水道腔位于所述第一水道腔沿第二方向的一侧，所述进水口位于所述第二水道腔的远离所述第一水道腔的一侧，所述第一出水口位于所述第一水道腔沿所述第二方向的另一侧。

根据本实用新型的一些实施例，所述进水口形成于所述气缸体的出气侧面，所述第一出水口形成于所述气缸体的进气侧面。

根据本实用新型的一些实施例，所述气缸还包括：气缸盖，所述气缸盖盖设在所述气缸体上，所述气缸盖具有第三水道腔，所述第三水道腔与所述第一水道腔和/或所述第二水道腔连通以使冷却液能够进入所述第三水道腔。

根据本实用新型的一些实施例，所述气缸体还具有第二出水口，所述第二出水口与所述第三水道腔连通，且所述第二出水口邻近所述第一出水口设置。

根据本实用新型的一些实施例，所述气缸体还具有第四水道腔，所述第四水道腔连通所述第三水道腔和所述第二出水口，且所述第四水道腔位于所述第一水道腔的背向所述第二水道腔的一侧。

根据本实用新型的一些实施例，所述气缸还包括：热管理模块，所述热管理模块与所述第一出水口和所述第二出水口相连，且用于调节所述第一出水口和所述第二出水口的冷却液流量。

根据本实用新型实施例的发动机，包括根据本实用新型实施例所述的气缸。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本实用新型实施例的气缸体的一个角度的结构示意图；

图2是图1中圈示a处的放大结构示意图；

图3是根据本实用新型实施例的气缸体的另一个角度的结构示意图；

图4是根据本实用新型实施例的气缸体水套结构的一个角度的示意图；

图5是根据本实用新型实施例的气缸体水套结构的另一个角度的示意图。

附图标记：

气缸10，

气缸体100，缸孔101，第一水道腔102，腔段1021，第二水道腔103，第四水道腔106，

连通口200，进水口201，第一出水口202，第二出水口203，

水套结构30，

第二水道腔水套结构300，第一水道腔水套结构301，第四水道腔水套结构303，进水口水套结构304，第二出水口水套结构305，第一出水口水套结构306。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，“第一特征”、“第二特征”可以包括一个或者更多个该特征，“多个”的含义是两个或两个以上，第一特征在第二特征“之上”或“之下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。

下面参考附图描述根据本实用新型实施例的气缸10。

参照图1-图5所示，根据本实用新型实施例的气缸10可以包括：气缸体100。

具体而言，气缸体100具有缸孔101、第一水道腔102和第二水道腔103，第一水道腔102围绕缸孔101设置，以形成主水套，第二水道腔103位于第一水道腔102的一侧，以形成副水套，主水套和副水套构成双层水套结构，形成双层冷却结构。

为更清楚地示出水道腔的具体结构，图4和图5所示的水套结构30即为气缸体100内各水道腔的空间结构。其中，第一水道腔水套结构301表示第一水道腔102内的空间结构，即主水套，第二水道腔水套结构300表示第二水道腔103的空间结构，即副水套。

与相关技术中单层水套结构相比，本实用新型的双层水套结构可以快速、充分冷却温度较高的区域，有效改善了相关技术中缸孔因冷却不良而变形量大、活塞漏气量大、发动机性能下降的问题。

此外，如图2所示，第二水道腔103的上端与第一水道腔102的上端通过连通口200连通，以使第二水道腔103内的冷却液能够从第一水道腔102的上端进入第一水道腔102。这里，“上端”是指气缸10在正常使用过程中沿竖直方向向上的一端，例如在气缸10包括气缸体100和气缸盖的实施例中，第一水道腔102的上端指第一水道腔102的靠近气缸盖的一端，第二水道腔103的上端指第二水道腔103的靠近气缸盖的一端。

在气缸10工作过程中，缸孔101上端位置的温度比下端位置的温度更高，特别是高温鼻梁区域。通过第二水道腔103的上端与第一水道腔102的上端通过连通口200连通，使冷却液能够先与温度相对较高的缸孔101上端区域进行换热，再与温度相对较低的缸孔101下端区域进行换热，从而显著提高换热效率，提高冷却效果，防止缸孔101变形的效果更好。

根据本实用新型实施例的气缸10，通过第一水道腔102与第二水道腔103配合，使气缸10具有双层水套结构，有效改善因冷却不良引起的缸孔101变形的问题。通过第二水道腔103的上端与第一水道腔102的上端通过连通口200连通，从而快速、充分冷却缸孔101，尤其是能够显著提高高温区域的冷却效果，避免缸孔101变形量过大导致活塞漏气量增大，有利于提高发动机的性能。

根据本实用新型的一些实施例，如图1所示，缸孔101为多个，多个缸孔101沿第一方向排布，使气缸10形成直列多缸结构。例如图1中缸孔101为四个，气缸10形成为直列四缸结构。

此外，第一水道腔102包括多个腔段1021，多个腔段1021分别围绕多个缸孔101设置，且多个腔段1021彼此连通。例如，在如图3和图4所示的示例中，各个腔段1021由多个圆弧组成，各个圆弧彼此相连，形成第一水道腔102，环绕在缸孔101周围。当有冷却液进入多个腔段1021时，迅速环绕在缸孔101周围，加快气缸10的冷却速度。且各个腔段1021与缸孔101的孔壁的间距相等，使缸孔101周向上各处的冷却效果更均匀。当然，第一水道腔102的结构包括但不限于图3中所示的多个圆弧组成的结构，即主水套包括但不限于图4所示中的第一水道腔水套结构301，只需要满足第一水道腔102围绕缸孔101设置的要求即可。

参照图1所示，第二水道腔103沿第一方向延伸，即沿多个缸孔101的排布方向延伸，使第二水道腔103能够在更大范围与第一水道腔102配合形成双层水套结构，从而使多个缸孔101的冷却效果更均匀。第一方向参照图1中a-a所示。

需要说明的是，第二水道腔103沿第一方向延伸需要做广义理解。换言之，第二水道腔103的长度方向大体沿第一方向延伸，但第二水道腔103可以完全按照直线延伸，第二水道腔103也可以沿直线、曲线、折线等中的至少一种延伸。再换言之，第二水道腔103的腔壁面可以为平面、弧面、折面等任意形状。

如图2所示，第二水道腔103通过多个连通口200一一对应地与多个腔段1021的上端连通，使第二水道腔103的冷却液由多个连通口200分别进入多个腔段1021，以提高多个腔段1021内冷却液对缸孔101进行冷却的均匀性。

根据本实用新型的一些实施例，气缸体100还具有进水口201和第一出水口202。其中，进水口201与第二水道腔103连通，第一出水口202与第一水道腔102连通。参照图1与图3所示，冷却液通过进水口201进入第二水道腔103，第二水道腔103通过多个连通口200进入第一水道腔102，冷却液再由第一水道腔102流向第一出水口202，形成一个完整的用于气缸体100冷却的冷却路径，充分快速冷却缸孔101。

在本实用新型的一些实施例中，第二水道腔103位于第一水道腔102沿第二方向的一侧，第二方向与第一方向的延伸方向不相同，例如第二方向可以为第一方向的垂直方向，进水口201位于第二水道腔103的远离第一水道腔102的一侧，第一出水口202位于第一水道腔102沿第二方向的另一侧。如图1所示，冷却液通过进水口201进入第二水道腔103，再由连通口200进入第一水道腔102，最后由第一出水口202流出，实现冷却液在水道腔中的流通，快速充分冷却各个缸孔101。

在一些实施例中，进水口201形成于气缸体100的出气侧面，第一出水口202形成于气缸体100的进气侧面，如图1所示，冷却液由温度较高的出气侧面的进水口201进入水道腔中，再由水温较低的进气侧面的第一出水口202流出，能够使水道腔中的冷却液与气缸体100充分进行换热，实现快速充分冷却温度较高的排气侧缸孔101。

在一些具体实施例中，气缸10还包括气缸盖，气缸盖盖设在气缸体100上，气缸盖具有第三水道腔。在一些实施例中，第三水道腔与第一水道腔102连通，以使从进水口201流入的冷却液流经第二水道腔103进入第一水道腔102，第一水道腔102内的冷却液一部分由第一出水口202流出，另一部分进入第三水道腔以对气缸盖进行冷却。在另一些实施例中，第三水道腔与第二水道腔103连通，以使从进水口201流入的冷却液流经第二水道腔103分别流入第一水道腔102和第三水道腔，从而分别对气缸盖和气缸体进行冷却。在又一些实施例中，第三水道腔与第一水道腔102连通且与第二水道腔103连通，从进水口201流入的冷却液流经第二水道腔103分别流入第一水道腔102和第三水道腔，且流入第一水道腔102的冷却液一部分由第一出水口202流出，另一部分进入第三水道腔以对气缸盖进行冷却。换言之，第三水道腔与第一水道腔102和/或第二水道腔103连通，以使冷却液能够进入第三水道腔。

上述多种方案均构成一个进水口201两条冷却路径，能够分别快速对气缸盖和气缸体100进行冷却，有利于提高气缸盖和气缸体100的冷却效率。

在本实用新型的一些实施例中，气缸体100还具有第二出水口203，第二出水口203与第三水道腔连通，且第二出水口203邻近第一出水口202设置。参照图3所示，流入第二水套腔103中的冷却液，一部分是流入第一水套腔102并由第一出水口202流出，另一部分是流入第三水道腔并由第二出水口203流出，两个出水口集中布置在一起，便于同时了解两个出水口流出冷却液的温度以了解两条冷却路径的冷却情况，从而可以根据冷却情况对冷却液流量和两条冷却路径的冷却温度进行精准控制。

在一些实施例中，气缸体100还具有第四水道腔106，第四水道腔106连通第三水道腔和第二出水口203，且第四水道腔106位于第一水道腔102的背向第二水道腔103的一侧。如图3所示，流入第三水道腔的冷却液，能够通过第四水道腔106从第二出水口203流出。第四水道腔106和第二水道腔103在第一水道腔102的两侧分别形成副水套，例如如图5所示，第二水道腔水套结构300和第四水道腔水套结构303分别位于第一水道腔水套结构301两侧，能使冷却液均匀流动于缸孔101周围，在缸孔101周向上各处冷却均匀，且冷却效果好。

例如，在一些具体实施例中，第三水道腔包括第一腔体和第二腔体，其中第一腔体围绕缸孔101设置，且第一腔体的下端开口与第一气道腔的上端开口连通，第二腔体设于第一腔体沿第二方向的另一侧，且第二腔体的下端开口与第四水道腔106的上端开口连通，第一腔体和第二腔体通过缸盖连通口连通。

在一些示例中，气缸10还包括热管理模块，热管理模块与第一出水口202和第二出水口203相连。热管理模块用于调节第一出水口202和第二出水口203的冷却液流量，从而调节流经第一水道腔102和第三水道腔的冷却液流量，根据冷却情况对冷却液流量进行精准控制。

下面参考附图详细描述根据本实用新型的一个具体实施例的气缸10，值得理解的是，下述描述只是示例性说明，而不能理解为对实用新型的限制。

图4和图5所示为气缸10的水道腔的空间结构，即气缸10的水套结构30，其中，进水口水套结构304对应进水口201所处位置，第二水道腔水套结构300对应第二水道腔103，第一水道腔水套结构301对应第一水道腔102，第四水道腔水套结构303对应第四水道腔106，第一出水口水套结构306对应第一出水口202，第二出水口水套结构305对应第二出水口203。

如图4和图5中箭头所示，冷却液由进水口水套结构304进入第二水道腔水套结构300，然后通过多个连通口200分别由上端流入第一水道腔水套结构301的多个位置，多个位置分别与多个缸孔101相对应。第一水道腔水套结构301内的冷却液一部分直接由第一出水口202流出，从而实现气缸体100的冷却；另一部分进入第三水道腔，然后由第三水道腔流入第四水道腔水套结构303，最后由第二出水口203排出，从而实现气缸盖的冷却。

根据本实用新型实施例的发动机包括根据本实用新型实施例的气缸10。由于根据本实用新型实施例的气缸10具有上述有益的技术效果，因此根据本实用新型实施例的发动机，通过第一水道腔102与第二水道腔103配合，使气缸10具有双层水套结构，有效改善因冷却不良引起的缸孔101变形的问题。通过第二水道腔103的上端与第一水道腔102的上端通过连通口200连通，从而快速、充分冷却缸孔101，尤其是能够显著提高高温区域的冷却效果，避免缸孔101变形量过大导致活塞漏气量增大，有利于提高发动机的性能。

根据本实用新型实施例的发动机和气缸10的其他构成以及操作对于本领域普通技术人员而言都是已知的，这里不再详细描述。

在本说明书的描述中，参考术语“实施例”、“具体实施例”、“示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。