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

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(shù)領(lǐng)域:本創(chuàng)造涉及一種發(fā)動(dòng)機(jī),所述發(fā)動(dòng)機(jī)裝備與氣缸蓋整體形成的排氣歧管,更詳細(xì)地,本創(chuàng)造涉及一種發(fā)動(dòng)機(jī),其中其排氣效率得到改善。

背景技術(shù):概括地說,排氣歧管作為分別部件進(jìn)行開發(fā),并且裝配至發(fā)動(dòng)機(jī),但是它能夠影響發(fā)動(dòng)機(jī)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(huì)過度地使四周的部件變熱;而且需要空間以將其收容在發(fā)動(dòng)機(jī)艙中。

此外,布置在排氣歧管下游的催化轉(zhuǎn)化器需要靠近發(fā)動(dòng)機(jī)安裝,從而由熱量激化。

因此,排氣歧管和發(fā)動(dòng)機(jī)必需緊湊。

例如,隨著氣缸數(shù)量的增加,存在如下問題在直列式-四缸發(fā)動(dòng)機(jī)中,作為發(fā)動(dòng)機(jī)重要特征的低速扭矩通過排氣脈動(dòng)阻力而減小。

圖6是顯示通常的四缸發(fā)動(dòng)機(jī)及其排氣沖程的示意圖表。

如圖6左邊的示意圖中所示,發(fā)動(dòng)機(jī)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(gè)氣缸的進(jìn)氣側(cè)和排氣側(cè)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(gè)間隔-與另一個(gè)間隔-重疊,在所述一個(gè)間隔中排氣閥在第一氣缸#1中打開,在所述另一個(gè)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(guān)閉,并且在這個(gè)時(shí)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(shù)部分中公開的信息僅僅用于增加對(duì)本創(chuàng)造通常背景的理解,其不應(yīng)當(dāng)作為該信息形成本事域技術(shù)人員已知現(xiàn)有技術(shù)的承認(rèn)或者任何形式的示意。

創(chuàng)造內(nèi)容本創(chuàng)造的一個(gè)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(gè)單排氣出口,所述單排氣出口使得至少兩個(gè)氣缸的通道結(jié)合并且排放從彼此不接近的所述至少兩個(gè)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(gè)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(jié)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(gè)軸的第一渦旋和其次渦旋,其中第一渦旋與單排氣出口聯(lián)通,其次渦旋與其次或第三排氣出口聯(lián)通。

其次排氣通道和第三排氣通道可以結(jié)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(gè)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(lián)通,且其次渦旋與其次單排氣出口聯(lián)通。

排氣歧管可以與氣缸蓋整體形成,并且可以進(jìn)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(gè)氣缸排放的廢氣。

本創(chuàng)造的方法和裝置具有的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將從附圖和下面的詳細(xì)實(shí)施方式部分中變得明朗,或者說將在附圖和下面的詳細(xì)實(shí)施方式部分中進(jìn)行更加詳細(xì)地說明,所述附圖合并于此,與所述詳細(xì)實(shí)施方式部分一起用于解釋本創(chuàng)造的特定原理。

圖1是具有依據(jù)本創(chuàng)造的與氣缸蓋整體形成的排氣歧管的例示性發(fā)動(dòng)機(jī)的示意圖。

圖2是沿圖1的線-的圖1的發(fā)動(dòng)機(jī)的截面視圖。

圖3是顯示依據(jù)本創(chuàng)造的例示性排氣沖程和例示性排氣壓力的表。

圖4是依據(jù)本創(chuàng)造布置在排氣側(cè)的例示性雙渦旋渦輪增壓器的截面視圖。

圖5是顯示依據(jù)本創(chuàng)造例示性實(shí)施方案的雙渦旋渦輪增壓器的效能的表。

圖6是顯示傳統(tǒng)的四缸發(fā)動(dòng)機(jī)及其排氣沖程的示意圖表。

詳細(xì)實(shí)施例方式現(xiàn)在將詳細(xì)參考本創(chuàng)造的各種實(shí)施方案,其例子在附圖中說明并且在下面進(jìn)行描述。

當(dāng)結(jié)合例示性實(shí)施方案對(duì)本創(chuàng)造進(jìn)行描述吋,應(yīng)當(dāng)理解的是當(dāng)前的描述并不用于將本創(chuàng)造限制在那些例示性實(shí)施方案中。

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

圖1是依據(jù)本創(chuàng)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(jù)圖的線-的截面視圖。

應(yīng)當(dāng)意識(shí)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(yīng)當(dāng)意識(shí)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(lián)通,且其次排氣通道112與其次氣缸#2聯(lián)通。

同樣,第三排氣通道113與第三氣缸#3聯(lián)通,第四排氣通道114與第四氣缸#4聯(lián)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(gòu)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(lián)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(lián)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(nèi)的內(nèi)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(jù)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(jié)合在一起。

水套124形成在備用空間中。

在本創(chuàng)造的各種實(shí)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(qū)域增加,從而廢氣被有效地冷卻,并且由廢氣的脈動(dòng)產(chǎn)生的噪音和振動(dòng)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(qū)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(dòng)產(chǎn)生的噪音和振動(dòng)減小。

在本創(chuàng)造的各種實(shí)施方案中,當(dāng)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(shí),脈動(dòng)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(jù)本創(chuàng)造例示性實(shí)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(zhí)行排氣、進(jìn)氣、壓縮和膨脹沖程,且第四氣缸#4依據(jù)第一氣缸#1挨次執(zhí)行壓縮、膨脹、排氣和進(jìn)氣沖程。

同樣,其次氣缸#2依據(jù)第一氣缸#1挨次執(zhí)行進(jìn)氣、壓縮、膨脹和排氣沖程,且第三氣缸#3依據(jù)第一氣缸#1挨次執(zhí)行膨脹、排氣、進(jìn)氣和壓縮沖程。

如第一氣缸#1和第四氣缸#4中所示,當(dāng)?shù)谝粴飧?1處于排氣間隔-時(shí),第四氣缸#4處于壓縮沖程,且當(dāng)?shù)谝粴飧?1處于進(jìn)氣沖程時(shí),第四氣缸#4處于膨脹沖程。

更加詳細(xì)地,當(dāng)?shù)谝粴飧?1處于進(jìn)氣沖程時(shí),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(shí)打開的重疊周期。

如圖1中所示,依據(jù)本創(chuàng)造的例示性實(shí)施方案,第一和第四氣缸#1和#4的排氣通道111和114結(jié)合在一起以形成單排氣出口121,且各個(gè)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(shí)扭矩并不減小。

特殊地,在發(fā)動(dòng)機(jī)在高負(fù)載低下操作并且進(jìn)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(shí)、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(fā)生排氣干涉。

然而,在本創(chuàng)造的各種實(shí)施方案中,與其次和第三氣缸#2和#3聯(lián)通的其次和第三排氣通道112和113可以結(jié)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(diǎn)降低,使得排氣脈動(dòng)減小。

圖4是依據(jù)本創(chuàng)造例示性實(shí)施方案的布置在排氣側(cè)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(jī)葉輪405、渦輪機(jī)殼體410以及壓縮機(jī)葉輪420,且雙渦旋400通過廢氣而旋轉(zhuǎn),從而壓縮機(jī)葉輪420將入口空氣注入發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸內(nèi)。

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(dòng)能量傳遞至入口空氣,從而改善排氣效率和進(jìn)氣效率。

在如上面所述的與其次和第三氣缸#2和#3聯(lián)通的其次和第三排氣通道112和113結(jié)合在一起以形成單排氣出口的各種實(shí)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(dāng)?shù)谝粴飧椎呐艢鉀_程正在完成的時(shí)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(cè)的壓力增大,且排氣效率變差。

然而,在各種實(shí)施方案中,在排氣沖程的過程中,為了不增加由排氣脈動(dòng)產(chǎn)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(jù)本創(chuàng)造例示性實(shí)施方案的雙渦旋渦輪增壓器的效能的表。

如圖5中所示,當(dāng)單渦輪增壓器和雙渦輪增壓器比較的時(shí)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(shí)產(chǎn)生的廢氣脈動(dòng)能量,從而改善入口空氣的壓縮比。

因此,發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出和燃燒效率得到改善。

為了便利解釋和在所附權(quán)利要求中精確限定,術(shù)語下、內(nèi)等用于參考圖中顯示的這些特征的位置描述例示性實(shí)施方案的特征。

前面對(duì)本創(chuàng)造詳細(xì)例示性實(shí)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(chuàng)造限制為所公開的精確形式,明顯,依據(jù)上述教育許多轉(zhuǎn)變和變化都是可能的。

選擇例示性實(shí)施方案并進(jìn)行描述是為了解釋本創(chuàng)造的特定原理及其實(shí)際應(yīng)用,從而使得本事域的其它技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)并利用本創(chuàng)造的各種例示性實(shí)施方案及其不同選擇形式和修改形式。

本創(chuàng)造的范圍意在由所附權(quán)利要求書及其等價(jià)形式所限定。

權(quán)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(gè)單排氣出口,所述單排氣出口使得至少兩個(gè)氣缸的通道結(jié)合并且排放從彼此不接近的所述至少兩個(gè)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(gè)氣缸的排氣閥是打開的。

2、依據(jù)權(quán)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(jié)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(jù)權(quán)利要求2所述的排氣歧管,進(jìn)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(jù)權(quán)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(jù)權(quán)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。