孔桥冷却通道制造技术

本公开提供了“孔桥冷却通道”。本公开提供了用于经由孔桥冷却通道冷却气缸体的系统。在一个示例中，具有定位在第一气缸与第二气缸之间的孔桥的气缸体具有定位在所述孔桥内的至少一个冷却通道，所述气缸体还包括冷却剂套，所述冷却剂套至少部分地围绕所述第一气缸和所述第二气缸。所述至少一个冷却通道的入口具有大于所述至少一个冷却通道的出口的面积，并且所述至少一个冷却通道的至少一部分具有由留置型芯形成的非圆柱形几何形状。留置型芯形成的非圆柱形几何形状。留置型芯形成的非圆柱形几何形状。

【技术实现步骤摘要】
孔桥冷却通道


[0001]本说明书总体上涉及气缸体和气缸体内的冷却通道。

技术介绍

[0002]发动机系统通常包括具有附接的气缸盖的气缸体，所述气缸体包括具有用于附接各种部件的周围材料的一系列气缸。气缸体和气缸盖还包括冷却系统，所述冷却系统包括围绕气缸的多个冷却通道。冷却剂(诸如水、油、乙二醇等)可以被泵送或以其他方式发送通过冷却通道以经由热交换从气缸体和气缸盖中移除热量。然而，冷却气缸体和/或气缸盖上的孔桥(bore bridge)(其是相邻气缸之间的区域)可能具有挑战性。孔桥是具有很小封装空间并且暴露于大量热量的受力区域。如果孔桥未充分冷却，则可能发生气缸孔变形、气缸套劣化和其他问题，从而损及发动机稳定性。
[0003]用于解决气缸体孔桥的冷却的其他尝试包括对每个孔桥中的一个或多个冷却通道进行钻孔或钻芯。Williams等人在美国专利9,284,875中示出了一种示例性方法。其中，气缸体包括相邻气缸之间的孔桥，其中交叉钻孔通道位于孔桥中。水冷却剂从气缸盖提供到交叉钻孔通道，而气缸体的其余部分用单独的油冷却剂系统来冷却。
[0004]然而，本文的专利技术人已认识到此类系统的潜在问题。作为一个示例，在孔桥中包括具有一个入口和一个出口的单个通道可能无法为所有发动机类型和操作模式提供足够的冷却。此外，尽管将交叉钻孔通道定位在Williams的孔桥中可以在孔桥处充分冷却顶面(deck face)，但是本文的专利技术人已经认识到，在孔桥内、在顶面下方可以存在附加的热点，并且被定位成冷却顶面的冷却通道可能无法充分冷却这些附加的热点。更进一步地，使用两个单独的冷却系统(水对油)可能是复杂的、昂贵的，并且不适用于所有发动机类型。

技术实现思路

[0005]在一个示例中，上述问题可以通过一种气缸体来解决，所述气缸体具有第一气缸和与第一气缸相邻的第二气缸以及定位在第一气缸与第二气缸之间的孔桥，气缸体还包括冷却剂套，所述冷却剂套至少部分地围绕第一气缸和第二气缸；以及至少一个冷却通道，其定位在孔桥内，所述至少一个冷却通道包括入口，所述入口流体地联接到冷却剂套并且具有大于定位在气缸体的顶面处的出口的面积，其中至少一个冷却通道的至少一部分具有由留置型芯(lost core)形成的非圆柱形几何形状。结果，孔桥可以通过具有被优化以提高冷却效率的几何形状的冷却通道来冷却。
[0006]作为一个示例，由留置型芯形成冷却通道允许冷却通道具有非圆形横截面，由此增加用于热交换的表面积。使用留置型芯成型允许单个冷却通道进一步向下延伸到孔桥的一定深度中，以沿着孔桥的易于形成热点的中间区域从目标区域提取热量。以这种方式，可以充分冷却孔桥，并且可以减少或避免气缸孔变形。
[0007]应当理解，提供以上
技术实现思路
是为了以简化的形式介绍在具体实施方式中进一步描述的一系列概念。这不意味着识别所要求保护的主题的关键或本质特征，所要求保护的
主题的范围唯一地由在详细描述之后的权利要求限定。此外，所要求保护的主题不限于解决上文或本公开的任何部分中提及的任何缺点的实施方式。
附图说明
[0008]本专利或申请文件包含以彩色执行的至少一个附图。具有一个或多个彩色附图的本专利或专利申请公布的副本将在请求和支付必要费用后由专利局提供。
[0009]图1示出了车辆系统的简化示意图。
[0010]图2示出了包括气缸盖垫圈的气缸体的俯视透视图。
[0011]图3示出了图2的气缸体的孔桥的横截面视图。
[0012]图4和图5分别以相应的温度梯度示出了常规气缸体的孔桥和图2的气缸体的横截面视图。
[0013]图6示意性地示出了包括弯曲孔销的示例性模头，其中所述模头和弯曲孔销可以用于铸造图2的气缸体的各方面。
[0014]图7至图9示出了示例性弯曲孔销。
[0015]图10示出了根据本公开的另一个实施例的气缸体的孔桥的横截面视图。
[0016]图11以温度梯度示出了图10的孔桥的横截面视图。
[0017]图12示出了气缸体的孔桥的示例的横截面视图，其中孔桥可以使用留置型芯(lost core)来形成。
[0018]图13示出了联接到图12的冷却通道的冷却剂套的示例。
[0019]图14示意性地示出了包括留置型芯的示例性模头，其中所述模头和留置型芯可以用于铸造图2的气缸体的各方面。
[0020]图2、图3、图7至图10和图13大致按比例示出。
具体实施方式
[0021]图1示出了车辆系统6的示意图。车辆系统6包括联接到排气后处理系统22的发动机系统8。发动机系统8可以包括具有多个气缸30的发动机10。发动机10包括发动机进气口23和发动机排气口25。发动机进气口23包括经由进气通道42流体地联接到发动机进气歧管44的节气门62。发动机排气口25包括最终通向排气通道35的排气歧管48，所述排气通道将排气引导到大气。节气门62可在进气通道42中位于增压装置(诸如涡轮增压器50或机械增压器)的下游。
[0022]涡轮增压器50可以包括布置在进气通道42与进气歧管44之间的压缩机52。压缩机52可至少部分地由排气涡轮54提供动力，所述排气涡轮布置在排气歧管48与排气通道35之间。压缩机52可以经由轴56联接到排气涡轮54。在一些示例中，压缩机52还可以至少部分地由电动马达58供电。在所描绘的示例中，电动马达58被示出为联接到轴56。然而，电动马达的其他合适的配置也可以是可能的。在一个示例中，当电池荷电状态高于电荷阈值时，电动马达58可以利用来自系统电池(未示出)的存储的电能来操作。通过使用电动马达58来操作涡轮增压器50，例如在发动机起动时，可以向进气空气充气提供电动增压(e
‑
boost)。然而，在其他示例中，压缩机52可以完全由排气涡轮54提供动力。此外，在一些示例中，可以省去涡轮增压器50并且发动机10可以是自然进气的。
[0023]发动机排气口25可以沿着排气通道35联接到排气后处理系统22。排气后处理系统22可以包括一个或多个排放控制装置70，所述排放控制装置可以安装在排气通道35中的紧密联接位置。一个或多个排放控制装置可以包括三元催化器、稀燃NOx过滤器、SCR催化器等。排气后处理系统22还可以包括碳氢化合物保持装置、微粒物质保持装置和其他合适的排气后处理装置(未示出)。应当理解，诸如各种阀和传感器等其他部件可以包括在发动机中。
[0024]车辆系统6还可以包括控制系统14。控制系统14被示出为从多个传感器16(本文描述了其各种示例)接收信息并且将控制信号发送到多个致动器81(本文描述了其各种示例)。作为一个示例，传感器16可以包括排气传感器126(位于排气歧管48中)、温度传感器128和压力传感器129(位于排放控制装置70的下游)。诸如压力、温度、空燃比和成分传感器等其他传感器可以联接到车辆系统6中的各个位置，如本文中更详细地讨论的。作为另一个示例，致动器可以包括燃料喷射器45(稍后描述)、各种阀、电动马达5本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种系统，其包括：气缸体，其具有第一气缸和与所述第一气缸相邻的第二气缸以及定位在所述第一气缸与所述第二气缸之间的孔桥，所述气缸体还包括冷却剂套，所述冷却剂套至少部分地围绕所述第一气缸和所述第二气缸；以及至少一个冷却通道，其定位在所述孔桥内，所述至少一个冷却通道包括入口，所述入口流体地联接到所述冷却剂套并且具有大于定位在所述气缸体的顶面处的出口的面积，其中所述至少一个冷却通道的至少一部分具有由留置型芯形成的非圆柱形几何形状。2.如权利要求1所述的系统，其中所述入口垂直于所述出口布置，并且所述至少一个冷却通道包括弯折部，所述弯折部被配置为改变所述至少一个冷却通道内的冷却剂流的方向。3.如权利要求1所述的系统，其中所述至少一个冷却通道的具有所述非圆柱形几何形状的所述部分的深度大于宽度，所述深度沿着所述气缸体的气缸轴线限定，并且所述宽度垂直于所述深度。4.如权利要求3所述的系统，其中所述至少一个冷却通道的所述宽度沿着所述至少一个冷却通道的长度变化。5.如权利要求3所述的系统，其中所述至少一个冷却通道的所述深度沿着所述至少一个冷却通道的长度的介于所述入口与所述出口之间的一部分保持均匀。6.如权利要求1所述的系统，其中所述至少一个冷却通道在所述孔桥的第一侧处而不是在所述孔桥的第二侧处流体地联接到所述冷却剂套。7.如权利要求6所述的系统，其中所述至少一个冷却通道横跨所述孔桥的长度的至少一部分延伸。8.如权利要求1所述的系统，其中所述出口的横截面为圆形并且所述入口的横截面不为圆形，并且其中所述出口的所述横截面垂直于所述入口的所述横截面。9.如权利要求1所述的系统，其中所述留置型芯是玻璃填充的盐芯。...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾斯汀，
申请(专利权)人：福特全球技术公司，
类型：发明
国别省市：