[发明专利]集成式排气歧管冷却套

说明书

本公开提供了“集成式排气歧管冷却套”。提供了用于集成式排气歧管气缸盖的系统。在一个示例中，一种用于车辆的排气歧管包括：将多个气缸排气出口端口联接到排气出口端口的多个排气流道，所述多个排气流道在所述排气出口端口处至少形成第一排气通路和第二排气通路；上冷却套，其定位在所述第一排气通路的竖直上方；下冷却套，其定位在所述第二排气通路的竖直下方；以及中央冷却套，其定位在所述第一排气通路的竖直下方和所述第二排气通路的竖直上方。

技术领域

本说明书总体上涉及一种用于车辆的气缸盖，并且更具体地，涉及一种包括具有中央冷却套的集成式排气歧管的气缸盖。

背景技术

用于内燃发动机的排气歧管可能暴露于高热负荷。集成到气缸盖中的排气歧管(称为集成式排气歧管(IEM)气缸盖)由于集成设计的热传递特性而可能经受特别高的热负荷。例如，IEM气缸盖可以包括具有一个或多个排气通路的排气出口端口，所述排气出口端口在车辆的操作期间经受高热负荷。

通过将冷却套结合到气缸盖中，可以减少集成式排气歧管和相邻部件的热负荷。其中形成有冷却剂型芯的冷却套可以减少由发动机操作期间产生的热量引起的气缸盖上的热应力。例如，在美国专利号8,960,137中公开了一种具有集成式排气歧管的气缸盖。为了减少置于排气出口端口上的热负荷，提供了上冷却套和下冷却套，所述上冷却套和所述下冷却套包含气缸盖的主要部分，以经由与循环的液体冷却剂进行热交换而从气缸盖移除热量。此外，气缸盖和集成式排气歧管在排气出口端口处包括三个排气通路，而不是单个排气通路，这有助于分布排气出口端口处的热负荷并由于三个排气通路将高压排气泄放脉冲分开而降低排气的温度。

然而，本发明人已认识到上述方法的问题。在一个示例中，出口端口处的多个排气通路导致排气通路竖直堆叠(例如，其中一个排气通路位于另一个排气通路上方)。这种类型的配置阻止了精确的目标冷却，因为即使提供了钻孔通路以在出口端口处或附近流体地联接上冷却套和下冷却套，上冷却套和下冷却套也不在堆叠的排气通路之间提供冷却剂流。这导致沿着排气歧管、涡轮增压器安装表面附近并包括涡轮增压器安装表面在内的温度非常高，其可能超过气缸盖的设计极限。另外，所述温度将导致难以密封、易于破裂以及向涡轮增压器凸缘传递过高的温度。此外，堆叠的排气通路对冷却剂蒸气管理提出了挑战，因为难以通过一个脱气端口来对连通到所有冷却套的封装进行脱气。如果蒸气不能随着冷却剂的流动被移除，则所引起的蒸气截留可能导致局部沸腾。

发明内容

因此，本文描述了解决上述问题的各种示例性系统和方法。在一个示例中，一种用于发动机的排气歧管包括将多个气缸排气端口联接到排气出口端口的多个排气流道，所述多个排气流道在排气出口端口处至少形成第一排气通路和第二排气通路；上冷却套，其定位在第一排气通路的竖直上方；下冷却套，其定位在第二排气通路的竖直下方；以及中央冷却套，其定位在第一排气通路的竖直下方和第二排气通路的竖直上方。

以这种方式，上冷却套与下冷却套之间的中央冷却套允许将冷却剂流精确瞄准到与排气通路直接接触的较大表面区域上方需要冷却剂流之处并将允许对冷却剂流的速度进行控制。先前高温位置的温度降低并低于气缸盖的设计极限。另外，中央冷却套可以为钻孔脱气连接提供通路，以更有利地对系统进行工作。在这样做时，可以降低在被称为热且难以冷却的区域的区域破裂的风险。此外，可以降低气缸盖总冷却剂流量需求，从而允许减小冷却剂泵的尺寸，并且可以通过限制离开排气歧管的排气的温度来延长下游排气部件(例如，催化器、涡轮增压器)的寿命。

应当理解，提供以上发明内容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。其并不意味着确定所要求保护的主题的关键或必要特征，主题的范围由具体实施方式之后的权利要求唯一地限定。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

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