加强冷却型气缸头及发动机
技术领域
本发明涉及发动机冷却技术领域，具体涉及一种加强冷却型气缸头及发动机。
背景技术
气缸头冷却水套主要是为冷却发动机气缸头的冷却水提供空间与通道，冷却水由水泵输出后经气缸体到气缸头水道腔内冷却气缸头。现有技术中的气缸头存在以下问题：1、无冷却排气道鼻梁的水道腔结构；对于多气门的排气道位置温度高容易产生变形(见图11)，导致气门与气缸头配合公差过大，影响发动机缸内密封性能，燃油经济性受到极大影响；2、火花塞冷却部位短或无直接冷却段，火花塞温度高(见图10)，致使火花塞处于高温下寿命短，极易损坏；3、由于火花塞处于发动机位置的较高处，并且火花塞的安装孔形成一个下陷，在发动机表面形成一个易于储水的凹槽，在雨天环境里容易形成积水影响到火花塞的点火性能，需要设置一道漏水孔对火花塞安装孔的雨水进行及时排出，避免火花塞由于雨水浸泡而失效，现有技术中的漏水孔设置于气缸头表面，为了便于漏水孔的导水，该位置的水道腔被隔开水道腔内部空间被极大的缩小，阻碍水道腔内冷却水的流动，没有足够的冷却水道腔空间，导致水道腔内流动性差，整体水道腔体积小，气缸头冷却不充分，发动机温度高(见图10)。
因此，为解决以上问题，需要一种加强冷却型气缸头及发动机，能够提高排气道冷却能力，降低气缸头温度及整个发动机温度，使火花塞冷却充分，延长火花塞的使用寿命，提高排气道鼻梁位置的冷却能力，降低排气道鼻梁的温度，降低排气道鼻梁的形变，保证发动机燃烧室的密封性，提高燃油经济性，通过改善气缸头冷却水道腔的冷却水流动路径和冷却水流动空间增强发动机整体的冷却效果。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是克服现有技术中的缺陷，提供加强冷却型气缸头及发动机，能够提高排气道冷却能力，降低气缸头温度及整个发动机温度，使火花塞冷却充分，延长火花塞的使用寿命，增强发动机冷却效果。
本发明的加强冷却型气缸头及发动机，包括气缸头本体，所述气缸头本体上开设有进水口及出水口，所述进水口设置于气缸头本体下端面，冷却水经由水箱、水泵、气缸体通过进水口进入到气缸头本体内对气缸头进行充分冷却再由出水口排出，在散热器的作用下降温之后再回到水箱形成一个完整的发动机冷却水循环，所述出水口设置于气缸头本体内水位最高点，以保证冷却水在气缸头本体内流通的路径足够长，使冷却水充分吸热再借由自身的动能排出出水口，所述气缸头本体内设置有主水道腔、火花塞水道腔及排气道鼻梁水道腔，所述主水道腔与进水口及出水孔连通，冷却水由进水口流入出水口排出为气缸头提供及时冷却，主水道腔腔体体积大，能够容纳和通过的冷却水较多，提高气缸头的冷却能力；所述火花塞水道腔环绕设置于火花塞根部并且与所述主水道腔连通，其内流通的冷却水为火花塞根部提供及时冷却，火花塞上半部分外壳为陶瓷材料制成并且陶瓷部分暴露于空气中可以为火花塞的上半部分提供良好的冷却，下半部分为金属材料制成通过螺纹连接的方式安装于气缸头上，常规的气缸头中并无对火花塞螺纹段的冷却水道，导致火花塞根部的螺纹段长期处于高温下，缩短了火花塞的使用寿命，本发明中的火花塞水道腔环绕设置于火花塞根部，可以为火花塞根部提供足够的冷却水保障火花塞的及时冷却，在火花塞反复点火的过程中产生的高温被及时带走，火花塞处于相对低温的工作环境中，可以延长火花塞的使用寿命；所述排气道鼻梁水道腔适形设置于两排气门之间的鼻梁区并且与所述主水道腔连通，其内流通的冷却水为排气道鼻梁区提供及时的冷却，排气道的高温主要来自于发动机的余热，由于排气道鼻梁区的金属材料较厚散热不好，导致该位置热堆积，产生变形，适形设置于排气道鼻梁位置的排气道鼻梁水道腔内快速的冷却水流通为排气道鼻梁区域提供及时冷却，避免排气道鼻梁区过热变形，进而影响发动机的燃油经济性。
进一步，还包括设置于气缸头本体下端面并与所述排气道鼻梁水道腔连通的副进水口，用于提高排气道鼻梁水道腔内冷却水的流动速度，增加排气道鼻梁水道腔副进水口，使得从气缸体排出的冷却水可以直接进入到排气道鼻梁水道腔内对排气道鼻梁区进行直接的冷却，冷却水直接通过副进水口进入排气道鼻梁水道腔再经由主水道腔的出水口排出，形成一个直接的冷却水循环路径。
进一步，所述进水口为多个，适形设置于气缸头本体下端面与主水道腔连通，用于提高主水道腔内冷却水的流动速度，由于气缸头与气缸体端面装配位置的限制，无法设置一个较大的进水口满足进水需求，只能适应性地设置多个进水口分散进水，满足冷却水流通量和流通路径的需求，并且这些进水口均与气缸体端面上的冷却水出口连通。
进一步，所述进水口为四个，分别为第一进水口、第二进水口、第三进水口及第四进水口，所述第一进水口设置于靠近第一排气门的位置，第二进水口设置于靠近第二排气门的位置，所述第三进水口设置于靠近第二排气门与第二进气门的位置，所述第四进水口设置于靠近第二进气门的位置，本发明的发动机为双排气门及双进气门发动机，对于气门数不同的发动机，其进水口可以做适应性调整，本发明中的双排气门及双进气门成阵列方式排列。
进一步，所述出水口与所述第三进水口相对于气缸头本体对侧设置，出水口位于靠近第一排气门与第一进气门对应的中间位置，延长冷却水的流通路径，是冷水充分吸热对气缸头进行冷却。
进一步，还包括用于排出火花塞凹槽内积水的漏水管，漏水管用于及时排出火花塞凹槽内的积水，避免火花塞由于长时间浸泡于水中发生损坏，影响发动机的点火。
进一步，所述漏水管贯穿于所述主水道腔内部，保证所述气缸头本体外表面的最高点不被断开，保证内部冷却水的流动，无需隔开主水道腔，增大冷却水通道，增大主水道腔内装水的体积，提高冷却能力，常规的气缸头在漏水管位置开设缺口，把水道腔在水位高点隔开，阻碍水道腔内冷却水的流动，减小水道腔体积。
一种发动机，所述发动机的气缸头采用前述的加强冷却型气缸头，发动机整体冷却水循环路径更科学，冷却效果较好。
本发明的有益效果是：本发明公开的一种加强冷却型气缸头及发动机，通过新增冷却排气道鼻梁的水套结构，有利于排气道鼻梁区冷却，降低气缸头的温度，从而降低整个发动机的温度；增加了火花塞水道腔，使火花塞根部冷却充分，延长火花塞使用寿命；改进了漏水管结构，从而增加主水道腔的体积和改善内部冷却水的流动，使发动机冷却效果更好。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述：
图1为本发明结构的示意图；
图2为图1的俯视图；
图3为图1的剖视图；
图4为图1的剖视图；
图5为图1的剖视图；
图6为图1的仰视图；
图7为图6中A-A面剖视图；
图8为本发明内部冷却水流向示意图；
图9为现有技术的结构示意图；
图10为图9的剖视图；
图11为图9的剖视图；
图12为本发明的发动机整机示意图。
具体实施方式
图1为本发明结构的示意图，图2为图1的俯视图，图3为图1的剖视图，图4为图1的剖视图，图5为图1的剖视图，图6为图1的仰视图，图7为图6中A-A面剖视图，图8为本发明内部冷却水流向示意图，图9为现有技术的结构示意图，图10为图9的剖视图，图11为图9的剖视图，图12为本发明的发动机整机示意图，如图所示，图中的箭头表示气缸头本体1内的冷却水流动方向，图9与图10及图11中的1’表示现有技术的水套，1a’表示现有技术的水套内冷却水腔，2’表示火花塞，5’为现有技术的漏水管与气缸头下半部分连接在一起，将水套内腔的最高水位隔开，51’为火花塞积水凹槽；本实施例中的加强冷却型气缸头水套及发动机包括气缸头本体1，所述气缸头本体1上开设有进水口及出水口11，所述进水口设置于气缸头本体1下端面，冷却水经由水箱、水泵、气缸体通过进水口进入到气缸头本体1内对气缸头进行充分冷却再由出水口11排出，在散热器的作用下降温之后再回到水箱形成一个完整的发动机冷却水循环，所述出水口11设置于气缸头本体1内水位最高点，以保证冷却水在气缸头本体1内流通的路径足够长，使冷却水充分吸热再借由自身的动能排出出水口11，所述气缸头本体1内设置有主水道腔1a、火花塞水道腔1b及排气道鼻梁水道腔1c，所述主水道腔1a与进水口及出水孔连通，冷却水由进水口流入出水口11排出为气缸头提供及时冷却，主水道腔1a腔体体积大，能够容纳和通过的冷却水较多，提高气缸头的冷却能力；所述火花塞水道腔1b环绕设置于火花塞2根部并且与所述主水道腔1a连通，其内流通的冷却水为火花塞2根部提供及时冷却，火花塞2上半部分外壳为陶瓷材料制成并且陶瓷部分暴露于空气中可以为火花塞2的上半部分提供良好的冷却，下半部分为金属材料制成通过螺纹连接的方式安装于气缸头上，常规的气缸头中并无对火花塞2螺纹段的冷却水道，导致火花塞2根部的螺纹段长期处于高温下，缩短了火花塞2的使用寿命，本发明中的火花塞水道腔1b环绕设置于火花塞2根部，可以为火花塞2根部提供足够的冷却水保障火花塞2的及时冷却，在火花塞2反复点火的过程中产生的高温被及时带走，火花塞2处于相对低温的工作环境中，可以延长火花塞2的使用寿命；所述排气道鼻梁水道腔1c适形设置于两排气门之间的鼻梁区并且与所述主水道腔1a连通，其内流通的冷却水为排气道鼻梁区提供及时的冷却，排气道的高温主要来自于发动机的余热，由于排气道鼻梁区的金属材料较厚散热不好，导致该位置热堆积，产生变形，适形设置于排气道鼻梁位置的排气道鼻梁水道腔1c内快速的冷却水流通为排气道鼻梁区域提供及时冷却，避免排气道鼻梁区过热变形，进而影响发动机的燃油经济性。
本实施例中，还包括设置于气缸头本体1下端面并与所述排气道鼻梁水道腔1c连通的副进水口12，用于提高排气道鼻梁水道腔1c内冷却水的流动速度，增加排气道鼻梁水道腔1c副进水口12，使得从气缸体排出的冷却水可以直接进入到排气道鼻梁水道腔1c内对排气道鼻梁区进行直接的冷却，冷却水直接通过副进水口12进入排气道鼻梁水道腔1c再经由主水道腔1a的出水口11排出，形成一个直接的冷却水循环路径。
本实施例中，所述进水口为多个，适形设置于气缸头本体1下端面与主水道腔1a连通，用于提高主水道腔1a内冷却水的流动速度，由于气缸头与气缸体端面装配位置的限制，无法设置一个较大的进水口满足进水需求，只能适应性地设置多个进水口分散进水，满足冷却水流通量和流通路径的需求，并且这些进水口均与气缸体端面上的冷却水出口连通。
本实施例中，所述进水口为四个，分别为第一进水口13、第二进水口14、第三进水口15及第四进水口16，所述第一进水口13设置于靠近第一排气门31的位置，第二进水口14设置于靠近第二排气门32的位置，所述第三进水口15设置于靠近第二排气门32与第二进气门42的位置，所述第四进水口16设置于靠近第二进气门42的位置，本发明的发动机为双排气门及双进气门发动机，对于气门数不同的发动机，其进水口可以做适应性调整，本发明中的双排气门及双进气门成阵列方式排列。
本实施例中，所述出水口11与所述第三进水口15相对于气缸头本体1对侧设置，出水口11位于靠近第一排气门31与第一进气门41对应的中间位置。
本实施例中，还包括用于排出火花塞2凹槽51内积水的漏水管5，漏水管5用于及时排出火花塞2凹槽51内的积水，避免火花塞2由于长时间浸泡于水中发生损坏，影响发动机的点火。
本实施例中，所述漏水管5贯穿于所述主水道腔1a内部，保证所述气缸头本体1外表面的最高点不被断开，保证内部冷却水的流动，无需隔开主水道腔1a，增大冷却水通道，增大主水道腔1a内装水的体积，提高冷却能力，常规的气缸头在漏水管5位置开设缺口，把水道腔在水位高点隔开，阻碍气缸头本体1内冷却水的流动，减小水道腔体积。
一种发动机，所述发动机的气缸头采用前述的加强冷却型气缸头，发动机整体冷却水循环路径更科学，冷却效果较好。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
