缸套冷却组件的制作方法

1.本发明涉及柴油机技术领域，具体的说，涉及一种缸套冷却组件。

背景技术：

2.随着柴油机平均有效压力和功率的不断提升，缸套的热负荷大幅增加，尤其活塞一环上止点对应的缸套位置处冷却成为了设计难点，缸套冷却不足，活塞一环温度将超过220℃限值，将会出现机油碳化、老化、拉缸等重大恶性故障。
3.现有的缸套冷却采用整体式冷却方式，即缸套的上部和下部均冷却，缸套的上部对应燃料爆燃处，热负载很高，需重点冷却，但是目前对上部冷却不足，缸套的下部热负载小，基本上不需要冷却，对下部的冷却，增大了散热损失，降低了柴油机的热效率；再者，冷却水在缸套和水套之间的冷却腔体中螺旋向上流动，导致冷却水在周向上流速和流量分布不均匀，缸套冷却效果差；最后，冷却水优先通过第一缸，越往后的各缸通过的冷却水流量越少，导致各个气缸冷却不均匀，柴油机冷却效果差。

技术实现要素：

4.针对上述不足，本发明所要解决的技术问题是：提供一种缸套冷却组件，提高缸套的冷却效果。
5.为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：
6.一种缸套冷却组件，包括：缸套和套设于所述缸套上的水套，所述缸套的外壁和所述水套的内壁之间形成冷却腔体；
7.其中，所述冷却腔体包括从下往上顺次设置、且能够相互连通的稳压腔和冷却孔；
8.所述水套设有进水口和出水口，所述稳压腔与所述进水口连通，所述冷却孔能够与所述出水口连通；
9.所述水套的内壁上设有环形的隔板，所述隔板与所述冷却孔在径向方向上位置相对，所述隔板的底面与所述冷却孔下侧壁之间的距离小于所述隔板的顶面与所述冷却孔上侧壁之间的距离，所述隔板的一端与所述缸套的外壁之间留有节流间隙，所述节流间隙的径向宽度小于所述稳压腔的径向宽度。
10.优选地，所述稳压腔包括下稳压腔、上稳压腔以及连通于两者之间的下过流通道，所述上稳压腔位于所述下稳压腔的上方；
11.所述下稳压腔与所述进水口连通，所述下过流通道的径向宽度小于所述下稳压腔和所述上稳压腔的径向宽度，所述上稳压腔与所述节流间隙和所述冷却孔连通。
12.优选地，所述冷却腔体还包括位于所述隔板上方的上过流通道，所述上过流通道与所述冷却孔和所述节流间隙连通。
13.优选地，所述冷却腔体还包括位于所述上过流通道上方的引流腔，所述引流腔与所述上过流通道和所述出水口连通。
14.优选地，所述隔板的底面与冷却孔下侧壁之间的距离为t1，t1＝(2.5～5)mm。
15.优选地，所述节流间隙的径向宽度为t2，t2＝(3～5)mm。
16.优选地，所述上稳压腔的径向宽度为t3，t3＝(9～15)mm。
17.优选地，所述下过流通道与所述下稳压腔衔接处的径向宽度为t4，t4＝(4～6)mm。
18.优选地，所述冷却孔的数量为n，24≥n≥16，所述冷却孔的直径为φd，φd＝(16～22)mm。
19.优选地，所述进水口与所述下稳压腔之间设有切向进水道；
20.所述切向进水道和所述进水口的衔接处过流截面的截面积为sa，所述进水口的过流截面的截面积为sb，sa＝(10％～20％)sb。
21.采用了上述技术方案后，本发明的有益效果是：
22.本技术采用隔板和稳压腔结构，稳压腔使冷却水水流在周向上流速和流量均匀分布，缸套冷却均匀，并且隔板的底面与冷却孔下侧壁之间的距离小于隔板的顶面与冷却孔上侧壁之间的距离，隔板的一端与缸套的外壁之间留有节流间隙，节流间隙的径向宽度小于稳压腔的径向宽度，冷却水由稳压腔流向节流间隙时，过流截面突然变小，强迫大部分冷却水流入冷却孔中，对冷却孔位置重点冷却，冷却孔还增大了缸套的冷却面积，缸套冷却效果好。
附图说明
23.图1是本发明缸套冷却组件实施例的剖视结构示意图；
24.图2是本发明缸套冷却组件实施例的主视结构示意图；
25.图3是图3中a部的放大结构示意图；
26.图4是本发明缸套冷却组件的水流流向示意图；
27.图5是图2中的俯视结构示意图；
28.图6是图5中a-a向的剖视图结构示意图；
29.图7是图6中b-b向的剖视图结构示意图；
30.图8是图6中c-c向的剖视图结构示意图；
31.图中：1、缸套；2、水套；20、隔板；21、进水口；22、出水口；23、冷却孔；24、切向进水道；25、下稳压腔；26、下过流通道；27、上稳压腔；28、上过流通道；29、引流腔；3、密封圈。
具体实施方式
32.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，且不用于限定本发明。
33.如图1-图4共同所示，一种缸套冷却组件，包括：缸套1和套设于缸套1上的水套2，缸套1的外壁和水套2的内壁之间设有冷却腔体；
34.其中，所述冷却腔体包括从下往上顺次设置、且能够相互连通的稳压腔和冷却孔23，冷却孔23的位置与活塞一环(活塞最上方的活塞环)位置对应；
35.水套2设有进水口21和出水口22，稳压腔与进水口21连通，冷却孔23能够与出水口22连通；
36.水套2的内壁上设有环形的隔板20，隔板20与冷却孔23在径向方向上位置相对，隔
板20的底面与冷却孔23下侧壁之间的距离小于隔板20的顶面与冷却孔23上侧壁之间的距离，隔板20的一端与缸套1的外壁之间留有节流间隙，节流间隙的径向宽度小于稳压腔的径向宽度。
37.冷却水从进水口21进入稳压腔，在稳压腔中水流流速变缓变稳，各处的水压一致性好，冷却水在周向上流速和流量分布均匀，缸套1各处冷却一致性好，当冷却水由稳压腔继续向上流入节流间隙时，由于节流间隙的径向宽度小于稳压腔的径向宽度且隔板20的底面与冷却孔23下侧壁之间间隙小，过流截面突然变小，强迫大部分冷却水流入冷却孔23中，少部分冷却水直接通过过流间隙向上流动，冷却孔23增大了缸套1的冷却面积，缸套1上部和活塞一环处得到针对性重点冷却。
38.可选地，如图3所示，稳压腔包括下稳压腔25、上稳压腔27以及连通于两者之间的下过流通道26，上稳压腔27位于下稳压腔25的上方；下稳压腔25与进水口21连通，下过流通道26的径向宽度小于下稳压腔25和上稳压腔27的径向宽度，上稳压腔27与节流间隙和冷却孔23连通。冷却水在下稳压腔25中具有螺旋向上的运动趋势，由于冷却水流入下稳压腔25时过流截面突然增大，使得冷却水在下稳压腔25中流速变缓变稳，下稳压腔25中各处的水压一致性好，当冷却水向上流动进入下过流通道26时，由于下过流通道26的径向宽度突然变窄，过流截面突然变小，破坏了冷却水的螺旋运动，强迫冷却水竖向向上流动，冷却水在周向上流速和流量分布较为均匀，当冷却水由下过流通道26向上流动至上稳压腔27中时，由于径向宽度突然变宽，过流截面突然增大，冷却水流速再次变缓变稳，冷却水在周向上流速和流量分布更为均匀，缸套1各处冷却一致性好，冷却效果好。
39.节流间隙的上方连通有上过流通道28，上过流通道28与冷却孔23和出水口22连通，通过节流间隙和冷却孔23的冷却水通过上过流通道28继续向上流动。
40.如图5、图6和图7共同所示，上过流通道28的上方连通有引流腔29，引流腔29与出水口22连通。冷却水通过上过流通道28流动至引流腔29中，再由出水口22流出，进一步地让冷却水在周向上流速和流量分布更为均匀，以实现出水水流的均匀性，避免冷却水直接流向出水口22，避免出现水流低流速、死区导致的局部过热以及缸套1、水套2出现穴蚀问题。本实施例中，引流腔29设置有两个，两个引流腔29相对设置，出水口22设置有四个，两个出水口22与一侧的引流腔29连通，另两个出水口22与另一侧的引流腔29连通，出水口22位于引流腔29的上方。
41.其中，节流间隙的径向宽度小于上稳压腔27和上过流通道28的径向宽度且隔板20的底面与冷却孔23下侧壁之间间隙小，还能够起到使每一个缸中的冷却水分布更加均匀，因为其节流的作用，减少了进入第一缸的冷却水流量，强迫冷却水流向其它各缸，从而使各缸冷却水分布均匀，柴油机整体冷却效果好。优选地，隔板20的底面与冷却孔23下侧壁之间的距离为t1，t1＝(2.5～5)mm，节流间隙的径向宽度为t2，t2＝(3～5)mm，冷却孔23处冷却流速、均匀性和换热效率较好。
42.冷却孔23的数量为n，24≥n≥16，冷却孔23的直径为φd，φd＝(16～22)mm，有足够的的冷却面积，而且不会影响结构强度，冷却孔23处的缸套1的最小壁厚为t5，t5＝(10～15)mm，满足结构强度的情况下，较小的壁厚利于冷却。
43.下过流通道26与下稳压腔25衔接处的径向宽度为t4，t4＝(4～6)mm，上水均匀性得到良好改善。
44.上稳压腔27的径向宽度为t3，t3＝(9～15)mm，可以获得好的稳压效果。
45.如图8所示，切向进水道24和进水口21的衔接处过流截面的截面积为sa，进水口21的过流截面的截面积为sb，sa＝(10％～20％)sb，优选地，sa＝15％sb，衔接处起到节流作用，强迫冷却水均匀流向各缸，各缸冷却水分布均匀，柴油机整体冷却效果好。
46.进水口21布置在靠近排气侧，与缸套1形成切向进水，先冷却温度较高的排气侧，然后冷却温度较低的进气侧，降低冷却后缸套1的整体温差，提升圆周方向的热形变均匀性，改善活塞环的密封。
47.如图3所示，从下稳压腔25到上稳压腔27，由下往上，缸套1的厚度先变窄再变宽，下过流通道26处的壁厚变薄，该处靠近爆燃位置，热负载高，针对性重点冷却。
48.缸套1和水套2之间设有密封冷却腔体的密封圈3。
49.由下往上，下稳压腔25、下过流通道26、上稳压腔27、冷却孔23、上过流通道28和引流腔29顺次设置，顺从冷却水流向，冷却水从下往上过程中气泡得以排出。
50.本技术仅对缸套1的上部冷却，减少了热量损失，柴油机热效率得到提升。
51.以上所述为本发明最佳实施方式的举例，其中未详细述及的部分均为本领域普通技术人员的公知常识。本发明的保护范围以权利要求的内容为准，任何基于本发明的技术启示而进行的等效变换，也在本发明的保护范围之内。

技术特征：

1.缸套冷却组件，其特征在于，包括缸套(1)和套设于所述缸套(1)上的水套(2)，所述缸套(1)的外壁和所述水套(2)的内壁之间形成冷却腔体；其中，所述冷却腔体包括从下往上顺次设置、且能够相互连通的稳压腔和冷却孔(23)；所述水套(2)设有进水口(21)和出水口(22)，所述稳压腔与所述进水口(21)连通，所述冷却孔(23)能够与所述出水口(22)连通；所述水套(2)的内壁上设有环形的隔板(20)，所述隔板(20)与所述冷却孔(23)在径向方向上位置相对，所述隔板(20)的底面与所述冷却孔(23)下侧壁之间的距离小于所述隔板(20)的顶面与所述冷却孔(23)上侧壁之间的距离，所述隔板(20)的一端与所述缸套(1)的外壁之间留有节流间隙，所述节流间隙的径向宽度小于所述稳压腔的径向宽度。2.如权利要求1所述的缸套冷却组件，其特征在于，所述稳压腔包括下稳压腔(25)、上稳压腔(27)以及连通于两者之间的下过流通道(26)，所述上稳压腔(27)位于所述下稳压腔(25)的上方；所述下稳压腔(25)与所述进水口(21)连通，所述下过流通道(26)的径向宽度小于所述下稳压腔(25)和所述上稳压腔(27)的径向宽度，所述上稳压腔(27)与所述节流间隙和所述冷却孔(23)连通。3.如权利要求2所述的缸套冷却组件，其特征在于，所述冷却腔体还包括位于所述隔板(20)上方的上过流通道(28)，所述上过流通道(28)与所述冷却孔(23)和所述节流间隙连通。4.如权利要求3所述的缸套冷却组件，其特征在于，所述冷却腔体还包括位于所述上过流通道(28)上方的引流腔(29)，所述引流腔(29)与所述上过流通道(28)和所述出水口(22)连通。5.如权利要求1所述的缸套冷却组件，其特征在于，所述隔板(20)的底面与冷却孔(23)下侧壁之间的距离为t1，t1＝(2.5～5)mm。6.如权利要求1所述的缸套冷却组件，其特征在于，所述节流间隙的径向宽度为t2，t2＝(3～5)mm。7.如权利要求2所述的缸套冷却组件，其特征在于，所述上稳压腔(27)的径向宽度为t3，t3＝(9～15)mm。8.如权利要求2所述的缸套冷却组件，其特征在于，所述下过流通道(26)与所述下稳压腔(25)衔接处的径向宽度为t4，t4＝(4～6)mm。9.如权利要求1所述的缸套冷却组件，其特征在于，所述冷却孔(23)的数量为n，24≥n≥16，所述冷却孔(23)的直径为φd，φd＝(16～22)mm。10.如权利要求2所述的缸套冷却组件，其特征在于，所述进水口(21)与所述下稳压腔(25)之间设有切向进水道(24)；所述切向进水道(24)和所述进水口(21)的衔接处过流截面的截面积为sa，所述进水口(21)的过流截面的截面积为sb，sa＝(10％～20％)sb。

技术总结

本发明公开了一种缸套冷却组件，包括：缸套和套设于缸套上的水套，缸套的外壁和水套的内壁之间形成冷却腔体；其中，冷却腔体包括从下往上顺次设置、且能够相互连通的稳压腔和冷却孔；水套设有进水口和出水口，稳压腔与进水口连通，冷却孔能够与出水口连通；水套的内壁上设有环形的隔板，隔板与冷却孔在径向方向上位置相对，隔板的底面与冷却孔下侧壁之间的距离小于隔板的顶面与冷却孔上侧壁之间的距离，隔板的一端与缸套的外壁之间留有节流间隙，节流间隙的径向宽度小于稳压腔的径向宽度。本申请采用隔板和稳压腔结构，控制水流分布和流向，提高散热效率和散热均匀性。提高散热效率和散热均匀性。提高散热效率和散热均匀性。