[发明专利]具有冷却汽缸盖的点火式液冷内燃发动机

说明书

本申请涉及具有冷却汽缸盖的点火式液冷内燃发动机。提供了用于将点火式液冷内燃发动机的汽缸盖的集成排气歧管热绝缘的方法和系统。在一个示例中，一种方法可以包括在集合点处的局部绝缘，在该集合点处，单独的排气管路和/或局部排气管路合并以在汽缸盖内形成整体排气管路。该局部绝缘可以与密封件一体形成并且联接到该汽缸盖的出口凸缘并且可以包括一系列舌状凸起，所述舌状凸起从汽缸盖出口凸缘朝向汽缸排气管路延伸。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2016年1月27日提交的德国专利申请号102016201166.9的优先权。上述申请的所有内容在此通过引用以其全文并入用于所有目的。

技术领域

本说明书总体上涉及用于用于点火式液冷(applied-ignition,liquid-cooled)内燃发动机的绝热的集成排气歧管的方法和系统。

技术背景

在包括带有至少两个汽缸的至少一个汽缸盖的点火式液冷内燃发动机领域中，众所周知的是，通向进气口的进气管路以及连结出气口的排气管路可至少部分地集成在该汽缸盖中。汽缸的排气管路通常被合并以形成一个或多个整体排气管路。合并排气管路以形成整体排气管路通常被称为排气歧管。众所周知的，至少两个汽缸的排气管路至少部分地在至少一个汽缸盖内合并以形成整体排气管路，由此形成至少部分集成的排气歧管(IEM)。同样众所周知的是，典型的液冷汽缸盖包括形成在汽缸盖中的多个冷却剂管道或至少一个冷却剂套，以便引导冷却剂通过汽缸盖。由此形成的汽缸盖结构是复杂的，同时也是一个高热负载和机械负载的部件。

由于发动机舱内更加密集的封装以及零部件到如上所述的汽缸盖中不断增加的集成性，内燃发动机的、特别是汽缸盖的热负载增加。其结果是，对冷却系统的要求增加了并且有必要采取措施可靠地预防内燃发动机的热过载。

为了可靠地预防内燃发动机过热，发动机的冷却布置(arrangement)的冷却能力被设计成用于冷却需求非常高或冷却需求最大的工作状态，这些工作状态以低车速下的高负载为特征。例如，诸如在加速过程中以及在上坡驾驶阶段发生的那些的工作状态。在此类情况下，发动机冷却系统负责消散非常大量的热量，而没有用于充分的消热散的可用空气流。

用于解决带有集成的排气歧管的内燃发动机的单独(individual)部件热过载的尝试包括无论何时预期到高排气温度时启动富化(λ1)。其中，喷射比与所提供的空气量能够充分燃烧的更多燃料，其中过量的燃料同样地被加热并且蒸发，使得燃烧气体的温度下降。然而，发明人在此已经意识到此类系统潜在的问题。在一个示例中，这种方法通常无法为汽缸盖提供充分的冷却。在另一个示例中，内燃发动机的燃料消耗和污染物排放增加。

用于改善内燃发动机的液体型冷却布置的冷却能力的另一种可能方法可包括利用可以高热负载的材料来构造汽缸盖，特别是含镍材料。发明人在此已经意识到可高热负载材料(如那些昂贵的材料)并且意识到通过替代地降低汽缸盖的热负载，一种成本较低并且轻质材料(例如铝)可以被用于汽缸盖构造。

用于提高液体型冷却布置的冷却能力的另一种方法可导致过大的冷却器或多个冷却器，这些冷却器需要安装在车辆的前端区域，该前端区域可使用的空间是极小的。示出的是冷却器可以已经是一前一后安排的并且是彼此间隔开的以便部分地重叠。

发明内容

发明人在此已经意识到不断地增加冷却器大小或数量来解决汽缸盖愈来愈增大的热负载的尝试的缺点并且提供了一种替代解决方案。作为一个示例，发明者在此不寻求经由汽缸盖来从排气中提取最大可能的热量。而是，通过至少局部地引进热绝缘，阻碍传递到汽缸盖中的热，由此发动机冷却布置的冷却能力需求被有意地减少。热传输表面(也就是说汽缸盖壁)的热渗透性在排气侧处被降低。由此，与对于不绝缘的系统相比，从排气中引入到汽缸盖并且随后到冷却剂系统的热量以较小程度发生。