发动机冷却系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种发动机冷却系统。该发动机冷却系统包括汽缸盖，其中汽缸盖包括将排气引导至排气出口的集成排气歧管和环绕排气歧管的冷却剂通道。发动机冷却系统还包括一组分开的排气通道，其用于将排气引导至排气出口，排气通道组包括设置在排气通道之间的材料内的钻孔，该钻孔流体耦合至冷却剂通道。通过使用上述技术方案，能够改善发动机、涡轮增压机、和排放控制系统的性能和寿命。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种发动机冷却系统。
技术介绍
内燃发动机的排气歧管可被暴露至高热负荷。由于集成设计的传热特性，并入汽缸盖(IEM汽缸盖)的排气歧管将经受特别高的热负荷。例如，IEM汽缸盖可将排气引至单个排气出口，在车辆运行过程中，排气出口将经受高热负荷。通过将冷却套并入汽缸盖能够降低集成排气歧管和邻近组件的热负荷。含有形成其中的冷却剂核心的冷却套能够降低汽缸盖上的热应力，所述热应力是由发动机运行过程中所产生的热引起。例如，在US7367294中公开了具有集成排气歧管的汽缸盖。上部和下部冷却套包含汽缸盖的主要部分，从而通过与循环的冷却液的热交换，移除汽缸盖的热。然而，此处专利技术者已认识到上述方法的问题。在一个例子中，排气未被充分冷却。在此种情况下，在接近排气通道的汽缸盖区域，特别是在接近单个排气口的区域中的汽缸盖温度将会增加。结果，汽缸盖和/或其他汽缸组件热衰退过快。进一步地，下游发动机或者车辆组件，例如涡轮增压器和/或排放控制系统，将被热衰退。在另一个例子中，共用单个排气通道可增加汽缸之间的流量或者压力脉动连通。在汽缸的重叠脉冲过程中，一个或更多汽缸可接收由另一个汽缸排放的高压排气，因此发动机效率将降低。
技术实现思路
因此，在此描述了用于解决上述问题的不同例子系统和方法。在一个例子中，发动机冷却系统包含汽缸盖，其中汽缸盖包括将排气引导至排气口的集成排气歧管、环绕排气歧管的冷却剂通道、以及用于将排气引导至排气口的排气通道组，排气通道组包括至少一个钻孔，其被设置在连接排气通道组的排气通道的材料内，至少一个钻孔流体耦合至冷却剂通道。排气通道组还包含设置在所述排气通道之间的材料内的第二钻孔。进一步地，排气通道组可包含耦合至第一汽缸的第一排气流道、耦合至第二汽缸和第三汽缸的第二合并排气流道、以及耦合至第四汽缸的第三排气流道，并且其中所述汽缸的点火顺序依次是:所述第一汽缸，所述第三汽缸，所述第四汽缸，所述第二汽缸。此外，汽缸盖可包括温度传感器，其被设置在排气口上方的汽缸盖的顶壁内。在另一个实施例中，发动机冷却系统还包含温度传感器，其被放置在冷却剂通道的上部壁内；其中温度传感器被设置在竖直壁内，所述竖直壁延伸至上部冷却剂核心，并且被上部冷却剂核心包围；其中温度传感器经配置将温度信号发送至控制器，当温度在阈值以上时，控制器经配置将过温指示发送给驾驶员。以这种方法，冷却系统可为发动机至少部分提供过热保护，同时降低汽缸间的连通。例如，在排气流道之间可提供冷却剂流。结果，可向排气面提供较大的冷却表面积，用于与冷却液热交换。进一步地，高压排气脉冲可被分开，并且因此可改善发动机性能。因此，排气和汽缸盖组件温度可被降低。此外，排气冷却可降低下游组件的热衰退，例如涡轮增压机和/或排放控制系统。进一步地，温度传感器可将温度信号发送至车辆的控制器，以便控制器可将早期的过温信号发送至车辆的驾驶员。一旦接收到早期的过温信号，驾驶员在热衰退发生之前可停止车辆。因此，当运用上述汽缸盖时，能够改善发动机、涡轮增压机、和排放控制系统的性能和寿命。在另一个实施例中，提供了发动机汽缸盖。发动机汽缸盖包含:汽缸盖，其包括集成排气歧管，所述排气歧管将多个汽缸排气出口引导至排气排出口，其中排气出口包含排气通道组；上部冷却套和下部冷却套，其环绕排气歧管；以及温度传感器，其被放置在排气排出口上方，并且被上部冷却套通道包围。在另一个实施例中，排气通道组包含第一排气流道、第二排气流道、以及第三排气流道，其中当包括该发动机汽缸盖的车辆处于行驶表面上时，第二排气流道在第一排气流道和第三排气流道上方，第一排气流道、第二排气流道、以及第三排气流道相对于排气排出口的竖直中心线对称配置。在另一个实施例中，发动机汽缸盖还包含第一钻孔，其被设置在第一排气流道和第二排气流道之间，以及第二钻孔，其被设置在第二排气流道和第三排气流道之间。 在另一个实施例中，第一钻孔和第二钻孔中的每个均包含开口和中间部分，中间部分设置在排气通道组的排气流道之间的材料内，使用管塞密封开口 ；其中中间部分的第一端与上部冷却套的上部冷却剂核心流体连通，并且中间部分的第二端与下部冷却套的下部冷却剂核心流体连通。在另一个实施例中，发动机系统包含:用于燃料和空气燃烧的多个汽缸，多个汽缸包括第一汽缸、第二汽缸、第三汽缸、以及第四汽缸；以及包括集成排气歧管(IEM)的汽缸盖，其中排气歧管耦合至多个汽缸，用于将排气引导至排气出口，汽缸盖包含环绕IEM的冷却剂通道，所述冷却剂通道包含上部冷却剂核心和下部冷却剂核心、温度传感器，其被放置在冷却剂通道的上部壁内，温度传感器被设置在竖直壁内，竖直壁延伸至上部冷却剂核心，并且被上部冷却剂核心包围，温度传感器经配置将温度信号发送至控制器，当温度在阈值以上时，控制器经配置将过温指示发送给驾驶员；排气通道组，其用于将排气引导至排气口，排气通道组包含多个排气流道，其通过三个排气流道之间的材料连接，多个排气流道包括耦合至第一汽缸的第一排气流道、耦合至第二汽缸和第三汽缸的第二合并排气流道、以及耦合至第四汽缸的第三排气流道，第二合并排气流道被设置在第一排气流道和第三排气流道上方，并且第一排气流道、第二合并排气流道、以及第三排气流道在排气出口的竖直中心线周围对称布置，排气出口还被I禹合至润轮颈部(turbo neck);以及至少一个钻孔,其被设置在排气通道组内的排气通道之间的材料内，至少一个钻孔流体耦合至冷却剂通道，至少一个钻孔包含第一钻孔和第二钻孔，第一钻孔向下成角并且被设置在第一排气流道和第二排气流道之间，以及第二钻孔向下成角并且被设置在第二排气流道和第三排气流道之间，其中所述第一钻孔和所述第二钻孔在所述冷却剂通道内相交成100-150度角。第一钻孔和第二钻孔中的每个均包括开口和中间部分，开口处于汽缸盖的顶部表面，并且中间部分设置在排气通道之间的材料内，中间部分的第一端与上部冷却剂核心流体连通，并且第二端与下部冷却剂核心流体连通，第一端与第二端相反，开口通过设置在开口内的管塞密封。应理解，提供上述概要是为了以简化的形式介绍所选概念，其将在详细说明中被进一步说明。这并不意味着指出要求保护的主题的关键或本质特征，其范围仅由权利要求限定。此外，要求保护的主题不限制于解决上述或在本技术中任何部分指出的任何缺点的实施方式。附图说明图1示出内燃发动机的示意图。图1示出可被包括在图1所示内燃发动机内的汽缸盖和相关冷却系统的示意图。图2示出示例性集成燃料汽缸盖的透视图，其中汽缸盖包括排气口中的一组排气通道。图3示出图2所示汽缸盖的排气口的更为详细的侧视图。图4示出图2和图3所示排气通道组的排气通道路径。图5示出图3所示排气口的透视图。图6示出排气通道组沿图2所示6-6，轴线的横截面图。图7示出温度传感器沿图2所示7-7，轴线的横截面图。图8示出图2所示的集成燃料汽缸盖的排气通道组和冷却剂核心的透视图。图9示出冷却剂核心和排气通道组的前视图，其示出在排气通道组内的排气通道之间的冷却剂通道。图10示出排气通道组的两个可替换透视图，其中排气通道组耦合至排气口处的单涡管涡轮颈部。图11示出排气通道组的两个可替换透视图，其中排气通道组耦合至排气口处的分叉的单涡管涡轮颈部。图12示出排气通道组的两个可本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种发动机冷却系统，其特征在于包含：?汽缸盖，其包括将排气引导至排气出口的集成排气歧管；?冷却剂通道，其环绕所述排气歧管；以及?排气通道组，所述排气通道组包含多个分开的排气通道，其用于将排气引导至所述排气出口，其中所述排气通道组包括钻孔，该钻孔被设置在所述排气通道之间的材料内，所述钻孔流体耦合至所述冷却剂通道。

【技术特征摘要】
2011.09.07 US 13/227,1741.一种发动机冷却系统，其特征在于包含: 汽缸盖，其包括将排气引导至排气出口的集成排气歧管； 冷却剂通道，其环绕所述排气歧管；以及 排气通道组，所述排气通道组包含多个分开的排气通道，其用于将排气引导至所述排气出口，其中所述排气通道组包括钻孔，该钻孔被设置在所述排气通道之间的材料内，所述钻孔流体耦合至所述冷却剂通道。2.根据权利要求1所述的发动机冷却系统，其特征在于，还包含设置在所述排气通道之间的材料内的第二钻孔。3.根据权利要求1所述的发动机冷却系统，其特征在于，其中所述排气通道组包含三个排气流道，所述三个排气流道包括耦合至第一汽缸的第一排气流道、耦合至第二汽缸和第三汽缸的第二合并排气流道、以及耦合至第四汽缸的第三排气流道，并且其中所述汽缸的点火顺序依次是:所述第一汽缸，所述第三汽缸，所述第四汽缸，所述第二汽缸。4.根据权利要求3所述的发动机冷却系统，其特征在于，其中所述第二合并排气流道被设置在所述第一排气流道和所述第三排气流道上方。5.根据权利要求4所述的发动...

【专利技术属性】
技术研发人员：T·J·布莱维，J·C·瑞尔格，K·V·塔里奥，
申请(专利权)人：福特环球技术公司，
类型：实用新型
国别省市：