Головка блока цилиндров
Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания. Головка (2) блока цилиндров для двигателя внутреннего сгорания содержит камеры (4) сгорания, отверстия впускных и выпускных клапанов и водяную рубашку (6). Камеры сгорания (4) расположены в продольном направлении головки (2) блока цилиндров. Каждое отверстие впускного клапана и каждое отверстие выпускного клапана проходят через головку (2) блока цилиндров в вертикальном направлении и открываются в камеру (4) сгорания. Водяная рубашка (6) сформирована в головке (2) блока цилиндров. Водяная рубашка (6) включает в себя пространства (31), (32), (33) для охлаждающей жидкости, расположенные между камерами (4) сгорания, которые являются смежными. Пространства (30), (34) для охлаждающей жидкости расположены снаружи относительно камер (4) сгорания. Камеры сгорания (4) расположены с обоих концов в продольном направлении. Пространства для охлаждающей жидкости включают в себя пространство (30), (32), (34) с высоким давлением, имеющее относительно высокие внутренние давления, когда протекает охлаждающая жидкость, и пространство (31), (33) с низким давлением, имеющее относительно низкие внутренние давления, когда протекает охлаждающая жидкость. Пространство (30), (32), (34) с высоким давлением и пространство (31), (33) с низким давлением размещены попеременно между собой, при этом камера сгорания (4) размещена между ними. Водяная рубашка (6) включает в себя первый поперечный канал и сообщающийся канал (36), (37), (38), (39). Первый поперечный канал (41) проходит через пространство с низким давлением в поперечном направлении головки (2) блока цилиндров. Сообщающийся канал (36), (37), (38), (39) проходит между отверстием впускного клапана и отверстием выпускного клапана и позволяет пространствам с высоким давлением и пространствам с низким давлением сообщаться между собой. С первым поперечным каналом (41) соединено выпускное отверстие (20) для охлаждающей жидкости. С сообщающимся каналом (36), (37), (38), (39) или с пространством (30), (32), (34) с высоким давлением соединено впускное отверстие (20), (21), (22), (23) для охлаждающей жидкости. Технический результат заключается в сохранении возможности охлаждения верхней части камеры сгорания при снижении давления охлаждающей жидкости. 8 з.п. ф-лы, 5 ил.
Область техники
Настоящее изобретение относится к головке блока цилиндров для двигателя внутреннего сгорания и, в частности, относится к головке блока цилиндров, включающей в себя водяную рубашку, через которую протекает охлаждающая жидкость.
Уровень техники
Головка блока цилиндров для двигателя внутреннего сгорания формируется с водяной рубашкой, через которую протекает охлаждающая жидкость. Конструкции водяных рубашек предшествующего уровня техники примерно классифицируются на конструкцию с продольным потоком, разработанную с возможностью заставлять охлаждающую жидкость протекать в продольном направлении головки блока цилиндров, и конструкцию с поперечным потоком, разработанную с возможностью заставлять охлаждающую жидкость протекать в поперечном направлении головки блока цилиндров. Публикация заявки на патент Японии № 2014-084738 раскрывает пример головки блока цилиндров, к которой применяется конструкция с продольным потоком водяной рубашки. Головка блока цилиндров, раскрытая в этом патентном документе, содержит множество водяных рубашек в водяной рубашке. Из этих водяных рубашек, водяная рубашка камеры сгорания представляет собой водяную рубашку, выполненную с возможностью охлаждать верхние части камер сгорания и сформированную таким образом, что охлаждающая жидкость протекает вдоль верхних частей четырех камер сгорания, выровненных в продольном направлении.
Сущность изобретения
Если конструкция с продольным потоком водяной рубашки и конструкция с поперечным потоком водяной рубашки сравниваются между собой, потеря давления, когда охлаждающая жидкость протекает через водяную рубашку, становится больше в конструкции с продольным потоком. Следовательно, конструкция с продольным потоком может быть более невыгодной по эффективности использования топлива, чем конструкция с поперечным потоком. С другой стороны, в конструкции с поперечным потоком, в которой охлаждающая жидкость протекает между камерами сгорания в поперечном направлении, при сосредоточении на неразделенной камере сгорания, охлаждающая жидкость протекает на передней стороне камеры сгорания в продольном направлении, в отличие от потоков охлаждающей жидкости на ее задней стороне. Следовательно, трудно формировать разность давления между передней стороной и задней стороной камеры сгорания в продольном направлении, и затруднительно формировать потоки охлаждающей жидкости между отверстиями выпускных клапанов и отверстиями впускных клапанов камер сгорания. В частности, в случае головки блока цилиндров, содержащей инжектор в верхней части каждой камеры сгорания, периферия отверстия инжектора должна охлаждаться, но затруднительно формировать охлаждающий поток между отверстием инжектора и отверстием свечи зажигания.
Настоящее изобретение предоставляет головку блока цилиндров, допускающую формирование охлаждающего потока между отверстием выпускного клапана и отверстием впускного клапана каждой камеры сгорания, с тем чтобы эффективно охлаждать верхнюю часть камеры сгорания, тогда как потеря давления уменьшается до низкого уровня.
Головка блока цилиндров согласно настоящему изобретению представляет собой головку блока цилиндров для многоцилиндрового двигателя и включает в себя множество камер сгорания, выровненных в продольном направлении головки блока цилиндров. В настоящей заявке, камеры сгорания головки блока цилиндров обозначают части, расположенные на стороне головки блока цилиндров, конфигурирующей закрытые пространства, в которых сгорает воздушно-топливная смесь. Следовательно, в настоящей заявке, каждая камера сгорания не всегда обязательно должна иметь форму, утопленную относительно привалочной поверхности блока цилиндров для головки блока цилиндров, а может быть в некоторых случаях в плоскости с привалочной поверхностью блока цилиндров. В общем, головка блока цилиндров для двигателя с искровым зажиганием содержит камеры сгорания утопленной формы относительно привалочной поверхности блока цилиндров, и головка блока цилиндров для двигателя на основе самовоспламенения от сжатия содержит камеры сгорания, имеющие поверхность, идентичную привалочной поверхности блока цилиндров.
В настоящей заявке, продольное направление головки блока цилиндров задается как направление ряда цилиндров, когда головка блока цилиндров собрана на блоке цилиндров, с тем чтобы конфигурировать двигатель, т.е. как осевое направление коленчатого вала. Помимо этого, в настоящей заявке, направление, ортогональное к продольному направлению и параллельное привалочной поверхности блока цилиндров для головки блока цилиндров, упоминается как поперечное направление (т.е. направление ширины) головки блока цилиндров, и направление, ортогональное к продольному направлению и вертикальное к привалочной поверхности блока цилиндров для головки блока цилиндров, упоминается как направление высоты головки блока цилиндров.
Головка блока цилиндров согласно настоящему изобретению включает в себя отверстия впускных клапанов, проходящие через головку блока цилиндров в вертикальном направлении и открывающиеся в камеры сгорания, и отверстия выпускных клапанов, проходящие через головку блока цилиндров в вертикальном направлении и открывающиеся в камеры сгорания. Число отверстий впускных клапанов в расчете на камеру сгорания определяется в зависимости от числа впускных клапанов в расчете на цилиндр. Число отверстий выпускных клапанов в расчете на камеру сгорания определяется в зависимости от числа выпускных клапанов в расчете на цилиндр.
Головка блока цилиндров согласно настоящему изобретению включает в себя водяную рубашку, сформированную в головке блока цилиндров. Водяная рубашка включает в себя множество пространств для охлаждающей жидкости, расположенных между смежными камерами сгорания и расположенных снаружи относительно камер сгорания, предоставленных с обоих концов в продольном направлении. Эти пространства для охлаждающей жидкости представляют собой не закрытые пространства, а пространства, в которых охлаждающая жидкость втекает и вытекает. В частности, эти пространства для охлаждающей жидкости включают в себя пространства с высоким давлением, имеющие относительно высокие внутренние давления, когда охлаждающая жидкость протекает, и пространства с низким давлением, имеющие относительно низкие внутренние давления, когда охлаждающая жидкость протекает. Пространства с высоким давлением и пространства с низким давлением размещаются попеременно, при этом камеры сгорания размещены между ними.
Водяная рубашка включает в себя первые поперечные каналы, проходящие через пространства с низким давлением в поперечном направлении головки блока цилиндров. Прохождение первых поперечных каналов через пространства с низким давлением включает в себя то, что пространства с низким давлением присутствуют в середине первых поперечных каналов, и то, что первые поперечные каналы проходят из пространств с низким давлением в качестве начальных точек. Прохождение первых поперечных каналов в поперечном направлении не ограничено таким смысловым значением, что первые поперечные каналы являются прямыми в поперечном направлении. Каждый из первых поперечных каналов не всегда должен иметь однородную форму в продольном направлении или в направлении высоты головки блока цилиндров до тех пор, пока первый поперечный канал простирается в поперечном направлении в целом. Выпускное отверстие для охлаждающей жидкости соединяется с первыми поперечными каналами. Выпускное отверстие для охлаждающей жидкости представляет собой отверстие для выпуска охлаждающей жидкости внутри водяной рубашки наружу головки блока цилиндров. Позиция и число выпускного отверстия для охлаждающей жидкости не ограничены конкретной позицией и числом. Смысловое значение соединения включает в себя то, что первые поперечные каналы непосредственно соединяются с выпускным отверстием для охлаждающей жидкости, и то, что первые поперечные каналы соединяются с выпускным отверстием для охлаждающей жидкости через другие каналы.
Помимо этого, водяная рубашка включает в себя сообщающиеся каналы, проходящие между отверстиями впускных клапанов и отверстиями выпускных клапанов и позволяющие пространствам с высоким давлением и пространствам с низким давлением сообщаться между собой. Сообщающиеся каналы могут представлять собой любые каналы, которые пространственно соединяют пространства с высоким давлением с пространствами с низким давлением, при этом камеры сгорания размещены между ними, и их формы не ограничены конкретными формами. Впускные отверстия для охлаждающей жидкости соединяются с сообщающимися каналами или пространствами с высоким давлением. Впускное отверстие для охлаждающей жидкости представляет собой отверстие для подачи охлаждающей жидкости в водяную рубашку из-за пределов головки блока цилиндров. Позиции и число впускных отверстий для охлаждающей жидкости, предоставленных в головке блока цилиндров, не ограничены конкретными позициями и числами. Смысловое значение соединения включает в себя то, что сообщающиеся каналы или пространства с высоким давлением непосредственно соединяются с впускным отверстием для охлаждающей жидкости, и то, что сообщающиеся каналы или пространства с высоким давлением соединяются с впускным отверстием для охлаждающей жидкости через другие каналы.
В частности, головка блока цилиндров для двигателя внутреннего сгорания согласно аспекту настоящего изобретения включает в себя множество камер сгорания, выровненных в продольном направлении головки блока цилиндров, каждое отверстие впускного клапана, проходящее через головку блока цилиндров в вертикальном направлении и открывающееся в камеру сгорания, каждое отверстие выпускного клапана, проходящее через головку блока цилиндров в вертикальном направлении и открывающееся в камеру сгорания, и водяную рубашку, сформированную в головке блока цилиндров. Водяная рубашка включает в себя множество пространств для охлаждающей жидкости, расположенных между камерами сгорания, которые являются смежными, и расположенных снаружи относительно камер сгорания, расположенных с обоих концов в продольном направлении. Множество пространств для охлаждающей жидкости включают в себя пространство с высоким давлением, имеющее относительно высокие внутренние давления, когда охлаждающая жидкость протекает, и пространство с низким давлением, имеющее относительно низкие внутренние давления, когда охлаждающая жидкость протекает. Пространство с высоким давлением и пространство с низким давлением размещаются попеременно между собой, при этом камера сгорания размещена между ними. Водяная рубашка включает в себя первый поперечный канал, проходящий через пространство с низким давлением и проходящий в поперечном направлении головки блока цилиндров, и сообщающийся канал, проходящий между отверстием впускного клапана и отверстием выпускного клапана и позволяющий пространствам с высоким давлением и пространствам с низким давлением сообщаться между собой. Выпускное отверстие для охлаждающей жидкости соединяется с первым поперечным каналом. Впускное отверстие для охлаждающей жидкости соединяется с сообщающимся каналом или с пространством с высоким давлением.
Согласно вышеуказанной конфигурации головки блока цилиндров, когда охлаждающая жидкость протекает через внутреннюю часть водяной рубашки, потоки охлаждающей жидкости формируются в сообщающихся каналах, позволяющих пространствам с высоким давлением и пространствам с низким давлением сообщаться между собой вследствие разностей давления между пространствами с высоким давлением и пространствами с низким давлением, расположенными с камерами сгорания, размещенными между ними. Каждый из сообщающихся каналов проходит между отверстием впускного клапана и отверстием выпускного клапана, и охлаждающая жидкость протекает через этот канал, чтобы за счет этого эффективно охлаждать верхние части камер сгорания. Дополнительно, охлаждающая жидкость не протекает между камерами сгорания в продольном направлении, но протекает в поперечном направлении между пространствами с низким давлением, расположенными попеременно с пространствами с высоким давлением; в силу этого можно уменьшать потерю давления через всю водяную рубашку до более низкого уровня, по сравнению с так называемой конструкцией с продольным потоком.
В вышеприведенном аспекте, головка блока цилиндров дополнительно может включать в себя каждое отверстие инжектора, проходящее через головку блока цилиндров в вертикальном направлении и открывающееся во впускную сторону камеры сгорания, и отверстие свечи зажигания, проходящее через головку блока цилиндров в вертикальном направлении и открывающееся в выпускную сторону камеры сгорания, и сообщающийся канал может проходить между отверстием инжектора и отверстием свечи зажигания. Согласно этому, потоки охлаждающей жидкости формируются между отверстиями инжектора и отверстиями свечи зажигания, чтобы за счет этого эффективно охлаждать инжекторы. В вышеуказанной конфигурации, сообщающийся канал может проходить между отверстием инжектора и отверстием свечи зажигания или между отверстием свечи зажигания и отверстием выпускного клапана.
Водяная рубашка может включать в себя продольный канал, расположенный снаружи относительно камер сгорания и проходящий в продольном направлении. Прохождение продольного канала в продольном направлении не ограничено таким смысловым значением, что продольный канал является прямым в продольном направлении. Продольный канал не всегда должен иметь однородную форму в поперечном направлении или в направлении высоты головки блока цилиндров до тех пор, пока продольный канал простирается в продольном направлении в целом. Таким образом, в вышеприведенном аспекте, водяная рубашка может включать в себя продольный канал, расположенный снаружи относительно камер сгорания и проходящий в продольном направлении, выпускное отверстие для охлаждающей жидкости может предоставляться в продольном канале; и первый поперечный канал может соединяться с выпускным отверстием для охлаждающей жидкости через продольный канал. В вышеуказанной конфигурации, может быть не предусмотрено канала, соединяющего пространство с высоким давлением с продольным каналом в поперечном направлении. За счет того, что такие каналы не предусмотрены, охлаждающая жидкость не вытекает из пространств с высоким давлением в выпускное отверстие для охлаждающей жидкости в поперечном направлении, и в силу этого можно поддерживать высоким давление в пространствах с высоким давлением.
В вышеприведенном аспекте, водяная рубашка может включать в себя второй поперечный канал, который проходит через пространство с высоким давлением, проходит в поперечном направлении, соединяется с выпускным отверстием для охлаждающей жидкости и имеет большую потерю давления, чем потеря давления первого поперечного канала, когда охлаждающая жидкость протекает. Прохождение вторых поперечных каналов в поперечном направлении не ограничено таким смысловым значением, что вторые поперечные каналы являются прямыми в поперечном направлении. Вторые поперечные каналы не всегда должны иметь однородную форму в продольном направлении или в направлении высоты головки блока цилиндров до тех пор, пока поперечные каналы простираются в поперечном направлении в целом. Предусмотрены вторые поперечные каналы, которые соединяют пространства с высоким давлением с выпускным отверстием для охлаждающей жидкости, чтобы за счет этого обмениваться охлаждающей жидкостью в пространствах с высоким давлением. Следует отметить, что вторые поперечные каналы должны иметь большую потерю давления, когда охлаждающая жидкость протекает, чем потеря давления первых поперечных каналов. Это служит для поддержания давления в пространствах с высоким давлением выше давления в пространствах с низким давлением.
В вышеуказанной конфигурации, водяная рубашка может включать в себя продольный канал, который расположен снаружи относительно камер сгорания и проходит в продольном направлении, выпускное отверстие для охлаждающей жидкости может предоставляться в продольном канале, и первый поперечный канал и второй поперечный канал могут соединяться с выпускным отверстием для охлаждающей жидкости через продольный канал. В вышеуказанной конфигурации, второй поперечный канал может проходить только через некоторые пространства с высоким давлением из множества пространств с высоким давлением, и может быть не предусмотрено канала, соединяющего остальные из множества пространств с высоким давлением с продольным каналом в поперечном направлении.
Настоящее изобретение предоставляет головку блока цилиндров, допускающую формирование охлаждающего потока между отверстием выпускного клапана и отверстием впускного клапана каждой из камер сгорания, с тем чтобы эффективно охлаждать верхние части камер сгорания, тогда как потеря давления уменьшается до низкого уровня.
Краткое описание чертежей
Ниже описываются признаки, преимущества и техническая и промышленная значимость примерных вариантов осуществления изобретения со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых аналогичные номера обозначают аналогичные элементы, и на которых:
Фиг. 1 является видом сверху, иллюстрирующим водяную рубашку головки блока цилиндров варианта 1 осуществления настоящего изобретения прозрачным способом;
Фиг. 2 является видом сверху, показывающим потоки охлаждающей жидкости внутри водяной рубашки головки блока цилиндров варианта 1 осуществления настоящего изобретения;
Фиг. 3 является схематичным видом сверху, показывающим конфигурацию водяной рубашки головки блока цилиндров и потоки охлаждающей жидкости внутри водяной рубашки головки блока цилиндров варианта 2 осуществления настоящего изобретения;
Фиг. 4 является схематичным видом сверху, показывающим конфигурацию водяной рубашки головки блока цилиндров и потоков охлаждающей жидкости внутри водяной рубашки варианта 3 осуществления настоящего изобретения; и
Фиг. 5 является схематичным видом сверху, показывающим конфигурацию водяной рубашки головки блока цилиндров и потоков охлаждающей жидкости внутри водяной рубашки варианта 4 осуществления настоящего изобретения.
Подробное описание вариантов осуществления изобретения
Далее со ссылкой на чертежи описываются варианты осуществления настоящего изобретения. Следует отметить, что нижеприведенные варианты осуществления иллюстрируют устройства и способы для осуществления технических идей настоящего изобретения и не имеют намерение ограничивать конструкции и компоновки компонентов, порядок обработки и т.п. нижеприведенным описанием, за исключением случая, в котором это явно описано. Настоящее изобретение не ограничено вариантами осуществления, показанными ниже, и может различными способами изменяться с возможностью осуществления в таком диапазоне, что оно не отклоняется от объема настоящего изобретения.
Вариант 1 осуществления
Далее описывается вариант 1 осуществления настоящего изобретения со ссылкой на чертежи. В варианте 1 осуществления предполагается, что двигатель внутреннего сгорания представляет собой рядный четырехцилиндровый двигатель с искровым зажиганием и водяным охлаждением, включающий в себя инжектор в верхней части каждой из камер сгорания. Это допущение также применяется к вариантам 2-4 осуществления, описанным позднее. Тем не менее, когда настоящее изобретение применяется к двигателю внутреннего сгорания, отсутствует ограничение на число цилиндров и компоновки цилиндров двигателя внутреннего сгорания или системы зажигания двигателя внутреннего сгорания, за исключением того, что двигатель внутреннего сгорания представляет собой многоцилиндровый двигатель с водяным охлаждением, имеющий множество цилиндров.
Конфигурация головки блока цилиндров варианта 1 осуществления
Фиг. 1 является видом сверху, иллюстрирующим водяную рубашку головки блока цилиндров варианта 1 осуществления прозрачным способом. В головке 2 блока цилиндров, камеры 4a, 4b, 4c, 4d сгорания для четырех цилиндров выравниваются последовательно в продольном направлении с равными интервалами. В настоящем описании изобретения, четыре камеры сгорания означают "камеры 4 сгорания", если не указано иное. В настоящем описании изобретения, как упомянуто выше, осевое направление коленчатого вала задается как продольное направление головки 2 блока цилиндров, и направление, ортогональное к продольному направлению и параллельное привалочной поверхности блока цилиндров головки 2 блока цилиндров, задается как поперечное направление (т.е. направление ширины) головки 2 блока цилиндров.
В головке 2 блока цилиндров, каждая камера 4 сгорания содержит два отверстия 11, 12 впускных клапанов, проходящие через головку 2 блока цилиндров в вертикальном направлении и открывающиеся в камеру 4 сгорания, и два отверстия 13, 14 выпускных клапанов, проходящие через головку 2 блока цилиндров в вертикальном направлении и открывающиеся в камеру 4 сгорания. Направляющие клапанов, поддерживающие не проиллюстрированные штоки впускных клапанов, запрессовываются, соответственно, в отверстия 11, 12 впускных клапанов. Направляющие клапанов, поддерживающие не проиллюстрированные штоки выпускных клапанов, запрессовываются, соответственно, в отверстия 13, 14 выпускных клапанов. В настоящем описании изобретения, сторона, на которой отверстия 11, 12 впускных клапанов расположены при просмотре из коленчатого вала в поперечном направлении головки 2 блока цилиндров, задается как впускная сторона, а сторона, на которой отверстия 13, 14 выпускных клапанов расположены при просмотре коленчатого вала, задается как выпускная сторона.
В головке 2 блока цилиндров, каждая камера 4 сгорания содержит отверстие 18 инжектора, проходящее через головку 2 блока цилиндров в вертикальном направлении и открывающееся во впускную сторону в центре камеры 4 сгорания, и отверстие 16 свечи зажигания, проходящее через головку 2 блока цилиндров в вертикальном направлении и открывающееся в выпускную сторону в центре камеры 4 сгорания. Не проиллюстрированный инжектор для впрыска топлива присоединяется к каждому отверстию 18 инжектора. Не проиллюстрированная свеча зажигания присоединяется к каждому отверстию 16 свечи зажигания.
Головка 2 блока цилиндров содержит водяную рубашку 6, через которую протекает охлаждающая жидкость. Водяная рубашка 6 формируется внутри головки 2 блока цилиндров с использованием стержня, во время литья головки 2 блока цилиндров. Форма этого стержня является идентичной форме водяной рубашки 6, проиллюстрированной на фиг. 1. Часть отверстий для выхода песка, которые формируются, когда водяная рубашка 6 формируется с использованием стержня, используются в качестве впускных отверстий для охлаждающей жидкости для подачи охлаждающей жидкости в водяную рубашку 6 и также в качестве выпускного отверстия для охлаждающей жидкости для выпуска охлаждающей жидкости изнутри водяной рубашки 6.
Водяная рубашка 6 состоит из водяной рубашки 47 на стороне камеры сгорания, которая охлаждает верхние части камер 4 сгорания и ее периферии, и водяной рубашки 48 на стороне выпуска, которая охлаждает периферии не проиллюстрированных выпускных портов. Охлаждение не проиллюстрированных впускных портов выполняется посредством водяной рубашки 47 на стороне камеры сгорания.
Ниже описывается конфигурация водяной рубашки 47 на стороне камеры сгорания. Водяная рубашка 47 на стороне камеры сгорания содержит пространства 31, 32, 33 для охлаждающей жидкости, соответственно, между камерами 4a, 4b сгорания, между камерами 4b, 4c сгорания и между камерами 4c, 4d сгорания. Водяная рубашка 47 на стороне камеры сгорания включает в себя пространство 30 для охлаждающей жидкости, расположенное между камерой 4a сгорания, расположенной в переднем конце в продольном направлении, и передним концевым участком головки 2 блока цилиндров, и пространство 34 для охлаждающей жидкости между камерой 4d сгорания, расположенной в заднем конце в продольном направлении, и задним концевым участком головки 2 блока цилиндров.
Пространства 30, 31 для охлаждающей жидкости, расположенные с камерой 4a сгорания, размещенной между ними, соединяются посредством сообщающегося канала 36. Аналогично, пространства 31, 32 для охлаждающей жидкости, расположенные с камерой 4b сгорания, размещенной между ними, соединяются посредством сообщающегося канала 37. Пространства 32, 33 для охлаждающей жидкости, расположенные с камерой 4c сгорания, размещенной между ними, соединяются посредством сообщающегося канала 38. Пространства 33, 34 для охлаждающей жидкости, расположенные с камерой 4d сгорания, размещенной между ними, соединяются посредством сообщающегося канала 39. Каждый из сообщающихся каналов 36, 37, 38, 39 проходит между отверстиями 11, 12 впускных клапанов и отверстиями 13, 14 выпускных клапанов. В частности, каждый из сообщающихся каналов 36, 37, 38, 39 включает в себя канал, проходящий между отверстием 18 инжектора и отверстием 16 свечи зажигания, канал, проходящий между отверстиями 11, 12 впускных клапанов и отверстием 18 инжектора, и канал, проходящий между отверстиями 13, 14 выпускных клапанов и отверстием 16 свечи зажигания.
Периферии не проиллюстрированных впускных портов, сообщающихся с соответствующими камерами 4a, 4b, 4c, 4d сгорания, содержат каналы 60, 61, 62, 63 на стороне впуска. Канал 60 на стороне впуска проходит снаружи относительно отверстий 11, 12 впускных клапанов камеры 4a сгорания, с тем чтобы позволять пространствам 30 и 31 для охлаждающей жидкости сообщаться между собой. Аналогично, канал 61 на стороне впуска позволяет пространствам 31 и 32 для охлаждающей жидкости сообщаться между собой из-за пределов камеры 4b сгорания, и канал 62 на стороне впуска позволяет пространствам 32 и 33 для охлаждающей жидкости сообщаться между собой из-за пределов камеры 4c сгорания, и канал 63 на стороне впуска позволяет пространствам 33 и 34 для охлаждающей жидкости сообщаться между собой из-за пределов камеры 4d сгорания. Каналы 60, 61, 62, 63 на стороне впуска и сообщающиеся каналы 36, 37, 38, 39 соединяются между собой посредством каналов, сформированных между соответствующими отверстиями впускных клапанов 11 и 12.
Водяная рубашка 47 на стороне камеры сгорания содержит множество впускных отверстий 20-29 для охлаждающей жидкости. Впускные отверстия 20-29 для охлаждающей жидкости классифицируются на впускные отверстия 20, 21, 22, 23 для большого потока, впускные отверстия 24, 25, 26, 27 для среднего потока и впускные отверстия 28, 29 для небольшого потока в соответствии с разными скоростями потока. Впускные отверстия 20, 21, 22, 23 для большого потока предоставляются на выпускной стороне снаружи относительно камер 4a, 4b, 4c, 4d сгорания и проходят между соответствующими отверстиями выпускных клапанов 13 и 14 и соединяются с соответствующими сообщающимися каналами 36, 37, 38, 39. Впускные отверстия 24, 25, 26, 27 для среднего потока предоставляются, соответственно, в каналах 60, 61, 62, 63 на стороне впуска. Впускное отверстие 28 для небольшого потока предоставляется на выпускной стороне снаружи относительно камеры 4b сгорания, и впускное отверстие 29 для небольшого потока предоставляется на выпускной стороне снаружи относительно камеры 4c сгорания, и эти впускные отверстия для небольшого потока соединяются с пространством 32 для охлаждающей жидкости, соответственно. Эти впускные отверстия 20-29 для охлаждающей жидкости открываются в привалочную поверхность блока цилиндров головки 2 блока цилиндров таким образом, что охлаждающая жидкость, проходящая через внутреннюю часть блока цилиндров, вытекает из впускных отверстий 20-29 для охлаждающей жидкости в головку 2 блока цилиндров.
Далее описывается конфигурация водяной рубашки 48 на стороне выпуска. Водяная рубашка 48 на стороне выпуска включает в себя продольный канал 50, проходящий в продольном направлении головки 2 блока цилиндров. Продольный канал 50 закрывает, по меньшей мере, части не проиллюстрированных выпускных портов.
Водяная рубашка 48 на стороне выпуска включает в себя поперечные каналы 40, 41, 42, 43, 44, 45, проходящие в поперечном направлении головки 2 блока цилиндров и позволяющие продольному каналу 50 сообщаться с водяной рубашкой 47 на стороне камеры сгорания. Поперечный канал 40 проходит через пространство 30 для охлаждающей жидкости. Поперечный канал 41, 42 проходит через пространство 31 для охлаждающей жидкости. Поперечные каналы 43, 44 проходят через пространство 33 для охлаждающей жидкости. Поперечный канал 45 проходит через пространство 34 для охлаждающей жидкости. Тем не менее, не предусмотрено канала, который соединяет продольный канал 50 с пространством 32 для охлаждающей жидкости, расположенным в центре в поперечном направлении. Поперечные каналы 40, 45, расположенные в обоих концах в продольном направлении, за счет этого формируются с возможностью иметь большую потерю давления, когда охлаждающая жидкость протекает, чем потеря давления в поперечных каналах 41, 42, 43, 44, предоставленных в большей степени внутрь, чем поперечные каналы 40, 45.
Водяная рубашка 48 на стороне выпуска содержит выпускное отверстие 51 для охлаждающей жидкости. Выпускное отверстие 51 для охлаждающей жидкости расположено в заднем концевом участке продольного канала 50 и открывается в боковую поверхность в заднем конце головки 2 блока цилиндров.
Потоки охлаждающей жидкости в водяной рубашке варианта 1 осуществления
Далее описываются потоки охлаждающей жидкости внутри водяной рубашки 6 вышесконфигурированной головки 2 блока цилиндров. Фиг. 2 является видом сверху, показывающим потоки охлаждающей жидкости внутри водяной рубашки 6, когда охлаждающая жидкость подается из впускных отверстий 20-29 для охлаждающей жидкости, протекает через внутреннюю часть водяной рубашки 6 и затем выпускается из выпускного отверстия 51 для охлаждающей жидкости. На фиг. 2, потоки охлаждающей жидкости указываются посредством линий стрелок. Длина и толщина каждой линии стрелки указывают степень расхода. По мере того, как интересующая линия стрелки удлиняется, и по мере того, как интересующая стрелка утолщается, расход в начальной точке этой линии стрелки увеличивается.
На фиг. 2, из пространств 30, 31, 32, 33, 34 для охлаждающей жидкости, смежных с соответствующими камерами 4 сгорания, каждая плотно заштрихованная область указывает пространство с высоким давлением, имеющее относительно высокое внутреннее давление, когда охлаждающая жидкость протекает. Из пространств 30, 31, 32, 34 для охлаждающей жидкости, смежных с соответствующими камерами 4 сгорания, каждая менее плотно заштрихованная область указывает пространство с низким давлением, имеющее относительно низкое внутреннее давление, когда охлаждающая жидкость протекает. Тем не менее, также на фиг. 2, области, указываемые посредством наклонных линий, представляют просто изображения присутствия пространств с высоким давлением и пространств с низким давлением, и они не имеют намерение показывать точные области пространств с высоким давлением или пространств с низким давлением.
Из впускных отверстий 20-29 для охлаждающей жидкости, впускные отверстия 20, 21, 22, 23 для большого потока, расходы которых больше, оказывают большое влияние на внутренние давления пространств 30, 31, 32, 33, 34 для охлаждающей жидкости. Охлаждающая жидкость, подаваемая из впускного отверстия 20 для большого потока в сообщающийся канал 36, протекает в пространства 30, 31 для охлаждающей жидкости с камерой 4a сгорания между ними. Охлаждающая жидкость, подаваемая из впускного отверстия 21 для большого потока в сообщающийся канал 37, протекает в пространства 31, 32 для охлаждающей жидкости с камерой 4b сгорания между ними. Охлаждающая жидкость, подаваемая из впускного отверстия 20 для большого потока в сообщающийся канал 38, протекает в пространства 32, 33 для охлаждающей жидкости с камерой 4c сгорания между ними. Охлаждающая жидкость, подаваемая из впускного отверстия 23 для большого потока в сообщающийся канал 39, протекает в пространства 33, 34 для охлаждающей жидкости с камерой 4d сгорания между ними. Таким образом, охлаждающая жидкость протекает во все пространства 30, 31, 32, 33, 34 для охлаждающей жидкости. Следовательно, уровни внутренних давлений в пространствах 30, 31, 32, 33, 34 для охлаждающей жидкости основываются на простоте вытекания охлаждающей жидкости.
Поперечные каналы 41, 42, сообщающиеся с продольным каналом 50, проходят через пространство 31 для охлаждающей жидкости. Поперечные каналы 43, 44, сообщающиеся с продольным каналом 50 также, проходят через пространство 33 для охлаждающей жидкости. Наоборот, каналы, сообщающиеся с продольным каналом 50, не проходят через пространство 32 для охлаждающей жидкости в центре. Следовательно, в пространствах 31, 33 для охлаждающей жидкости, охлаждающая жидкость вытекает через поперечные каналы 41, 42, и в силу этого их внутренние давления являются более низкими. Наоборот, охлаждающая жидкость не вытекает непосредственно из пространства 32 для охлаждающей жидкости в поперечном направлении, и охлаждающий поток застаивается, так что внутреннее давление в пространстве 32 для охлаждающей жидкости становится относительно высоким. Соответственно, можно сказать, что когда пространства 31, 33 для охлаждающей жидкости сравниваются с пространством 32 для охлаждающей жидкости, пространства 31, 33 для охлаждающей жидкости представляют собой пространства с относительно низким давлением, и пространство 32 для охлаждающей жидкости представляет собой пространство с относительно высоким давлением.
Поперечные каналы 40, 45, сообщающиеся с продольным каналом 50, проходят через пространства 30, 34 для охлаждающей жидкости в обоих концах. Тем не менее, эти поперечные каналы 40, 45 имеют большую потерю давления, когда охлаждающая жидкость протекает, чем потеря давления поперечных каналов 41, 42, 43, 44, расположенных внутри. Таким образом, поперечные каналы 41, 42, 43, 44 соответствуют первым поперечным каналам, как задано в формуле изобретения, и поперечные каналы 40, 45 соответствуют вторым поперечным каналам, как задано в формуле изобретения. Следовательно, по сравнению с пространствами 31, 33 для охлаждающей жидкости, расход охлаждающей жидкости, вытекающей из пространств 30, 34 для охлаждающей жидкости в продольный канал 50, меньше, и охлаждающий поток застаивается, так что внутренние давления пространств 30, 34 для охлаждающей жидкости становятся относительно высокими. Соответственно, можно сказать, что когда пространства 31, 33 для охлаждающей жидкости сравниваются с пространствами 30, 34 для охлаждающей жидкости, пространства 31, 33 для охлаждающей жидкости представляют собой пространства с относительно низким давлением, и пространства 30, 34 для охлаждающей жидкости представляют собой пространства с относительно высоким давлением.
Как упомянуто выше, когда охлаждающая жидкость протекает через внутреннюю часть водяной рубашки 6, пространство 30 для охлаждающей жидкости, расположенное снаружи относительно камеры 4a сгорания в переднем конце, пространство 34 для охлаждающей жидкости, расположенное снаружи относительно камеры 4b сгорания в заднем конце, и пространство 32 для охлаждающей жидкости, расположенное в центре между камерой 4b сгорания и камерой 4c сгорания, становятся пространствами с высоким давлением; и пространство 31 для охлаждающей жидкости, расположенное между камерой 4a сгорания и камерой 4b сгорания, и пространство 33 для охлаждающей жидкости, расположенное между камерой 4c сгорания и камерой 4d сгорания, представляют собой пространства с низким давлением. В частности, когда охлаждающая жидкость протекает через внутреннюю часть водяной рубашки 6, формируются пространства с высоким давлением и пространства с низким давлением, которые располагаются попеременно между собой с камерами 4 сгорания между ними.
Разности давлений между пространствами с высоким давлением и пространствами с низким давлением оказывают влияние на потоки охлаждающей жидкости внутри сообщающихся каналов 36, 37, 38, 39, позволяющих пространствам с высоким давлением и пространствам с низким давлением сообщаться между собой. Фиг. 2 иллюстрирует усложненные потоки охлаждающей жидкости, протекающие через внутреннюю часть сообщающихся каналов 36, 37, 38, 39. Вследствие присутствия разностей давлений между пространствами для охлаждающей жидкости с камерами 4 сгорания, размещенными между ними, сила, действующая из пространств с высоким давлением к пространствам с низким давлением, прикладывается к охлаждающей жидкости, так что охлаждающий поток формируется между каждым отверстием 18 инжектора и каждым отверстием 16 свечи зажигания. Соответственно, можно эффективно охлаждать верхние части камер 4 сгорания, включающих в себя инжекторы. Помимо этого, охлаждающая жидкость не протекает в продольном направлении между камерами 4 сгорания, но протекает в поперечном направлении через пространства с низким давлением (пространства 31, 33 для охлаждающей жидкости), расположенные попеременно с пространствами с высоким давлением (пространствами 30, 32, 34 для охлаждающей жидкости); в силу этого можно уменьшать потерю давления через всю водяную рубашку 6 до более низкого уровня, по сравнению с так называемой конструкцией с продольным потоком.
Вариант 2 осуществления
Далее описывается вариант 2 осуществления настоящего изобретения со ссылкой на чертежи. Фиг. 3 является схематичным видом сверху, показывающим конфигурацию водяной рубашки головки блока цилиндров варианта 2 осуществления и потоки охлаждающей жидкости внутри водяной рубашки. Головка 2A блока цилиндров варианта 2 осуществления имеет базовую конфигурацию, идентичную базовой конфигурации головки 2 блока цилиндров варианта 1 осуществления. Следовательно, описание относительно базовой конфигурации головки 2 блока цилиндров варианта 1 осуществления непосредственно цитируется для описания базовой конфигурации головки 2A блока цилиндров варианта 2 осуществления, и ее дублированное описание опускается. На фиг. 3, идентичные ссылки с номерами используются для компонентов, общих с компонентами варианта 1 осуществления.
Головка 2A блока цилиндров варианта 2 осуществления формируется с водяной рубашкой 6A. Водяная рубашка 6A включает в себя: пространства 71, 72, 73 для охлаждающей жидкости, предоставленные, соответственно, между камерами 4a и 4b сгорания, между камерами 4b и 4c сгорания и между камерами 4c и 4d сгорания; и пространства 70, 74 для охлаждающей жидкости, предоставленные снаружи относительно камер 4a сгорания и 4d в обоих концах в продольном направлении. Водяная рубашка 6A также включает в себя сообщающиеся каналы 76, 77, 78, 79, каждый из которых позволяет пространствам для охлаждающей жидкости, расположенным на обеих сторонах каждой из камер 4 сгорания, сообщаться между собой. Каждый из сообщающихся каналов 76, 77, 78, 79 включает в себя: канал, проходящий между отверстиями 11, 12 впускных клапанов и отверстиями 13, 14 выпускных клапанов, а также между отверстием 18 инжектора и отверстием 16 свечи зажигания; канал, проходящий между отверстиями 11, 12 впускных клапанов и отверстием 18 инжектора; и канал, проходящий через отверстия 13, 14 выпускных клапанов и отверстие 16 свечи зажигания.
Впускные отверстия 90, 91, 92, 93, 94 для охлаждающей жидкости, предоставленные на впускной стороне головки 2A блока цилиндров, соединяются, соответственно, с пространствами 70, 71, 72, 73, 74 для охлаждающей жидкости. Эти впускные отверстия 90, 91, 92, 93, 94 для охлаждающей жидкости соответствуют впускным отверстиям для большого потока варианта 1 осуществления. Также предусмотрены впускные отверстия для охлаждающей жидкости, соответствующие впускным отверстиям для среднего потока и впускным отверстиям для небольшого потока, но эти впускные отверстия оказывают только небольшое влияние на потоки охлаждающей жидкости, и в силу этого их описание опускается.
Водяная рубашка 6A включает в себя продольный канал 86, который предоставляется на выпускной стороне снаружи относительно камер 4 сгорания и соединяется с выпускным отверстием 88 для охлаждающей жидкости. Продольный канал 86 охлаждает не проиллюстрированные выпускные порты. Помимо этого, водяная рубашка 6A включает в себя поперечный канал 81, проходящий через пространство 71 для охлаждающей жидкости и соединенный с продольным каналом 86, и поперечный канал 82, проходящий через пространство 73 для охлаждающей жидкости и соединенный с продольным каналом 86. Эти поперечные каналы 81, 82 представляют собой примеры первых поперечных каналов, заданных в формуле изобретения. Водяная рубашка 6A включает в себя поперечный канал 80, проходящий через пространство 70 для охлаждающей жидкости и соединенный с продольным каналом 86. Этот поперечный канал 80 представляет собой канал, имеющий большую потерю давления, по сравнению с поперечными каналами 81, 82, и представляет собой пример второго поперечного канала, заданного в формуле изобретения.
Посредством предоставления каналов для охлаждающей жидкости и впускных отверстий для охлаждающей жидкости и выпускных отверстий вышеуказанным способом, пространства с высоким давлением, имеющие относительно высокие давления, и пространства с низким давлением, имеющие относительно низкие давления, формируются, когда охлаждающая жидкость протекает через внутреннюю часть водяной рубашки 6A. В частности, пространства 71, 73 для охлаждающей жидкости, через которые проходят поперечные каналы 81, 82, становятся пространствами с низким давлением, и пространства 72, 74 для охлаждающей жидкости, в которых не проходят каналы, соединяющие эти пространства для охлаждающей жидкости с продольным каналом 86 в поперечном направлении, и пространство 70 для охлаждающей жидкости, соединенное с продольным каналом 86 посредством поперечного канала 80, имеющего большую потерю давления, становятся пространствами с высоким давлением.
Как указано посредством стрелок на фиг. 3, в сообщающихся каналах 76, 77, 78, 79, потоки охлаждающей жидкости формируются посредством разностей давлений между пространствами с высоким давлением и пространствами с низким давлением, расположенными с камерами 4 сгорания, размещенными между ними. Сообщающиеся каналы 76, 77, 78, 79 включают в себя каналы, каждый из которых проходит между отверстием 18 инжектора и отверстием 16 свечи зажигания, и охлаждающая жидкость протекает через этот канал, чтобы за счет этого эффективно охлаждать верхние части камер 4 сгорания, включающих в себя инжекторы. Охлаждающая жидкость не протекает в продольном направлении между камерами 4 сгорания, но протекает в поперечном направлении через пространства с низким давлением (пространства 71, 73 для охлаждающей жидкости), расположенные попеременно с пространствами с высоким давлением (пространствами 70 для охлаждающей жидкости, 72, 74); в силу этого можно уменьшать потерю давления через всю водяную рубашку 6A до более низкого уровня, по сравнению с так называемой конструкцией с продольным потоком.
Вариант 3 осуществления
Ниже описывается вариант 3 осуществления настоящего изобретения со ссылкой на чертежи. Фиг. 4 является схематичным видом сверху, показывающим конструкцию водяной рубашки головки блока цилиндров варианта 3 осуществления и потоки охлаждающей жидкости, протекающей через внутреннюю часть водяной рубашки. Головка 2B блока цилиндров варианта 3 осуществления имеет базовую конфигурацию, идентичную базовой конфигурации головки 2 блока цилиндров варианта 1 осуществления. Следовательно, описание относительно базовой конфигурации головки 2 блока цилиндров варианта 1 осуществления непосредственно цитируется для описания базовой конфигурации головки 2B блока цилиндров варианта 3 осуществления, и ее дублированное описание опускается. На фиг. 4, идентичные ссылки с номерами используются для компонентов, общих с компонентами варианта 1 осуществления.
Головка 2B блока цилиндров варианта 3 осуществления формируется с водяной рубашкой 6B. Водяная рубашка 6B включает в себя: пространства 101, 102, 103 для охлаждающей жидкости, предоставленные, соответственно, между камерами 4a и 4b сгорания, между камерами 4b и 4c сгорания и между камерами 4c и 4d сгорания; и пространства 100, 104 для охлаждающей жидкости, предоставленные, соответственно, снаружи относительно камер 4a сгорания и 4d в обоих концах в продольном направлении. Водяная рубашка 6B также включает в себя сообщающиеся каналы 106, 107, 108, 109, каждый из которых позволяет пространствам для охлаждающей жидкости, расположенным на обеих сторонах каждой камеры 4 сгорания, сообщаться между собой. Каждый из сообщающихся каналов 106, 107, 108, 109 включает в себя: канал, проходящий между отверстиями 11, 12 впускных клапанов и отверстиями 13, 14 выпускных клапанов, а также между отверстием 18 инжектора и отверстием 16 свечи зажигания; канал, проходящий между отверстиями 11, 12 впускных клапанов и отверстием 18 инжектора; и канал, проходящий между отверстиями 13, 14 выпускных клапанов и отверстием 16 свечи зажигания.
Впускные отверстия 120, 121, 122, 123 для охлаждающей жидкости, предоставленные на выпускной стороне соответствующих камер 4a, 4b, 4c, 4d сгорания в соответствующих центральных позициях в поперечном направлении головки 2B блока цилиндров, соединяются, соответственно, с сообщающимися каналами 106, 107, 108, 109. Эти впускные отверстия 120, 121, 122, 123 для охлаждающей жидкости соответствуют впускным отверстиям для большого потока варианта 1 осуществления. Также предусмотрены впускные отверстия для охлаждающей жидкости, соответствующие впускным отверстиям для среднего потока и впускным отверстиям для небольшого потока, но эти впускные отверстия оказывают только небольшое влияние на потоки охлаждающей жидкости, и в силу этого их описание опускается.
Водяная рубашка 6B включает в себя продольный канал 116, предоставленный на выпускной стороне снаружи относительно камер 4 сгорания и соединенный с выпускным отверстием 118 для охлаждающей жидкости. Продольный канал 116 охлаждает не проиллюстрированные выпускные порты. Помимо этого, водяная рубашка 6B включает в себя поперечный канал 111, проходящий через пространство 101 для охлаждающей жидкости и соединенный с продольным каналом 116, и поперечный канал 112, проходящий через пространство 103 для охлаждающей жидкости и соединенный с продольным каналом 116. Эти поперечные каналы 111, 112 представляют собой примеры первых поперечных каналов, заданных в формуле изобретения. Водяная рубашка 6B включает в себя поперечный канал 110, проходящий через пространство 100 для охлаждающей жидкости и соединенный с продольным каналом 116. Этот поперечный канал 110 представляет собой канал, имеющий большую потерю давления, по сравнению с поперечными каналами 111, 112, и представляет собой пример второго поперечного канала, заданного в формуле изобретения.
Посредством предоставления каналов для охлаждающей жидкости и впускных отверстий и выпускного отверстия для охлаждающей жидкости вышеуказанным способом, пространства с высоким давлением, имеющие относительно высокие давления, и пространства с низким давлением, имеющие относительно низкие давления, формируются, когда охлаждающая жидкость протекает через внутреннюю часть водяной рубашки 6B. В частности, пространства 101, 103 для охлаждающей жидкости, через которые проходят поперечные каналы 111, 112, становятся пространствами с низким давлением, и пространства 102, 104 для охлаждающей жидкости, в которых не проходят каналы, соединяющие эти пространства для охлаждающей жидкости с продольным каналом 116 в поперечном направлении, и пространство 100 для охлаждающей жидкости, соединенное с продольным каналом 116 посредством поперечного канала 110, имеющего большую потерю давления, становятся пространствами с высоким давлением.
Охлаждающая жидкость протекает из впускных отверстий 120, 121, 122, 123 для охлаждающей жидкости, соответственно, в сообщающиеся каналы 106, 107, 108, 109, и часть этой охлаждающей жидкости проходит между отверстиями 18 инжектора и отверстиями 16 свечи зажигания в пространства с низким давлением, как показано на фиг. 4, вследствие разностей давлений между пространствами с высоким давлением и пространствами с низким давлением, при этом камеры 4 сгорания размещены между ними. Такие потоки охлаждающей жидкости формируются, чтобы за счет этого эффективно охлаждать верхние части камер 4 сгорания, включающих в себя инжекторы. Помимо этого, охлаждающая жидкость не протекает в продольном направлении между камерами 4 сгорания, но протекает в поперечном направлении через пространства с низким давлением (пространства 101, 103 для охлаждающей жидкости), расположенные попеременно с пространствами с высоким давлением (пространствами 100, 102, 104 для охлаждающей жидкости); в силу этого можно уменьшать потерю давления через всю водяную рубашку 6B до более низкого уровня, по сравнению с так называемой конструкцией с продольным потоком.
Вариант 4 осуществления
Далее описывается вариант 4 осуществления настоящего изобретения со ссылкой на чертежи. Фиг. 5 является схематичным видом сверху, показывающим конфигурацию водяной рубашки головки блока цилиндров варианта 4 осуществления, и охлаждающая жидкость протекает внутри водяной рубашки. Головка 2C блока цилиндров варианта 4 осуществления имеет базовую конфигурацию, идентичную базовой конфигурации головки 2 блока цилиндров варианта 1 осуществления. Следовательно, описание относительно базовой конфигурации головки 2 блока цилиндров варианта 1 осуществления непосредственно цитируется для описания базовой конфигурации головки 2C блока цилиндров варианта 4 осуществления, и ее дублированное описание опускается. На фиг. 5, идентичные ссылки с номерами используются для компонентов, общих с компонентами варианта 1 осуществления.
Головка 2C блока цилиндров варианта 4 осуществления формируется с водяной рубашкой 6C. Водяная рубашка 6C включает в себя: пространства 131, 132, 133 для охлаждающей жидкости, предоставленные, соответственно, между камерами 4a и 4b сгорания, между камерами 4b и 4c сгорания и между камерами 4c и 4d сгорания; и пространства 130, 134 для охлаждающей жидкости, соответственно, предоставленные снаружи относительно камер 4a сгорания и 4d в обоих концах в продольном направлении. Водяная рубашка 6C также включает в себя сообщающиеся каналы 136, 137, 138, 139, каждый из которых позволяет пространствам для охлаждающей жидкости, расположенным на обеих сторонах каждой из камер 4 сгорания, сообщаться между собой. Каждый из сообщающихся каналов 136, 137, 138, 139 включает в себя: канал, проходящий между отверстиями 11, 12 впускных клапанов и отверстиями 13, 14 выпускных клапанов, а также между отверстием 18 инжектора и отверстием 16 свечи зажигания; канал, проходящий между отверстиями 11, 12 впускных клапанов и отверстием 18 инжектора; и канал, проходящий через отверстия 13, 14 выпускных клапанов и отверстие 16 свечи зажигания.
Впускные отверстия 150, 151, 152, 153 для охлаждающей жидкости, предоставленные на впускной стороне соответствующих камер 4a, 4b, 4c, 4d сгорания в поперечном направлении головки 2C блока цилиндров, соединяются, соответственно, с сообщающимися каналами 136, 137, 138, 139. Эти впускные отверстия 150, 151, 152, 153 для охлаждающей жидкости соответствуют впускным отверстиям для большого потока варианта 1 осуществления. Также предусмотрены впускные отверстия для охлаждающей жидкости, соответствующие впускным отверстиям для среднего потока и впускным отверстиям для небольшого потока, но эти впускные отверстия оказывают только небольшое влияние на потоки охлаждающей жидкости, и в силу этого их описание опускается.
Водяная рубашка 6C включает в себя продольный канал 146, который предоставляется на выпускной стороне снаружи относительно камер 4 сгорания и соединяется с выпускным отверстием 148 для охлаждающей жидкости. Продольный канал 146 охлаждает не проиллюстрированные выпускные порты. Помимо этого, водяная рубашка 6C включает в себя поперечный канал 141, проходящий через пространство 131 для охлаждающей жидкости и соединенный с продольным каналом 146, и поперечный канал 142, проходящий через пространство 133 для охлаждающей жидкости и соединенный с продольным каналом 146. Эти поперечные каналы 141, 142 представляют собой примеры первых поперечных каналов, заданных в формуле изобретения.
Посредством предоставления каналов для охлаждающей жидкости и впускных отверстий и выпускного отверстия для охлаждающей жидкости вышеуказанным способом, пространства с высоким давлением, имеющие относительно высокие давления, и пространства с низким давлением, имеющие относительно низкие давления, формируются, когда охлаждающая жидкость протекает через внутреннюю часть водяной рубашки 6C. В частности, пространства 131, 133 для охлаждающей жидкости, через которые проходят поперечные каналы 141, 142, становятся пространствами с низким давлением, и пространства 130, 132, 134 для охлаждающей жидкости, в которых не проходят каналы, соединяющие эти пространства для охлаждающей жидкости с продольным каналом 146 в поперечном направлении, становятся пространствами с высоким давлением.
Охлаждающая жидкость протекает из впускных отверстий 150, 151, 152, 153 для охлаждающей жидкости, соответственно, в сообщающиеся каналы 136, 137, 138, 139, и часть этой охлаждающей жидкости проходит между отверстиями 18 инжектора и отверстиями 16 свечи зажигания в пространства с низким давлением, как показано на фиг. 5, вследствие разностей давлений между пространствами с высоким давлением и пространствами с низким давлением, расположенными с камерами 4 сгорания, размещенными между ними. Такие потоки охлаждающей жидкости формируются, чтобы за счет этого эффективно охлаждать верхние части камер 4 сгорания, включающих в себя инжекторы. Помимо этого, охлаждающая жидкость не протекает в продольном направлении между камерами 4 сгорания, но протекает в поперечном направлении через пространства с низким давлением (пространства 131, 133 для охлаждающей жидкости), расположенные попеременно с пространствами с высоким давлением (пространствами 130, 132, 134 для охлаждающей жидкости); в силу этого можно уменьшать потерю давления через всю водяную рубашку 6C до более низкого уровня, по сравнению с так называемой конструкцией с продольным потоком.
Другие варианты осуществления
В каждом из вышеуказанных вариантов осуществления, пространства для охлаждающей жидкости на передней торцевой стороне в продольном направлении головки блока цилиндров представляют собой пространства с высоким давлением, но эти пространства для охлаждающей жидкости могут представлять собой пространства с низким давлением до тех пор, пока пространства с высоким давлением и пространства с низким давлением размещаются попеременно между собой, при этом камеры сгорания размещены между ними.
В каждом из вышеуказанных вариантов осуществления, водяная рубашка может иметь такую конфигурацию, в которой впускная сторона и выпускная сторона могут меняться местами относительно друг друга. Таким образом, выпускное отверстие для охлаждающей жидкости и продольный канал, соединенный с выпускным отверстием для охлаждающей жидкости, могут располагаться на впускной стороне при просмотре из камер сгорания. Помимо этого, позиция выпускного отверстия для охлаждающей жидкости не ограничена задним концевым участком головки блока цилиндров. Позиция выпускного отверстия для охлаждающей жидкости может находиться в переднем концевом участке головки блока цилиндров, может находиться в ее боковом участке либо может находиться в ее привалочной поверхности блока цилиндров. Выпускное отверстие для охлаждающей жидкости может предоставляться в нескольких позициях.
Головка блока цилиндров согласно каждому из вышеуказанных вариантов осуществления представляет собой головку блока цилиндров для рядного четырехцилиндрового двигателя, но настоящее изобретение является применимым к любой головке блока цилиндров до тех пор, пока головка блока цилиндров служит для двигателя, имеющего два или более цилиндров. Головка блока цилиндров согласно каждому из вышеописанных вариантов осуществления включает в себя отверстия свечи зажигания, но настоящее изобретение также является применимым к дизельному двигателю, не имеющему свечей зажигания. Головка блока цилиндров согласно каждому из вышеописанных вариантов осуществления включает в себя инжектор в центре каждой камеры сгорания, но настоящее изобретение является применимым к двигателю с прямым боковым впрыском, включающему в себя инжектор около поверхности стенки цилиндров на впускной стороне, и также является применимым к двигателю с впрыском в порты, включающему в себя инжекторы во впускных портах.
1. Головка блока цилиндров для двигателя внутреннего сгорания, содержащая:
множество камер сгорания, выровненных в продольном направлении головки блока цилиндров;
каждое отверстие впускного клапана, проходящее через головку блока цилиндров в вертикальном направлении и открывающееся в камеру сгорания;
каждое отверстие выпускного клапана, проходящее через головку блока цилиндров в вертикальном направлении и открывающееся в камеру сгорания; и
водяную рубашку, сформированную в головке блока цилиндров, при этом:
водяная рубашка включает в себя множество пространств для охлаждающей жидкости, расположенных между камерами сгорания, которые являются смежными, и расположенных снаружи относительно камер сгорания, расположенных с обоих концов в продольном направлении;
указанное множество пространств для охлаждающей жидкости включает в себя пространство с высоким давлением, имеющее относительно высокие внутренние давления, когда протекает охлаждающая жидкость, и пространство с низким давлением, имеющее относительно низкие внутренние давления, когда протекает охлаждающая жидкость;
пространство с высоким давлением и пространство с низким давлением размещены попеременно между собой, при этом камера сгорания размещена между ними;
водяная рубашка включает в себя первый поперечный канал, проходящий через пространство с низким давлением в поперечном направлении головки блока цилиндров, и сообщающийся канал, проходящий между отверстием впускного клапана и отверстием выпускного клапана и позволяющий пространствам с высоким давлением и пространствам с низким давлением сообщаться между собой;
с первым поперечным каналом соединено выпускное отверстие для охлаждающей жидкости; и
с сообщающимся каналом или с пространством с высоким давлением соединено впускное отверстие для охлаждающей жидкости.
2. Головка блока цилиндров по п. 1, дополнительно содержащая:
каждое отверстие инжектора, проходящее через головку блока цилиндров в вертикальном направлении и открывающееся во впускную сторону камеры сгорания; и
каждое отверстие свечи зажигания, проходящее через головку блока цилиндров в вертикальном направлении и открывающееся в выпускную сторону камеры сгорания, при этом сообщающийся канал проходит между отверстием инжектора и отверстием свечи зажигания.
3. Головка блока цилиндров по п. 2, в которой сообщающийся канал проходит между отверстием инжектора и отверстием впускного клапана.
4. Головка блока цилиндров по п. 2 или 3, в которой сообщающийся канал проходит между отверстием свечи зажигания и отверстием выпускного клапана.
5. Головка блока цилиндров по любому из пп. 1-3, в которой:
водяная рубашка включает в себя продольный канал, расположенный снаружи относительно камер сгорания и проходящий в продольном направлении;
выпускное отверстие для охлаждающей жидкости расположено в продольном канале; и
первый поперечный канал соединен с выпускным отверстием для охлаждающей жидкости через продольный канал.
6. Головка блока цилиндров по п. 5, которая выполнена без канала, соединяющего пространство с высоким давлением с продольным каналом в поперечном направлении.
7. Головка блока цилиндров по любому из пп. 1-3, в которой водяная рубашка включает в себя второй поперечный канал, который проходит через пространство с высоким давлением, проходит в поперечном направлении, соединяется с выпускным отверстием для охлаждающей жидкости и имеет большую потерю давления, чем потеря давления первого поперечного канала, когда охлаждающая жидкость протекает.
8. Головка блока цилиндров по п. 7, в которой:
водяная рубашка включает в себя продольный канал, который расположен снаружи относительно камер сгорания и проходит в продольном направлении;
выпускное отверстие для охлаждающей жидкости расположено в продольном канале; и
первый поперечный канал и второй поперечный канал соединены с выпускным отверстием для охлаждающей жидкости через продольный канал.
9. Головка блока цилиндров по п. 8, в которой:
второй поперечный канал проходит только через некоторые пространства с высоким давлением из множества пространств с высоким давлением;
при этом головка блока цилиндров выполнена без канала, соединяющего остальные из множества пространств с высоким давлением с продольным каналом в поперечном направлении.
