具有汽缸盖的内燃发动机和用于生产所述类型的内燃发动机的汽缸盖的方法技术

本发明专利技术公开具有汽缸盖的内燃发动机和用于生产所述类型的内燃发动机的汽缸盖的方法。本申请涉及内燃发动机、汽缸盖、排气通道和排气通道的形状和构造。排气通道可具有由两个分支形成的横截面形状。排气通道的横截面形状可随通道延伸而改变。排气通道还可以与其他排气通道合并。排气通道可以为汽缸盖或排气歧管的一部分。

An internal combustion engine with a cylinder head and a method for producing the cylinder head of the said type of internal combustion engine

【技术实现步骤摘要】
具有汽缸盖的内燃发动机和用于生产所述类型的内燃发动机的汽缸盖的方法相关申请的交叉参考本申请要求2018年3月6日提交的德国专利申请No.102018203291.2的优先权。上述申请的全部内容为所有目的以引用方式整体并入本文。
本申请涉及内燃发动机、排气通道以及排气通道的形状和构造。
技术介绍
内燃发动机可以用作例如机动车辆驱动单元。在本申请的上下文中，表达“内燃发动机”包括柴油发动机和汽油发动机，而且包括用混合燃烧过程操作的混合内燃发动机，以及混合驱动器。混合驱动器包括内燃发动机和至少一个用于驱动机动车辆的另外的扭矩源，例如，可以连接到或被连接到内燃发动机并且代替内燃发动机输出功率或者除了内燃发动机之外还输出功率的电机。在某些情况下，另外的扭矩源从内燃发动机接收功率。内燃发动机具有至少一个汽缸盖，为了形成至少一个汽缸，也就是说为了形成至少一个燃烧室，该汽缸盖连接到汽缸体。用于接收连接元件的孔被设置在汽缸盖和汽缸体中。为了容纳活塞或汽缸套，汽缸体具有相应数量的汽缸孔，其中活塞以轴向可移动的方式被引导。汽缸盖通常用于保持阀驱动器。为了控制充气交换，内燃发动机需要控制元件和用于致动控制元件的致动装置。在充气交换期间，燃烧气体经由至少一个出口开口排放，并且燃烧室的充气经由汽缸的至少一个进口开口进行。为了控制充气交换，在四冲程发动机中，几乎仅使用提升阀作为控制元件，该提升阀在内燃发动机操作期间执行摆动提升运动，并且该提升阀以这种方式打开和关闭进口开口和出口开口。阀的运动所需的阀致动机构，包括阀本身，称为阀驱动器。这里，阀致动装置通常包括凸轮轴，其中顶置凸轮轴，即位于汽缸盖和汽缸体之间的分离面上方的凸轮轴，安装在汽缸盖上。阀驱动器的目的是在正确的时间打开和关闭至少一个进口开口和至少一个出口开口，其中寻求最大可能的流动横截面的快速打开以便保持流入和流出的气体流量中的节流损失低，并且以便确保汽缸的最优可能充气和燃烧气体的有效的也就是说完全的排放。在排气排放到排气排放系统中期间，应避免或防止排气回流到汽缸中。在充气交换期间将燃烧气体排出内燃发动机的汽缸基本上基于两种不同的机构。当出口阀在充气交换开始时打开接近下止点时，由于汽缸中高压水平朝向燃烧结束占上风以及燃烧室和排气管路之间的相关联高压差，燃烧气体高速流过出口开口进入排气排放系统中。这种压力驱动的流动过程由高压峰值辅助，该高压峰值也被称为出口前冲击并且以声速沿排气管路传播。出口前冲击的压力随着摩擦导致的行进距离的增加而消散，也就是说，以较大或较小的程度减小。在进一步的充气交换过程期间，汽缸和排气管路中的压力被均衡，使得燃烧气体不再主要以压力驱动的方式排空，而是由于活塞的冲程运动而排出。如已经提到的那样，沿着排气管路的压力损失，也就是说在流动方向上的压力损失随着摩擦导致的行进距离的增加而增加。基本上寻求最小化所述压力损失。这种情况首先是为了确保排气的有效排放而没有回流。其次，最小化损失提供尽可能富含能量的排气给在排气排放系统中可设置在下游的涡轮。在通过排气涡轮增压将内燃发动机增压的情况下，因此还寻求将涡轮布置成尽可能靠近内燃发动机的出口。紧密布置最佳地利用热排气的排气焓，并且确保涡轮增压器的快速响应行为，该排气焓显著地由排气压力和排气温度确定。其次，热排气到不同的排气后处理系统的路径也应尽可能短，使得排气几乎没有时间冷却，并且排气后处理系统尽可能快地达到其操作温度或关闭温度，特别是在内燃发动机冷起动之后。集成的排气歧管通过在汽缸盖内合并内燃发动机的排气管路来实现上述目的，也就是说排气歧管完全集成在汽缸盖中。所述类型的汽缸盖还通过非常紧凑的设计来表征，该设计允许整个驱动单元的密集封装。此外，所述排气歧管可以从可设置在汽缸盖中的液体型冷却布置中受益，使得歧管不需要由热负荷高且因此昂贵的材料制造。具有集成歧管的汽缸盖的使用还引起部件数量减少，并因此引起成本降低，诸如组装和采购成本，以及减少汽缸盖或内燃发动机的重量。在集成歧管中，排气管路通常具有高弯曲度以在汽缸盖内合并。特别是来自外汽缸的排气流动通常大大偏转，这会产生压力损失。因此，内燃发动机的扭矩特性或效率可能下降。更大的爆震倾向和更高的排放可能是进一步的缺点。现代内燃发动机的汽缸盖通常具有高热负荷，并且因此也对冷却布置的要求提高。如果汽缸盖配备有集成的排气歧管和/或内燃发动机是增压内燃发动机，则负荷特别高。如果内燃发动机具有液体冷却布置，则通常在汽缸盖中形成多个冷却剂管道或至少一个冷却套，冷却剂管道或冷却剂套通过汽缸盖引导冷却剂。包括集成排气通道和冷却管道的汽缸盖的实施例产生相对复杂的汽缸盖结构。应当理解，内燃发动机的汽缸盖是高热负荷和高机械负荷的部件。在施加点火的内燃发动机中，所需的点火装置也可以布置在汽缸盖中，并且此外在直喷式内燃发动机的情况下，喷射装置可以布置在汽缸盖中。
技术实现思路
对于上述
技术介绍
，本申请的目的是提供内燃发动机，其中排气排放系统关于排气排放进行优化。内燃发动机的一个实施例包括至少一个汽缸盖，该汽缸盖包含至少一个汽缸，其中每个汽缸具有至少一个进口开口，每个进口开口由进气管路邻接用于经由进气系统供应空气，每个汽缸具有至少一个出口开口，每个出口由排气管路邻接用于经由排气排放系统排放排气，并且至少一个排气管路具有在流动方向上变化的横截面，其中该横截面具有L形轮廓(outline)。在本申请的一个实施例中，至少一个排气管路的横截面至少在一些点处具有基本上L形的轮廓。在流动方向上，也就是说沿着排气管路并沿着中心流束，排气排放系统的至少一个排气管路改变其横截面，使得该横截面至少在一个点处在轮廓中基本上为L形。L形可以指在中心点处联接的两条腿形件。腿形件可以具有基本上平面的形状。平面形状的腿形件可以形成约90度的角度。“约”可以解释为比陈述值高10％或低10％。例如，如果角度约为90度，则该角度可以在81度和99度之间。腿形件的限定边缘还可包括不规则形状，诸如波状边缘。腿形件的边缘还可包括凹曲率或凸曲率。特征在于L形横截面的应用的实施例在用于排气系统时已显示出优点。当横截面用于外汽缸的排气管路时，例如四缸直列式发动机的第一或第四汽缸的排气管路的横截面，其优点特别明显。已经发现，L形横截面可以最小化或减小由于摩擦导致的压力损失。首先，可以在没有回流的情况下实现排气的有效排放。其次，排气涡轮增压器的可以在排气排放系统中在下游设置的涡轮可以具有尽可能富含能量的排气。内燃发动机的实施例是有利的，其中横截面具有至少一个圆角(roundedcorner)。如果限定横截面的边缘具有曲率或没有锐缘角，则从流动方面证明是有利的。例如，限定横截面的边缘以弯曲方式延伸并且不具有无实质曲率的拐角的横截面。内燃发动机的实施例可以是有利的，其中限定横截面的边缘至少在截面中以波状方式延伸，其中规则的和不规则的波状外观两者都可以是有利的。内燃发动机的实施例是有利的，其中横截面具有两个连接在一起并形成角度α的分支。关于这一点，内燃发动机的实施例可以是有利的，其中角度α满足以下标准：α≥90°。关于这一点，内燃发动机的实施例也可以是有利的，其中角度α满足以下标准：α≤90°。内燃发动机的实施例是有利的，其中横截面布置在至少一个汽缸盖本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有至少一个汽缸盖的内燃发动机，所述汽缸盖包括至少一个汽缸，其中每个汽缸具有至少一个进口开口，每个进口开口由进气管路邻接用于经由进气系统供应空气，每个汽缸具有至少一个出口开口，每个出口开口由排气管路邻接用于经由排气排放系统排放排气，以及至少一个排气管路具有在流动方向上变化的横截面，其中所述横截面具有L形轮廓。

【技术特征摘要】
2018.03.06 DE 102018203291.21.一种具有至少一个汽缸盖的内燃发动机，所述汽缸盖包括至少一个汽缸，其中每个汽缸具有至少一个进口开口，每个进口开口由进气管路邻接用于经由进气系统供应空气，每个汽缸具有至少一个出口开口，每个出口开口由排气管路邻接用于经由排气排放系统排放排气，以及至少一个排气管路具有在流动方向上变化的横截面，其中所述横截面具有L形轮廓。2.根据权利要求1所述的内燃发动机，其中所述横截面具有至少一个圆角。3.根据权利要求1所述的内燃发动机，其中限定所述横截面的边缘以弯曲的方式延伸。4.根据权利要求1所述的内燃发动机，其中限定所述横截面的边缘以波状方式延伸。5.根据权利要求1所述的内燃发动机，其中所述横截面具有两个分支，所述两个分支被连接在一起并形成角度α，并且所述角度α满足以下标准：α≥90°。6.根据权利要求5所述的内燃发动机，其中所述角度α满足以下标准：在所述横截面中的其他点处α≤90°。7.根据权利要求1所述的内燃发动机，其中所述横截面被布置在所述至少一个汽缸盖内。8.根据权利要求1所述的内燃发动机，所述内燃发动机具有至少两个排气管路，其中所述至少两个排气管路合并以在所述至少一个汽缸盖内形成一个排气管路。9.根据权利要求1所述的内燃发动机，所述内燃发动机包括至少两个汽缸，其中每个汽缸具有至少两个出口开口，其中每个出口开口由排气管路邻接，其中每个汽缸的所述至少两个排气管路首先合并成部分排气管路，然后所述部分排气管路合并成至少一个总排气管路，并且所述合并成至少一个总排气管路在所述至少一个汽缸盖内发生。10.根据权利要求9所述的内燃发动机，其中所述横截面具有连接在一起并形成角度α的两个分支，其中所述横截面的第一上分支被布置在所述排气通道的一侧上、与所述至少一...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·霍普夫，G·巴奇，F·克拉默，F·胡斯，J·邓斯尔摩，
申请(专利权)人：福特全球技术公司，
类型：发明
国别省市：美国,US