[發明專利]具有集成排氣歧管的發動機設備

無效

• 申請號: 200980127592.0
• 申請日: 2009-08-05
• 公開（公告）號: CN102099558A
• 公開（公告）日: 2011-06-15
• 發明（設計）人: K·庫荷爾巴茨
• 申請（專利權）人: 福特環球技術公司
• 主分類號: F02F1/24
• 分類號: F02F1/24;F01N3/04;F02F1/40
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 趙蓉民

1.具有內燃發動機的發動機設備，所述內燃發動機具有帶有至少兩個汽缸的汽缸體，其中，每一汽缸具有用于導出排氣并且可通過排氣閥選擇性加以關閉的至少一個排氣口(20)，各個所述排氣口(20)的排氣是通過排氣管(30)來引導的，所述排氣管(30)在汽缸蓋(100)之內就已在收集處合并到總排氣管(60)中；其中，設置在所述汽缸蓋(100)中的排氣道是通過設置在該排氣道附近的冷卻劑通道(40)進行液體冷卻的；以及其中，所述總排氣管(60)在所述汽缸蓋外面轉入到第一排氣流通裝置中，

其特征在于，從所述排氣口(20)到所述總排氣管(60)在所述氣缸蓋(100)上的出口(61)所測得的且在所述氣缸蓋(100)中由液體冷卻的所述排氣道的內壁(50)面積總和與從所述排氣口(20)到在所述氣缸蓋外面的所述第一排氣流通裝置的基準元件所測得的所述排氣道的所述內壁(50)的面積總和之間的比例大于50％，優選大于65％，特別優選大于80％，尤其特別優選大于85％。

2.根據權利要求1所述的發動機設備，其特征在于，所述第一排氣流通裝置被構造成排氣渦輪增壓器，其中，所述基準元件是所述渦輪增壓器的渦輪機(200)的蝸殼(120)的起始區域。

3.根據權利要求1所述的發動機設備，其特征在于，所述第一排氣流通裝置被構造成排氣清潔裝置，其中，所述基準元件是排氣清潔基座在發動機側的起始點。

4.根據權利要求1至3之一所述的發動機設備，其特征在于，對于所述氣缸蓋(100)中的液體冷卻裝置散發排氣熱量的能力是這樣衡量的，即其應使得在所述總排氣管(60)在所述氣缸蓋上的出口(61)處的排氣的溫度極限在各種發動機工況下均能達到一預先設定得溫度值，從而使得在排氣設備中緊隨在流出側的裝置不必被構造得更具溫度穩定性，和/或能夠避免為了在高負荷區降低排氣溫度而混合物富燃料化，并且在高負荷區域中也能夠確保以λ＝1,0±10％的空氣/燃料比例運行，其中，所述排氣道中由液體冷卻的內壁面積總和被確定得如此之小，從而實現排氣處理設備在內燃發動機冷起動時的快速起動。

5.根據權利要求1至4之一所述的發動機設備，其特征在于，所述汽缸蓋(100)中的所述排氣道的液體冷卻被設計為，所述氣缸蓋(100)中的所述排氣道的壁(50)的溫度在穩定不變的滿負荷狀態下能夠不超過250℃，優選為180℃的限值，而且這一限值不需要混合物富燃料化來維持。

6.根據權利要求1至5之一所述的發動機設備，其特征在于，所述氣缸蓋中的冷卻劑通道被設計成這樣，即使其優選完全包圍住位于所述收集處與所述總排氣管(61)在所述氣缸蓋(100)上的所述出口之間的所述總排氣管。

7.根據權利要求1至6之一所述的發動機設備，其特征在于，所述總排氣管從它在所述氣缸蓋上的所述出口直到所述第一排氣流通裝置的所述基準元件為止的部分可以完全或者部分地通過液體來冷卻。

8.根據權利要求1至7之一所述的發動機設備，其特征在于，所述第一排氣流通裝置完全地或者在部分區域上由液體來冷卻。

9.根據權利要求1至6之一所述的發動機設備，其特征在于，所述總排氣管(60)從它在所述氣缸蓋(100)上的所述出口直到所述第一排氣流通裝置的所述基準元件為止的部分基本上是由氣體來冷卻的。

10.根據權利要求1至9之一所述的發動機設備，其特征在于，所述第一排氣流通裝置在排氣道中直接鄰接所述汽缸蓋(100)。

11.根據權利要求1至10之一所述的發動機設備，其特征在于，對于每一氣缸各有兩個排氣口(20)并且額定功率至少為100kW的四氣缸汽油發動機，其氣缸蓋(100)中所述由液體冷卻的排氣道的所述內壁(50)的面積總和在所述排氣道的平均直徑在25mm至30mm的范圍內時小于70,000mm²，優選為小于60,000mm²，特別優選小于50,000mm²。

12.根據權利要求1至11之一所述的發動機設備，其特征在于，在滿負荷條件下，所述由液體冷卻的排氣道的所述壁保證了至少為50W/cm²的熱流。