[发明专利]用于内燃机的热效率高的排气处理系统

权利要求书

1.一种用于内燃发动机的排气处理系统，包括：

气缸盖，其安装至内燃发动机，并具有从各燃烧室延伸至中央腔的一系列一体的排气管道，所述中央腔终止于所述气缸盖中的排出口，从而在所述气缸盖中限定一体的排气歧管，该一体的排气歧管可操作以收集排出各燃烧室的排气以便排气通过所述排气歧管；

与所述中央腔流体连通的排气管道，其构造成通过所述排出口从所述一体的排气歧管接收排气，所述排气管道包括：

入口端，其连接至所述气缸盖，并具有朝所述内燃发动机的上端延伸的向上延伸部；

出口端，其终止所述向上延伸部，并构造成限定多级催化转化器的入口端，所述多级催化转化器包括：

罐，其具有位于邻近所述发动机的顶部的、与所述排气管道的所述出口端流体连通的入口端，并构造成引导来自所述排气管道的排气通过；

第一催化剂涂布载体，其邻近所述罐的所述入口端设置；

第二催化剂涂布载体，其邻近所述罐的所述出口端设置；以及

收集器，其封闭所述罐的出口端，所述罐的所述出口端邻近所述发动机的底部设置，所述第一和第二催化剂载体构造成接收从所述罐的所述入口端传到所述罐的所述出口端的排气的组分并将所述组分转化。

2.根据权利要求1所述的用于内燃发动机的排气处理系统，还包括：

热交换器组件，其与所述收集器流体连通，并构造成接收排出所述多级催化转化器的排气并从所述排气提取废热用于分配至发动机或车辆部件。

3.根据权利要求1所述的用于内燃发动机的排气处理系统，还包括：

热管理系统，其与所述热交换器流体连通，并可操作以通过在所述热管理系统与所述热交换器之间流动的传热流体从所述热交换器收集回收的热。

4.根据权利要求3所述的用于内燃发动机的排气处理系统，其特征在于，所述热管理系统构造成将回收的热供应至发动机和包括所述发动机、变速器、车辆车厢或它们的组合的车辆部件。

5.根据权利要求1所述的用于内燃发动机的排气处理系统，还包括：

排气再循环系统，其构造成使通过所述罐的排气的一部分转向至所述发动机，所述排气再循环系统包括：

排气管道，其具有设置在所述第一催化剂载体与所述第二催化剂载体之间的入口；以及

排气再循环阀，其用于调节通过所述排气再循环系统的排气的流动。

6.根据权利要求1所述的用于内燃发动机的排气处理系统，其特征在于，所述第一催化剂载体包括第一浓度的催化剂化合物，而所述第二催化剂载体包括第二浓度的催化剂化合物。

7.根据权利要求1所述的用于内燃发动机的排气处理系统，其特征在于，所述催化剂化合物包括诸如铂(Pt)、钯(Pd)、铑(Rh)的铂族金属或其他合适的氧化催化剂、或它们的组合。

8.根据权利要求1所述的用于内燃机的排气处理系统，其特征在于，所述第一催化剂载体和所述第二催化剂载体包括单一催化剂载体，所述单一催化剂载体包括：

第一催化剂区，其从邻近所述罐的所述入口端的位置轴向延伸至所述单一催化剂载体的中间的位置；以及

第二催化剂区，其从邻近所述罐的所述出口端的位置轴向延伸至所述单一催化剂载体的中间的位置，所述第一催化剂区包括第一浓度的催化剂化合物，而所述第二催化剂区包括第二浓度的催化剂化合物。

9.根据权利要求8所述的用于内燃发动机的排气处理系统，其特征在于，所述催化剂化合物包括诸如铂(Pt)、钯(Pd)、铑(Rh)的铂族金属或其他合适的氧化催化剂、或它们的组合。

10.一种用于内燃发动机的排气处理系统，包括：

气缸盖，其安装至内燃发动机，并具有从燃烧室延伸至中央腔的一系列一体铸造的排气管道，所述中央腔终止于所述气缸盖中的排出口，从而限定一体铸造的排气歧管，所述排气歧管可操作以收集排出所述燃烧室的排气以便排气通过所述排气歧管；

与所述中央腔流体连通的排气管道，其构造成通过所述排出口从所述一体铸造的排气歧管接收排气，所述排气管道包括：

入口端，其连接至所述气缸盖，并具有朝所述内燃发动机的上端延伸的向上延伸部；

弓形部，其终止所述向上延伸部，并具有构造成限定多级催化转化器的入口端的出口端，所述多级催化转化器包括：

罐，其具有入口端，所述入口端位于邻近所述发动机的顶部并由所述排气管道的所述弓形部的所述出口端限定，并构造成将来自所述排气管道的排气引导进入所述罐；

第一催化剂载体，其邻近所述罐的所述入口端设置；

第二催化剂载体，其邻近所述罐的所述出口端设置；

收集器，其封闭所述罐的出口端，所述罐的所述出口端邻近所述发动机的底部设置，所述第一和第二催化剂载体构造成接收从所述罐的所述入口端传到所述罐的所述出口端的排气的组分并将所述组分转化；

热交换器组件，其与所述收集器流体连通，并构造成接收排出所述多级催化转化器的排气并从所述排气提取废热用于分配至发动机或车辆部件；以及

热管理系统，其与所述热交换器流体连通，并可操作以通过在所述热管理系统与所述热交换器之间流动的传热流体从所述热交换器收集回收的热，并且其中所述热管理系统构造成将回收的热供应至发动机和包括所述发动机、变速器、车辆车厢或它们的组合的车辆部件。