ГОЛОВКА БЛОКА ЦИЛИНДРОВ МНОГОЦИЛИНДРОВОГО ДВИГАТЕЛЯ
MULTI-CYLINDER ENGINE CYLINDER HEAD

Область техники
Изобретение относится к головке блока цилиндров двигателя внутреннего сгорания (далее в этом документе называемого "двигателем") и, в частности, относится к головке блока цилиндров многоцилиндрового двигателя, предусмотренную с проточными каналами, в каждом из которых течет хладагент.
Уровень техники
Головка блока цилиндров двигателя образована с проточными каналами, в каждом из которых течет хладагент. В опубликованной заявке на патент Японии № 2013-133746 (JP 2013-133746 A) описано, что для достаточного охлаждения воздуха во впускных каналах первый контур хладагента, в котором циркулирует хладагент для охлаждения частей вокруг впускных каналов в головке блока цилиндров, предусмотрен независимо от второго контура хладагента, в котором циркулирует хладагент для охлаждения блока цилиндров и частей вокруг выпускных каналов в головке блока цилиндров.
Первый контур хладагента включает в себя проход хладагента впускного канала, образованный в головке блока цилиндров. Проход хладагента впускного канала соединен с частями входа хладагента, предусмотренными в торце в направлении в ширину головки блока цилиндров. Проход хладагента впускного канала проходит от частей входа хладагента к нижним сторонам впускных каналов, затем проходит через боковые стороны впускных каналов для прохождения к верхним сторонам впускных каналов, и затем проходит через верхние стороны впускных каналов для соединения с частью выхода хладагента, предусмотренной в торце в продольном направлении головки блока цилиндров. Здесь, нижняя сторона впускного канала означает нижнюю сторону в вертикальном направлении, когда головка блока цилиндров расположена на верхней стороне в вертикальном направлении по отношению к блоку цилиндров, тогда как верхняя сторона впускного канала означает верхнюю сторону в вертикальном направлении, когда головка блока цилиндров расположена также, как описано выше.
Для достижения стабильного сгорания, в некоторых двигателях используется впускной канал, имеющий форму, которая может образовывать ламинарный поток в цилиндре (канал, образующий ламинарный поток). Когда впускной канал представляет собой канал, образующий ламинарный поток, воздух течет таким образом, чтобы стремиться к стороне верхней поверхности впускного канала. Следовательно, для охлаждения воздуха во впускном канале, более эффективным является уменьшение температуры стенки впускного канала на стороне его верхней поверхности.
С другой стороны, согласно конструкции головки блока цилиндров, описанной в JP 2013-133746 A, когда хладагент течет по верхним сторонам впускных каналов, температура хладагента увеличивается из-за тепла, принимаемого от верхних поверхностей камер сгорания, которые нагреваются до высоких температур, приводя к возможности отсутствия достижения достаточного эффекта охлаждения воздуха во впускных каналах.
Краткое описание изобретения
В виду упомянутой выше проблемы, в изобретении разработана головка блока цилиндров многоцилиндрового двигателя, которая может эффективно охлаждать воздух, текущий во впускных каналах.
Следовательно, согласно одному аспекту изобретения, разработан многоцилиндровый двигатель, включающий в себя головку блока цилиндров. Головка блока цилиндров включает в себя множество камер сгорания, множество впускных каналов, первый проточный канал для хладагента и второй проточный канал для хладагента. Множество камер сгорания расположены рядом друг с другом в продольном направлении головки блока цилиндров. Камера сгорания головки блока цилиндров представляет собой часть, на стороне головки блока цилиндров, которая образует замкнутое пространство, в котором сгорает воздушно-топливная смесь. Следовательно, в этой заявке, камера сгорания не имеет обязательно форму, углубленную от сопрягаемой поверхности блока цилиндров головки блока цилиндров, и может быть выполнена заподлицо с сопрягаемой поверхностью блока цилиндров. Обычно, головка блока цилиндров двигателя с искровым воспламенением предусмотрена с камерами сгорания, которые углублены по отношению к сопрягаемой поверхности блока цилиндров, тогда как головка блока цилиндров двигателя с самовоспламенением от сжатия предусмотрена с камерами сгорания, которые выполнены заподлицо с сопрягаемой поверхностью блока цилиндров.
В настоящей заявке, продольное направление головки блока цилиндров определено как направление ряда цилиндров, когда головка блока цилиндров установлена на блоке цилиндров для образования двигателя, то есть, осевое направление коленчатого вала. К тому же, в настоящей заявке, направление, перпендикулярное продольному направлению и параллельное сопрягаемой поверхности блока цилиндров головки блока цилиндров, определено как направление в ширину головки блока цилиндров, а направление, перпендикулярное продольному направлению и перпендикулярное сопрягаемой поверхности блока цилиндров головки блока цилиндров, определено как направление в высоту головки блока цилиндров.
Множество впускных каналов расположены рядом друг с другом в продольном направлении головки блока цилиндров. Множество впускных каналов соответственно сообщается с множеством камер сгорания. Впускной канал предусмотрен для каждой камеры сгорания. Когда количество впускных клапанов для каждого цилиндра составляет два или более, каждая камера сгорания образована с впускными отверстиями, соответствующими количеству впускных клапанов. В этом случае, один впускной канал, имеющих один вход воздуха и множество выходов воздуха, соответствующее количеству впускных отверстий, может быть предусмотрен для каждой камеры сгорания, или множество впускных каналов, соответствующее количеству впускных отверстий, может быть предусмотрено для каждой камеры сгорания. Впускной канал предпочтительно представляет собой канал, образующий ламинарный поток.
Первый проточный канал для хладагента предусмотрен между плоским сечением, включающим в себя центральные оси камер сгорания и параллельным продольному направлению головки блока цилиндров (далее в этом документе, центральным плоским сечением продольного направления головки блока цилиндров), и сечением по центральной линии, включающим в себя центральные линии впускных каналов. Первый проточный канал для хладагента проходит в продольном направлении головки блока цилиндров. "Проходит в продольном направлении" означает не то, что первый проточный канал для хладагента только частично предусмотрен в продольном направлении или отдельно в продольном направлении, а то, что первый проточный канал для хладагента предусмотрен непрерывно в продольном направлении вдоль впускных каналов, расположенных бок о бок в продольном направлении. К тому же, "проходит в продольном направлении" не означает, что первый проточный канал для хладагента является исключительно прямым продольном направлении. Первый проточный канал для хладагента не имеет обязательно однородную форму в направлении в ширину или в направлении в высоту головки блока цилиндров, если он в целом проходит в продольном направлении. Первый проточный канал для хладагента может иметь извилистую форму, соответствующую форме впускных каналов на стороне центрального плоского сечения продольного направления головки блока цилиндров, расположенных бок о бок в продольном направлении.
По меньшей мере в одном из сечений, перпендикулярных продольному направлению, по меньшей мере часть второго проточного канала для хладагента расположена между камерой сгорания и первым проточным каналом для хладагента. Второй проточный канал для хладагента может включать в себя часть, расположенную между камерой сгорания и первым проточным каналом для хладагента в сечении, включающем в себя центральную ось камеры сгорания и перпендикулярном продольному направлению. В сечении, включающем в себя центральную ось отверстия под вставление впускного клапана и перпендикулярном продольному направлению, по меньшей мере часть второго проточного канала для хладагента может быть расположена между камерой сгорания и первым проточным каналом для хладагента в области, находящейся между впускным каналом и выпускным каналом.
В головке блока цилиндров, температура хладагента, текущего в первом проточном канале для хладагента, ниже, чем температура хладагента, текущего во втором проточном канале для хладагента.
Согласно описанной выше конфигурации головки блока цилиндров, тепло, вырабатываемое в камерах сгорания, может быть поглощено вторым проточным каналом для хладагента, и, следовательно, может быть подавлена непосредственная передача тепла к первому проточному каналу для хладагента от камер сгорания и, таким образом, может быть подавлено увеличение температуры хладагента, текущего в первом проточном канале для хладагента, из-за тепла, вырабатываемого в камерах сгорания. В частности, если второй проточный канал для хладагента расположен между положениями вблизи от центров камер сгорания, температура в которых достигает высоких значений, и первым проточным каналом для хладагента, возможно более эффективно подавлять увеличение температуры хладагента, текущего в первом проточном канале для хладагента. Следовательно, возможно эффективно охлаждать стороны верхней поверхности впускных каналов с помощью низкотемпературного хладагента, текущего в первом проточном канале для хладагента, и, таким образом, эффективно охлаждать воздух, текущий во впускных каналах. В настоящей заявке, принимая во внимание, что впускной канал разделен на два посредством сечения по центральной линии впускного канала, поверхность на стороне центрального плоского сечения продольного направления головки блока цилиндров может быть названа верхней поверхностью впускного канала, тогда как поверхность на стороне сопрягаемой поверхности блока цилиндров может быть названа нижней поверхностью впускного канала.
Когда головка блока цилиндров включает в себя отверстия под вставление свечи зажигания, каждое из которых открыто к камере сгорания у центра камеры сгорания, первый проточный канал для хладагента может проходить через область, находящуюся между отверстием под вставление свечи зажигания и впускным каналом в сечении, включающем в себя центральную ось камеры сгорания и перпендикулярном продольному направлению. Когда отверстия под вставление инжектора предусмотрены на сторонах верхней поверхности впускных каналов, первый проточный канал для хладагента может проходить через область, находящуюся между центральной осью отверстия под вставление свечи зажигания и центральной осью отверстия под вставление инжектора в сечении, включающем в себя центральную ось камеры сгорания и перпендикулярном продольному направлению.
Когда головка блока цилиндров включает в себя отверстия под вставление инжектора, каждое из которых открыто к камере сгорания вблизи от центральной оси камеры сгорания, второй проточный канал для хладагента может включать в себя часть, расположенную между открытым концом отверстия под вставление инжектора и первым проточным каналом для хладагента в сечении, включающем в себя центральную ось отверстия под вставление инжектора и перпендикулярном продольному направлению. В частности, если второй проточный канал для хладагента расположен между положениями вблизи от открытых концов отверстия под вставление инжектора, температура в которых достигает высоких значений, и первым проточным каналом для хладагента, возможно более эффективно подавлять увеличение температуры хладагента, текущего в первом проточном канале для хладагента.
Когда головка блока цилиндров включает в себя отверстия под вставление впускного клапана, относительное положение между первым проточным каналом для хладагента и отверстиями под вставление впускного клапана может соответствовать следующим принципам.
В многоцилиндровом двигателе, головка блока цилиндров может включать в себя отверстия под вставление впускного клапана, и, в сечении, включающем в себя центральную ось отверстия под вставление впускного клапана и перпендикулярном продольному направлению, первый проточный канал для хладагента может проходить через область, находящуюся между отверстием под вставление впускного клапана и впускным каналом. Согласно этому принципу, первый проточный канал для хладагента может быть расположен вблизи от верхних поверхностей впускных каналов.
В многоцилиндровом двигателе, когда головка блока цилиндров включает в себя отверстия под вставление впускного клапана, и, в сечении, включающем в себя центральную ось отверстия под вставление впускного клапана и перпендикулярном продольному направлению, первый проточный канал для хладагента может проходить через область на стороне, противоположной области, находящейся между отверстием под вставление впускного клапана и впускным каналом по отношению к отверстию под вставление впускного клапана. Согласно этому принципу, первый проточный канал для хладагента может быть расположен с высокой степенью свободы. Например, первый проточный канал для хладагента может быть расположен у частей, ниже по потоку от отверстий под вставление впускного клапана, впускных каналов, то есть, может быть расположен вблизи от соединительных частей, с камерами сгорания, впускных каналов, у которых температура впускных каналов становится самой высокой.
К тому же, в многоцилиндровом двигателе, когда головка блока цилиндров включает в себя отверстия под вставление впускного клапана, и, в сечении, включающем в себя центральную ось отверстия под вставление впускного клапана и перпендикулярном продольному направлению, первый проточный канал для хладагента может проходить с обеих сторон центральной оси отверстия под вставление впускного клапана. Согласно этому принципу, области, охлаждаемые первым проточным каналом для хладагента, могут быть расширены. Согласно этому принципу, первый проточный канал для хладагента может включать в себя кольцевые проходы, соответственно окружающие отверстия под вставление впускного клапана, и соединительные проходы, каждый из которых соединяет друг с другом два смежных прохода. Термин "Кольцевой проход" не означает, что его форма является круглой или эллиптической. Для соответствия термину "кольцевой проход" достаточно, чтобы он был выполнен так, чтобы проточный канал, проходящий с одной стороны центральной оси отверстия под вставление впускного клапана, и проточный канал, проходящий с другой стороны центральной оси, сообщались друг с другом как со стороны выше по потоку, так и со стороны ниже по потоку. Согласно этой конфигурации, первый проточный канал для хладагента может быть расположен вблизи как от верхней поверхности впускного канала, так и от соединительной части, с камерой сгорания, впускного канала.
В многоцилиндровом двигателе, когда головка блока цилиндров включает в себя два отверстия под вставление впускного клапана для каждой камеры сгорания, каждый из соединительных проходов, соединяющих два смежных кольцевых прохода, может включать в себя первый соединительный проход и второй соединительный проход. Первый соединительный проход проходит через сечение, включающее в себя центральную ось камеры сгорания и перпендикулярное продольному направлению. Второй соединительный проход проходит через сечение, проходящее между двумя смежными камерами сгорания и перпендикулярное продольному направлению. По отношению к плоскому сечению, включающему в себя центральные оси отверстий под вставление впускного клапана и параллельному продольному направлению, первый соединительный проход расположен с одной стороны плоского сечения, тогда как второй соединительный проход расположен с другой стороны плоского сечения. То есть, первый и второй соединительные проходы расположены попеременно в продольном направлении так, чтобы охватывать кольцевой проход между первым и вторым соединительными проходами. Согласно этой конфигурации, предотвращается застой хладагента в кольцевом проходе.
Головка блока цилиндров может включать в себя отверстие под вставление болта головки, которое проходит между двумя впускными каналами, сообщающимися со смежными двумя камерами сгорания, и которое перпендикулярно сопрягаемой поверхности блока цилиндров. В этом случае, в сечении, включающем в себя центральную ось отверстия под вставление болта головки и перпендикулярном продольному направлению, первый проточный канал для хладагента может проходить через область, расположенную ближе к центральному плоскому сечению продольного направления головки блока цилиндров по отношению к отверстию под вставление болта головки. Согласно этой конфигурации, предотвращено прохождение первого проточного канала для хладагента в высоком положении в направлении в высоту головки блока цилиндров, благодаря чему в первом проточном канале для хладагента не возникает воздушный карман.
В многоцилиндровом двигателе, первый проточный канал для хладагента и второй проточный канал для хладагента являются независимыми друг от друга в головке блока цилиндров. "Независимыми друг от друга в головке блока цилиндров" означает, что первый проточный канал для хладагента и второй проточный канал для хладагента не сообщаются друг с другом по меньшей мере в головке блока цилиндров. Согласно этой конфигурации, может быть достигнута температура хладагента, текущего в первом проточном канале для хладагента, которая гораздо ниже, чем температура хладагента, текущего во втором проточном канале для хладагента. Система циркуляции хладагента, включающая в себя первый проточный канал для хладагента, и система циркуляции хладагента, включающая в себя второй проточный канал для хладагента, могут быть образованы как отдельные системы.
В многоцилиндровом двигателе, первый проточный канал для хладагента может сообщаться с первым отверстием, открытым в одном торце в продольном направлении головки блока цилиндров, и первый проточный канал для хладагента может сообщаться с вторым отверстием, открытым в другом торце в продольном направлении головки блока цилиндров. "Торец в продольном направлении" представляет собой поверхность, образующую конец в продольном направлении, и может быть плоской поверхностью или неровной поверхностью. Когда первый проточный канал для хладагента образован посредством песчаного стержня, в обоих торцах в продольном направлении образованы отверстия (отверстия для удаления песка) посредством опор стержня, поддерживающих песчаный стержень. Первое отверстие и второе отверстие могут быть этими отверстиями, образованными посредством опор стержня. Одно из первого и второго отверстий может быть использовано как вход хладагента, тогда как другое может быть использовано как выход хладагента.
В многоцилиндровом двигателе, первый проточный канал для хладагента может сообщаться с первым отверстием, открытым в торце в продольном направлении головки блока цилиндров, и первый проточный канал для хладагента может сообщаться с вторым отверстием, открытым в торце в направлении в ширину головки блока цилиндров. "Торец в направлении в ширину" представляет собой поверхность, образующую конец в направлении в ширину, и может быть плоской поверхностью или неровной поверхностью. Когда первый проточный канал для хладагента образован посредством песчаного стержня, в обоих торцах в продольном направлении образованы отверстия посредством опор стержня, поддерживающих песчаный стержень. Одно из этих отверстий в обоих торцах может быть оставлено как первое отверстие, тогда как другое отверстие может быть закупоренным. Одно из первого и второго отверстий может быть использовано как вход хладагента, тогда как другое может быть использовано как выход хладагента.
В многоцилиндровом двигателе, первый проточный канал для хладагента может сообщаться с первым отверстием, открытым в торце в продольном направлении головки блока цилиндров, и первый проточный канал для хладагента может сообщаться со вторым отверстием, открытым в сопрягаемой поверхности блока цилиндров. Отверстия образованы в обоих торцах в продольном направлении посредством опор стержня, поддерживающих песчаный стержень. Одно из этих отверстий в обоих торцах может быть оставлено как первое отверстие, тогда как другое отверстие может быть закупоренным. Первый проточный канал для хладагента может быть соединен со вторым отверстием через коммуникационный проход, предусмотренный между двумя впускными каналами, сообщающимися со смежными двумя камерами сгорания. Первый проточный канал для хладагента может быть соединен со вторым отверстием через коммуникационный проход, предусмотренный между по меньшей мере одним из торцов в продольном направлении головки блока цилиндров и впускным каналом, ближайшим к по меньшей мере одному из торцов. Одно из первого и второго отверстий может быть использовано в качестве входа хладагента, тогда как другое может быть использовано как выход хладагента.
Согласно многоцилиндровому двигателю, включающему в себя описанную выше головку блока цилиндров, поскольку существует возможность подавления передачи тепла от камер сгорания к первому проточному каналу для хладагента посредством второго проточного канала для хладагента, расположенного между камерами сгорания и первым проточным каналом для хладагента, может поддерживаться низкая температура хладагента, текущего в первом проточном канале для хладагента. Соответственно, возможно эффективно охлаждать стороны верхней поверхности впускных каналов и, таким образом, эффективно охлаждать воздух, текущий во впускных каналах.
Краткое описание чертежей
Признаки, преимущества и техническая и промышленная значимость иллюстративных вариантов осуществления изобретения описаны далее со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых одинаковые элементы обозначены одинаковыми ссылочными позициями, и на которых:
Фиг. 1 - схема, на которой показана конфигурация системы охлаждения двигателя согласно первому варианту осуществления изобретения;
Фиг. 2 - вид в плане головки блока цилиндров первого варианта осуществления изобретения;
Фиг. 3 - вид в сечении, взятом по линии A-A с Фиг. 2, на котором показано сечение, включающее в себя центральную ось отверстия под вставление впускного клапана и перпендикулярное продольному направлению, головки блока цилиндров первого варианта осуществления изобретения;
Фиг. 4 - вид в сечении, взятом по линии B-B с Фиг. 2, на котором показано сечение, включающее в себя центральную ось камеры сгорания и перпендикулярное продольному направлению, головки блока цилиндров первого варианта осуществления изобретения;
Фиг. 5 - вид в сечении, взятом по линии C-C с Фиг. 2, на котором показано сечение, проходящее между двумя смежными камерами сгорания и перпендикулярное продольному направлению, головки блока цилиндров первого варианта осуществления изобретения;
Фиг. 6 - вид в перспективе, на котором показаны, в отображении, видимом насквозь, впускные каналы и первый проточный канал для хладагента головки блока цилиндров первого варианта осуществления изобретения;
Фиг. 7 - схема, на которой показано относительное положение между впускным каналом, болтом головки и первым проточным каналом для хладагента в головке блока цилиндров первого варианта осуществления изобретения;
Фиг. 8 - вид в перспективе, на котором показаны впускные каналы головки блока цилиндров первого варианта осуществления изобретения и их сечение по центральной линии впускного канала;
Фиг. 9 - вид сбоку, на котором показаны впускной канал головки блока цилиндров первого варианта осуществления изобретения и его центральная линия;
Фиг. 10 - вид в перспективе, на котором показаны модификация впускных каналов и их сечение по центральной линии впускного канала;
Фиг. 11 - вид сбоку, на котором показаны модификация впускного канала и его центральная линия;
Фиг. 12 - вид в перспективе, на котором показаны впускные каналы и отверстия под вставление впускного клапана вместе с сечением по центральной оси отверстия под вставление впускного клапана головки блока цилиндров первого варианта осуществления изобретения;
Фиг. 13 - вид сбоку, на котором показаны впускной канал и отверстие под вставление впускного клапана вместе с центральной осью головки блока цилиндров первого варианта осуществления изобретения;
Фиг. 14 - схема, на которой показан пример 1 применения, в котором система охлаждения двигателя первого варианта осуществления изобретения применена к системе двигателя с наддувом;
Фиг. 15 - схема, на которой показан пример 2 применения, в котором система охлаждения двигателя первого варианта осуществления изобретения применена к гибридной системе;
Фиг. 16 - вид в сечении, включающем в себя центральную ось отверстия под вставление впускного клапана и перпендикулярном продольному направлению, головки блока цилиндров второго варианта осуществления изобретения, то есть, в сечении, соответствующем сечению A-A с Фиг. 2;
Фиг. 17 - вид в сечении, включающем в себя центральную ось камеры сгорания и перпендикулярном продольному направлению, головки блока цилиндров второго варианта осуществления изобретения, то есть, в сечении, соответствующем сечению B-B с Фиг. 2;
Фиг. 18 - вид в сечении, проходящем между двумя смежными камерами сгорания и перпендикулярном продольному направлению, головки блока цилиндров второго варианта осуществления изобретения, то есть, в сечении, соответствующем сечению C-C с Фиг. 2;
Фиг. 19 - вид в перспективе, на котором показаны, в отображении, видимом насквозь, впускные каналы и первый проточный канал для хладагента внутри головки блока цилиндров второго варианта осуществления изобретения;
Фиг. 20 - вид в сечении, включающем в себя центральную ось отверстия под вставление впускного клапана и перпендикулярном продольному направлению, головки блока цилиндров третьего варианта осуществления изобретения, то есть, в сечении, соответствующем сечению A-A с Фиг. 2;
Фиг. 21 - вид в сечении, включающем в себя центральную ось камеры сгорания и перпендикулярном продольному направлению, головки блока цилиндров третьего варианта осуществления изобретения, то есть, в сечении, соответствующем сечению B-B с Фиг. 2;
Фиг. 22 - вид в сечении, проходящем между двумя смежными камерами сгорания и перпендикулярном продольному направлению, головки блока цилиндров третьего варианта осуществления изобретения, то есть, в сечении, соответствующем сечению C-C с Фиг. 2;
Фиг. 23 - вид в перспективе, на котором показаны, в отображении, видимом насквозь, впускные каналы и первый проточный канал для хладагента внутри головки блока цилиндров третьего варианта осуществления изобретения;
Фиг. 24 - вид в сечении, включающем в себя центральную ось отверстия под вставление впускного клапана и перпендикулярном продольному направлению, головки блока цилиндров четвертого варианта осуществления изобретения, то есть, в сечении, соответствующем сечению A-A с Фиг. 2;
Фиг. 25 - вид в сечении, включающем в себя центральную ось камеры сгорания и перпендикулярном продольному направлению, головки блока цилиндров четвертого варианта осуществления изобретения, то есть, в сечении, соответствующем сечению B-B с Фиг. 2;
Фиг. 26 - вид в сечении, проходящем между двумя смежными камерами сгорания и перпендикулярном продольному направлению, головки блока цилиндров четвертого варианта осуществления изобретения, то есть, в сечении, соответствующем сечению C-C с Фиг. 2;
Фиг. 27 - вид в перспективе, на котором показаны, в отображении, видимом насквозь, впускные каналы и первый проточный канал для хладагента внутри головки блока цилиндров четвертого варианта осуществления изобретения;
Фиг. 28 - схема, на которой показано относительное положение между впускным каналом, болтом головки и первым проточным каналом для хладагента в головке блока цилиндров четвертого варианта осуществления изобретения;
Фиг. 29 - вид в сечении, включающем в себя центральную ось отверстия под вставление впускного клапана и перпендикулярном продольному направлению, головки блока цилиндров пятого варианта осуществления изобретения, то есть, в сечении, соответствующем сечению A-A с Фиг. 2;
Фиг. 30 - вид в сечении, включающем в себя центральную ось отверстия под вставление впускного клапана и перпендикулярном продольному направлению, головки блока цилиндров шестого варианта осуществления изобретения;
Фиг. 31 - вид в сечении, включающем в себя центральную ось камеры сгорания и перпендикулярном продольному направлению, головки блока цилиндров шестого варианта осуществления изобретения;
Фиг. 32 - схема, на которой показана конфигурация системы охлаждения двигателя седьмого варианта осуществления изобретения;
Фиг. 33 - вид в перспективе, на котором показана конфигурация промежуточного коммуникационного прохода в системе охлаждения двигателя седьмого варианта осуществления изобретения;
Фиг. 34 - схема, на которой показано относительное положение между промежуточным коммуникационным проходом, показанным на Фиг. 33, и болтом головки;
Фиг. 35 - схема, на которой показана модификация промежуточного коммуникационного прохода системы охлаждения двигателя седьмого варианта осуществления изобретения;
Фиг. 36 - схема, на которой показана модификация первой циркуляционной системы для системы охлаждения двигателя седьмого варианта осуществления изобретения;
Фиг. 37 - схема, на которой показана конфигурация системы охлаждения двигателя восьмого варианта осуществления изобретения;
Фиг. 38 - вид в перспективе, на котором показаны, в отображении, видимом насквозь, впускные каналы и первый проточный канал для хладагента головки блока цилиндров в системе охлаждения двигателя восьмого варианта осуществления изобретения;
Фиг. 39 - схема, на которой показана конфигурация системы охлаждения двигателя девятого варианта осуществления изобретения;
Фиг. 40 - схема, на которой показана конфигурация системы охлаждения двигателя десятого варианта осуществления изобретения; и
Фиг. 41 - схема, на которой показана конфигурация системы охлаждения двигателя одиннадцатого варианта осуществления изобретения.
Подробное описание вариантов осуществления изобретения
Далее со ссылкой на чертежи описаны варианты осуществления изобретения. Тем не менее, описанные далее варианты осуществления предназначены только для демонстрации, в качестве примера, устройств и способов осуществления технических идей изобретения и, если не указано иначе, не направлены на ограничение конструкций и расположений компонентов, последовательностей процессов, и так далее, тем, что описано далее. Изобретение не ограничено описанными далее вариантами осуществления и может быть выполнено с различными изменениями без отхода от его сущности и объема.
Далее в этом документе, со ссылкой на чертежи описан первый вариант осуществления изобретения. Исходным условием первого варианта осуществления является то, что двигатель представляет собой рядный четырехцилиндровый двигатель с искровым воспламенением с жидкостным охлаждением. Это исходное условие также относится к описанным далее вариантам осуществления со второго по пятый. Тем не менее, при применении изобретения к двигателю, количество и расположение цилиндров двигателя и система зажигания двигателя не ограничены.
Далее со ссылкой на Фиг. 1 описана конфигурация системы охлаждения двигателя согласно первому варианту осуществления изобретения. Хладагент для охлаждения двигателя циркулирует между двигателем и радиатором посредством каждой из циркуляционных систем. Двигатель включает в себя блок 151 цилиндров и головку 101 блока цилиндров, установленную на блок 151 цилиндров через прокладку (не показана). Хладагент подается как в блок 151 цилиндров, так и в головку 101 блока цилиндров.
Система охлаждения двигателя первого варианта осуществления включает в себя две циркуляционные системы 120 и 160. Как первая циркуляционная система 120, таки и вторая циркуляционная система 160 образует независимый замкнутый контур и каждая включает в себя радиатор 124, 164 и насос 123, 126 хладагента. Каждая циркуляционная система 120, 160 может дополнительно включать в себя датчик температуры хладагента и термостат для регулировки температуры хладагента (не показаны).
Первая циркуляционная система 120 включает в себя первый проточный канал 30 для хладагента, в головке 101 блока цилиндров. Головка 101 блока цилиндров образована с входом хладагента и выходом хладагента, каждый из которых сообщается с первым проточным каналом 30 для хладагента. Вход хладагента головки 101 блока цилиндров соединен с выходом хладагента радиатора 124 через трубу 121 подвода хладагента, тогда как выход хладагента головки 101 блока цилиндров соединен с входом хладагента радиатора 124 через трубу 122 отвода хладагента. Труба 121 подвода хладагента предусмотрена с насосом 123 хладагента.
Вторая циркуляционная система 160 включает в себя второй проточный канал 20 для хладагента, образованный в головке 101 блока цилиндров, и третий проточный канал 152 хладагента, образованный в блоке 151 цилиндров. Третий проточный канал 152 хладагента блока 151 цилиндров включает в себя водяную рубашку, окружающую цилиндры. Второй проточный канал 20 для хладагента головки 101 блока цилиндров и третий проточный канал 152 хладагента блока 151 цилиндров соединены друг с другом через отверстие, образованное в сопрягаемой поверхности между головкой 101 блока цилиндров и блоком 151 цилиндров. Блок 151 цилиндров образован с входом хладагента, сообщающимся с третьим проточным каналом 152 хладагента, тогда как головка 101 блока цилиндров образована с выходом хладагента, сообщающимся со вторым проточным каналом 20 для хладагента. Вход хладагента блока 151 цилиндров соединен с выходом хладагента радиатора 164 через трубу 161 подвода хладагента, тогда как выход хладагента головки 101 блока цилиндров соединен с входом хладагента радиатора 164 через трубу 162 отвода хладагента. Труба 161 подвода хладагента предусмотрена с насосом 163 хладагента.
Головка 101 блока цилиндров образована с четырьмя впускными каналами 2 для четырех цилиндров. Когда головка 101 блока цилиндров расположена на верхней стороне в вертикальном направлении по отношению к блоку 151 цилиндров, первый проточный канал 30 для хладагента выполнен так, чтобы быть расположенным на верхних сторонах впускных окон 2. Второй проточный канал 20 для хладагента выполнен так, чтобы по меньшей мере его часть была расположена на нижних сторонах впускных окон 2.
Далее в этом документе, если не указано иначе, относительное положение между компонентами описано при условии, что головка 101 блока цилиндров расположена на верхней стороне в вертикальном направлении по отношению к блоку 151 цилиндров. Это предположение предназначено только для способствования пониманию описания и не направлено на какое-либо ограничение конфигурации головки блока цилиндров согласно изобретению. Конфигурация головки 101 блока цилиндров, в частности конфигурации первого проточного канала 30 для хладагента и второго проточного канала 20 для хладагента, будут описаны позже.
Согласно конфигурации, показанной на Фиг. 1, регулировки температуры жидкости могут быть выполнены независимо посредством двух циркуляционных систем 120 и 160. В частности, дано, что температура хладагента, который течет в первом проточном канале 30 для хладагента, равна температуре хладагента, который течет во втором проточном канале 20 для хладагента во время запуска холодного двигателя, и что, в процессе прогрева двигателя, температура хладагента, который течет в первом проточном канале 30 для хладагента, становится ниже, чем температура хладагента, который течет во втором проточном канале 20 для хладагента. Поскольку хладагент, который течет во втором проточном канале 20 для хладагента, представляет собой хладагент, прошедший через внутреннюю часть блока 151 цилиндров, его температура поднимается выше, чем температура хладагента у входа хладагента блока 151 цилиндров. Следовательно, согласно конфигурации, показанной на Фиг. 1, даже если температуры хладагентов на выходе из радиаторов 124 и 164 равны друг другу, когда хладагенты достигают головки 101 блока цилиндров, температура хладагента, который течет во втором проточном канале 20 для хладагента, становится выше, чем температура хладагента, который течет в первом проточном канале 30 для хладагента. Иначе говоря, хладагент, который течет в первом проточном канале 30 для хладагента, сохраняется с меньшей температурой, чем хладагент, который течет во втором проточном канале 20 для хладагента.
Далее описана базовая конфигурация головки 101 блока цилиндров первого варианта осуществления. Описание выполнено с использованием вида в плане и видов в сечении головки 101 блока цилиндров. В этом документе, базовая конфигурация представляет собой конфигурацию, не являющуюся конфигурациями первого проточного канала 30 для хладагента и второго проточного канала 20 для хладагента, которые являются одним из признаков изобретения. Конфигурации первого проточного канала 30 для хладагента и второго проточного канала 20 для хладагента будут подробно описаны после разъяснения базовой конфигурации.
Далее в этом документе, описана базовая конфигурация головки блока цилиндров первого варианта осуществления. Фиг. 2 представляет собой вид в плане головки 101 блока цилиндров первого варианта осуществления. В частности, Фиг. 2 представляет собой вид в плане головки 101 блока цилиндров при виде со стороны ее поверхности 1b прикрепления крышки головки, к которой прикреплена крышка головки. Следовательно, на Фиг. 2, сопрягаемая поверхность блока цилиндров головки 101 блока цилиндров не видна, поскольку она является задней поверхностью. Как описано выше в настоящем описании, осевое направление коленчатого вала рассматривается как продольное направление головки 101 блока цилиндров, тогда как направление, перпендикулярное продольному направлению и параллельное сопрягаемой поверхности блока цилиндров головки 101 блока цилиндров, рассматривается как направление в ширину головки 101 блока цилиндров. Среди торцов 1c и 1d в продольном направлении, торец 1d на стороне выходного конца коленчатого вала называется "задним торцом", тогда как торец 1c на его противоположной стороне называется "передним торцом".
Головка 101 блока цилиндров первого варианта осуществления представляет собой головку блока цилиндров рядного четырехцилиндрового двигателя с искровым воспламенением. Несмотря на то, что это не показано на Фиг. 1, четыре камеры сгорания для четырех цилиндров образованы бок о бок на одинаковых промежутках в конфигурации на одной линии в продольном направлении на нижней поверхности (поверхности, сопрягаемой с блоком цилиндров) головки 101 блока цилиндров. Головка 101 блока цилиндров образована с отверстиями 12 под вставление свечи зажигания для соответствующих камер сгорания.
Впускные каналы 2 и выпускные каналы 3 открыты у боковых поверхностей головки 101 блока цилиндров. В частности, впускные каналы 2 открыты у правой боковой поверхности головки 101 блока цилиндров при виде со стороны переднего торца 1c, тогда как выпускные каналы 3 открыты у левой боковой поверхности. Далее в этом описании, боковая поверхность, расположенная с правой стороны при виде со стороны переднего торца 1c головки 101 блока цилиндров, называется "правой боковой поверхностью" головки 101 блока цилиндров, тогда как боковая поверхность, расположенная с левой стороны, называется "левой боковой поверхностью" головки 101 блока цилиндров. Впускные каналы 2 проходят от соответствующих камер сгорания и отдельно открываются у правой боковой поверхности головки 101 блока цилиндров. Выпускные каналы 3 соединены в единый выпускной канал 3 внутри головки 101 блока цилиндров, и этот сборный единый выпускной канал 3 открывается у левой боковой поверхности головки 101 блока цилиндров. Далее, в этом отношении, там, где это допустимо, выпускные каналы 3 вместе со сборным единым выпускным каналом 3 могут быть совместно названы "выпускным каналом 3". Соответственно, в этом описании, правая сторона при виде со стороны переднего торца 1c головки 101 блока цилиндров может быть названа "стороной впуска", тогда как левая сторона может быть названа "стороной выпуска".
Головка 101 блока цилиндров первого варианта осуществления представляет собой головку блока цилиндров четырехклапанного двигателя, в которой для каждого цилиндра предусмотрены два впускных клапана и два выпускных клапана. В верхней поверхности головки 101 блока цилиндров образованы два отверстия 7 под вставление впускного клапана и два отверстия 8 под вставление выпускного клапана, окружающие каждое отверстие 12 под вставление свечи зажигания. Отверстия 7 под вставление впускного клапана сообщаются с впускными каналами 2 в головке 101 блока цилиндров, тогда как отверстия 8 под вставление выпускного клапана сообщаются с выпускными каналами 3 в головке 101 блока цилиндров.
На внутренней стороне поверхности 1b прикрепления крышки головки образованы отверстия 13, 14, 15, и 16 под вставление болта головки для вставления болтов головки для прикрепления для прикрепления головки 101 блока цилиндров к блоку цилиндров. Болты головки предусмотрены в количестве 5 штук для каждой из левой и правой сторон по отношению к ряду камер сгорания. На стороне впуска, каждое из отверстий 13 под вставление болта головки образовано между двумя смежными впускными каналами 2, и отверстия 15 под вставление болта головки соответственно образованы между передним торцом 1c и ближайшим к нему впускным каналом 2 и между задним торцом 1d и ближайшим к нему впускным каналом 2. На стороне выпуска, отверстия 14 под вставление болта головки соответственно образованы у развилок выпускных окон 3, отходящих к камерам сгорания, и отверстия 16 под вставление болта головки соответственно образованы между передним торцом 1c и выпускным каналом 3 и между задним торцом 1d и выпускным каналом 3.
Далее со ссылкой на виды в сечении описана конфигурация внутренней части головки 101 блока цилиндров первого варианта осуществления. Видами в сечении головки 101 блока цилиндров, на которые следует обратить внимание, являются вид в сечении, включающем в себя центральную ось отверстия 7 под вставление впускного клапана и перпендикулярном продольному направлению, головки 101 блока цилиндров (сечение A-A на Фиг. 2), вид в сечении, включающем в себя центральную ось камеры сгорания и перпендикулярном продольному направлению, головки 101 блока цилиндров (сечение B-B на Фиг. 2), и вид в сечении, проходящем между двумя смежными камерами сгорания и перпендикулярном продольному направлению, головки 101 блока цилиндров (сечение C-C на Фиг. 2).
Далее в этом документе, описана базовая конфигурация головки блока цилиндров при виде в сечении, включающем в себя центральную ось отверстия под вставление впускного клапана и перпендикулярном продольному направлению. Фиг. 3 представляет собой вид в сечении, на котором показано сечение, включающее в себя центральную ось отверстия 7 под вставление впускного клапана и перпендикулярное продольному направлению, головки 101 блока цилиндров (сечение A-A на Фиг. 2). На Фиг. 3 показано состояние, в котором впускной клапан 11 расположен в головке 101 блока цилиндров. Как видно на Фиг. 3, сопрягаемая поверхность 1a блока цилиндров в качестве нижней поверхности головки 101 блока цилиндров образована с шатрообразной камерой 4 сгорания. Когда головка 101 блока цилиндров установлена на блок цилиндров, камера 4 сгорания закрывает цилиндр сверху для образования замкнутого пространства. Когда в качестве камеры сгорания образовано замкнутое пространство, расположенное между головкой 101 блока цилиндров и поршнем, камера 4 сгорания может быть названа верхней поверхностью камеры сгорания.
Впускной канал 2 открыт у наклонной поверхности, на правой стороне при виде со стороны переднего конца головки 101 блока цилиндров, камеры 4 сгорания. Соединительная часть между впускным каналом 2 и камерой 4 сгорания, то есть, открытый конец на стороне камеры сгорания впускного канала 2, выполняет функцию впускного отверстия, которое выполнено с возможностью открывания и закрывания посредством впускного клапана 11. Поскольку для каждого цилиндра предусмотрены два впускных клапана 11, каждая камера 4 сгорания образована с двумя впускными отверстиями впускного канала 2. Вход впускного канала 2 открыт на правой боковой поверхности головки 101 блока цилиндров. Впускной канал 2 проходит под наклоном вниз налево от отверстия входа и по мере прохождения разветвляется на два канала, и эти два ответвляющихся канала соответственно сообщаются с впускными отверстиями, образованными в камере 4 сгорания. На Фиг. 3 показан ответвляющийся канал 2L на стороне переднего конца двигателя в продольном направлении. Впускной канал 2 представляет собой канал, образующий ламинарный поток, который может образовывать ламинарный поток в цилиндре.
Головка 101 блока цилиндров образована с отверстием 7 под вставление впускного клапана для проведения через него штока впускного клапана 11. В верхней поверхности головки 101 блока цилиндров на внутренней стороне поверхности 1b прикрепления крышки головки, предусмотрена камера 5 механизма привода клапана на стороне впуска, в которой расположен механизм привода клапана, выполненный с возможностью приведения впускных клапанов 11. Отверстие 7 под вставление впускного клапана проходит прямо под наклоном вверх справа от верхней поверхности, вблизи от камеры 4 сгорания, впускного канала 2 камере 5 механизма привода клапана на стороне впуска. Направляющая втулка 9 клапана для поддерживания штока впускного клапана 11 запрессована в отверстие 7 под вставление впускного клапана. Центральная ось L3 отверстия 7 под вставление впускного клапана включена в сечение, показанное на Фиг. 3, то есть, в плоское сечение, перпендикулярное продольному направлению.
Выпускной канал 3 открыт у наклонной поверхности, с левой стороны при виде со стороны переднего конца головки 101 блока цилиндров, камеры 4 сгорания. Соединительная часть между выпускным каналом 3 и камерой 4 сгорания, то есть, открытый конец на стороне камеры сгорания выпускного канала 3, выполняет функцию выпускного отверстия, которое выполнено с возможностью открывания и закрывания посредством выпускного клапана (выпускной клапан не показан на Фиг. 3). Поскольку для каждого цилиндра предусмотрены два выпускных клапана, каждая камера 4 сгорания образована с двумя выпускными отверстиями выпускного канала 3. Выпускной канал 3 имеет форму коллектора, имеющего шесть входов (выпускных отверстий), соответственно предусмотренных для выпускных клапанов камер 4 сгорания, и один выход, который открыт в левой боковой поверхности головки 101 блока цилиндров. Выход выпускного канала 3 не находится в сечении, показанном на Фиг. 3.
Головка 101 блока цилиндров образована с отверстием 8 под вставление выпускного клапана для прохождения через него штока выпускного клапана. В верхней поверхности головки 101 блока цилиндров на внутренней стороне поверхности 1b прикрепления крышки головки, предусмотрена камера 6 механизма привода клапана на стороне выпуска, в которой расположен механизм привода клапана, выполненный с возможностью приведения выпускных клапанов. Отверстие 8 под вставление выпускного клапана проходит прямо под наклоном вверх слева от верхней поверхности, вблизи от камеры 4 сгорания, выпускного канала 3 к камере 6 механизма привода клапана на стороне выпуска. Направляющая втулка 10 клапана для поддерживания штока выпускного клапана запрессована в отверстие 8 под вставление выпускного клапана.
Далее описана базовая конфигурация головки блока цилиндров при виде в сечении, включающем в себя центральную ось камеры сгорания и перпендикулярном продольному направлению. Фиг. 4 представляет собой вид в сечении, включающем в себя центральную ось L1 камеры 4 сгорания и перпендикулярном продольному направлению, головки 101 блока цилиндров (сечение B-B на Фиг. 2). Головка 101 блока цилиндров образована с отверстием 12 под вставление свечи зажигания для установки свечи зажигания. Отверстие 12 под вставление свечи зажигания открыто к верхней части шатрообразной камеры 4 сгорания. Центральная ось L1 камеры 4 сгорания совпадает с центральной осью цилиндра, когда головка 101 блока цилиндров установлена на блоке цилиндров.
Впускной канал 2, показанный на Фиг. 4, представляет собой его часть выше по потоку от его разветвляющейся части. Два ответвляющихся канала ниже по потоку от разветвляющейся части соответственно расположены на обеих сторонах плоского сечения, включающего в себя центральную ось L1 камеры 4 сгорания и перпендикулярного продольному направлению и, таким образом, не включенного в сечение, показанное на Фиг. 4. В сечении, показанном на Фиг.4, видна часть выпускного канала 3, имеющая форму коллектора.
Отверстие 17 под вставление инжектора распределенного впрыска для установки инжектора распределенного впрыска образовано в боковой поверхности головки 101 блока цилиндров на верхней стороне по отношению к впускному каналу 2. Центральная ось отверстия 17 под вставление инжектора распределенного впрыска расположена в плоском сечении, включающем в себя центральную ось L1 камеры 4 сгорания и перпендикулярном продольному направлению. Отверстие 17 под вставление инжектора распределенного впрыска пересекает впускной канал 2 под острым углом и открыто к части 2c под установку инжектора распределенного впрыска, которая образована выпуклой вверх на верхней поверхности разветвляющейся части впускного канала 2. Инжектор распределенного впрыска (не показан), вставленный в отверстие 17 под вставление инжектора распределенного впрыска, обнажает свой распылитель форсунки из части 2c под установку инжектора распределенного впрыска и впрыскивает топливо во впускной канал 2.
Отверстие 18 под вставление инжектора прямого впрыска в цилиндр для установки инжектора прямого впрыска в цилиндр образовано в боковой поверхности головки 101 блока цилиндров на нижней стороне по отношению к впускному каналу 2. Центральная ось отверстия 18 под вставление инжектора прямого впрыска в цилиндр расположена в плоском сечении, включающем в себя центральную ось L1 камеры 4 сгорания и перпендикулярном продольному направлению. Отверстие 18 под вставление инжектора прямого впрыска в цилиндр открыто к камере 4 сгорания. Инжектор прямого впрыска в цилиндр (не показан), вставленный в отверстие 18 под вставление инжектора прямого впрыска в цилиндр, впрыскивает топливо прямо в цилиндр.
Далее описана базовая конфигурация головки блока цилиндров при виде в сечении, проходящем между двумя смежными камерами сгорания и перпендикулярном продольному направлению. Фиг. 5 представляет собой вид в сечении, проходящем между двумя смежными камерами сгорания и перпендикулярном продольному направлению, головки 101 блока цилиндров (сечение C-C на Фиг. 2). Головка 101 блока цилиндров образована с отверстием 13 под вставление болта головки на стороне впуска, проходящим вертикально вниз от камеры 5 механизма привода клапана на стороне впуска и образована с отверстием 14 под вставление болта головки на стороне выпуска, проходящим вертикально вниз от камеры 6 механизма привода клапана на стороне выпуска. Отверстия 13 и 14 под вставление болта головки перпендикулярны сопрягаемой поверхности 1a блока цилиндров и открыты у сопрягаемой поверхности 1a блока цилиндров. Сечение, показанное на Фиг. 5, представляет собой сечение, включающее в себя центральные оси отверстий 13 и 14 под вставление болта головки и перпендикулярное продольному направлению.
В сечении, показанном на Фиг. 5, видна собирающая часть выпускного канала 3, выполненная в форме коллектора. Собирающая часть выпускного канала 3 в форме коллектора открыта у левой боковой поверхности головки 101 блока цилиндров. Выпускные каналы 3 соединяются в один внутри головки 101 блока цилиндров таким образом, чтобы избегать отверстий 14 под вставление болта головки.
Далее описаны конфигурации проточных каналов для хладагента головки 101 блока цилиндров первого варианта осуществления. Описание выполнено с использованием видов в сечении головки 101 блока цилиндров и вида в перспективе, на котором показан проточный канал для хладагента внутри головки 101 блока цилиндров в отображении, видимом насквозь.
Далее в этом документе описаны конфигурации проточных каналов для хладагента головки блока цилиндров первого варианта осуществления. Во-первых, перед описанием конфигураций проточных каналов для хладагента головки блока цилиндров, будут определены опорные плоскости головки блока цилиндров для использования в описании. В настоящем описании, определены четыре опорные плоскости. Определенные здесь опорные плоскости также относятся к описанным далее вариантам осуществления со второго по пятый.
1. Сопрягаемая Поверхность Блока Цилиндров (Первая Опорная Плоскость)
Сопрягаемая поверхность 1a блока цилиндров, показанная на Фиг. 3, 4, и 5, представляет собой первую опорную плоскость. Когда головка 101 блока цилиндров установлена на блоке цилиндров, сопрягаемая поверхность 1a блока цилиндров представляет собой плоское сечение, перпендикулярное центральным осям цилиндров блока цилиндров.
2. Центральное Плоское Сечение Продольного направления Головки Блока Цилиндров (Вторая Опорная Плоскость)
На Фиг. 4 показана центральная ось L1 камеры 4 сгорания. Вторая опорная плоскость представляет собой воображаемое плоское сечение, включающее в себя центральные оси L1 камер 4 сгорания и параллельное продольному направлению. Это плоское сечение здесь называется "центральным плоским сечением продольного направления головки блока цилиндров". На Фиг. 3 и 5, воображаемой линией показано центральное плоское сечение S1 продольного направления головки блока цилиндров. В сечении, показанном на Фиг. 4, центральное плоское сечение S1 продольного направления головки блока цилиндров перекрывает центральную ось L1 камеры 4 сгорания. Когда головка 101 блока цилиндров установлена на блоке цилиндров, центральное плоское сечение S1 продольного направления головки блока цилиндров представляет собой плоское сечение, включающее в себя центральные оси цилиндров блока цилиндров.
3. Сечение по Центральной Линии Впускного Канала (Третья Опорная Плоскость)
На Фиг. 3, 4, и 5 показана воображаемая линия, обозначенная ссылочной позицией S2. Эта воображаемая линия представляет сечение по центральной линии впускного канала, являющееся третьей опорной плоскостью. Сечение по центральной линии впускного канала представляет собой воображаемую плоскость, образованную как плоскость, включающая в себя центральные линии впускных каналов 2. Далее в этом документе, со ссылкой на Фиг. 8-11 подробно описаны центральная линия впускного канала 2 и сечение по центральной линии впускного канала.
Фиг. 9 представляет собой вид сбоку, на котором показаны впускной канал 2 головки блока цилиндров первого варианта осуществления и его центральная линия L2. На Фиг. 9 показана форма впускного канала 2 при виде при виде со стороны переднего конца головки блока цилиндров, если представить, что внутренняя часть головки блока цилиндров является прозрачной. Центральная линия L2 образована как линия, проходящая через центры сечений, каждое из которых взято перпендикулярно направлению потока впускного канала 2. Соответственно, на Фиг. 9, расстояние от верхней поверхности 2a впускного канала 2 до центральной линии L2 равно расстоянию от нижней поверхности 2b впускного канала 2 до центральной линии L2. В первом варианте осуществления, поскольку впускной канал 2 проходит по существу прямо от его входа к его впускным отверстиям, центральная линия L2 также показана как прямая линия в плоскости проекции (плоском сечении, перпендикулярном продольному направлению головки блока цилиндров). Часть 2c под установку инжектора распределенного впрыска для установки инжектора распределенного впрыска и часть 2d под вставление впускного клапана, в которую вставляется шток впускного клапана, являются выпуклыми вверх на верхней поверхности 2a впускного канала 2. Эти выпуклые части не следует учитывать при вычислении положения центральной линии L2.
Фиг. 8 представляет собой вид в перспективе, на котором показаны впускные каналы 2 головки блока цилиндров первого варианта осуществления и их сечение S2 по центральной линии впускного канала. На Фиг. 8 показаны форма впускных каналов 2 и относительное положение между впускными каналами 2 и сечением S2 по центральной линии впускного канала, если представить, что внутренняя часть головки блока цилиндров является прозрачной. На Фиг. 8 видно, что впускной канал 2 разветвляется на два ответвляющихся канала 2L и 2R по ходу потока. Несмотря на то, что это не показано, центральная линия L2 также разветвляется на две центральные линии внутри впускного канала 2, и эти две ответвленные центральные линии соответственно проходят через центры сечений ответвляющихся каналов 2L и 2R. Центральные линии L2 становятся прямой линией в проекции на плоское сечение, перпендикулярное продольному направлению головки блока цилиндров. Соответственно, сечение S2 по центральной линии впускного канала, включающее в себя эти центральные линии L2, задано плоским сечением, которое перпендикулярно плоскости, перпендикулярной продольному направлению головки блока цилиндров. В поверхности стенки, образующей впускной канал 2, поверхность, расположенная на стороне центрального плоского сечения S1 продольного направления головки блока цилиндров по отношению к сечению S2 по центральной линии впускного канала, называется "верхней поверхностью", тогда как поверхность, расположенная на стороне сопрягаемой поверхности 1a блока цилиндров по отношению к сечению S2 по центральной линии впускного канала, называется "нижней поверхностью".
Фиг. 11 представляет собой вид сбоку, на котором показаны модификация впускного канала 2 и его центральная линия L2. Части модификации, подобные первому варианту осуществления, обозначены такими же ссылочными позициями. В этой модификации, впускной канал 2 имеет форму, которая проходит прямо от его входа до части прохождения и затем постепенно изгибается вертикально вниз к его впускным отверстиям. Соответственно, в плоскости проекции (плоском сечении, перпендикулярном продольному направлению головки блока цилиндров), центральная линия L2 показана как прямая линия от входа впускного канала 2 до части прохождения и затем как кривая линия, которая постепенно изгибается вертикально вниз к впускным отверстиям впускного канала 2.
Фиг. 10 представляет собой вид в перспективе, на котором показаны модификация впускных каналов 2 и их сечение S2 по центральной линии впускного канала. На Фиг. 10 видно, что впускной канал 2 имеет прямую форму до его разветвления на два ответвляющихся канала 2L и 2R по ходу потока, и затем изгибается у соответствующих ответвляющихся каналов 2L и 2R. Сечение S2 по центральной линии впускного канала в этой модификации задано плоским сечением и криволинейным сечением, соответствующим форме впускных каналов 2. Соответственно, сечение S2 по центральной линии впускного канала не является обязательно плоским сечением и может быть задано как сечение, являющееся комбинацией плоского сечения и криволинейного сечения, или как множество криволинейных сечений с разной кривизной в зависимости от формы впускных каналов 2.
4. Сечение по Центральной Оси Отверстия Под Вставление Впускного Клапана (Четвертая Опорная Плоскость)
На Фиг. 3 показана центральная ось L3 отверстия 7 под вставление впускного клапана. Центральная ось L3 отверстия 7 под вставление впускного клапана также является центральной осью впускного клапана 11. Четвертая опорная плоскость представляет собой воображаемое плоское сечение, включающее в себя центральные оси L3 отверстий 7 под вставление впускного клапана и параллельное продольному направлению. Это плоское сечение здесь называется "сечением по центральной оси отверстия под вставление впускного клапана". На Фиг. 4 и 5, сечение S3 центральной оси отверстия под вставление впускного клапана показано воображаемой линией. В сечении, показанном на Фиг. 3, сечение S3 центральной оси отверстия под вставление впускного клапана перекрывает центральную ось L3 отверстия 7 под вставление впускного клапана.
Фиг. 13 представляет собой вид сбоку, на котором показаны впускной канал 2 и отверстие 7 под вставление впускного клапана вместе с его центральной осью L3 головки блока цилиндров первого варианта осуществления. На Фиг. 13 показаны формы впускного канала 2 и отверстия 7 под вставление впускного клапана при виде со стороны переднего конца головки блока цилиндров, если представить, что внутренняя часть головки блока цилиндров является прозрачной. Кольцеобразное седло 2f клапана запрессовано во впускное отверстие впускного канала 2. Центральная ось L3 отверстия 7 под вставление впускного клапана совпадает с центральной осью седла 2f клапана.
Фиг. 12 представляет собой вид в перспективе, на котором показаны впускные каналы 2 и отверстия 7 под вставление впускного клапана вместе с их сечением S3 по центральной оси отверстия под вставление впускного клапана головки блока цилиндров первого варианта осуществления. На Фиг. 12 показана форма частей переднего конца впускных каналов 2 и относительное положение между отверстиями 7 под вставление впускного клапана и сечением S3 по центральной оси отверстия под вставление впускного клапана, если представить, что внутренняя часть головки блока цилиндров является прозрачной. Сечение S3 по центральной оси отверстия под вставление впускного клапана представляет собой плоское сечение, в котором центральные оси L3 отверстий 7 под вставление впускного клапана впускных каналов 2 расположены параллельно друг другу.
Далее со ссылкой на Фиг. 6 и 7 описаны два проточных канала для хладагента, предусмотренные в головке блока цилиндров первого варианта осуществления, и форма первого проточного канала для хладагента, в котором течет низкотемпературный хладагент. Фиг. 6 представляет собой вид в перспективе, на котором показаны, в отображении, видимом насквозь, впускные каналы 2 и первый проточный канал 30 для хладагента головки блока цилиндров первого варианта осуществления. На Фиг. 6 показаны форма первого проточного канала 30 для хладагента и относительное положение между первым проточным каналом 30 для хладагента, впускными каналами 2, и направляющими втулками 9 клапана, если представить, что внутренняя часть головки блока цилиндров является прозрачной.
Первый проточный канал 30 для хладагента предусмотрен на верхней стороне ряда впускных каналов 2 в головке блока цилиндров. Первый проточный канал 30 для хладагента проходит в направлении ряда впускных каналов 2, то есть, в продольном направлении головки блока цилиндров, вдоль верхних поверхностей 2a впускных каналов 2.
Первый проточный канал 30 для хладагента имеет единичную структуру для каждого впускного канала 2. На Фиг. 6, структура части, окруженной пунктирной линией, представляет собой единичную структуру первого проточного канала 30 для хладагента. Единичная структура включает в себя пару кольцевых проходов, соответственно расположенных вокруг левой и правой направляющих втулок 9 клапана (точнее, отверстий под вставление впускного клапана) впускного канала 2. Каждый кольцевой проход включает в себя внутренний проточный канал 31, расположенный на стороне центрального плоского сечения продольного направления головки блока цилиндров по отношению к направляющей втулке 9 клапана, и наружный проточный канал 32, расположенный на стороне боковой поверхности головки блока цилиндров по отношению к направляющей втулке 9 клапана. Как внутренний проточный канал 31, так и наружный проточный канал 32 являются проточными каналами, изогнутыми в форме дуги, и являются осесимметричными по отношению к направляющей втулке 9 клапана. К тому же, внутренний проточный канал 31 и наружный проточный канал 32 имеют по существу одинаковую площадь поперечного сечения проточного канала.
Единичная структура включает в себя первый соединительный проход 34, соединяющий левый и правый кольцевые проходы, каждый из которых включает в себя внутренний проточный канал 31 и наружный проточный канал 32. Первый соединительный проход 34 расположен над пространством между левым и правым ответвляющимися каналами впускного канала 2 на средней стороне головки блока цилиндров по отношению к направляющим втулкам 9 клапана. Первый соединительный проход 34 представляет собой проточный канал, проходящий в продольном направлении, и непрерывно сообщается с левым и правым внутренними проточными каналами 31. "Непрерывно сообщается" означает, что направление потока во внутреннем проточном канале 31 и направление потока в первом соединительном проходе 34 совпадают друг с другом в положении соединения между внутренним проточным каналом 31 и первым соединительным проходом 34. Наружный проточный канал 32 сообщается положением соединения между внутренним проточным каналом 31 и первым соединительным проходом 34.
Первый проточный канал 30 для хладагента включает в себя вторые соединительные проходы 33, каждый из которых соединяет две смежные единичные структуры. Второй соединительный проход 33 расположен над пространством между двумя смежными впускными каналами 2 на стороне боковой поверхности головки блока цилиндров по отношению к направляющим втулкам 9 клапана. Второй соединительный проход 33 представляет собой проточный канал, проходящий в продольном направлении и непрерывно сообщается с наружными проточными каналами 32 двух смежных единичных структур. Внутренний проточный канал 31 сообщается с положением соединения между наружным проточным каналом 32 и вторым соединительным проходом 33. В первом проточном канале 30 для хладагента, первые соединительные проходы 34, расположенные на средней стороне головки блока цилиндров по отношению к направляющим втулкам 9 клапана, и вторые соединительные проходы 33, расположенные на стороне боковой поверхности головки блока цилиндров по отношению к направляющим втулкам 9 клапана, расположены попеременно в продольном направлении так, чтобы охватывать между собой кольцевые проходы, каждый из которых включает в себя внутренний проточный канал 31 и наружный проточный канал 32.
Входной проточный канал 35 и выходной проточный канал 36 соответственно предусмотрены у обеих концевых частей в продольном направлении первого проточного канала 30 для хладагента. Входной проточный канал 35 проходит прямо в продольном направлении от кольцевого прохода, ближайшего к заднему концу головки блока цилиндров, до заднего торца головки блока цилиндров и сообщается с первым отверстием 37, открытым в заднем торце. Первое отверстие 37 представляет собой вход хладагента, образованный в головке блока цилиндров, и труба подвода хладагента первой циркуляционной системы соединена с первым отверстием 37. Выходной проточный канал 36 проходит прямо в продольном направлении от кольцевого прохода, ближайшего к переднему концу головки блока цилиндров, до переднего торца головки блока цилиндров и сообщается со вторым отверстием 38, открытым в переднем торце. Второе отверстие 38 представляет собой выход хладагента, образованный в головке блока цилиндров, и труба отвода хладагента первой циркуляционной системы соединена со вторым отверстием 38. Может быть предусмотрена альтернативная конфигурация, в которой второе отверстие 38 используется как вход хладагента, тогда как первое отверстие 37 используется как выход хладагента, посредством этого вводя хладагент со стороны переднего конца головки блока цилиндров и выводя хладагент со стороны заднего конца головки блока цилиндров.
Первый проточный канал 30 для хладагента образован в головке блока цилиндров с использованием песчаного стержня при литье головки блока цилиндров. Песчаный стержень для образования первого проточного канала 30 для хладагента отличается от песчаного стержня для образования второго проточного канала для хладагента. Входной проточный канал 35 и выходной проточный канал 36 представляют собой проточные каналы, которые образованы посредством опор стержня, поддерживающих песчаный стержень с обеих сторон, тогда как первое отверстие 37 и второе отверстие 38 представляют собой отверстия для удаления песка, которые образованы посредством удаления опор стержня. То есть, в головке блока цилиндров первого варианта осуществления, отверстия для удаления песка, которые образованы во время образования первого проточного канала 30 для хладагента посредством песчаного стержня, используются в качестве входа хладагента и выхода хладагента.
Хладагент входит в первый проточный канал 30 для хладагента через первое отверстие 37 в качестве входа хладагента, проходит через первый проточный канал 30 для хладагента, и затем выходит из первого проточного канала 30 для хладагента через второе отверстие 38 в качестве выхода хладагента. По ходу потока, хладагент течет через кольцевые проходы, соответственно окружающие направляющие втулки 9 клапана (точнее, отверстия под вставление впускного клапана). Площади поперечного сечения проточного канала внутреннего проточного канала 31 и наружного проточного канала 32, образующих каждый кольцевой проход, по существу равны друг другу, и длины проточного канала от первого соединительного прохода 34 (или второго соединительного прохода 33) до второго соединительного прохода 33 (или первого соединительного прохода 34) по существу равны друг другу при прохождении через внутренний проточный канал 31 и при прохождении через наружный проточный канал 32. Следовательно, хладагент течет равномерно через внутренний проточный канал 31 и наружный проточный канал 32 в каждом кольцевом проходе для исключения застоя хладагента в первом проточном канале 30 для хладагента.
Фиг. 7 представляет собой схему, на которой показано относительное положение между впускным каналом 2, болтом 19 головки, и первым проточным каналом 30 для хладагента в головке блока цилиндров первого варианта осуществления. На Фиг. 7 показаны форма первого проточного канала 30 для хладагента вокруг направляющей втулки 9 клапана и относительное положение между впускным каналом 2, первым проточным каналом 30 для хладагента, и болтом 19 головки при виде со стороны переднего конца головки блока цилиндров, если представить, что внутренняя часть головки блока цилиндров является прозрачной. Болт 19 головки, показанный на Фиг. 7, представляет собой болт головки, расположенный между передним торцом головки блока цилиндров и ближайшим к нему впускным каналом. Первый проточный канал 30 для хладагента проходит на средней стороне головки блока цилиндров по отношению к болту 19 головки.
Это же относится к относительному положению между болтами головки, каждый из которых расположен между двумя смежными впускными каналами 2, и первым проточным каналом 30 для хладагента. Первый проточный канал 30 для хладагента расположен так, чтобы проходить через области, ближайшие к середине головки блока цилиндров по отношению к болтам головки. Если предположить, что первый проточный канал 30 для хладагента проходит на стороне боковой поверхности головки блока цилиндров по отношению к болтам головки, поскольку впускные каналы 2 проходят под наклоном вверх к боковой поверхности головки блока цилиндров, не существует другой альтернативы кроме проведения первого проточного канала 30 для хладагента в высоких положениях в направлении в высоту головки блока цилиндров. В этой конфигурации, в первом проточном канале 30 для хладагента могут возникать воздушные карманы, ухудшающие циркуляцию хладагента. В связи с этим, поскольку высота верхних поверхностей 2a впускных каналов 2 задана низкой в областях, находящихся ближе к середине головки блока цилиндров по отношению к болтам головки, возможно проводить первый проточный канал 30 для хладагента по существу прямо в продольном направлении без местного образования тех частей, которые проходят в высоких положениях.
Далее со ссылкой на виды в сечении описаны конфигурации проточных каналов для хладагента, включающих в себя первый проточный канал для хладагента, головки блока цилиндров, в частности относительное положение между первым проточным каналом для хладагента и другими компонентами, включающими в себя второй проточный канал для хладагента, головки блока цилиндров.
Далее в этом документе, описаны конфигурации проточных каналов для хладагента головки блока цилиндров при виде в сечении, включающем в себя центральную ось отверстия под вставление впускного клапана и перпендикулярном продольному направлению. На Фиг. 3 показаны профили поперечного сечения первого проточного канала для хладагента и второго проточного канала для хладагента головки 101 блока цилиндров в поперечном сечении, включающем в себя центральную ось L3 отверстия 7 под вставление впускного клапана и перпендикуляром продольному направлению. К тому же, на Фиг. 3 показано относительное положение между первым проточным каналом для хладагента и другими компонентами, включающими в себя второй проточный канал для хладагента, головки 101 блока цилиндров. В сечении, показанном на Фиг. 3, области, отмеченные ссылочными позициями 20a, 20b, 20c, 20d, и 20e, представляют собой сечений частей второго проточного канала для хладагента. Далее в этом документе, например, при ссылке на область, обозначенную ссылочной позицией 20a, она называется "часть 20a" второго проточного канала для хладагента или "второй проточный канал 20a хладагента". Несмотря на то, что части 20a, 20b, 20c, 20d, и 20e второго проточного канала для хладагента отделены друг от друга в сечении, показанном на Фиг. 3, эти части соединяются в одну внутри головки 101 блока цилиндров.
В сечении, показанном на Фиг. 3, вблизи от верхней части шатрообразной крыши камеры 4 сгорания, часть 20a второго проточного канала для хладагента расположена в области, находящейся между верхней поверхностью 3a вблизи от выпускного отверстия выпускного канала 3 и верхней поверхностью 2a вблизи от впускного отверстия впускного канала 2. Часть 20b второго проточного канала для хладагента расположена между нижней поверхностью 3b выпускного канала 3 и сопрягаемой поверхностью 1a блока цилиндров. Часть 20b второго проточного канала для хладагента открыта у сопрягаемой поверхности 1a блока цилиндров и сообщается с проточным каналом для хладагента на стороне блока цилиндров. Часть 20d и часть 20e второго проточного канала для хладагента соответственно расположены на обеих сторонах центральной оси отверстия 8 под вставление выпускного клапана. Части 20a, 20b, 20d, и 20e второго проточного канала для хладагента образуют водяную рубашку, окружающую выпускной канал 3, для охлаждения выпускного канала 3 и выпускного клапана. К тому же, часть 20a второго проточного канала для хладагента охлаждает периферию камеры 4 сгорания, в которой возникает высокая температура.
В сечении, показанном на Фиг. 3, часть 20c второго проточного канала для хладагента расположена между сечением S2 по центральной линии впускного канала и сопрягаемой поверхностью 1a блока цилиндров, более конкретно, между нижней поверхностью 2b впускного канала 2 и сопрягаемой поверхностью 1a блока цилиндров. Вблизи от разветвляющейся части впускного канала 2, часть 20c второго проточного канала для хладагента расположена приблизительно напротив наружного проточного канала 32 первого проточного канала для хладагента, и между ними расположен впускной канал 2. Часть 20c второго проточного канала для хладагента открыта у сопрягаемой поверхности 1a блока цилиндров. Это отверстие сопрягаемой поверхности 1a блока цилиндров сообщается с проточным каналом для хладагента на стороне блока цилиндров. Хладагент, прошедший через внутреннюю часть блока цилиндров, вводится в часть 20c второго проточного канала для хладагента через отверстие сопрягаемой поверхности 1a блока цилиндров.
В сечении, показанном на Фиг. 3, внутренний проточный канал 31 и наружный проточный канал 32 первого проточного канала для хладагента расположены между сечением S2 по центральной линии впускного канала и центральным плоским сечением S1 продольного направления головки блока цилиндров. Более конкретно, внутренний проточный канал 31 первого проточного канал для хладагента находится на стороне центрального плоского сечения S1 продольного направления головки блока цилиндров по отношению к сечению S3 по центральной оси отверстия под вставление впускного клапана, тогда как наружный проточный канал 32 первого проточного канала для хладагента находится на стороне сечения S2 по центральной линии впускного канала по отношению к сечению S3 по центральной оси отверстия под вставление впускного клапана. Внутренний проточный канал 31 находится на стороне, противоположной верхней части шатрообразной крыши камеры 4 сгорания, и между ними расположена часть 20a второго проточного канала для хладагента. Внутренний проточный канал 31 имеет продолговатый профиль поперечного сечения, проходящий в направлении центральной оси L3 отверстия 7 под вставление впускного клапана, и расположен вблизи от поверхности стенки отверстия 7 под вставление впускного клапана. Наружный проточный канал 32 находится вблизи от разветвляющейся части впускного канала 2 выше по потоку от отверстия 7 под вставление впускного клапана. Наружный проточный канал 32 имеет профиль поперечного сечения, близкий к треугольнику, имеющему сторону, параллельную верхней поверхности 2a впускного канала 2, и сторону, параллельную поверхности стенки отверстия 7 под вставление впускного клапана, и расположен вблизи как от поверхности стенки отверстия 7 под вставление впускного клапана, так и от верхней поверхности 2a впускного канала 2.
Согласно описанной выше конфигурации, показанной на Фиг. 3, верхняя поверхность 2a впускного канала 2, в частности верхняя поверхность 2a выше по потоку от отверстия 7 под вставление впускного клапана, может быть эффективно охлаждена посредством наружного проточного канала 32 и внутреннего проточного канала 31 первого проточного канала для хладагента, в котором течет хладагент, который имеет температуру ниже, чем температура хладагента, текущего во втором проточном канале для хладагента, охлаждающем выпускной канал 3. Во впускном канале 2, представляющем собой канал, образующий ламинарный поток, воздух течет таким образом, чтобы держаться стороны верхней поверхности 2a впускного канала 2. Следовательно, воздух, текущий во впускном канале 2, может быть эффективно охлажден посредством охлаждения верхней поверхности 2a впускного канала 2 с низкотемпературным хладагентом.
Часть 20a второго проточного канала для хладагента расположена между верхней частью шатрообразной крыши камеры 4 сгорания и внутренним проточным каналом 31 первого проточного канала для хладагента. Поскольку тепло, вырабатываемое в камере 4 сгорания, поглощается частью 20a второго проточного канала для хладагента, непосредственная передача тепла к внутреннему проточному каналу 31 от камеры 4 сгорания подавляется. Соответственно, исключается нагрев хладагента во внутреннем проточном канале 31 посредством тепла, вырабатываемого в камере 4 сгорания, приводящий к уменьшению эффективности охлаждения воздуха, текущего во впускном канале 2.
Передача тепла от сопрягаемой поверхности 1a блока цилиндров к нижней поверхности 2b впускного канала 2 может быть подавлена посредством части 20c второго проточного канала для хладагента. Температура хладагента, охлаждающего сторону нижней поверхности 2b впускного канала 2, выше, чем температура хладагента, охлаждающего сторону верхней поверхности 2a впускного канала 2, и, таким образом, не вызывает избыточного уменьшения температуры нижней поверхности 2b впускного канала 2, где велика величина адгезии топлива, впрыскиваемого из инжектора распределенного впрыска. То есть, посредством части 20c второго проточного канала для хладагента, нижняя поверхность 2b впускного канала 2 может быть умеренно охлаждена до такой степени, чтобы не ухудшать испарение топлива.
Далее описаны конфигурации проточных каналов для хладагента головки блока цилиндров при виде в сечении, включающем в себя центральную ось камеры сгорания и перпендикулярном продольному направлению. На Фиг. 4 показаны профили поперечного сечения первого проточного канала для хладагента и второго проточного канала для хладагента головки 101 блока цилиндров в сечении, включающем в себя центральную ось L1 камеры 4 сгорания и перпендикулярном продольному направлению. К тому же, на Фиг. 4 показано относительное положение между первым проточным каналом для хладагента и другими компонентами, включающими в себя второй проточный канал для хладагента, головки 101 блока цилиндров. В сечении, показанном на Фиг. 4, области, обозначенные ссылочными позициями 20f, 20g, и 20h, представляют собой сечений частей второго проточного канала для хладагента. Несмотря на то, что части 20f, 20g, и 20h второго проточного канала для хладагента отделены друг от друга В сечении, показанном на Фиг. 4, эти части соединяются в одну с частями 20a, 20b, 20c, 20d, и 20e, показанным на Фиг. 3, внутри головки 101 блока цилиндров.
В сечении, показанном на Фиг. 4, рядом с открытым концом 12a отверстия 12 под вставление свечи зажигания, часть 20g второго проточного канала для хладагента расположена на стороне впуска по отношению к центральному плоскому сечению S1 продольного направления головки блока цилиндров. Часть 20g второго проточного канала для хладагента расположена вблизи от поверхности стенки на стороне впуска части переднего конца отверстия 12 под вставление свечи зажигания между центральным плоским сечением S1 продольного направления головки блока цилиндров и сечением S3 по центральной оси отверстия под вставление впускного клапана. Вблизи от открытого конца 12a отверстия 12 под вставление свечи зажигания, часть 20f второго проточного канала для хладагента расположена на стороне выпуска по отношению к центральному плоскому сечению S1 продольного направления головки блока цилиндров. Часть 20f второго проточного канала для хладагента расположена вдоль как поверхности стенки на стороне выпуска части переднего конца отверстия 12 под вставление свечи зажигания, так и поверхности стенки на стороне выпуска камеры 4 сгорания. Часть 20h второго проточного канала для хладагента расположена над частью 20f второго проточного канала для хладагента. Части 20f и 20h второго проточного канала для хладагента образуют водяную рубашку, окружающую выпускной канал 3, вместе с частями 20a, 20b, 20d, и 20e, показанными на Фиг. 3. Часть 20g второго проточного канала для хладагента охлаждает периферию камеры 4 сгорания, в которой возникает высокая температура, в частности периферию отверстия 12 под вставление свечи зажигания.
В сечении, показанном на Фиг. 4, первый соединительный проход 34 первого проточного канала для хладагента расположен между центральным плоским сечением S1 продольного направления головки блока цилиндров и сечением S3 по центральной оси отверстия под вставление впускного клапана. Первый соединительный проход 34 имеет продолговатый скругленный прямоугольный профиль поперечного сечения, по существу параллельный сечению S3 по центральной оси отверстия под вставление впускного клапана, и имеет площадь поперечного сечения проточного канала, по существу равную сумме площадей поперечного сечения проточного канала наружного проточного канала 32 и внутреннего проточного канала 31, показанных на Фиг. 3. Первый соединительный проход 34 расположен на стороне, противоположной верхней части камеры 4 сгорания, более конкретно, на стороне, противоположной открытому концу 12a отверстия 12 под вставление свечи зажигания, и между ними расположена часть 20g второго проточного канала для хладагента.
Согласно описанной выше конфигурации, показанной на Фиг. 4, тепло, вырабатываемое в камере 4 сгорания, поглощается частью 20g второго проточного канала для хладагента, расположенной между первым соединительным проходом 34 первого проточного канала для хладагента и верхней частью камеры 4 сгорания. Следовательно, подавляется непосредственная передача тепла к первому соединительному проходу 34 от камеры 4 сгорания. Соответственно, исключается увеличение температуры хладагента, текущего в первом проточном канале для хладагента, вызывающее уменьшение эффективности охлаждения воздуха, текущего во впускном канале 2.
Далее описаны конфигурации проточных каналов для хладагента головки блока цилиндров при виде в сечении, проходящем между двумя смежными камерами сгорания и перпендикулярном продольному направлению. Фиг. 5 показаны профили поперечного сечения первого проточного канала для хладагента и второго проточного канала для хладагента головки 101 блока цилиндров в сечении, проходящем между двумя смежными камерами сгорания и перпендикулярном продольному направлению. К тому же, на Фиг. 5 показано относительное положение между первым проточным каналом для хладагента и другими компонентами, включающими в себя второй проточный канал для хладагента, головки 101 блока цилиндров. В сечении, показанном на Фиг. 5, области, обозначенные ссылочными позициями 20i, 20j, и 20p, представляют собой сечений частей второго проточного канала для хладагента. Несмотря на то, что части 20i, 20j, и 20p второго проточного канала для хладагента отделены друг от друга В сечении, показанном на Фиг. 5, эти части соединяются в одну с частями 20a, 20b, 20c, 20d, и 20e, показанными на Фиг. 3, и частями 20f, 20g, и 20h, показанными на Фиг. 4, внутри головки 101 блока цилиндров.
В сечении, показанном на Фиг. 5, част 20i второго проточного канала для хладагента расположена между центральным плоским сечением S1 продольного направления головки блока цилиндров и отверстием 14 под вставление болта головки на стороне выпуска. Часть 20j второго проточного канала для хладагента расположена между центральным плоским сечением S1 продольного направления головки блока цилиндров и отверстием 13 под вставление болта головки на стороне впуска. Как часть 20i, так и часть 20j второго проточного канала для хладагента открыты у сопрягаемой поверхности 1a блока цилиндров. К тому же, часть 20i и часть 20j второго проточного канала для хладагента сообщаются друг с другом в середине головки 101 блока цилиндров. Часть 20p второго проточного канала для хладагента расположена между отверстием 14 под вставление болта головки на стороне выпуска и выпускным каналом 3. Часть 20p второго проточного канала для хладагента открыта у сопрягаемой поверхности 1a блока цилиндров. Части 20i и 20p второго проточного канала для хладагента образуют водяную рубашку, окружающую выпускной канал 3, вместе с частями 20a, 20b, 20d, и 20e, показанными на Фиг. 3, и частями 20f, 20g и 20h, показанными на Фиг. 4. Часть 20j второго проточного канала для хладагента охлаждает часть между частями переднего конца двух смежных впускных каналов.
В сечении, показанном на Фиг. 5, второй соединительный проход 33 первого проточного канала для хладагента расположен между сечением S2 по центральной линии впускного канала и сечением S3 по центральной оси отверстия под вставление впускного клапана. Второй соединительный проход 33 имеет продолговатый скругленный прямоугольный профиль поперечного сечения, по существу параллельный сечению S3 по центральной оси отверстия под вставление впускного клапана, и имеет площадь поперечного сечения проточного канала, по существу равную сумме площадей поперечного сечения проточного канала наружного проточного канала 32 и внутреннего проточного канала 31, показанных на Фиг. 3. Второй соединительный проход 33 находится на стороне, противоположной сопрягаемой поверхности 1a блока цилиндров, и между ними расположена часть 20j второго проточного канала для хладагента.
Согласно описанной выше конфигурации, показанной на Фиг. 5, тепло, передаваемое от сопрягаемой поверхности 1a блока цилиндров, поглощается частью 20j второго проточного канала для хладагента, расположенной между сопрягаемой поверхностью 1a блока цилиндров и вторым соединительным проходом 33 первого проточного канала для хладагента. Следовательно, подавляется непосредственная передача тепла ко второму соединительному проходу 33 от сопрягаемой поверхности 1a блока цилиндров. Соответственно, исключается увеличение температуры хладагента, текущего в первом проточном канале для хладагента, вызывающее уменьшение эффективности охлаждения воздуха, текущего во впускном канале 2.
В сечении, показанном на Фиг. 5, второй соединительный проход 33 первого проточного канала для хладагента расположен в области ближе к середине головки 101 блока цилиндров по отношению к отверстию 13 под вставление болта головки на стороне впуска. Если предположить, что второй соединительный проход 33 расположен на стороне боковой поверхности головки блока цилиндров по отношению к отверстию 13 под вставление болта головки, положение в направлении в высоту головки блока цилиндров второго соединительного прохода 33 должно быть высоким. Из-за этой конфигурации существует возможность того, что воздух, остающийся во втором соединительном проходе 33, не будет выпущен, таким образом, ухудшая циркуляцию хладагента. В связи с этим, согласно относительному положению, показанному на Фиг. 5, поскольку возможно провести первый проточный канал для хладагента по существу прямо в продольном направлении, возможно предотвратить застой воздуха в первом проточном канале для хладагента.
Далее описаны конкретные примеры применения системы охлаждения двигателя, включающей в себя головку 101 блока цилиндров, первого варианта осуществления, выполненной согласно приведенному выше описанию.
Во-первых, описан пример 1 первого варианта осуществления. На Фиг. 14 показан пример 1 применения, в котором система охлаждения двигателя первого варианта осуществления применена к системе двигателя с наддувом. Сама по себе конфигурация системы охлаждения двигателя эквивалентна базовой конфигурации системы охлаждения двигателя, показанной на Фиг. 1. Соответственно, на Фиг. 14, компоненты, эквивалентные компонентам системы охлаждения двигателя, показанной на Фиг. 1, обозначены одинаковыми ссылочными позициями. Повторное описание этих эквивалентных компонентов опущено или упрощено.
В системе двигателя с наддувом, турбокомпрессор 131 прикреплен к впускному проходу 130, сообщающемуся с головкой 101 блока цилиндров, и промежуточный охладитель 132 с жидкостным охлаждением расположен ниже по потоку от турбокомпрессора 131. В примере 1 применения, показанном на Фиг. 14, промежуточный охладитель 132 встроен в первую циркуляционную систему 120, и низкотемпературный хладагент, текущий в первой циркуляционной системе 120, используется для теплообмена с воздухом в промежуточном охладителе 132. Более конкретно, промежуточный охладитель 132 расположен в трубе 121 подвода хладагента, и хладагент, используемый для теплообмена в промежуточном охладителе 132, вводится в первый проточный канал 30 для хладагента, предусмотренный в головке 101 блока цилиндров. В примере 1 применения, показанном на Фиг. 14, датчик 125 температуры хладагента расположен в трубе 122 отвода хладагента, и датчиком 125 температуры хладагента измеряется температура хладагента, прошедшего через первый проточный канал 30 для хладагента. Измеренная температура хладагента используется в качестве информации для управления частотой вращения насоса 123 хладагента.
Далее описан пример 2 применения первого варианта осуществления. На Фиг. 15 показан пример 2 применения, в котором система охлаждения двигателя первого варианта осуществления применена к гибридной системе. Сама по себе конфигурация системы охлаждения двигателя эквивалентна базовой конфигурации системы охлаждения двигателя, показанной на Фиг. 1. Соответственно, на Фиг. 15, компоненты, эквивалентные компонентам системы охлаждения двигателя, показанной на Фиг. 1, обозначены одинаковыми ссылочными позициями. Повторное описание этих эквивалентных компонентов опущено или упрощено.
Гибридная система, в которой объединены двигатель и электродвигатель, включает в себя инвертер 135. В примере 2 применения, показанном на Фиг. 15, инвертер 135 встроен в первую циркуляционную систему 120, и низкотемпературный хладагент, текущий в первой циркуляционной системе 120, используется для охлаждения инвертера 135. Более конкретно, инвертер 135 расположен в трубе 121 подвода хладагента, и хладагент, используемый для охлаждения инвертера 135, вводится в первый проточный канал 30 для хладагента, предусмотренный в головке 101 блока цилиндров. Также в примере 2 применения, показанном на Фиг. 15, датчик 125 температуры хладагента расположен в трубе 122 отвода хладагента.
Далее со ссылкой на чертежи описан второй вариант осуществления изобретения. Базовая конфигурация головки блока цилиндров второго варианта осуществления является такой же, как базовая конфигурация головки блока цилиндров первого варианта осуществления. Соответственно, описание базовой конфигурации головки блока цилиндров первого варианта осуществления полностью включено в описание базовой конфигурации головки блока цилиндров второго варианта осуществления, и, таким образом, ее повторное описание опущено.
Головка блока цилиндров второго варианта осуществления включает в себя два проточных канала для хладагента, соединенные с независимыми и отдельными циркуляционными системами. Температура хладагента, текущего в первом проточном канале для хладагента, равна температуре хладагента, текущего во втором проточном канале для хладагента во время запуска холодного двигателя и, по мере прогрева двигателя, хладагент с температурой ниже, чем температура хладагента, текущего во втором проточном канале для хладагента, течет в первом проточном канале для хладагента. Головка блока цилиндров второго варианта осуществления отличается от головки блока цилиндров первого варианта осуществления конфигурацией первого проточного канала для хладагента. Далее в этом документе описана конфигурация первого проточного канала для хладагента головки блока цилиндров второго варианта осуществления. Описание выполнено с использованием видов в сечении головки блока цилиндров и вида в перспективе, на котором показан проточный канал для хладагента внутри головки блока цилиндров в отображении, видимом насквозь. На чертежах, компоненты, эквивалентные компонентам первого варианта осуществления, обозначены такими же ссылочными позициями. Конфигурация второго проточного канала для хладагента является такой же, как в головке блока цилиндров первого варианта осуществления. Соответственно, описание конфигурации второго проточного канала для хладагента головки блока цилиндров первого варианта осуществления полностью включено в описание конфигурации второго проточного канала для хладагента головки блока цилиндров второго варианта осуществления, и его повторное описание опущено.
Далее в этом документе описаны конфигурации проточных каналов для хладагента головки блока цилиндров второго варианта осуществления. Из двух проточных каналов для хладагента, предусмотренных в головке блока цилиндров второго варианта осуществления, будет описана форма первого проточного канала для хладагента, в котором течет низкотемпературный хладагент, со ссылкой на Фиг. 19. Фиг. 19 представляет собой вид в перспективе, на котором показаны, в отображении, видимом насквозь, впускные каналы 2 и первый проточный канал 40 для хладагента головки блока цилиндров второго варианта осуществления. На Фиг. 19 показаны форма первого проточного канала 40 для хладагента и относительное положение между первым проточным каналом 40 для хладагента, впускными каналами 2, и направляющими втулками 9 клапана, если представить, что внутренняя часть головки блока цилиндров является прозрачной.
Первый проточный канал 40 для хладагента предусмотрен на верхней стороне ряда впускных каналов 2 в головке блока цилиндров. Первый проточный канал 40 для хладагента проходит в направлении ряда впускных каналов 2, то есть, в продольном направлении головки блока цилиндров, вдоль верхних поверхностей 2a впускных каналов 2.
Первый проточный канал 40 для хладагента имеет единичную структуру для каждого впускного канала 2. На Фиг. 19, структура части, окруженной пунктирной линией, представляет собой единичную структуру первого проточного канала 40 для хладагента. Единичная структура включает в себя пару дугообразных проточных каналов 41, соответственно расположенных вокруг левой и правой направляющих втулок 9 клапана (точнее, отверстий под вставление впускного клапана) впускного канала 2. Каждый из дугообразных проточных каналов 41 представляет собой проточный канал, изогнутый дугообразно по периферии направляющей втулки 9 клапана, и, соответственно, проходит между левой и правой направляющими втулками 9 клапана от стороны боковой поверхности головки блока цилиндров к середине головки блока цилиндров по отношению к направляющим втулкам 9 клапана. Левый и правый дугообразные проточные каналы 41 являются плоскосимметричными по отношению к плоскому сечению, разделяющему впускной канал 2 на левую и правую части (плоскому сечению, включающему в себя центральную ось камеры сгорания и перпендикулярному продольному направлению головки блока цилиндров).
Единичная структура включает в себя первый соединительный проход 43, соединяющий левый и правый дугообразные проточные каналы 41. Первый соединительный проход 43 расположен над пространством между левым и правым ответвляющимися каналами впускного канала 2 на средней стороне головки блока цилиндров по отношению к направляющим втулкам 9 клапана. Первый соединительный проход 43 представляет собой проточный канал, выпукло изогнутый к середине головки блока цилиндров и непрерывно сообщается с левым и правым дугообразными проточными каналами 41.
Первый проточный канал 40 для хладагента включает в себя вторые соединительные проходы 42, каждый из которых соединяет две смежные единичные структуры. Второй соединительный проход 42 расположен над пространством между двумя смежными впускными каналами 2 на стороне боковой поверхности головки блока цилиндров по отношению к направляющим втулкам 9 клапана. Второй соединительный проход 42 представляет собой проточный канал, проходящий в продольном направлении головки блока цилиндров, и непрерывно сообщается с дугообразными проточными каналами 41 двух смежных единичных структур.
Входной проточный канал 44 и выходной проточный канал 45 соответственно предусмотрены у обеих концевых частей в продольном направлении первого проточного канала 40 для хладагента. Входной проточный канал 44 проходит прямо в продольном направлении к первому отверстию 46, открытому в заднем торце головки блока цилиндров. Выходной проточный канал 45 проходит прямо в продольном направлении ко второму отверстию 47, открытому в переднем торце головки блока цилиндров. Входной проточный канал 44 и выходной проточный канал 45 представляют собой проточные каналы, которые образованы посредством опор стержня, поддерживающих песчаный стержень, для образования первого проточного канала 40 для хладагента, с обеих сторон, тогда как первое отверстие 46 и второе отверстие 47 представляют собой отверстия для удаления песка, которые образованы посредством удаления опор стержня. Первое отверстие 46 используется в качестве входа хладагента, тогда как второе отверстие 47 используется в качестве выхода хладагента. В качестве альтернативы, второе отверстие 47 может быть использовано в качестве входа хладагента, тогда как первое отверстие 46 может быть использовано в качестве выхода хладагента.
Далее со ссылкой на виды в сечении описано относительное положение между первым проточным каналом для хладагента и другими компонентами, включающими в себя второй проточный канал для хладагента, головки блока цилиндров.
Далее в этом документе описаны конфигурации проточных каналов для хладагента головки блока цилиндров при виде в сечении, включающем в себя центральную ось отверстия под вставление впускного клапана и перпендикулярном продольному направлению. Фиг. 16 представляет собой вид в сечении, включающем в себя центральную ось L3 отверстия 7 под вставление впускного клапана и перпендикулярном продольному направлению, головки блока цилиндров второго варианта осуществления. На Фиг. 16 показаны профили поперечного сечения первого проточного канала для хладагента и второго проточного канала для хладагента. К тому же, на Фиг. 16 показано относительное положение между первым проточным каналом для хладагента и другими компонентами, включающими в себя второй проточный канал для хладагента, головки 102 блока цилиндров.
В сечении, показанном на Фиг. 16, дугообразный проточный канал 41 первого проточного канала для хладагента расположен между сечением S2 по центральной линии впускного канала и центральным плоским сечением S1 продольного направления головки блока цилиндров на стороне сечения S2 по центральной линии впускного канала по отношению к сечению S3 по центральной оси отверстия под вставление впускного клапана. Дугообразный проточный канал 41 находится вблизи от разветвляющейся части впускного канала 2 выше по потоку от отверстия 7 под вставление впускного клапана. Дугообразный проточный канал 41 имеет профиль поперечного сечения, близкий к треугольнику, имеющему сторону, параллельную верхней поверхности 2a впускного канала 2, и сторону, параллельную поверхности стенки отверстия 7 под вставление впускного клапана, и расположен вблизи как от поверхности стенки отверстия 7 под вставление впускного клапана, так и от верхней поверхности 2a впускного канала 2.
Согласно описанной выше конфигурации, показанной на Фиг. 16, верхняя поверхность 2a впускного канала 2, в частности верхняя поверхность 2a выше по потоку от отверстия 7 под вставление впускного клапана, может быть эффективно охлаждена посредством дугообразного проточного канала 41 первого проточного канала для хладагента, в котором течет хладагент, температура которого ниже, чем температура хладагента, текущего во втором проточном канале для хладагента, охлаждающем выпускной канал 3. Соответственно, существует возможность эффективного охлаждения воздуха, текущего во впускном канале 2.
Далее описаны конфигурации проточных каналов для хладагента головки блока цилиндров при виде в сечении, включающем в себя центральную ось камеры сгорания и перпендикулярном продольному направлению. Фиг. 17 представляет собой вид в сечении, включающем в себя центральную ось L1 камеры 4 сгорания и перпендикулярном продольному направлению, головки блока цилиндров второго варианта осуществления. На Фиг. 17 показаны профили поперечного сечения первого проточного канала для хладагента и второго проточного канала для хладагента в описанном выше сечении. К тому же, на Фиг. 17 показано относительное положение между первым проточным каналом для хладагента и другими компонентами, включающими в себя второй проточный канал для хладагента, головки 102 блока цилиндров.
В сечении, показанном на Фиг. 17, первый соединительный проход 43 первого проточного канала для хладагента расположен между центральным плоским сечением S1 продольного направления головки блока цилиндров и сечением S3 по центральной оси отверстия под вставление впускного клапана. Первый соединительный проход 43 имеет продолговатый скругленный прямоугольный профиль поперечного сечения, по существу параллельный сечению S3 по центральной оси отверстия под вставление впускного клапана. Первый соединительный проход 43 находится на стороне, противоположной верхней части камеры 4 сгорания, более конкретно, на стороне, противоположной открытому концу 12a отверстия 12 под вставление свечи зажигания, и между ними расположена часть 20g второго проточного канала для хладагента.
Согласно описанной выше конфигурации, показанной на Фиг. 17, тепло, вырабатываемое в камере 4 сгорания, поглощается частью 20g второго проточного канала для хладагента, расположенной между первым соединительным проходом 43 первого проточного канала для хладагента и верхней частью камеры 4 сгорания. Следовательно, подавляется непосредственная передача тепла к первому соединительному проходу 43 от камеры 4 сгорания. Соответственно, исключается увеличение температуры хладагента, текущего в первом проточном канале для хладагента, вызывающее уменьшение эффективности охлаждения воздуха, текущего во впускном канале 2.
Далее описаны конфигурации проточных каналов для хладагента головки блока цилиндров при виде в сечении, проходящем между двумя смежными камерами сгорания и перпендикулярном продольному направлению. Фиг. 18 представляет собой вид в сечении, проходящем между двумя смежными камерами сгорания и перпендикулярном продольному направлению, головки блока цилиндров второго варианта осуществления, в частности, в сечении, включающем в себя центральные оси отверстий 13 и 14 под вставление болта головки и перпендикулярном продольному направлению. На Фиг. 18 показаны профили поперечного сечения первого проточного канала для хладагента и второго проточного канала для хладагента в описанном выше сечении. К тому же, на Фиг. 18 показано относительное положение между первым проточным каналом для хладагента и другими компонентами, включающими в себя второй проточный канал для хладагента, головки 102 блока цилиндров.
В сечении, показанном на Фиг. 18, второй соединительный проход 42 первого проточного канала для хладагента расположен между сечением S2 по центральной линии впускного канала и сечением S3 по центральной оси отверстия под вставление впускного клапана в области ближе к середине головки 102 блока цилиндров по отношению к отверстию 13 под вставление болта головки на стороне впуска. Второй соединительный проход 42 имеет продолговатый скругленный прямоугольный профиль поперечного сечения, по существу параллельный сечению S3 по центральной оси отверстия под вставление впускного клапана. Второй соединительный проход 42 находится на стороне, противоположной сопрягаемой поверхности 1a блока цилиндров, и между ними расположена часть 20j второго проточного канала для хладагента.
Согласно описанной выше конфигурации, показанной на Фиг. 18, тепло, передаваемое от сопрягаемой поверхности 1a блока цилиндров, поглощается частью 20j второго проточного канала для хладагента, расположенной между сопрягаемой поверхностью 1a блока цилиндров и вторым соединительным проходом 42 первого проточного канала для хладагента. Следовательно, подавляется непосредственная передача тепла ко второму соединительному проходу 42 от сопрягаемой поверхности 1a блока цилиндров. Соответственно, исключается увеличение температуры хладагента, текущего в первом проточном канале для хладагента, вызывающее уменьшение эффективности охлаждения воздуха, текущего во впускном канале 2.
Далее со ссылкой на чертежи описан третий вариант осуществления изобретения. Базовая конфигурация головки блока цилиндров третьего варианта осуществления является такой же, как базовая конфигурация головки блока цилиндров первого варианта осуществления. Соответственно, описание базовой конфигурации головки блока цилиндров первого варианта осуществления полностью включено в описание базовой конфигурации головки блока цилиндров третьего варианта осуществления, и его повторное описание опущено.
Головка блока цилиндров третьего варианта осуществления включает в себя два проточных канала для хладагента, соединенных к независимым и отдельным циркуляционным системам. Температура хладагента, текущего в первом проточном канале для хладагента, равна температуре хладагента, текущего во втором проточном канале для хладагента во время запуска холодного двигателя и, по мере прогрева двигателя, хладагент с температурой ниже, чем температура хладагента, текущего во втором проточном канале для хладагента, течет в первом проточном канале для хладагента. Головка блока цилиндров третьего варианта осуществления отличается от головки блока цилиндров первого варианта осуществления конфигурацией первого проточного канала для хладагента. Далее в этом документе описана конфигурация первого проточного канала для хладагента головки блока цилиндров третьего варианта осуществления. Описание выполнено с использованием видов в сечении головки блока цилиндров и вида в перспективе, на котором показан проточный канал для хладагента внутри головки блока цилиндров в отображении, видимом насквозь. На чертежах, компоненты, эквивалентные компонентам первого варианта осуществления, обозначены одинаковыми ссылочными позициями. Конфигурация второго проточного канала для хладагента является такой же, как в головке блока цилиндров первого варианта осуществления. Соответственно, описание конфигурации второго проточного канала для хладагента головки блока цилиндров первого варианта осуществления полностью включено в описание конфигурации второго проточного канала для хладагента головки блока цилиндров третьего варианта осуществления, и его повторное описание опущено.
Далее в этом документе описаны конфигурации проточных каналов для хладагента головки блока цилиндров третьего варианта осуществления. Из двух проточных каналов для хладагента, предусмотренных в головке блока цилиндров третьего варианта осуществления, будет описана форма первого проточного канала для хладагента, в котором течет низкотемпературный хладагент, со ссылкой на Фиг. 23. Фиг. 23 представляет собой вид в перспективе, на котором показаны, в отображении, видимом насквозь, впускные каналы 2 и первый проточный канал 50 для хладагента головки блока цилиндров третьего варианта осуществления. На Фиг. 23 показаны форма первого проточного канала 50 для хладагента и относительное положение между первым проточным каналом 50 для хладагента, впускными каналами 2, и направляющими втулками 9 клапана, если представить, что внутренняя часть головки блока цилиндров является прозрачной.
Первый проточный канал 50 для хладагента предусмотрен на верхней стороне ряда впускных каналов 2 в головке блока цилиндров. Первый проточный канал 50 для хладагента проходит в направлении ряда впускных каналов 2, то есть, в продольном направлении головки блока цилиндров, вдоль верхних поверхностей 2a впускных каналов 2.
Первый проточный канал 50 для хладагента имеет единичную структуру для каждого впускного канала 2. На Фиг. 23, структура части, окруженной пунктирной линией, представляет собой единичную структуру первого проточного канала 50 для хладагента. Единичная структура включает в себя пару дугообразных проточных каналов 51, соответственно расположенных вокруг левой и правой направляющих втулок 9 клапана (точнее, отверстий под вставление впускного клапана) впускного канала 2. Каждый из дугообразных проточных каналов 51 представляет собой проточный канал, изогнутый дугообразно по периферии направляющей втулки 9 клапана, и, соответственно, проходит на наружных сторонах левой и правой направляющих втулок 9 клапана от стороны боковой поверхности головки блока цилиндров к середине головки блока цилиндров по отношению к направляющим втулкам 9 клапана. Левый и правый дугообразные проточные каналы 51 являются плоскосимметричными по отношению к плоскому сечению, разделяющему впускной канал 2 на левую и правую части (плоскому сечению, включающему в себя центральную ось камеры сгорания и перпендикулярному продольному направлению головки блока цилиндров).
Единичная структура включает в себя первый соединительный проход 53, соединяющий левый и правый дугообразные проточные каналы 51. Первый соединительный проход 53 расположен над пространством между левым и правым ответвляющимися каналами впускного канала 2 на средней стороне головки блока цилиндров по отношению к направляющим втулкам 9 клапана. Первый соединительный проход 53 представляет собой проточный канал, проходящий в продольном направлении головки блока цилиндров, и непрерывно сообщается с левым и правым дугообразными проточными каналами 51.
Первый проточный канал 50 для хладагента включает в себя вторые соединительные проходы 52, каждый из которых соединяет две смежные единичные структуры. Второй соединительный проход 52 расположен над пространством между двумя смежными впускными каналами 2 на стороне боковой поверхности головки блока цилиндров по отношению к направляющим втулкам 9 клапана. Второй соединительный проход 52 представляет собой проточный канал, изогнутый выпукло к стороне боковой поверхности головки блока цилиндров, и непрерывно сообщается с дугообразными проточными каналами 51 двух смежных единичных структур.
Входной проточный канал 54 и выходной проточный канал 55 соответственно предусмотрены у обеих концевых частей в продольном направлении первого проточного канала 50 для хладагента. Входной проточный канал 54 проходит прямо в продольном направлении к первому отверстию 56, открытую в заднем торце головки блока цилиндров. Выходной проточный канал 55 проходит прямо в продольном направлении ко второму отверстию 57, открытому в переднем торце головки блока цилиндров. Входной проточный канал 54 и выходной проточный канал 55 представляют собой проточные каналы, которые образованы посредством опор стержня, поддерживающих песчаный стержень, для образования первого проточного канала 50 для хладагента, с обеих сторон, тогда как первое отверстие 56 и второе отверстие 57 представляют собой отверстия для удаления песка, которые образованы посредством удаления опор стержня. Первое отверстие 56 используется в качестве входа хладагента, тогда как второе отверстие 57 используется в качестве выхода хладагента. В качестве альтернативы, второе отверстие 57 может быть использовано в качестве входа хладагента, тогда как первое отверстие 56 может быть использовано в качестве выхода хладагента.
Далее со ссылкой на виды в сечении описано относительное положение между первым проточным каналом для хладагента и другими компонентами, включающими в себя второй проточный канал для хладагента, головки блока цилиндров.
Далее в этом документе описаны конфигурации проточных каналов для хладагента головки блока цилиндров при виде в сечении, включающем в себя центральную ось отверстия под вставление впускного клапана и перпендикулярном продольному направлению. Фиг. 20 представляет собой вид в сечении, включающем в себя центральную ось L3 отверстия 7 под вставление впускного клапана и перпендикулярном продольному направлению, головки блока цилиндров третьего варианта осуществления. На Фиг. 20 показаны профили поперечного сечения первого проточного канала для хладагента и второго проточного канала для хладагента в описанном выше сечении. К тому же, на Фиг. 20 показано относительное положение между первым проточным каналом для хладагента и другими компонентами, включающими в себя второй проточный канал для хладагента, головки 103 блока цилиндров.
В сечении, показанном на Фиг. 20, дугообразный проточный канал 51 первого проточного канала для хладагента расположен между сечением S2 по центральной линии впускного канала и центральным плоским сечением S1 продольного направления головки блока цилиндров на стороне центрального плоского сечения S1 продольного направления головки блока цилиндров по отношению к сечению S3 по центральной оси отверстия под вставление впускного клапана. Дугообразный проточный канал 51 находится на стороне, противоположной верхней части шатрообразной крыши камеры 4 сгорания, и между ними расположена часть 20a второго проточного канала для хладагента. Дугообразный проточный канал 51 имеет продолговатый профиль поперечного сечения, проходящий в направлении центральной оси L3 отверстия 7 под вставление впускного клапана и расположенный вблизи от поверхности стенки отверстия 7 под вставление впускного клапана.
Согласно описанной выше конфигурации, показанной на Фиг. 20, не только верхняя поверхность 2a впускного канала 2, но также и направляющая втулка 9 клапана может быть охлаждена посредством дугообразного проточного канала 51 первого проточного канала для хладагента. Посредством охлаждения направляющей втулки 9 клапана, температура впускного клапана 11 может быть уменьшена. Посредством охлаждения верхней поверхности 2a впускного канала 2 и впускного клапана 11 низкотемпературным хладагентом, текущим в первом проточном канале для хладагента, возможно эффективно охлаждать воздух, текущий во впускном канале 2.
Далее описаны конфигурации проточных каналов для хладагента головки блока цилиндров при виде в сечении, включающем в себя центральную ось камеры сгорания и перпендикулярном продольному направлению. Фиг. 21 представляет собой вид в сечении, включающем в себя центральную ось L1 камеры 4 сгорания и перпендикулярном продольному направлению, головки блока цилиндров третьего варианта осуществления. На Фиг. 21 показаны профили поперечного сечения первого проточного канала для хладагента и второго проточного канала для хладагента в описанном выше сечении. К тому же, на Фиг. 21 показано относительное положение между первым проточным каналом для хладагента и другими компонентами, включающими в себя второй проточный канал для хладагента, головки 103 блока цилиндров.
В сечении, показанном на Фиг. 21, первый соединительный проход 53 первого проточного канала для хладагента расположен между центральным плоским сечением S1 продольного направления головки блока цилиндров и сечением S3 по центральной оси отверстия под вставление впускного клапана. Первый соединительный проход 53 имеет продолговатый скругленный прямоугольный профиль поперечного сечения, по существу параллельный сечению S3 по центральной оси отверстия под вставление впускного клапана. Первый соединительный проход 53 находится на части, противоположной верхней части камеры 4 сгорания, более конкретно, на стороне, противоположной открытому концу 12a отверстия 12 под вставление свечи зажигания, и между ними расположена часть 20g второго проточного канала для хладагента.
Согласно описанной выше конфигурации, показанной на Фиг. 21, тепло, вырабатываемое в камере 4 сгорания, поглощается частью 20g второго проточного канала для хладагента, расположенной между первым соединительным проходом 53 первого проточного канала для хладагента и верхней частью камеры 4 сгорания. Следовательно, подавляется непосредственная передача тепла к первому соединительному проходу 53 от камеры 4 сгорания. Соответственно, исключается увеличение температуры хладагента, текущего в первом проточном канале для хладагента, вызывающее уменьшение эффективности охлаждения воздуха, текущего во впускном канале 2.
Далее описаны конфигурации проточных каналов для хладагента головки блока цилиндров при виде в сечении, проходящем между двумя смежными камерами сгорания и перпендикулярном продольному направлению. Фиг. 22 представляет собой вид в сечении, проходящем между двумя смежными камерами сгорания и перпендикулярном продольному направлению, головки блока цилиндров третьего варианта осуществления, в частности, в сечении, включающем в себя центральные оси отверстий 13 и 14 под вставление болта головки и перпендикулярном продольному направлению. На Фиг. 22 показаны профили поперечного сечения первого проточного канала для хладагента и второго проточного канала для хладагента в описанном выше сечении. К тому же, на Фиг. 22 показано относительное положение между первым проточным каналом для хладагента и другими компонентами, включающими в себя второй проточный канал для хладагента, головки 103 блока цилиндров.
В сечении, показанном на Фиг. 22, второй соединительный проход 52 первого проточного канала для хладагента расположен между сечением S2 по центральной линии впускного канала и сечением S3 по центральной оси отверстия под вставление впускного клапана в области ближе к середине головки 103 блока цилиндров по отношению к отверстию 13 под вставление болта головки на стороне впуска. Второй соединительный проход 52 имеет продолговатый скругленный прямоугольный профиль поперечного сечения, по существу параллельный сечению S3 по центральной оси отверстия под вставление впускного клапана. Второй соединительный проход 52 находится на стороне, противоположной сопрягаемой поверхности 1a блока цилиндров, и между ними расположена часть 20j второго проточного канала для хладагента.
Согласно описанной выше конфигурации, показанной на Фиг. 22, тепло, передаваемое от сопрягаемой поверхности 1a блока цилиндров, поглощается частью 20j второго проточного канала для хладагента, расположенной между сопрягаемой поверхностью 1a блока цилиндров и вторым соединительным проходом 52 первого проточного канала для хладагента. Следовательно, подавляется непосредственная передача тепла ко второму соединительному проходу 52 от сопрягаемой поверхности 1a блока цилиндров. Соответственно, исключается увеличение температуры хладагента, текущего в первом проточном канале для хладагента, вызывающее уменьшение эффективности охлаждения воздуха, текущего во впускном канале 2.
Далее со ссылкой на чертежи описан четвертый вариант осуществления изобретения. Базовая конфигурация головки блока цилиндров четвертого варианта осуществления является такой же, как базовая конфигурация головки блока цилиндров первого варианта осуществления. Соответственно, описание базовой конфигурации головки блока цилиндров первого варианта осуществления полностью включено в описание базовой конфигурации головки блока цилиндров четвертого варианта осуществления, и его повторное описание опущено.
Головка блока цилиндров четвертого варианта осуществления включает в себя два проточных канала для хладагента, соединенных к независимым и отдельным циркуляционным системам. Температура хладагента, текущего в первом проточном канале для хладагента, равна температуре хладагента, текущего во втором проточном канале для хладагента во время запуска холодного двигателя и, по мере прогрева двигателя, хладагент с температурой ниже, чем температура хладагента, текущего во втором проточном канале для хладагента, течет в первом проточном канале для хладагента. Головка блока цилиндров четвертого варианта осуществления отличается от головки блока цилиндров первого варианта осуществления конфигурацией первого проточного канала для хладагента. Далее в этом документе описана конфигурация первого проточного канала для хладагента головки блока цилиндров четвертого варианта осуществления. Описание выполнено с использованием видов в сечении головки блока цилиндров и вида в перспективе, на котором показан проточный канал для хладагента внутри головки блока цилиндров в отображении, видимом насквозь. На чертежах, компоненты, эквивалентные компонентам первого варианта осуществления, обозначены одинаковыми ссылочными позициями.
Далее в этом документе описаны конфигурации проточных каналов для хладагента головки блока цилиндров четвертого варианта осуществления. Из двух проточных каналов для хладагента, предусмотренных в головке блока цилиндров четвертого варианта осуществления, будет описана форма первого проточного канала для хладагента, в котором течет низкотемпературный хладагент, со ссылкой на Фиг. 27. Фиг. 27 представляет собой вид в перспективе, на котором показаны, в отображении, видимом насквозь, впускные каналы 2 и первый проточный канал 60 для хладагента головки блока цилиндров четвертого варианта осуществления. На Фиг. 27 показаны форма первого проточного канала 60 для хладагента и относительное положение между первым проточным каналом 60 для хладагента, впускными каналами 2 и направляющими втулками 9 клапана, если представить, что внутренняя часть головки блока цилиндров является прозрачной.
Первый проточный канал 60 для хладагента предусмотрен на верхней стороне ряда впускных каналов 2 в головке блока цилиндров. Первый проточный канал 60 для хладагента проходит в направлении ряда впускных каналов 2, то есть, в продольном направлении головки блока цилиндров, вдоль верхних поверхностей 2a ответвляющихся каналов 2L и 2R впускных каналов 2.
Первый проточный канал 60 для хладагента имеет единичную структуру для каждого впускного канала 2. На Фиг. 27, структура части, окруженной пунктирной линией, представляет собой единичную структуру первого проточного канала 60 для хладагента. Единичная структура включает в себя пару дугообразных проточных каналов 61, соответственно расположенных вокруг левого и правого ответвляющихся каналов 2L и 2R впускного канала 2. Каждый из дугообразных проточных каналов 61 представляет собой проточный канал, который изогнут в форме дуги, чтобы оборачиваться вокруг ответвляющегося канала 2L, 2R от середины головки блока цилиндров. Из двух концов дугообразного проточного канала 61, конец, расположенный в середине впускного канала 2 при взгляде на дугообразный проточный канал 61 от середины головки блока цилиндров, проходит до положения между левым и правым ответвляющимися каналами 2L и 2R, тогда как конец, расположенный на наружной стороне впускного канала 2, проходит к стороне боковой поверхности головки блока цилиндров по отношению к оси направляющей втулки 9 клапана. Левый и правый дугообразные проточные каналы 61 являются плоскосимметричными по отношению к плоскому сечению, разделяющему впускной канал 2 на левую и правую части (плоскому сечению, включающему в себя центральную ось камеры сгорания и перпендикулярному продольному направлению головки блока цилиндров).
Единичная структура включает в себя первый соединительный проход 63, соединяющий левый и правый дугообразные проточные каналы 61. Первый соединительный проход 63 расположен между левым и правым ответвляющимися каналами 2L и 2R впускного канала 2. Первый соединительный проход 63 непрерывно сообщается с левым и правым дугообразными проточными каналами 61.
Первый проточный канал 60 для хладагента включает в себя вторые соединительные проходы 62, каждый из которых соединяет две смежные единичные структуры. Второй соединительный проход 62 расположен в пространстве между двумя смежными впускными каналами 2 на стороне боковой поверхности головки блока цилиндров по отношению к оси направляющей втулки 9 клапана. Второй соединительный проход 62 представляет собой проточный канал, изогнутый выпукло к стороне боковой поверхности головки блока цилиндров, и непрерывно сообщается с дугообразными проточными каналами 61 двух смежных единичных структур.
Входной проточный канал 64 и выходной проточный канал 65 соответственно предусмотрены у обеих концевых частей в продольном направлении первого проточного канала 60 для хладагента. Входной проточный канал 64 проходит прямо в продольном направлении к первому отверстию 66, открытому в заднем торце головки блока цилиндров. Выходной проточный канал 65 проходит прямо в продольном направлении ко второму отверстию 67, открытому в переднем торце головки блока цилиндров. Входной проточный канал 64 и выходной проточный канал 65 представляют собой проточные каналы, которые образованы посредством опор стержня, поддерживающих песчаный стержень, для образования первого проточного канала 60 для хладагента, с обеих сторон, тогда как первое отверстие 66 и второе отверстие 67 представляют собой отверстия для удаления песка, которые образованы посредством удаления опор стержня. Первое отверстие 66 используется в качестве входа хладагента, тогда как второе отверстие 67 используется в качестве выхода хладагента. В качестве альтернативы, второе отверстие 67 может быть использовано в качестве входа хладагента, тогда как первое отверстие 66 может быть использовано в качестве выхода хладагента.
Фиг. 28 представляет собой схему, на которой показано относительное положение между впускным каналом 2, болтом 19 головки, и первым проточным каналом 60 для хладагента в головке блока цилиндров четвертого варианта осуществления. На Фиг. 28 показаны форма первого проточного канала 60 для хладагента вокруг направляющей втулки 9 клапана и относительное положение между впускным каналом 2, первым проточным каналом 60 для хладагента, и болтом 19 головки при виде со стороны переднего конца головки блока цилиндров, если представить, что внутренняя часть головки блока цилиндров является прозрачной. Первый проточный канал 60 для хладагента проходит на средней стороне головки блока цилиндров по отношению к болту 19 головки. Более конкретно, первый проточный канал 60 для хладагента проходит вблизи от части 2d под вставление впускного клапана, образованной у части переднего конца впускного канала 2.
Далее со ссылкой на виды в сечении описано относительное положение между первым проточным каналом для хладагента и другими компонентами, включающими в себя второй проточный канал для хладагента, головки блока цилиндров.
Далее в этом документе описаны конфигурации проточных каналов для хладагента головки блока цилиндров при виде в сечении, включающем в себя центральную ось отверстия под вставление впускного клапана и перпендикулярном продольному направлению. Фиг. 24 представляет собой вид в сечении, включающем в себя центральную ось L3 отверстия 7 под вставление впускного клапана и перпендикулярном продольному направлению, головки блока цилиндров четвертого варианта осуществления. На Фиг. 24 показаны профили поперечного сечения первого проточного канала для хладагента и второго проточного канала для хладагента в описанном выше сечении. К тому же, на Фиг. 24 показано относительное положение между первым проточным каналом для хладагента и другими компонентами, включающими в себя второй проточный канал для хладагента, головки 104 блока цилиндров.
В сечении, показанном на Фиг. 24, вблизи от верхней части шатрообразной крыши камеры 4 сгорания, часть 20k второго проточного канала для хладагента расположена в области, находящейся между верхней поверхностью 3a вблизи от выпускного отверстия выпускного канала 3 и верхней поверхностью 2a вблизи от впускного отверстия впускного канала 2. Часть 20k второго проточного канала для хладагента, совместно с другими частями 20b, 20d, и 20e, образует водяную рубашку, окружающую выпускной канал 3, для охлаждения выпускного канала 3 и выпускного клапана. К тому же, часть 20k второго проточного канала для хладагента охлаждает периферию камеры 4 сгорания, в которой возникает высокая температура.
В сечении, показанном на Фиг. 24, дугообразный проточный канал 61 первого проточного канала для хладагента расположен в области, находящейся между центральным плоским сечением S1 продольного направления головки блока цилиндров и сечением S3 по центральной оси отверстия под вставление впускного клапана. Более конкретно, дугообразный проточный канал 61 расположен в области, находящейся между частью 20k второго проточного канала для хладагента и отверстием 7 под вставление впускного клапана. Дугообразный проточный канал 61 расположен вблизи от сердцевинной части отверстия 7 под вставление впускного клапана. К тому же, дугообразный проточный канал 61 находится на части, противоположной верхней части шатрообразной крыши камеры 4 сгорания, и между ними расположена часть 20k второго проточного канала для хладагента.
Согласно описанной выше конфигурации, показанной на Фиг. 24, верхняя поверхность 2a впускного канала 2, в частности верхняя поверхность 2a ниже по потоку от отверстия 7 под вставление впускного клапана, может быть эффективно охлаждена посредством дугообразного проточного канала 61 первого проточного канала для хладагента. Посредством охлаждения верхней поверхности 2a впускного канала 2 низкотемпературным хладагентом, текущим в первом проточном канале для хладагента, возможно эффективно охлаждать воздух, текущий во впускном канале 2. К тому же, тепло, вырабатываемое в камере 4 сгорания, поглощается частью 20k второго проточного канала для хладагента, расположенной между дугообразным проточным каналом 61 и верхней частью камеры 4 сгорания. Следовательно, подавляется непосредственная передача тепла к дугообразному проточному каналу 61 от камеры 4 сгорания. Соответственно, исключается увеличение температуры хладагента, текущего в первом проточном канале для хладагента, вызывающее уменьшение эффективности охлаждения воздуха, текущего во впускном канале 2.
Далее описаны конфигурации проточных каналов для хладагента головки блока цилиндров при виде в сечении, включающем в себя центральную ось камеры сгорания и перпендикулярном продольному направлению. Фиг. 25 представляет собой вид в сечении, включающем в себя центральную ось L1 камеры 4 сгорания и перпендикулярном продольному направлению, головки блока цилиндров четвертого варианта осуществления. На Фиг. 25 показаны профили поперечного сечения первого проточного канала для хладагента и второго проточного канала для хладагента в описанном выше сечении. К тому же, Фиг. 25 показано относительное положение между первым проточным каналом для хладагента и другими компонентами, включающими в себя второй проточный канал для хладагента, головки 104 блока цилиндров.
В сечении, показанном на Фиг. 25, вблизи от открытого конца 12a отверстия 12 под вставление свечи зажигания, часть 20m второго проточного канала для хладагента расположена на стороне впуска по отношению к центральному плоскому сечению S1 продольного направления головки блока цилиндров. Часть 20m второго проточного канала для хладагента расположена между центральным плоским сечением S1 продольного направления головки блока цилиндров и сечением S3 по центральной оси отверстия под вставление впускного клапана. Часть 20m второго проточного канала для хладагента охлаждает периферию камеры 4 сгорания, в которой возникает высокая температура, в частности периферию отверстия 12 под вставление свечи зажигания.
В сечении, показанном на Фиг. 25, первый соединительный проход 63 первого проточного канала для хладагента расположен в положении, перекрывающем сечение S3 по центральной оси отверстия под вставление впускного клапана. Первый соединительный проход 63 находится на части, противоположной верхней части камеры 4 сгорания, более конкретно, на стороне, противоположной открытому концу 12a отверстия 12 под вставление свечи зажигания, и между ними расположена часть 20m второго проточного канала для хладагента.
Согласно описанной выше конфигурации, показанной на Фиг. 25, тепло, вырабатываемое в камере 4 сгорания, поглощается частью 20m второго проточного канала для хладагента, расположенной между первым соединительным проходом 63 первого проточного канала для хладагента и верхней частью камеры 4 сгорания. Следовательно, подавляется непосредственная передача тепла к первому соединительному проходу 63 от камеры 4 сгорания. Соответственно, исключается увеличение температуры хладагента, текущего в первом проточном канале для хладагента, вызывающее уменьшение эффективности охлаждения воздуха, текущего во впускном канале 2.
Далее описаны конфигурации проточных каналов для хладагента головки блока цилиндров при виде в сечении, проходящем между двумя смежными камерами сгорания и перпендикулярном продольному направлению. Фиг. 26 представляет собой вид в сечении, проходящем между двумя смежными камерами сгорания и перпендикулярном продольному направлению, головки блока цилиндров четвертого варианта осуществления, в частности, в сечении, включающем в себя центральные оси отверстий 13 и 14 под вставление болта головки и перпендикулярном продольному направлению. На Фиг. 26 показаны профили поперечного сечения первого проточного канала для хладагента и второго проточного канала для хладагента в описанном выше сечении. К тому же, на Фиг. 26 показано относительное положение между первым проточным каналом для хладагента и другими компонентами, включающими в себя второй проточный канал для хладагента, головки 104 блока цилиндров.
В сечении, показанном на Фиг. 26, часть 20n второго проточного канала для хладагента расположена между центральным плоским сечением S1 продольного направления головки блока цилиндров и отверстием 13 под вставление болта головки на стороне впуска. Часть 20n второго проточного канала для хладагента открыта у сопрягаемой поверхности 1a блока цилиндров и сообщается с частью 20i второго проточного канала для хладагента в середине головки 104 блока цилиндров.
В сечении, показанном на Фиг. 26, второй соединительный проход 62 первого проточного канала для хладагента расположен между сечением S2 по центральной линии впускного канала и сечением S3 по центральной оси отверстия под вставление впускного клапана в области ближе к середине головки 104 блока цилиндров по отношению к отверстию 13 под вставление болта головки на стороне впуска. Второй соединительный проход 62 находится на стороне, противоположной сопрягаемой поверхности 1a блока цилиндров, и между ними расположена часть 20n второго проточного канала для хладагента.
Согласно описанной выше конфигурации, показанной на Фиг. 26, тепло, передаваемое от сопрягаемой поверхности 1a блока цилиндров, поглощается частью 20n второго проточного канала для хладагента, расположенной между сопрягаемой поверхностью 1a блока цилиндров и вторым соединительным проходом 62 первого проточного канала для хладагента. Следовательно, подавляется непосредственная передача тепла ко второму соединительному проходу 62 от сопрягаемой поверхности 1a блока цилиндров. Соответственно, исключается увеличение температуры хладагента, текущего в первом проточном канале для хладагента, вызывающее уменьшение эффективности охлаждения воздуха, текущего во впускном канале 2.
Далее со ссылкой на чертежи описан пятый вариант осуществления изобретения. Головка блока цилиндров пятого варианта осуществления представляет собой модификацию головки блока цилиндров четвертого варианта осуществления. Головка блока цилиндров пятого варианта осуществления отличается от головки блока цилиндров четвертого варианта осуществления конфигурацией первого проточного канала для хладагента. Далее в этом документе описана конфигурация первого проточного канала для хладагента головки блока цилиндров пятого варианта осуществления. Описание выполнено с использованием вида в сечении, включающем в себя центральную ось отверстия под вставление впускного клапана и перпендикулярном продольному направлению, головки блока цилиндров. На чертеже, компоненты, эквивалентные компонентам четвертого варианта осуществления, обозначены одинаковыми ссылочными позициями.
Далее в этом документе описаны конфигурации проточных каналов для хладагента головки блока цилиндров при виде в сечении, включающем в себя центральную ось отверстия под вставление впускного клапана и перпендикулярном продольному направлению. Фиг. 29 представляет собой вид в сечении, включающем в себя центральную ось L3 отверстия 7 под вставление впускного клапана и перпендикулярном продольному направлению, головки блока цилиндров пятого варианта осуществления. На Фиг. 29 показаны профили поперечного сечения первого проточного канала для хладагента и второго проточного канала для хладагента в описанном выше сечении. К тому же, на Фиг. 29 показано относительное положение между первым проточным каналом для хладагента и другими компонентами, включающими в себя второй проточный канал для хладагента, головки 105 блока цилиндров.
В сечении, показанном на Фиг. 29, части 71 и 72 первого проточного канала для хладагента расположены в области, находящейся между центральным плоским сечением S1 продольного направления головки блока цилиндров и сечением S3 по центральной оси отверстия под вставление впускного клапана. Часть 71 первого проточного канала для хладагента соответствует дугообразному проточному каналу первого проточного канала для хладагента четвертого варианта осуществления, тогда как часть 72 первого проточного канала для хладагента соответствует дугообразному проточному каналу первого проточного канала для хладагента третьего варианта осуществления. Части 71 и 72 первого проточного канала для хладагента образованы посредством интеграции этих дугообразных проточных каналов.
Согласно описанной выше конфигурации, показанной на Фиг. 29, верхняя поверхность 2a впускного канала 2, в частности верхняя поверхность 2a ниже по потоку от отверстия 7 под вставление впускного клапана, может быть эффективно охлаждена посредством части 71 первого проточного канала для хладагента. К тому же, периферия отверстия 7 под вставление впускного клапана, соединенная с верхней поверхностью 2a впускного канала 2, может быть эффективно охлаждена посредством части 72 первого проточного канала для хладагента.
Далее со ссылкой на чертежи описан шестой вариант осуществления изобретения. Головка блока цилиндров шестого варианта осуществления представляет собой головку блока цилиндров дизельного двигателя. Во-первых, описана базовая конфигурация головки блока цилиндров шестого варианта осуществления. Описание выполнено с использованием видов в сечении головки блока цилиндров.
Далее в этом документе описана базовая конфигурация головки блока цилиндров шестого варианта осуществления. Фиг. 30 представляет собой вид в сечении, включающем в себя центральную ось L13 отверстия 88 под вставление впускного клапана и перпендикулярном продольному направлению, головки 106 блока цилиндров шестого варианта осуществления. Как видно на Фиг. 30, сопрягаемая поверхность 81a блока цилиндров в качестве нижней поверхности головки 106 блока цилиндров образована с камерой 84 сгорания. Когда головка 106 блока цилиндров установлена на блок цилиндров, камера 84 сгорания закрывает цилиндр сверху для образования замкнутого пространства. Тем не менее, эта часть, называемая камерой 84 сгорания, выполнена заподлицо с сопрягаемой поверхностью 81a блока цилиндров и не является углубленным в отличие от случая с двигателем с искровым воспламенением. Несмотря на то, что обычно в данной области техники используется термин "камера сгорания", когда в качестве камеры сгорания образовано замкнутое пространство, расположенное между головкой 106 блока цилиндров и поршнем, камера 84 сгорания может быть названа верхней поверхностью камеры сгорания.
Впускной канал 82 открыт к камере 84 сгорания на правой стороне по отношению к центральному плоскому сечению S11 продольного направления головки блока цилиндров при виде со стороны переднего конца головки 106 блока цилиндров. Соединительная часть между впускным каналом 82 и камерой 84 сгорания, то есть, открытый конец на стороне камеры сгорания впускного канала 82, выполняет функцию впускного отверстия, которое выполнено с возможностью открывания и закрывания посредством впускного клапана. Поскольку для каждого цилиндра предусмотрены два впускных клапана, каждая камера 84 сгорания образована с двумя впускными отверстиями. Головка 106 блока цилиндров включает в себя независимый впускной канал 82 для каждого впускного отверстия. Вход впускного канала 82 открыт на правой боковой поверхности головки 106 блока цилиндров. Впускной канал 82 проходит под наклоном вниз налево от отверстия входа и затем изгибается по ходу потока для сообщения с впускным отверстием, образованным в камере 84 сгорания.
Головка 106 блока цилиндров образована с отверстием 88 под вставление впускного клапана для проведения через него штока впускного клапана. В верхней поверхности головки 106 блока цилиндров на внутренней стороне поверхности 81b прикрепления крышки головки, предусмотрена камера 85 механизма привода клапана на стороне впуска, в которой расположен механизм привода клапана, выполненный с возможностью приведения впускных клапанов. Отверстие 88 под вставление впускного клапана проходит прямо по существу вверх от верхней поверхности 82a, вблизи от камеры 84 сгорания, впускного канала 82 к камере 85 механизма привода клапана на стороне впуска. Центральная ось L13 отверстия 88 под вставление впускного клапана включена в сечение, показанное на Фиг. 30, то есть, в плоское сечение, перпендикулярное продольному направлению.
Выпускной канал 83 открыт к камере 84 сгорания на левой стороне при виде со стороны переднего конца головки 106 блока цилиндров. Соединительная часть между выпускным каналом 83 и камерой 84 сгорания, то есть, открытый конец на стороне камеры сгорания выпускного канала 83, выполняет функцию выпускного отверстия, которое выполнено с возможностью открывания и закрывания посредством выпускного клапана. Поскольку для каждого цилиндра предусмотрены два выпускных клапана, каждая камера 84 сгорания образована с двумя выпускными отверстиями выпускного канала 83. Выпускной канал 83 проходит от выпускных отверстий, образованных в камерах 84 сгорания, до выхода, открытого в левой боковой поверхности головки 106 блока цилиндров. Выпускной канал 83 не предусмотрен независимо для каждого из выпускных отверстий камер 84 сгорания, наоборот, для выпускных отверстий камер 84 сгорания предусмотрен единственный выпускной канал 83. То есть, выпускной канал 83 составлен из множества ответвляющихся каналов, соответственно проходящих от выпускных отверстий, и сборного канала, в который соединяются ответвляющиеся каналы.
Головка 106 блока цилиндров образована с отверстием 89 под вставление выпускного клапана для прохождения через него штока выпускного клапана. В верхней поверхности головки 106 блока цилиндров на внутренней стороне поверхности 81b прикрепления крышки головки предусмотрена камера 86 механизма привода клапана на стороне выпуска, в которой расположен механизм привода клапана, выполненный с возможностью приведения выпускных клапанов. Отверстие 89 под вставление выпускного клапана проходит прямо по существу вверх от верхней поверхности 83a, вблизи от камеры 84 сгорания, выпускного канала 83 к камере 86 механизма привода клапана на стороне выпуска.
Далее описана базовая конфигурация головки блока цилиндров при виде в сечении, включающем в себя центральную ось камеры сгорания и перпендикулярном продольному направлению. Фиг. 31 представляет собой вид в сечении, включающем в себя центральную ось L11 камеры 84 сгорания и перпендикулярном продольному направлению, головки 106 блока цилиндров. Отверстие 87 под вставление инжектора для установки инжектора, который впрыскивает топливо в цилиндр, образовано в верхней поверхности головки 106 блока цилиндров. Отверстие 87 под вставление инжектора образовано вертикально вниз вдоль центральной оси L11 камеры 84 сгорания от верхней поверхности головки 106 блока цилиндров и открыто к плоской камере 84 сгорания у ее центра. Центральная ось L11 камеры 84 сгорания совпадает с центральной осью цилиндра, когда головка 106 блока цилиндров установлена на блок цилиндров. В сечении, показанном на Фиг. 31, видна часть выпускного канала 83, имеющая форму коллектора.
Далее описаны конфигурации проточных каналов для хладагента головки 106 блока цилиндров шестого варианта осуществления. Головка блока цилиндров шестого варианта осуществления включает в себя два проточных канала для хладагента, соединенных к независимым и отдельным циркуляционным системам. В первом проточном канале для хладагента течет хладагент с температурой ниже, чем температура хладагента, текущего во втором проточном канале для хладагента.
Далее в этом документе описаны конфигурации проточных каналов для хладагента головки блока цилиндров шестого варианта осуществления. На Фиг. 30 показаны профили поперечного сечения первого проточного канала для хладагента и второго проточного канала для хладагента головки 106 блока цилиндров в сечении, включающем в себя центральную ось L13 отверстия 88 под вставление впускного клапана и перпендикулярном продольному направлению. К тому же, На Фиг. 30 показано относительное положение между первым проточным каналом для хладагента и другими компонентами, включающими в себя второй проточный канал для хладагента, головки 106 блока цилиндров. В сечении, показанном на Фиг. 30, области, обозначенные ссылочными позициями 94a, 94b, 94c, и 94d, представляют собой сечений частей второго проточного канала для хладагента. Несмотря на то, что части 94a, 94b, 94c, и 94d второго проточного канала для хладагента отделены друг от друга В сечении, показанном на Фиг. 30, эти части соединяются в одну внутри головки 106 блока цилиндров.
В сечении, показанном на Фиг. 30, на центральном плоском сечении S11 продольного направления головки блока цилиндров, часть 94a второго проточного канала для хладагента расположена в области, находящейся между верхней поверхностью 83a вблизи от выпускного отверстия выпускного канала 83, и верхней поверхностью 82a вблизи от впускного отверстия впускного канала 82. Центральное плоское сечение S11 продольного направления головки блока цилиндров представляет собой воображаемое плоское сечение, включающее в себя центральные оси L11 камер 84 сгорания и параллельное продольному направлению. Часть 94b второго проточного канала для хладагента расположена между нижней поверхностью 83b выпускного канала 83 и сопрягаемой поверхностью 81a блока цилиндров. Часть 94b второго проточного канала для хладагента открыта у сопрягаемой поверхности 81a блока цилиндров и сообщается с проточным каналом для хладагента на стороне блока цилиндров. Часть 94d второго проточного канала для хладагента расположена на левой стороне отверстия 89 под вставление выпускного клапана над верхней поверхностью 83a выпускного канала 83. Части 94a, 94b, и 94d второго проточного канала для хладагента образуют водяную рубашку, окружающую выпускной канал 83, чтобы охлаждать выпускной канал 83 и выпускной клапан. К тому же, часть 94a второго проточного канала для хладагента охлаждает периферию камеры 84 сгорания, в которой возникает высокая температура.
В сечении, показанном на Фиг. 30, часть 94c второго проточного канала для хладагента расположена между сечением S12 по центральной линии впускного канала и сопрягаемой поверхностью 81a блока цилиндров, более конкретно, между нижней поверхностью 82b впускного канала 82 и сопрягаемой поверхностью 81a блока цилиндров. Сечение S12 по центральной линии впускного канала представляет собой воображаемую плоскость, образованную как плоскость, включающая в себя центральные линии впускных каналов 82. Часть 94c второго проточного канала для хладагента открыта у сопрягаемой поверхности 81a блока цилиндров. Это отверстие сопрягаемой поверхности 81a блока цилиндров сообщается с проточным каналом для хладагента на стороне блока цилиндров. Хладагент, прошедший через внутреннюю часть блока цилиндров, вводится в часть 94c второго проточного канала для хладагента через отверстие сопрягаемой поверхности 81a блока цилиндров.
В сечении, показанном на Фиг. 30, первый проточный канал 91 хладагента расположен между сечением S13 по центральной оси отверстия под вставление впускного клапана и центральным плоским сечением S11 продольного направления головки блока цилиндров. Сечение S13 по центральной оси отверстия под вставление впускного клапана представляет собой воображаемое плоское сечение, включающее в себя центральные оси L13 отверстий 88 под вставление впускного клапана и параллельное продольному направлению. Часть 94a второго проточного канала для хладагента расположена между первым проточным каналом 91 хладагента и камерой 84 сгорания.
Согласно описанной выше конфигурации, показанной на Фиг. 30, верхняя поверхность 82a впускного канала 82, в частности верхняя поверхность 82a ниже по потоку от отверстия 88 под вставление впускного клапана, может быть эффективно охлаждена посредством первого проточного канала 91 хладагента, в котором течет хладагент с температурой ниже, чем температура хладагента, охлаждающего выпускной канал 83. Посредством охлаждения верхней поверхности 82a впускного канала 82 посредством текущего низкотемпературного хладагента, возможно эффективно охлаждать воздух, текущий во впускном канале 82.
Часть 94a второго проточного канала для хладагента расположена между камерой 84 сгорания и первым проточным каналом 91 хладагента. Поскольку тепло, вырабатываемое в камере 84 сгорания, поглощается частью 94a второго проточного канала для хладагента, подавляется непосредственная передача тепла к первому проточному каналу 91 хладагента от камеры 84 сгорания. Соответственно, исключается нагрев хладагента в первом проточном канале 91 хладагента посредством тепла, вырабатываемого в камере 84 сгорания, приводящий к уменьшению эффективности охлаждения воздуха, текущего во впускном канале 82. Передача тепла от сопрягаемой поверхности 81a блока цилиндров к нижней поверхности 82b впускного канала 82 может быть подавлена посредством части 94c второго проточного канала для хладагента.
Далее описаны конфигурации проточных каналов для хладагента головки блока цилиндров при виде в сечении, включающем в себя центральную ось камеры сгорания и перпендикулярном продольному направлению. На Фиг. 31 показаны профили поперечного сечения первого проточного канала для хладагента и второго проточного канала для хладагента головки 106 блока цилиндров в сечении, включающем в себя центральную ось L11 камеры 84 сгорания и перпендикулярном продольному направлению. К тому же, на Фиг. 31 показано относительное положение между первым проточным каналом для хладагента и другими компонентами, включающими в себя второй проточный канал для хладагента, головки 106 блока цилиндров. В сечении, показанном на Фиг. 31, области, обозначенные ссылочными позициями 94e, 94f, 94g, 94h, 94i, и 94j, представляют собой сечений частей второго проточного канала для хладагента. Несмотря на то, что части 94e, 94f, 94g, 94h, 94i, и 94j второго проточного канала для хладагента отделены друг от друга В сечении, показанном на Фиг. 31, эти части соединяются в одну с частями 94a, 94b, 94c, и 94d, показанными на Фиг. 30, внутри головки 106 блока цилиндров.
В сечении, показанном на Фиг. 31, части 94f, 94i, и 94j второго проточного канала для хладагента расположены на стороне впуска по отношению к центральному плоскому сечению S11 продольного направления головки блока цилиндров. Часть 94f второго проточного канала для хладагента расположена вблизи от поверхности стенки на стороне впуска части переднего конца отверстия 87 под вставление инжектора между центральным плоским сечением S11 продольного направления головки блока цилиндров и сечением по S13 центральной оси отверстия под вставление впускного клапана.
Вблизи от открытого конца 87a отверстия 87 под вставление инжектора, часть 94e второго проточного канала для хладагента расположена на стороне выпуска по отношению к центральному плоскому сечению S11 продольного направления головки блока цилиндров. Часть 94e второго проточного канала для хладагента расположена вдоль поверхности стенки на стороне выпуска части переднего конца отверстия 87 под вставление инжектора. Часть 94g второго проточного канала для хладагента расположена над частью 94e второго проточного канала для хладагента, тогда как часть 94h второго проточного канала для хладагента расположена на левой стороне части 94e второго проточного канала для хладагента. Части 94e, 94g, и 94h второго проточного канала для хладагента образуют водяную рубашку, окружающую выпускной канал 83, совместно с частями 94a, 94b, и 94d, показанными на Фиг. 30.
В сечении, показанном на Фиг. 31, первый проточный канал для хладагента 92 расположен между центральным плоским сечением S11 продольного направления головки блока цилиндров и сечением по центральной линии впускного канала S12. Первый проточный канал 92 хладагента находится на стороне, противоположной открытому концу 87a отверстия 87 под вставление инжектора, и между ними расположена часть 94f второго проточного канала для хладагента.
Согласно описанной выше конфигурации, показанной на Фиг. 31, тепло, вырабатываемое в камере 84 сгорания, поглощается частью 94f второго проточного канала для хладагента, расположенной между первым проточным каналом 92 хладагента и камерой 84 сгорания. Следовательно, подавляется непосредственная передача тепла к первому проточному каналу 92 хладагента от камеры 84 сгорания. Соответственно, исключается увеличение температуры хладагента, текущего в первом проточном канале 92 хладагента, приводящее к уменьшению эффективности охлаждения воздуха, текущего во впускном канале 82.
Далее со ссылкой на чертежи описан седьмой вариант осуществления изобретения. Седьмой вариант осуществления отличается конфигурацией системы охлаждения двигателя. Система охлаждения двигателя седьмого варианта осуществления может быть объединена с любой из головок блока цилиндров вариантов осуществления с первого по шестой. Тем не менее, в этом документе дано описание примера, объединенного с головкой блока цилиндров первого варианта осуществления.
Далее в этом документе, со ссылкой на Фиг. 32 описана конфигурация системы охлаждения двигателя седьмого варианта осуществления изобретения. На Фиг. 32, компоненты, эквивалентные компонентам системы охлаждения двигателя первого варианта осуществления, показанного на Фиг. 1, обозначены одинаковыми ссылочными позициями. Повторное описание этих эквивалентных компонентов опущено или упрощено.
Система охлаждения двигателя седьмого варианта осуществления включает в себя две циркуляционные системы 140 и 160. Конфигурация второй циркуляционной системы 160 является такой же, как конфигурация первого варианта осуществления, тогда как конфигурация первой циркуляционной системы 140 отличается от конфигурации первого варианта осуществления. Далее в этом документе описана конфигурация первой циркуляционной системы 140 седьмого варианта осуществления.
Далее описана конфигурация первой циркуляционной системы. Первая циркуляционная система 140 образует замкнутый контур, независимый от второй циркуляционной системы 160, и включает в себя радиатор 124 и насос 123 хладагента. Головка 101 блока цилиндров образована с входом хладагента, с которым соединена труба 121 подвода хладагента первой циркуляционной системы 140, и с выходом хладагента, с которым соединена труба 122 отвода хладагента первой циркуляционной системы 140. Вход хладагента головки 101 блока цилиндров соединен с выходом хладагента радиатора 124 через трубу 121 подвода хладагента, тогда как выход хладагента головки 101 блока цилиндров соединен с входом хладагента радиатора 124 через трубу 122 отвода хладагента. Труба 121 подвода хладагента предусмотрена с насосом 123 хладагента. Первая циркуляционная система 140 может дополнительно включать в себя датчик температуры хладагента и термостат для регулировки температуры хладагента (не показаны).
Первая циркуляционная система 140 включает в себя первый проточный канал 30 для хладагента, образованный в головке 101 блока цилиндров, и четвертый проточный канал 153 хладагента, образованный в блоке 151 цилиндров. Первый проточный канал 30 для хладагента сообщается с входом хладагента. Как и третий проточный канал 152 хладагента, четвертый проточный канал 153 хладагента включает в себя водяную рубашку, окружающую цилиндры. В головке 101 блока цилиндров образован промежуточный коммуникационный проход 172, сообщающий первый проточный канал 30 для хладагента с четвертым проточным каналом 153 хладагента. Промежуточный коммуникационный проход 172 и четвертый проточный канал 153 хладагента соединены друг с другом через отверстие, образованное в сопрягаемой поверхности между головкой 101 блока цилиндров и блоком 151 цилиндров. К тому же, в головке 101 блока цилиндров образован выпускной коммуникационный проход 170, сообщающий четвертый проточный канал 153 хладагента с выходом хладагента. Выпускной коммуникационный проход 170 и четвертый проточный канал 153 хладагента соединены друг с другом через отверстие, образованное в сопрягаемой поверхности между головкой 101 блока цилиндров и блоком 151 цилиндров.
Хладагент, циркулирующий в первой циркуляционной системе 140, вводится во вход хладагента, образованный в головке 101 блока цилиндров, и течет в первом проточном канале 30 для хладагента головки 101 блока цилиндров, посредством этого охлаждая впускные каналы 2. Затем хладагент, используемый для охлаждения впускных каналов 2, течет в четвертый проточный канал 153 хладагента блока 151 цилиндров для охлаждения цилиндров и затем выпускается из выхода хладагента, образованного в головке 101 блока цилиндров.
Согласно конфигурации, показанной на Фиг. 32, хладагент, прошедший через первый проточный канал 30 для хладагента, может течь в блок 151 цилиндров и может быть использована для охлаждения цилиндров.
Далее описана конфигурация промежуточного коммуникационного прохода. Фиг. 33 представляет собой вид в перспективе, на котором показаны, в отображении, видимом насквозь, впускные каналы 2 и первый проточный канал 30 для хладагента головки 101 блока цилиндров в системе охлаждения двигателя седьмого варианта осуществления. На Фиг. 33, компоненты, эквивалентные компонентам первого проточного канала для хладагента первого варианта осуществления, показанного на Фиг. 6, обозначены одинаковыми ссылочными позициями. Как видно на Фиг. 33, промежуточный коммуникационный проход 172 соединяет выходной проточный канал 36 первого проточного канала 30 для хладагента с выпускным отверстием 173, открытым в сопрягаемой поверхности блока цилиндров. Промежуточный коммуникационный проход 172 образован между передним торцом головки блока цилиндров и ближайшим к нему впускным каналом 2. В седьмом варианте осуществления, открытый конец (отверстие, открытое в переднем торце головки блока цилиндров) 171 выходного проточного канала 36, является закупоренным. Хладагент, прошедший через первый проточный канал 30 для хладагента, проходит от выходного проточного канала 36 через промежуточный коммуникационный проход 172 и течет к выпускному отверстию 173 сопрягаемой поверхности блока цилиндров. В качестве альтернативы, выпускное отверстие 173 может быть использовано в качестве входа хладагента, тогда как первое отверстие 37 может быть использовано в качестве выхода хладагента.
Фиг. 34 представляет собой схему, на которой показано относительное положение между промежуточным коммуникационным проходом 172 и болтом 19 головки при виде со стороны переднего конца головки блока цилиндров, если представить, что внутренняя часть головки блока цилиндров является прозрачной. Промежуточный коммуникационный проход 172 образован к выходному проточному каналу 36 от выпускного отверстия 173 в положении на средней стороне головки блока цилиндров по отношению к болту 19 головки. Промежуточный коммуникационный проход 172 может быть образован посредством сверления.
Далее в этом документе описана модификация промежуточного коммуникационного прохода. Фиг. 35 представляет собой схему, на которой показана конфигурация модификации промежуточного коммуникационного прохода. На Фиг. 35, компоненты, эквивалентные компонентам первого проточного канала для хладагента первого варианта осуществления, показанного на Фиг. 6, обозначены одинаковыми ссылочными позициями. Эта модификация включает в себя промежуточный коммуникационный проход 174, проходящий от выходного проточного канала 36, и промежуточные коммуникационные проходы 176, соответственно проходящие от вторых соединительных проходов 33. Промежуточный коммуникационный проход 174 образован между передним торцом головки блока цилиндров и ближайшим к нему впускным каналом 2 и соединяет выходной проточный канал 36 с выпускным отверстием 175, открытым в сопрягаемой поверхности блока цилиндров. Каждый промежуточный коммуникационный проход 176 образован между двумя смежными впускными каналами 2 и соединяет второй соединительный проход 33 с выпускным отверстием 177, открытым в сопрягаемой поверхности блока цилиндров. Блок цилиндров образован с проточными каналами хладагента, соответствующими промежуточным коммуникационным проходам 174 и 176. Выпускное отверстие 175 может быть использовано в качестве входа хладагента, тогда как первое отверстие 37 может быть использовано в качестве выхода хладагента.
Далее в этом документе, описана модификация первой циркуляционной системы. Фиг. 36 представляет собой схему, на которой показана модификация первой циркуляционной системы. В этой модификации, первая циркуляционная система 141 включает в себя первый проточный канал 30 для хладагента, образованный в головке 101 блока цилиндров, и промежуточный коммуникационный проход 172. Головка 101 блока цилиндров образована с входом хладагента, с которым соединена труба 121 подвода хладагента первой циркуляционной системы 141, тогда как блок 151 цилиндров образован с выходом хладагента, с которым соединена труба 122 отвода хладагента первой циркуляционной системы 141. В блоке 151 цилиндров образован выпускной коммуникационный проход 154, сообщающий промежуточный коммуникационный проход 172 с выходом хладагента. Промежуточный коммуникационный проход 172 и выпускной коммуникационный проход 154 соединены друг с другом через отверстие, образованное в сопрягаемой поверхности между головкой 101 блока цилиндров и блоком 151 цилиндров.
Хладагент, циркулирующий в первой циркуляционной системе 141, вводится во вход хладагента, образованный в головке 101 блока цилиндров, и течет в первом проточном канале 30 для хладагента головки 101 блока цилиндров, посредством этого охлаждая впускные каналы 2. Затем хладагент, используемый для охлаждения впускных каналов 2, течет в блок 151 цилиндров через промежуточный коммуникационный проход 172 и выпускается из выхода хладагента, образованного в блоке 151 цилиндров. Когда хладагент, прошедший через первый проточный канал 30 для хладагента, не используется для охлаждения цилиндров, может быть использована конфигурация этой модификации.
Далее со ссылкой на чертежи описан восьмой вариант осуществления изобретения. Восьмой вариант осуществления отличается конфигурацией системы охлаждения двигателя. Система охлаждения двигателя восьмого варианта осуществления может быть объединена с любой из головок блока цилиндров вариантов осуществления с первого по шестой. Тем не менее, здесь дано описание примера, объединенного с головкой блока цилиндров первого варианта осуществления.
Далее в этом документе со ссылкой на Фиг. 37 описана конфигурация системы охлаждения двигателя восьмого варианта осуществления изобретения. На Фиг. 37, компоненты, эквивалентные компонентам системы охлаждения двигателя первого варианта осуществления, показанного на Фиг. 1, обозначены одинаковыми ссылочными позициями. Повторное описание этих эквивалентных компонентов опущено или упрощено.
Система охлаждения двигателя восьмого варианта осуществления включает в себя две циркуляционные системы 142 и 160. Конфигурация второй циркуляционной системы 160 является такой же, как конфигурация первого варианта осуществления, тогда как конфигурация первой циркуляционной системы 142 отличается от конфигурации первого варианта осуществления. Далее в этом документе описана конфигурация первой циркуляционной системы 142 восьмого варианта осуществления.
Далее описана конфигурация первой циркуляционной системы. Первая циркуляционная система 142 образует замкнутый контур, независимый от второй циркуляционной системы 160, и включает в себя радиатор 124 и насос 123 хладагента. Вход хладагента, с которым соединена труба 121 подвода хладагента первой циркуляционной системы 142, образован в блоке 151 цилиндров. Головка 101 блока цилиндров образована с выходом хладагента, с которым соединена труба 122 отвода хладагента первой циркуляционной системы 142. Вход хладагента блока 151 цилиндров соединен с выходом хладагента радиатора 124 через трубу 121 подвода хладагента, тогда как выход хладагента головки 101 блока цилиндров соединен с входом хладагента радиатора 124 через трубу 122 отвода хладагента. Труба 121 подвода хладагента предусмотрена с насосом 123 хладагента. Первая циркуляционная система 142 может дополнительно включать в себя датчик температуры хладагента и термостат для регулировки температуры хладагента (не показаны).
Первая циркуляционная система 142 включает в себя первый проточный канал 30 для хладагента, образованный в головке 101 блока цилиндров. Первый проточный канал 30 для хладагента сообщается с выходом хладагента. В блоке 151 цилиндров образован впускной коммуникационный проход 155, сообщающий вход хладагента с головкой 101 блока цилиндров. В головке 101 блока цилиндров образован промежуточный коммуникационный проход 182, сообщающий первый проточный канал 30 для хладагента с впускным коммуникационным проходом 155. Впускной коммуникационный проход 155 и промежуточный коммуникационный проход 182 соединены друг с другом через отверстие, образованное в сопрягаемой поверхности между головкой 101 блока цилиндров и блоком 151 цилиндров.
Хладагент, циркулирующий в первой циркуляционной системе 142, входит во вход хладагента, образованный в блоке 151 цилиндров, затем течет в головку 101 блока цилиндров через впускной коммуникационный проход 155, и затем вводится в первый проточный канал 30 для хладагента через промежуточный коммуникационный проход 182. Хладагент течет в первый проточный канал 30 для хладагента для охлаждения впускных каналов 2 и выпускается из выхода хладагента, образованного в головке 101 блока цилиндров.
Согласно конфигурации, показанной на Фиг. 37, хладагент, который течет в первом проточном канале 30 для хладагента, может быть введена из блока 151 цилиндров. Конфигурация, показанная на Фиг. 37 является полезной при возможности образования входа хладагента в головке 101 блока цилиндров.
Далее описана конфигурация промежуточного коммуникационного прохода. Фиг. 38 представляет собой вид в перспективе, на котором показаны, в отображении, видимом насквозь, впускные каналы 2 и первый проточный канал 30 для хладагента головки 101 блока цилиндров в системе охлаждения двигателя восьмого варианта осуществления. На Фиг. 38, компоненты, эквивалентные компонентам первого проточного канала для хладагента первого варианта осуществления, показанного на Фиг. 6, обозначены одинаковыми ссылочными позициями. Как видно на Фиг. 38, промежуточный коммуникационный проход 182 соединяет входной проточный канал 35 первого проточного канала 30 для хладагента с впускным отверстием 183, открытым в сопрягаемой поверхности блока цилиндров. Промежуточный коммуникационный проход 182 образован между задним торцом головки блока цилиндров и ближайшим к нему впускным каналом 2. В восьмом варианте осуществления, открытый конец (отверстие, открытое в заднем торце головки блока цилиндров) 181 входного проточного канала 35, является закупоренным. Хладагент для охлаждения впускных каналов 2 вводится из впускного отверстия 183 сопрягаемой поверхности блока цилиндров в первый проточный канал 30 для хладагента через промежуточный коммуникационный проход 182. В качестве альтернативы, второе отверстие 38 может быть использовано в качестве входа хладагента, тогда как впускное отверстие 183 может быть использовано в качестве выхода хладагента.
Далее со ссылкой на чертежи описан девятый вариант осуществления изобретения. Девятый вариант осуществления отличается конфигурацией системы охлаждения двигателя. Система охлаждения двигателя девятого варианта осуществления может быть объединена с любой из головок блока цилиндров вариантов осуществления с первого по шестой. Тем не менее, здесь дано описание примера, объединенного с головкой блока цилиндров первого варианта осуществления.
Далее в этом документе со ссылкой на Фиг. 39 описана конфигурация системы охлаждения двигателя девятого варианта осуществления изобретения. На Фиг. 39, компоненты, эквивалентные компонентам системы охлаждения двигателя первого варианта осуществления, показанного на Фиг. 1, обозначены одинаковыми ссылочными позициями. Повторное описание этих эквивалентных компонентов опущено или упрощено.
Далее в этом документе описана конфигурация циркуляционной системы. Система охлаждения двигателя девятого варианта осуществления включает в себя единственную циркуляционную систему 143. Циркуляционная система 143 включает в себя радиатор 124 и насос 123 хладагента. Головка 101 блока цилиндров образована с входом хладагента с которым соединена труба 121 подвода хладагента циркуляционной системы 143, и с выходом хладагента, с которым соединена труба 122 отвода хладагента циркуляционной системы 143. Вход хладагента соединен с выходом хладагента радиатора 124 через трубу 121 подвода хладагента, тогда как выход хладагента соединен с входом хладагента радиатора 124 через трубу 122 отвода хладагента. Труба 121 подвода хладагента предусмотрена с насосом 123 хладагента. Циркуляционная система 143 может дополнительно включать в себя датчик температуры хладагента и термостат для регулировки температуры хладагента (не показаны).
Циркуляционная система 143 включает в себя первый проточный канал 30 для хладагента и второй проточный канал 20 для хладагента, образованные в головке 101 блока цилиндров, и третий проточный канал 152 хладагента, образованный в блоке 151 цилиндров. Первый проточный канал 30 для хладагента сообщается с входом хладагента. В головке 101 блока цилиндров образован промежуточный коммуникационный проход 172, сообщающий первый проточный канал 30 для хладагента с третьим проточным каналом 152 хладагента. Промежуточный коммуникационный проход 172 и третий проточный канал 152 хладагента соединены друг с другом через отверстие, образованное в сопрягаемой поверхности между головкой 101 блока цилиндров и блоком 151 цилиндров. Третий проточный канал 152 хладагента блока 151 цилиндров и второй проточный канал 20 для хладагента головки 101 блока цилиндров сообщаются друг с другом через отверстия, образованные у множества частей сопрягаемой поверхности между головкой 101 блока цилиндров и блоком 151 цилиндров. Второй проточный канал 20 для хладагента сообщается с выходом хладагента.
Хладагент, циркулирующий в циркуляционной системе 143, вводится во вход хладагента, образованный в головке 101 блока цилиндров, и течет в первом проточном канале 30 для хладагента головки 101 блока цилиндров, посредством этого охлаждая впускные каналы 2 со сторон их верхней поверхности. Затем хладагент, используемый для охлаждения впускных каналов 2, течет в третьем проточном канале 152 хладагента блока 151 цилиндров для охлаждения цилиндров. Хладагент, используемый для охлаждения цилиндров, возвращается к головке 101 блока цилиндров и течет во второй проточный канал 20 для хладагента головки 101 блока цилиндров для охлаждения нижних поверхностей выпускных каналов и впускных каналов 2, и затем выпускается из выхода хладагента, образованного в головке 101 блока цилиндров.
Согласно конфигурации, показанной на Фиг. 39, во время охлаждения частей, требующих охлаждения, головки 101 блока цилиндров и блока 151 цилиндров посредством единственной циркуляционной системы 143, возможно достичь меньшей температуры хладагента, текущего в первом проточном канале 30 для хладагента, чем температура хладагента, текущего во втором проточном канале 20 для хладагента.
Далее со ссылкой на чертежи показан десятый вариант осуществления изобретения. Десятый вариант осуществления отличается конфигурацией системы охлаждения двигателя. Система охлаждения двигателя десятого варианта осуществления может быть объединена с любой из головок блока цилиндров вариантов осуществления с первого по шестой. Тем не менее, здесь описан пример, объединенный с головкой блока цилиндров первого варианта осуществления.
Далее в этом документе со ссылкой на Фиг. 40 описана конфигурация системы охлаждения двигателя десятого варианта осуществления изобретения. На Фиг. 40, компоненты, эквивалентные компонентам системы охлаждения двигателя первого варианта осуществления, показанного на Фиг. 1, обозначены одинаковыми ссылочными позициями. Повторное описание этих эквивалентных компонентов опущено или упрощено.
Далее в этом документе описана конфигурация циркуляционной системы. Система охлаждения двигателя десятого варианта осуществления включает в себя единственную циркуляционную систему 144. Циркуляционная система 144 включает в себя радиатор 124 и насос 123 хладагента. Головка 101 блока цилиндров образована с входом хладагента, с которым соединена труба 121 подвода хладагента циркуляционной системы 144, тогда как блок 151 цилиндров образован с выходом хладагента, с которым соединена труба 122 отвода хладагента циркуляционной системы 144. Вход хладагента соединен с выходом хладагента радиатора 124 через трубу 121 подвода хладагента, тогда как выход хладагента соединен с входом хладагента радиатора 124 через трубу 122 отвода хладагента. Труба 121 подвода хладагента предусмотрена с насосом 123 хладагента. Циркуляционная система 144 может дополнительно включать в себя датчик температуры хладагента и термостат для регулировки температуры хладагента (не показаны).
Циркуляционная система 144 включает в себя первый проточный канал 30 для хладагента и второй проточный канал 20 для хладагента, образованные в головке 101 блока цилиндров, и третий проточный канал 152 хладагента, образованный в блоке 151 цилиндров. Первый проточный канал 30 для хладагента сообщается с входом хладагента. Первый проточный канал 30 для хладагента сообщается со вторым проточным каналом 20 для хладагента внутри головки 101 блока цилиндров. Второй проточный канал 20 для хладагента и третий проточный канал 152 хладагента блока 151 цилиндров сообщаются друг с другом через отверстия, образованные во множестве частей сопрягаемой поверхности между головкой 101 блока цилиндров и блоком 151 цилиндров. Третий проточный канал 152 хладагента сообщается с выходом хладагента.
Хладагент, циркулирующий в циркуляционной системе 144, вводится во вход хладагента, образованный в головке 101 блока цилиндров, и течет в первом проточном канале 30 для хладагента головки 101 блока цилиндров, посредством этого охлаждая впускные каналы 2 со сторон их верхней поверхности. Хладагент, используемый для охлаждения впускных каналов 2, продвигается от первого проточного канала 30 для хладагента во второй проточный канал 20 для хладагента и течет во втором проточном канале 20 для хладагента для охлаждения нижних поверхностей выпускных каналов и впускных каналов 2. Затем хладагент, прошедший через внутреннюю часть головки 101 блока цилиндров, течет в третьем проточном канале 152 хладагента блока 151 цилиндров для охлаждения цилиндров и затем выпускается из выхода хладагента, образованного в блоке 151 цилиндров.
Согласно конфигурации, показанной на Фиг. 40, во время охлаждения частей, требующих охлаждения, головки 101 блока цилиндров и блока 151 цилиндров посредством единственной циркуляционной системы 144, возможно достичь меньшей температуры хладагента, текущего в первом проточном канале 30 для хладагента, чем температура хладагента, текущего во втором проточном канале 20 для хладагента.
Далее со ссылкой на чертежи описан одиннадцатый вариант осуществления изобретения. Одиннадцатый вариант осуществления отличается конфигурацией системы охлаждения двигателя. Система охлаждения двигателя одиннадцатого варианта осуществления может быть объединена с любой из головок блока цилиндров вариантов осуществления с первого по шестой. Тем не менее, здесь описан пример, объединенный с головкой блока цилиндров первого варианта осуществления.
Далее в этом документе со ссылкой на Фиг. 41 описана конфигурация системы охлаждения двигателя одиннадцатого варианта осуществления изобретения. На Фиг. 41, компоненты, эквивалентные компонентам системы охлаждения двигателя первого варианта осуществления, показанного на Фиг. 1, обозначены одинаковыми ссылочными позициями. Повторное описание этих эквивалентных компонентов опущено или упрощено.
Далее в этом документе описана конфигурация циркуляционной системы. Система охлаждения двигателя одиннадцатого варианта осуществления включает в себя две циркуляционные системы 145 и 166. Две циркуляционные системы 145 и 166, соответственно, образуют замкнутые контуры, но не являются полностью независимыми друг от друга и имеют общий единственный радиатор 124. Насосы 123 и 163 хладагента, каждый из которых предназначен для циркуляции хладагента, соответственно предусмотрены в двух циркуляционных системах 145 и 166. Хладагент, охлажденный посредством радиатора 124, распределяется к циркуляционным системам 145 и 166, и хладагенты, циркулирующие в циркуляционных системах 145 и 166, собираются в радиатор 124 для охлаждения.
Первая циркуляционная система 145 включает в себя первый проточный канал 30 для хладагента, образованный в головке 101 блока цилиндров. Головка 101 блока цилиндров образована с входом хладагента и выходом хладагента, каждый из которых сообщается с первым проточным каналом 30 для хладагента. Вход хладагента головки 101 блока цилиндров соединен с выходом хладагента радиатора 124 через трубу 121 подвода хладагента, тогда как выход хладагента головки 101 блока цилиндров соединен с входом хладагента радиатора 124 через трубу 122 отвода хладагента. Труба 122 отвода хладагента и труба 121 подвода хладагента соединены друг с другом через обходную трубу 127, обходящую радиатор 124. Термостат 128 предусмотрен у общей части между трубой 121 подвода хладагента и обходной трубой 127. Насос 123 хладагента предусмотрен ниже по потоку от термостата 128 в трубе 121 подвода хладагента.
В первой циркуляционной системе 145, хладагент, нагретый посредством прохождения через головку 101 блока цилиндров, и хладагент, охлажденный посредством радиатора 124, смешиваются друг с другом посредством термостата 128. Затем хладагент с температурой, регулируемой посредством термостата 128, подается к первому проточному каналу 30 для хладагента, образованному в головке 101 блока цилиндров.
Вторая циркуляционная система 166 включает в себя второй проточный канал 20 для хладагента, образованный в головке 101 блока цилиндров, и третий проточный канал 152 хладагента, образованный в блоке 151 цилиндров. Второй проточный канал 20 для хладагента головки 101 блока цилиндров и третий проточный канал 152 хладагента блока 151 цилиндров соединены друг с другом через отверстие, образованное в сопрягаемой поверхности между головкой 101 блока цилиндров и блоком 151 цилиндров. Блок 151 цилиндров образован с входом хладагента, сообщающимся с третьим проточным каналом 152 хладагента, тогда как головка 101 блока цилиндров образована с выходом хладагента, сообщающимся со вторым проточным каналом 20 для хладагента. Вход хладагента блока 151 цилиндров соединен с выходом хладагента радиатора 124 через трубу 161 подвода хладагента, тогда как выход хладагента головки 101 блока цилиндров соединен с входом хладагента радиатора 124 через трубу 162 отвода хладагента. Труба 162 отвода хладагента и труба 161 подвода хладагента соединены друг с другом через обходную трубу 167, обходящую радиатор 124. Термостат 168 предусмотрен у общей части между трубой 161 подвода хладагента и обходной трубой 167. Заданная температура термостата 168 задана выше, чем заданная температура термостата 128 первой циркуляционной системы 145. Насос 163 хладагента предусмотрен ниже по потоку от термостата 168 в трубе 161 подвода хладагента.
Во второй циркуляционной системе 166, хладагент, нагретый посредством прохождения через блок 151 цилиндров и головку 101 блока цилиндров, и хладагент, охлажденный посредством радиатора 124, смешиваются друг с другом посредством термостата 168. Затем, хладагент с температурой, регулируемой посредством термостата 168, подается к третьему проточному каналу 152 хладагента блока 151 цилиндров через насос 163 хладагента, и хладагент, прошедший через третий проточный канал 152 хладагента, подается к второму проточному каналу 20 для хладагента, образованному в головке 101 блока цилиндров.
Согласно конфигурации, показанной на Фиг. 41, посредством задачи температуры термостатов 128 и 168, возможно обеспечить четко выраженное различие между температурой хладагента, текущего в первом проточном канале 30 для хладагента, и температурой хладагента, текущего во втором проточном канале 20 для хладагента. Обходная труба 127 и термостат 128 первой циркуляционной системы 145 не являются обязательными.
Помимо описанных выше вариантов осуществления, в качестве еще одного варианта осуществления может быть использован следующий принцип. В первом варианте осуществления, вход хладагента и выход хладагента предусмотрены в заднем торце и переднем торце головки блока цилиндров. Тем не менее, если вход хладагента не может быть предусмотрен в заднем торце или переднем торце головки блока цилиндров, вход хладагента может быть предусмотрен в боковой поверхности головки блока цилиндров. В частности, отверстие для удаления песка, образованное при образовании первого проточного канала для хладагента посредством песчаного стержня, может быть закупоренным, и коммуникационный проход, который сообщается с первым проточным каналом для хладагента, может быть образован посредством сверления от боковой поверхности головки блока цилиндров. Это также относится к выходу хладагента.