與氣缸蓋整體形成的排氣歧管的制作方法

與氣缸蓋整體形成的排氣歧管的制作方法專利名稱:與氣缸蓋整體形成的排氣歧管的制作方法技術領域:本創造涉及一種發動機,所述發動機裝備與氣缸蓋整體形成的排氣歧管,更詳細地,本創造涉及一種發動機,其中其排氣效率得到改善。

背景技術:概括地說,排氣歧管作為分別部件進行開發,并且裝配至發動機,但是它能夠影響發動機的總體性能和耐久性。

排氣歧管不僅需要與四周的部件保持間隙,從而不會過度地使四周的部件變熱;而且需要空間以將其收容在發動機艙中。

此外,布置在排氣歧管下游的催化轉化器需要靠近發動機安裝,從而由熱量激化。

因此,排氣歧管和發動機必需緊湊。

例如,隨著氣缸數量的增加,存在如下問題在直列式-四缸發動機中,作為發動機重要特征的低速扭矩通過排氣脈動阻力而減小。

圖6是顯示通常的四缸發動機及其排氣沖程的示意圖表。

如圖6左邊的示意圖中所示,發動機包括第一氣缸#1、其次氣缸#2、第三氣缸#3以及第四氣缸#4。

此外,各個氣缸的進氣側和排氣側連接至渦輪增壓器600和605。

如圖6右邊的表中所示,膨脹沖程被挨次操作,例如第一氣缸#1〉第三氣缸#3〉第四氣缸#4其次氣缸#2。

因此,如表中所示,一個間隔-與另一個間隔-重疊,在所述一個間隔中排氣閥在第一氣缸#1中打開,在所述另一個間隔中排氣閥在其次氣缸#2中打開。

因此,排氣閥在第一氣缸#1中打開,直到排氣閥在其次氣缸#2中關閉,并且在這個時刻存在如下問題由于從第一氣缸#1排放的廢氣的高排氣壓力,其次氣缸#2的殘余氣體并未有效地排空。

本背景技術部分中公開的信息僅僅用于增加對本創造通常背景的理解,其不應當作為該信息形成本事域技術人員已知現有技術的承認或者任何形式的示意。

創造內容本創造的一個方面涉及一種與氣缸蓋整體形成的排氣歧管,可以包括至少一個單排氣出口,所述單排氣出口使得至少兩個氣缸的通道結合并且排放從彼此不接近的所述至少兩個氣缸排放的廢氣,其中打開周期彼此不重疊,在所述打開周期中,所述至少兩個氣缸的排氣閥是打開的。

通道可以包括連接至第一氣缸的第一排氣通道,從第一氣缸排放的廢氣通過所述第一排氣通道,以及連接至不接近第一氣缸的第四氣缸的第四排氣通道,從第四氣缸排放的廢氣通過所述第四排氣通道,其中第一排氣通道和第四排氣通道結合在一起以形成第一單排氣出口,并且第一氣缸和第四氣缸的排氣閥的打開周期彼此不重疊。

通道可以包括連接至其次氣缸的其次排氣通道,從其次氣缸排放的廢氣通過所述其次排氣通道,以及連接至第三氣缸的第三排氣通道,從第三氣缸排放的廢氣通過所述第三排氣通道,并且其中其次氣缸和第三氣缸的排氣閥的打開周期彼此不重疊,并且其中第一氣缸、其次氣缸、第三氣缸和第四氣缸挨次布置。

其次排氣通道可以具有其次排氣出口,并且第三排氣通道具有第三排氣出口。

單排氣出口以及其次和第三排氣出口可以形成排氣組裝部分。

水套可以形成在排氣歧管中,并且布置為接近第一、其次、第三和第四排氣通道。

水套可以延長至在第一排氣通道和第四排氣通5道之間形成的備用空間,并且水套可以接近其次和第三排氣通道,所述備用空間布置在單排氣出口之前。

雙渦旋雙渦輪增壓器可以安裝在排氣組裝部分上。

所述雙渦輪增壓器可以包括同軸連接至一個軸的第一渦旋和其次渦旋,其中第一渦旋與單排氣出口聯通,其次渦旋與其次或第三排氣出口聯通。

其次排氣通道和第三排氣通道可以結合在一起以形成其次單排氣出口。

第一單排氣出口和其次單排氣出口可以形成排氣組裝部分。

雙渦旋雙渦輪增壓器可以安裝在排氣組裝部分上,其中所述雙渦輪增壓器包括同軸連接至一個軸的第一渦旋和其次渦旋,其中第一渦旋與第一單排氣出口聯通,且其次渦旋與其次單排氣出口聯通。

排氣歧管可以與氣缸蓋整體形成,并且可以進一步包括形成在排氣歧管中的其次和第三排氣出口,用來排放從彼此接近的兩個氣缸排放的廢氣。

本創造的方法和裝置具有的其它特征和優點將從附圖和下面的詳細實施方式部分中變得明朗,或者說將在附圖和下面的詳細實施方式部分中進行更加詳細地說明,所述附圖合并于此,與所述詳細實施方式部分一起用于解釋本創造的特定原理。

圖1是具有依據本創造的與氣缸蓋整體形成的排氣歧管的例示性發動機的示意圖。

圖2是沿圖1的線-的圖1的發動機的截面視圖。

圖3是顯示依據本創造的例示性排氣沖程和例示性排氣壓力的表。

圖4是依據本創造布置在排氣側的例示性雙渦旋渦輪增壓器的截面視圖。

圖5是顯示依據本創造例示性實施方案的雙渦旋渦輪增壓器的效能的表。

圖6是顯示傳統的四缸發動機及其排氣沖程的示意圖表。

詳細實施例方式現在將詳細參考本創造的各種實施方案,其例子在附圖中說明并且在下面進行描述。

當結合例示性實施方案對本創造進行描述吋,應當理解的是當前的描述并不用于將本創造限制在那些例示性實施方案中。

相反地,本創造意在不但掩蓋所述例示性實施方案,還掩蓋可能包括在所附權利要求所限定的本創造的精神和范圍內的各種選擇形式、修改形式、等價形式以及其它實施方案。

圖1是依據本創造的與氣缸蓋整體形成的例示性排氣歧管的示意圖,且圖2是依據圖的線-的截面視圖。

應當意識到,排氣歧管可以與氣缸蓋一體形成。

如圖1中所示,第一氣缸#1、其次氣缸#2、第三氣缸#3以及第四氣缸糾挨次布置在氣缸蓋100中。

同樣,排氣歧管100與氣缸蓋100整體形成,且第一排氣通道111、其次排氣通道112、第三排氣通道113以及第四排氣通道114形成在歧管100中。

而且,應當意識到,排氣歧管可以與氣缸蓋一體形成。

如圖所示,第一排氣通道111與第一氣缸#1聯通,且其次排氣通道112與其次氣缸#2聯通。

同樣,第三排氣通道113與第三氣缸#3聯通,第四排氣通道114與第四氣缸#4聯通。

如圖1的下部所示,第一排氣通道111和第四排氣通道114在其次和第三氣缸#2和#3的中間部分中組合在一起,以形成單排氣出口121。

其次排氣出口122和第三排氣出口123挨次布置為接近單排氣出口121的下部。

單排氣出口121、其次排氣出口122和第三排氣出口123構成單排氣組裝部分。

形成其次排氣通道112以在其次排氣出口122和其次氣缸#2之間聯通,且形成第三排氣通道113以在第三排氣出口123和第三氣缸#3之間聯通。

同樣,水套124形成在第一、其次、第三和第四排氣通道、112、113和114以及單排氣組裝部分的單排氣出口121、其次排氣出口122和第三排氣出口123的四周。

水套124通過形成在與氣缸蓋100整體形成的歧管1007之內的內部冷卻劑通道而形成,且水套124的冷卻劑冷卻通過第一、其次、第三和第四排氣通道111、112、113和114以及單排氣組裝部分的單排氣出口121、其次排氣出口122和第三排氣出口123的廢氣。

圖2是依據圖1的線-的截面視圖。

如圖2中所示,備用空間形成在歧管中第一排氣通道111和第四排氣通道114之間,直到第一排氣通道111和第四排氣通道114結合在一起。

水套124形成在備用空間中。

在本創造的各種實施方案中,水套124可以朝向由第一、其次、第三和第四排氣通道111、112、113和114包圍的空間中心而延長。

因此,第一排氣通道111和第四排氣通道114與水套124之間的鄰接區域增加,從而廢氣被有效地冷卻,并且由廢氣的脈動產生的噪音和振動減小。

在類似的方式中,其次和第三排氣通道112和113以及水套124之間的鄰接區域也增加,從而通過的廢氣的溫度有效地降低,并且由廢氣的脈動產生的噪音和振動減小。

在本創造的各種實施方案中,當渦輪增壓器連接至單排氣組裝部分的單排氣出口121、其次排氣出口122和第三排氣出口123時,脈動減小,廢氣的溫度降低,從而能夠改善渦輪增壓器的耐久性和性能。

圖3是顯示依據本創造例示性實施方案的排氣沖程和排氣壓力的表。

參考圖3,第一氣缸#1挨次執行排氣、進氣、壓縮和膨脹沖程,且第四氣缸#4依據第一氣缸#1挨次執行壓縮、膨脹、排氣和進氣沖程。

同樣,其次氣缸#2依據第一氣缸#1挨次執行進氣、壓縮、膨脹和排氣沖程,且第三氣缸#3依據第一氣缸#1挨次執行膨脹、排氣、進氣和壓縮沖程。

如第一氣缸#1和第四氣缸#4中所示,當第一氣缸#1處于排氣間隔-時,第四氣缸#4處于壓縮沖程,且當第一氣缸#1處于進氣沖程時,第四氣缸#4處于膨脹沖程。

更加詳細地,當第一氣缸#1處于進氣沖程時,第四氣缸#4處于膨脹沖程,排氣閥在膨脹沖程的最終部分打開。

因此,不存在第一氣缸#]和第四氣缸#4的排氣閥同時打開的重疊周期。

如圖1中所示,依據本創造的例示性實施方案,第一和第四氣缸#1和#4的排氣通道111和114結合在一起以形成單排氣出口121,且各個閥不重疊,使得第一和第四氣缸#1和#4中的殘余氣體削減。

同樣,第一和第四氣缸#1和#4的廢氣并不相互干涉,從而使得低中時扭矩并不減小。

特殊地,在發動機在高負載低下操作并且進氣壓力勻稱的狀況下,由于排氣壓力變得較低,殘余氣體的凈化效能增加。

同時、其次氣缸#2和第三氣缸#3分別使用排氣通道112和113,從而幾乎不與其發生排氣干涉。

然而,在本創造的各種實施方案中,與其次和第三氣缸#2和#3聯通的其次和第三排氣通道112和113可以結合在一起以形成單排氣出口。

如圖3中所示,由于排氣閥打開的周期不重疊,總體排氣壓力得到安排,且排氣壓力的高點降低,使得排氣脈動減小。

圖4是依據本創造例示性實施方案的布置在排氣側的雙渦旋渦輪增壓器的截面視圖。

參考圖4,雙渦旋渦輪增壓器包括雙渦旋400,所述雙渦旋包括第一渦旋和其次渦旋、渦輪機葉輪405、渦輪機殼體410以及壓縮機葉輪420,且雙渦旋400通過廢氣而旋轉,從而壓縮機葉輪420將入口空氣注入發動機的氣缸內。

參考圖和圖4,第一渦旋能夠連接至單排氣出口121,且其次渦旋能夠連接至其次和第三排氣通道122和123。

如上面所述,廢氣的排氣脈動能量傳遞至入口空氣,從而改善排氣效率和進氣效率。

在如上面所述的與其次和第三氣缸#2和#3聯通的其次和第三排氣通道112和113結合在一起以形成單排氣出口的各種實施方案中,第一渦旋能夠連接至單排氣出口121,所述單排氣出口121連接至第一和第四排氣通道111和114,且其次渦旋能夠連接至單排氣出口,所述單排氣出口連接至其次和第三排氣通道122和123。

在通常的單渦輪增壓器中,當第一氣缸的排氣沖程正在完成的時候,第三氣缸的排氣沖程開頭,且所述排氣沖程重疊,從而排氣側的壓力增大,且排氣效率變差。

然而,在各種實施方案中,在排氣沖程的過程中,為了不增加由排氣脈動產生的其它氣缸的排氣壓力,可以使用雙渦旋渦輪增壓器。

圖5是顯示依據本創造例示性實施方案的雙渦旋渦輪增壓器的效能的表。

如圖5中所示,當單渦輪增壓器和雙渦輪增壓器比較的時候,在1500處,,。

同樣,在1750處,,。

如上面所述,與單渦輪增壓器比較,雙渦輪增壓器更有效率地使用在排氣閥打開時產生的廢氣脈動能量,從而改善入口空氣的壓縮比。

因此,發動機的輸出和燃燒效率得到改善。

為了便利解釋和在所附權利要求中精確限定,術語下、內等用于參考圖中顯示的這些特征的位置描述例示性實施方案的特征。

前面對本創造詳細例示性實施方案的描述是出于說明和描述的目的。

前面的描述并不想要成為毫無遺漏的,也不是想要把本創造限制為所公開的精確形式,明顯,依據上述教育許多轉變和變化都是可能的。

選擇例示性實施方案并進行描述是為了解釋本創造的特定原理及其實際應用,從而使得本事域的其它技術人員能夠實現并利用本創造的各種例示性實施方案及其不同選擇形式和修改形式。

本創造的范圍意在由所附權利要求書及其等價形式所限定。

權利要求1、一種與氣缸蓋整體形成的排氣歧管,包括至少一個單排氣出口,所述單排氣出口使得至少兩個氣缸的通道結合并且排放從彼此不接近的所述至少兩個氣缸排放的廢氣,其中打開周期彼此不重疊,在所述打開周期中,所述至少兩個氣缸的排氣閥是打開的。

2、依據權利要求所述的排氣歧管,其中通道包括連接至第一氣缸的第一排氣通道,從第一氣缸排放的廢氣通過所述第一排氣通道;以及連接至不接近第一氣缸的第四氣缸的第四排氣通道,從第四氣缸排放的廢氣通過所述第四排氣通道,其中第一排氣通道和第四排氣通道結合在一起以形成第一單排氣出口,并且第一氣缸和第四氣缸的排氣閥的打開周期彼此不重疊。

3、依據權利要求2所述的排氣歧管,進一步包括連接至其次氣缸的其次排氣通道,從其次氣缸排放的廢氣通過所述其次排氣通道;以及連接至第三氣缸的第三排氣通道,從第三氣缸排放的廢氣通過所述第三排氣通道,并且其中其次氣缸和第三氣缸的排氣閥的打開周期彼此不重疊,并且其中第一氣缸、其次氣缸、第三氣缸和第四氣缸挨次布置。

4、依據權利要求3所述的排氣歧管,其中其次排氣通道具有其次排氣出口,并且第三排氣通道具有第三排氣出口。

5、依據權利要求4所述的排氣歧管,其中單排氣出口以及其次和第三排氣出口形成排氣組裝部分。