[發明專利]排氣冷卻適配器

有效

• 申請號: 201210027354.6
• 申請日: 2012-02-08
• 公開（公告）號: CN102635431A
• 公開（公告）日: 2012-08-15
• 發明（設計）人: 高橋幸宏;篠田祥尚;星幸一
• 申請（專利權）人: 豐田自動車株式會社
• 主分類號: F01N13/10
• 分類號: F01N13/10;F02F1/42;F01N3/02
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司 11219
• 代理人: 張建濤;車文

技術領域

本發明涉及一種排氣冷卻適配器，所述排氣冷卻適配器形成：排氣流路，所述排氣流路布置在開口至內燃機的氣缸蓋的排氣口和排氣歧管之間，并且排氣從排氣口通過所述排氣流路流到排氣歧管；和冷卻劑流路，所述冷卻劑流路形成在環繞該排氣流路的適配器壁的內側，并且所述冷卻劑流路冷卻流過排氣流路的排氣。

背景技術

日本專利申請公開No.2000-291437(JP-A-2000-291437)、日本專利申請公開No.2003-227695(JP-A-2003-227695)、日本專利申請公開No.2010-190064(JP-A-2010-190064)和日本專利申請公開No.10-317995(JP-A-10-317995)每一個均描述了用于冷卻排氣以便防止對內燃機排氣系統造成熱損害的技術。JP-A-2000-291437描述了一種技術，其中在燃料成分趨向于積聚的部分處形成凹部，以便防止燃料成分積聚在包含燃料成分的氣體流過的通道的壁表面上。這里，燃料成分趨向于積聚的部分例如是通道的截面面積是大的并且氣體流相對小的部分，或者是氣體流相對弱的彎曲通道的內側上的壁表面等。

JP-A-2003-227695描述了其中在柴油發動機的排氣冷卻設備的罩蓋的內壁上形成凹凸狀凹痕的技術。結果，在罩蓋的內壁表面附近流動的排氣將不會從罩蓋的內壁剝離開，所以排氣流將不會在遠離中心部的外側的部分處滯留，因此，PM將不會粘附和積聚。

JP-A-2010-190064描述了其中在排氣熱交換部的管道的表面上形成內散熱片和凹痕的技術。這些內散熱片和凹痕使得能夠在EGR氣體上獲得湍流效果，從而改進EGR氣體側上的傳熱系數，并且因此使得能夠改進熱交換性能。

JP-A-10-317995描述了其中排氣口的至少一部分的內壁表面沿排氣的流動方向形成的技術。結果，通過在排氣的流動方向上進一步形成散熱片，在不過度增加內燃機上的負載的情況下，增加由冷卻劑回收的產生熱的量。

就像將內燃機安裝在車輛中一樣，為了節省空間，有必要將連接至內燃機的排氣口的排氣冷卻適配器中的排氣通道彎曲以便確保排氣冷卻適配器的冷卻性能。

然而，當排氣通道以該方式彎曲時，排氣流可以從在彎曲內側上特別是在具有高氣體流速的區域處的排氣通道的內側表面剝離，因此，冷卻效率可能以降低終結。JP-A-2000-291437中描述的技術通過利用在壁表面上形成凹部而在氣體流中產生湍流來防止碳黑的積聚。在JP-A-2000-291437中，沒有對流動的剝離進行描述，并且也沒有提及熱交換。

JP-A-2003-227695描述了設置在直徑增加以將排氣輸送至熱交換部的錐形罩蓋上的凹凸狀凹痕。然而，熱交換部不是設置在彎曲的部分處，并且如果熱交換部彎曲，則其如何被彎曲沒有被陳述。

JP-A-2010-190064中描述的技術具有在直的管道的內側上的內散熱片和凹痕，但是它們不意圖于抑制管道的彎曲部分處的流動的剝離，并且沒有陳述管道中的彎曲。

至于JP-A-10-317995中描述的技術，散熱片沿流動形成，但是不能夠處理在排氣口的彎曲部分處的流動的剝離。

發明內容

本發明提供一種排氣冷卻適配器，該排氣冷卻適配器通過抑制排氣流在排氣流路的彎曲部分處剝離而能夠改進來自內燃機的排氣的冷卻效率。

本發明的第一方面涉及一種排氣冷卻適配器。布置在開口至內燃機的氣缸蓋的排氣口和排氣歧管之間的該排氣冷卻適配器包括：排氣流路，排氣從排氣口通過所述排氣流路流到排氣歧管；和冷卻劑流路，所述冷卻劑流路形成在環繞該排氣流路的適配器壁的內側，并且所述冷卻劑流路冷卻流過排氣流路的排氣。在排氣流路中存在彎曲部分，并且剝離抑制部在與該彎曲部分的排氣流路中心線相比朝向彎曲內側更遠的區域中形成在排氣流路的內周表面上；并且，冷卻劑流路在彎曲內側上的區域中形成在適配器壁的內側。

在排氣流路的彎曲部分處，所述剝離抑制部在與排氣流路中心線相比朝向彎曲內側更遠的區域中形成在內周表面上。因此，流過排氣流路的排氣流將不會從彎曲內側上的內周表面容易剝離開，所以接觸排氣流路的內周表面的排氣流量能夠得到充分的維持。結果，即使在彎曲內側上的區域處，將熱從內周表面傳遞到排氣流路壁的能力也能夠得到充分的提高。

此外，冷卻劑流路在彎曲內側上的區域中形成在適配器壁中，所以被傳遞到適配器壁中的熱量被冷卻劑快速吸收，由此提高排氣冷卻效率。

這樣，排氣流將不會在排氣冷卻適配器中排氣流路的彎曲部分處剝離，所以能夠提高排氣冷卻效率。