[0001] 本发明涉及发动机技术领域，特别是涉及发动机冷却水套结构。

[0002] 随着节能减排要求的不断加严，以及用户对整车油耗的关注度加大，发动机需要不断提升爆压，以及通过热管理手段不断降低油耗。在提升爆压的同时，缸体、缸盖及活塞
等零部件的热负荷不断增大，为此，需要通过创新型冷却方法，提升缸体、缸盖及活塞等零
部件的冷却效果，确保发动机工作更加可靠。

[0003] 传统的冷却液循环系统采用自下而上的串联冷却方式，导致发动机各零件的冷却效果较差，降低了发动机各零件的可靠性。

[0030] 为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发
明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不
违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

[0031] 在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必
须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

[0032] 此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者
隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三
个等，除非另有明确具体的限定。

[0033] 在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连
接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内
部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员
而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

[0034] 在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在
第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示
第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第
一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

[0035] 需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以
是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平
的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施
方式。

[0036] 传统的冷却液循环系统采用自下而上的串联冷却方式，导致发动机各零件的冷却效果较差，降低了发动机各零件的可靠性。具体的，一种新型柴油机冷却系统，包括相连通
的缸体水套和缸盖水套，缸盖水套上并联有第一冷却循环管路、第二冷却循环管路、散热管
路，第一冷却循环管路、第二冷却循环管路以及散热管路的另一端均通过水泵连接在缸体
水套上。但是该新型柴油机冷却系统，更多是说明冷却循环管路，更多是靠外部循环降温，
未说明缸体缸盖水套的具体结构。另一种柴油机冷却水套，包括缸体、气缸体水套、活塞、气
缸盖和气缸盖水套，缸体内设有气缸套，气缸套外侧设有气缸体水套，气缸体水套包括柱体
冷水腔和冷却管，气缸套内部设有活塞，缸体顶端设有气缸盖，气缸盖内部正对燃烧室处设
有气缸盖水套，气缸盖侧壁上设有进水孔。该柴油机冷却水套主要是通过多个机加孔实现
对缸体、缸盖、活塞等全冷却，但没有涉及具体的缸体缸盖水套内部流向，也没有涉及如何
针对性地解决缸体缸盖热负荷问题。

[0037] 针对传统技术存在的问题，提出一种能够提高发动机各零件的冷却效果，提高发动机各零件的可靠性的发动机冷却水套结构。

[0038] 参阅图1，图1示出了本发明一实施例中的发动机冷却水套结构的结构示意图，发动机冷却水套结构包括分水腔100、缸盖水套和缸体水套300，其中，

[0039] 分水腔100，设置于发动机的气缸内部，分水腔100上设置有缸体进水口400。缸盖水套，设置于气缸盖的内部，包括相连通的缸盖上层水套201和缸盖下层水套202，缸盖上层
水套201与分水腔100相连通。缸体水套300，设置于气缸体的内部，缸体水套300上设置有缸
体出水口500，缸体水套300与缸盖上层水套201和缸盖下层水套202相连通。

[0040] 可选地，分水腔100设置于发动机的气缸内部，本实施例中的发动机的类型可以为直列结构的发动机，直列结构的发动机可以包括多个气缸，多个气缸之间的连接方式为串
联连接。

[0041] 分水腔100的内部结构尽可能光滑，分水腔100的截面积尽可能大，具体可以根据冷却水的流速和温度来确定，通过设置较大的截面积和尽可能光滑的内部结构，能够减少
对冷却水的流动阻力。同时，分水腔100上设置有缸体进水口400，水泵泵送的冷却水从缸体
进水口400进入分水腔100，分水腔100将水泵泵送的冷却水输送至缸盖水套，从而实现将冷
却水引入至各个缸盖，使得各个缸盖的水流量均匀性更好。

[0042] 在其中一个实施例中，缸体进水口400的形状可以为矩形、圆柱形等各种形状。缸体进水口400的截面积尽可能大，用于减少节流，降低阻力。

[0043] 在其中一个实施例中，分水腔100，设置于气缸的缸体或者缸盖内部。分水腔100既可以设置在缸体内部，也可以设置缸盖内部，具体的，可以设置于缸体水套300的表面或者
缸盖水套的表面。实现分水腔100位置的灵活设置。

[0044] 缸盖水套包括缸盖上层水套201和缸盖下层水套202，缸盖上层水套201与分水腔100相连通。分水腔100将冷却水引入至缸盖上层水套201，流向如图1中的①所示。缸盖上层
水套201主要用于均布水流量，同时减少结构带来的阻力，并提供向缸盖鼻梁区域俯冲的动
力。由于缸盖上层水套201和缸盖下层水套202是相连通的，流经缸盖上层水套201的冷却水
可以流入缸盖下层水套202。

[0045] 缸体水套300，设置于气缸体的内部，缸体水套300与缸盖上层水套201和缸盖下层水套202相连通。缸盖上层水套201可以直接将冷却水引入至缸体水套300，也可以将冷却水
先引入至缸盖下层水套202，再经过缸盖下层水套202将冷却水引入至缸体水套300。

[0046] 在其中一个实施例中，缸体水套300设计时考虑尽可能短的结构，即沿气缸体的高度方向尽可能短，这样更有利于放大暖机效果，同时冷却水流可以集中发挥冷却作用，避免
不必要的分流。

[0047] 缸体水套300上设置有缸体出水口500，缸体水套300中的冷却液均通过缸体出水口500流出。

[0048] 在本实施例中，通过在发动机的气缸内部设置分水腔100，分水腔100上设置有缸体进水口400。在气缸盖的内部设置缸盖水套，缸盖水套包括相连通的缸盖上层水套201和
缸盖下层水套202，缸盖上层水套201与分水腔100相连通。在气缸体的内部设置缸体水套
300，缸体水套300与缸盖上层水套201和缸盖下层水套202相连通，并在缸体水套300上设置
有缸体出水口500。通过设置上述发动机冷却水套结构，使得水流从分水腔100流入缸盖上
层水套201，再经过缸盖上层水套201和缸盖下层水套202流入缸体水套300，分水腔100能够
将水泵输出的冷却水引入至各个缸盖，提高各个缸盖的水流量均匀性，同时实现将冷却水
重点冷却在缸盖底板区域和鼻梁区域，然后再冷却缸体水套300上部，能够更好地发挥冷却
水的作用，提高了对发动机缸盖、缸体等各零件的冷却效果，从而提高了发动机的节油效
果，提高了发动机各零件的可靠性。

[0049] 在一个示例性的实施例中，分水腔100与缸盖下层水套202相连通，分水腔100出来的冷却水可以先进入到缸盖下层水套202，缸盖下层水套202可以直接将冷却液引入至缸盖
上层水套201和缸体水套300，经过缸盖上层水套201的冷却液再流入至缸体水套300，最终
通过缸体水套300上设置的缸体出水口500流出。可以实现先对缸盖底板区域和鼻梁区域进
行冷却。

[0050] 在一个示例性的实施例中，请继续参阅图1，缸盖水套，设置于多缸发动机缸盖的内部，多缸盖内部的缸盖上层水套201相连通，多缸盖内部的缸盖下层水套202相互独立；缸
体水套300，设置于多缸发动机缸体的内部，多缸体内部的缸体水套300相连通。

[0051] 可选地，本实施例中的发动机为多缸发动机，包括多个气缸，每个气缸包括缸体和缸盖。各缸盖的内部均设置有缸盖水套，各缸体的内部均设置有缸体水套300。设置于多个
缸盖内部的多个缸盖上层水套201是相连通的，可以联合分水腔100，使冷却水更快地充满
缸盖上层水套201，减少过程流动的能量损失。

[0052] 设置于多缸盖内部的多个缸盖下层水套202是相互独立的，不连通的，更有利于冷却缸盖底板，特别是排排鼻梁区，排排鼻梁区是指缸盖中排气道口之间所形成的区域。

[0053] 在其中一个实施例中，各缸盖的缸盖上层水套201的结构尽可能薄，以减少水套总容积。

[0054] 在其中一个实施例中，设置于多个缸盖内部的多个缸盖上层水套201也可以是断开的，相互独立的，彼此不连通，更有利于冷却缸盖底板。

[0055] 在一个示例性的实施例中，分水腔100包括多个分水腔出水口，每个分水腔出水口与对应缸盖的缸盖上层水套201相连通。分水腔100可以通过多个分水腔出口实现与多个缸
盖上层水套201的连通，以将冷却液引入至多个缸盖上层水套201，提高各个缸盖上层水套
201的水流量均匀性。

[0056] 在一个示例性的实施例中，请继续参阅图1，发动机冷却水套结构还包括第一缸垫水孔600，缸盖上层水套201包括第一进水通道；第一缸垫水孔600设置于分水腔出水口处，
第一缸垫水孔600用于将分水腔出水口与第一进水通道相连通。

[0057] 分水腔出水口处设置有第一缸垫水孔600，通过第一缸垫水孔600将分水腔出水口与第一进水通道相连通，从而实现分水腔100与缸盖上层水套201的连通。分水腔100出来的
冷却水通过分水腔出水口流出，途经第一缸垫水孔600直接进入到缸盖上层水套201，冷却
水流向如图1中①所示，即图中箭头的方向。

[0058] 可选地，第一缸垫水孔600的大小大于或者等于分水腔出水口的截面积，以减少流动阻力。

[0059] 结合图2和图3所示，图2示出了本发明另一实施例中的发动机冷却水套结构的结构示意图，图3示出了本发明另一实施例中的发动机冷却水套结构的部分结构示意图。其
中，缸盖上层水套201包括第一出水通道，设置于气缸盖的鼻梁区域，第一出水通道与缸盖
下层水套202相连通。

[0060] 缸盖上层水套201的第一出水通道如图2和图3中箭头所指示的②所示，箭头的方向表示冷却水的流向。第一出水通道，设置于气缸盖的鼻梁区域，第一出水通道与缸盖下层
水套202相连通。缸盖上层水套201的大部分冷却水通过第一出水通道流入至缸盖下层水套
202，由于第一出水通道设置于气缸盖的鼻梁区域，缸盖上层水套201中的大部分冷却水会
集中向鼻梁区域处俯冲，可显著提升冷却效果。

[0061] 在一个示例性的实施例中，请参阅图2和图3，缸盖上层水套201包括第二出水通道，设置于气缸盖的底板区域，第二出水通道与缸盖下层水套202相连通；第二出水通道的
截面积小于第一出水通道的截面积。

[0062] 缸盖上层水套201的第二出水通道如图2和图3中箭头所指示的③所示，箭头的方向表示冷却水的流向。第二出水通道，设置于气缸盖的底板区域，第二出水通道与缸盖下层
水套202相连通。缸盖上层水套201的大部分冷却水通过第一出水通道和第二出水通道，流
入至缸盖下层水套202，由于第二出水通道设置于气缸盖的底板区域，针对冷却效果差的气
缸盖的底板区域，冷却水途径第二出水通道流入至缸盖下层水套202，能够提高对底板区域
的冷却效果。第二出水通道的截面积小于第一出水通道的截面积，使得大部分冷却水集中
至鼻梁区域处俯冲，可显著提升冷却效果，有利于提升缸盖的可靠性。

[0063] 在一个示例性的实施例中，请参阅图2和图3，发动机冷却水套结构还包括第二缸垫水孔700，缸体水套300包括交叉孔。第二缸垫水孔700，设置于缸体水套300的进水口处，
用于将缸盖上层水套201与交叉孔相连通。交叉孔，设置于气缸体的活塞顶部位置处，用于
将缸盖上层水套201与缸体水套300相连通。

[0064] 可选地，缸体水套300的进水口处设置有第二缸垫水孔700，通过第二缸垫水孔700将缸盖上层水套201与交叉孔相连通。缸体水套300上的交叉孔设置于气缸体的活塞顶部位
置处，通过交叉孔将缸盖上层水套201与缸体水套300相连通。缸盖上层水套201的部分冷却
液通过出水通道④和⑤，再通过第二缸垫水孔700，之后通过交叉孔进入到缸体水套300。在
缸体水套300处设置交叉孔，用于冷却活塞顶部位置处，即活塞一环位置，以降低活塞热负
荷。④和⑤处的截面积要小，避免影响缸盖鼻梁区域处的冷却。

[0065] 在本实施例中，缸盖上层水套201能够将冷却水直接引入到缸体水套300，通过俯冲的能量，交叉孔的设计，使活塞环案的冷却效果更加显著，大大提升活塞和缸体的可靠
性。

[0066] 在一个示例性的实施例中，请参阅图2和图3，发动机冷却水套结构还包括第二缸垫水孔700，缸盖下层水套202包括第三出水通道。第三出水通道，设置于气缸体的活塞位置
上方。第二缸垫水孔700，设置于缸体水套300的进水口处，用于将第三出水通道与缸体水套
300相连通。

[0067] 缸盖下层水套202包括第三出水通道，设置于缸体水套300的进水口处的第二缸垫水孔700，还用于将第三出水通道与缸体水套300相连通。第三出水通道可以包括图2和图3
中的⑥、⑦、⑧和⑨。第三出水通道，设置于气缸体的活塞位置上方。缸盖下层水套202的冷
却水途径第三出水通道⑥、⑦、⑧和⑨，并通过第二缸垫水孔700进入到缸体水套300，用于
降低活塞热负荷。

[0068] 可选地，第二缸垫水孔700可以采用大小不一的结构，每个孔的截面积可以根据冷却水的流速和温度来确定，每个孔的截面积设计是为了让各缸的水流量尽可能均匀分布。

[0069] 在本实施例中，发动机冷却水套结构还包括第二缸垫水孔700，缸盖下层水套202包括第三出水通道，第三出水通道设置于气缸体的活塞位置上方，第二缸垫水孔700设置于
缸体水套300的进水口处，用于将第三出水通道与缸体水套300相连通。由于第三出水通道
设置于气缸体的活塞位置上方。缸盖下层水套202的冷却水途径第三出水通道，并通过第二
缸垫水孔700进入到缸体水套300，能够降低缸体中的活塞热负荷。

[0070] 以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存
在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

[0071] 以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来
说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护
范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。