发动机排气组件制造技术

本实用新型专利技术提供了一种发动机排气组件。该发动机排气组件可包括具有并行冷却剂流的多个冷却剂通道，每个冷却剂通道至少部分地围绕各自对应的排气流道。该发动机排气组件可进一步包括耦合到每个冷却剂通道的冷却剂入口歧管和耦合到每个冷却剂通道的冷却剂出口歧管。通过这种方式，能提供更加均匀和受控的冷却。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

发动机排气组件
本技术涉及发动机排气组件。
技术介绍
发动机排气系统的不同组件(例如排气管道和排放控制装置)通过高温排气会变 得热退化，为了降低排气温度，冷却系统已被纳入发动机中。例如，冷却套已被整合到发动 机汽缸体和汽缸盖中。冷却套可被配置为消除来自发动机的热。然而，在某些工况下，冷却 套不可提供期望量的排气冷却。因此，高温排气会从发动机流入排气系统并热损害不同组 件，例如排气管道、催化剂、过滤器等。美国专利5873330公开了为汽缸盖下游组件提供冷却剂的舷外船用发动机。该发 动机包括一系列围绕多个排气流道和排气歧管的冷却剂通道。冷却剂通道的入口临近第一 外排气流道，而冷却剂通道的出口临近第二外排气流道。该冷却剂通道配置使冷却剂在第 一外排气流道周围，在内排气流道周围，并且接着在第二外排气流道周围流动。因此，冷却 剂在每个排气流道周围依次流动。另外，冷却剂通道中的冷却剂总体流向和流经每个排气 流道的排气流向大体是垂直的。而且，美国专利5873330公开的冷却系统从船体周围取水 到冷却系统中并从冷却系统中将水排出到船体周围环境中。专利技术人已经意识到美国专利5873330公开的发动机冷却系统的几个缺点。当冷却 剂连续地在每个排气流道周围流动时，会发生不均匀地冷却排气流道。而且，当冷却剂以和 排气流动方向大致垂直的方向在排气流道周围流动时，由于这种配置而生成的流型加剧排 气流道冷却不一致。因此，排气流道和排气歧管会经受变形，还有其他类型的热降解。而 且，美国专利5873330公开的冷却系统不适用于被设计为不能从其周围环境取水的在陆地 上行进的车辆。技术内容因此在一种方案中，提供了一种发动机排气组件。发动机排气组件可包括具有并 行冷却剂流的多个冷却剂通道，每个冷却剂通道至少部分地分别围绕各自对应的排气流 道。发动机排气组件可进一步包括耦合到每个冷却剂通道的冷却剂入口歧管以及耦合到每 个冷却剂通道的冷却剂出口歧管。通过这种方式，冷却剂可分开地在排气流道周围流动，并行的流配置降低了排气 流道之间的冷却可变性。因此，排气流道变形的可能性降低。在一个实施例中，发动机排气组件包括多个排气流道，每个排气流道流体地耦合 到发动机的燃烧室；多个冷却剂通道并联地耦合且每个冷却剂通道环绕包围各自的排气流 道；冷却剂入口歧管包括多个冷却剂入口，每个入口流体地耦合到各自的单独的冷却剂通 道；并且冷却剂出口歧管包括多个冷却剂出口，每个出口流体地耦合到各自的单独的冷却 剂通道。在另一个实施例中，发动机排气组件进一步包括位于流体地耦合到所述排气流道的排气集合器下游的排放控制装置。在另一个实施例中，冷却剂通道内的冷却剂至少部分地沿着与所述排气流道中的 排气流相反的方向流动。在另一个实施例中，多个排气流道包括耦合到包括在发动机内的汽缸盖的一个或更多法兰。在另一个实施例中，发动机排气组件进一步包括整合在冷却剂通道壳体内的排放 控制装置。在另一个实施例中，冷却剂通道内的冷却剂沿着与排气流道内的排气流动方向基 本相反的方向流动。提供该
技术实现思路
从而以简单形式介绍所选择的方案，这在下面的具体实施方 式中会进一步描述。本
技术实现思路
并非为了指出要求保护的主题的关键特征或本质特 征，也不是为了限制要求保护的主题的范围。而且，要求保护的主题不限于克服在本公开任 何部分提到的任何或全部缺点的实施方式。附图说明图1示出了内燃机示意图。图2示出了包括在图1示出的发动机的车辆示意图，车辆包括位于车辆排气系统 内的发动机排气组件。图3示出示例发动机排气组件的图解。图4不出在图3不出的部分发动机排气组件截面图。图5和6示出在图3示出的发动机排气组件其他截面图。图7示出在车辆中冷却系统的运行方法。具体实施方式这里公开了发动机排气系统的发动机排气组件。该发动机排气组件包括多个冷却 剂通道。每个冷却剂通道至少部分地环绕对应的各个排气流道。冷却剂通道中的每个包括 可环向封闭每个对应的排气流道的并行冷却剂流(称为管套管式设计)。与围绕串联的每个 排气流道的顺序冷却剂流相比较，该管套管式设计增加可从排气消除的热量。而且，当流道 形成为集成歧管时，通过保持沿整个流道的更加均匀的温度分布，并行冷却剂流能减少排 气流道变形的可能性。发动机排气组件可进一步包括被配置为为每个冷却剂通道提供冷却 剂的冷却剂入口歧管，以及被配置为为从每个冷却剂通道接收冷却剂的冷却剂出口歧管。 另外，冷却剂入口和冷却剂出口歧管可流体地耦合到热交换器。而且在某些实施例中，排放 控制装置可整合在发动机排气组件内。将冷却剂通道、排气流道以及排放控制装置整合到 单一组件内可增加排气系统的紧凑性，同时减少制造成本。特别地，这样的整合提供了意 料不到的利益，因为热能更好地从排放控制装置区域，经过套管，输送到排气流道冷却剂通 道，这样能更好地控制排放控制装置的超温。参考图1，内燃机10包括多个汽缸，汽缸中的一个如图1所示，其由发动机电子控 制器12控制。发动机10包括燃烧室30和汽缸壁32，活塞36位于其中并连接到曲轴40。 该图示出燃烧室30与进气歧管44和排气通道48通过对应的进气门52和排气门54连通。每个进气门和每个排气门可通过进气凸轮51和排气凸轮53操作。可替换地，进气门和排 气门中的一个或更多个可通过机电控制阀门线圈和衔铁组件组合件来操作。进气凸轮51 的位置可由进气凸轮传感器55确定。排气凸轮53的位置可由排气凸轮传感器57确定。还示出在进气门52和进气压缩管42 (air intake zip tube)中间的进气歧管 44。燃料通过燃料系统(未显示)供给到燃料喷射器66，燃料系统包括燃料箱、燃料泵、燃料 导轨(未显示)。图1的发动机10配置为燃料直接喷射到发动机汽缸内，本领域技术人员称 之为直接喷射。燃料喷射器66响应于控制器12被提供来自驱动器68工的作电流。另外， 还示出进气歧管44与可选的具有节流板64的电子节气门62连通。在一个示例中，可使用 低压直接喷射系统，其中燃料压力可提高到大约20-30巴。可替换地，高压双级燃料系统可 用于产生更高的燃料压力。另外或可替换地，燃料喷射器可定位于进气门52上游并配置为 将燃料喷射入进气歧管，这被本领域技术人员称之为进气道喷射。无分电器点火系统89响应于控制器12通过火花塞92提供点火火花给燃烧室30。 示出的通用排气氧(UEGO)传感器126耦合到发动机排气组件206上游的排气通道48，本文 就图2会更加详细地讨论。可替换地，双态排气氧传感器可替换UEGO传感器126。如图1所示的控制器12，其作为常规微型计算机包括微处理器单元(CPU) 102、 输入/输出(I/O)端口 104、只读存储器(ROM) 106、随机存取存储器(RAM) 108、保活存储器 (KAM) 110以及常规数据总线。示出的控制器12从耦合到发动机10的传感器接收不同信 号，除了前面所讨论的信号外，还包括从耦合到冷却套114的温度传感器112给出的发动 机冷却剂温度(ECT);耦合到加速踏板130用于感应脚部132所施加力量的位置传感器134 ； 来自耦合到进气歧管44的压力传感器122的发动机歧管压力测量(MAP);来自霍尔效应传 感器118的感本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种发动机排气组件，其特征在于包括：?具有并行冷却剂流的多个冷却剂通道，每个冷却剂通道至少部分地围绕各自对应的排气流道；?耦合到每个所述冷却剂通道的冷却剂入口歧管；以及?耦合到每个所述冷却剂通道的冷却剂出口歧管。

【技术特征摘要】
2011.05.20 US 13/112,7411.一种发动机排气组件，其特征在于包括具有并行冷却剂流的多个冷却剂通道，每个冷却剂通道至少部分地围绕各自对应的排气流道；耦合到每个所述冷却剂通道的冷却剂入口歧管；以及耦合到每个所述冷却剂通道的冷却剂出口歧管。2.根据权利要求1所述的发动机排气组件，其特征在于每个冷却剂通道环绕地包围各自的排气流道。3.根据权利要求1所述的发动机排气组件，其特征在于每个所述冷却剂通道包括耦合到所述冷却剂入口歧管的入口以及耦合到所述冷却剂出口歧管的出口，所述入口从所述出口径向地且纵向地偏离。4.根据权利要求1所述的发动机排气组件，其特征在于所述冷却剂入口和出口歧管通过冷却剂回路流体地耦合到热交换器；其中所述热交换器流体地耦合到所述发动机中的冷却套的入口和出口。5.根据权利要求1所述的发动机排气组件，其特征在于进一步包括位于流体地耦合到所述排气流道的排气集合器下游的排放控制装置；其中所述排放控制装置是催化转换器。6.根据权利要求5所述的发动机排气组件，其特征在于连续的外表面形成用于所述排放控制装置和所述排气集...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·J·白塔姆，K·A·坎贝尔，E·J·诺卡，R·豪斯特，R·R·埃奥里奥，
申请(专利权)人：福特环球技术公司，
类型：实用新型
国别省市：