[发明专利]具有干扰减少排气歧管的内燃发动机

说明书

相关申请的交叉参考

本申请要求2011年6月10日提交的欧洲专利申请号码EP11169411.3的权益和优先权，其全部内容合并于此以供参考。

背景技术

在燃烧过程期间从内燃发动机的汽缸排空燃烧气体可以基于两个不同的机理。当在燃烧循环开始时排气门接近汽缸的下止点打开时，燃烧气体以高速流过排气口，进入排气系统。这是通过在燃烧将要结束时，汽缸中占优势的高压水平以及在燃烧室和排气区段之间相关的高压力差引起的。这个压力驱动流动过程伴有高压峰值，其可以被称作初步排气喘振，并且以声速沿着排气管道传播，由于摩擦力压力随着传播的距离的增加以及以依赖于排气管道的路线安排，在较多或较少的程度上降低（即，减小）。

由于燃烧循环进行，汽缸和排气管道中的压力在很大程度上相互抵消，并且因此燃烧气体由于活塞的往复运动被排出。

在具有交错燃烧点火操作的多汽缸内燃发动机中，排气系统中的动力波过程或者压力波动可以在燃烧过程期间彼此干扰。这可以被称作汽缸串扰/串音（cross-talk）。汽缸之间的干扰可以导致扭矩和功率输出减少。

特别地，随着波穿过排气管道传播，气体介质中的压力波动可能在排气管道的打开或关闭的末端反射。然后，排气系统中的排气流或者局部排气压力，是前进波和反射波的位置的产物。在一些排气系统中，从汽缸通道发出的压力波可以穿过相应于汽缸的排气管道，并且沿着另一个汽缸的排气管道，可能远到在各自管道的末端提供的排气口。

在排气和重新填装期间已经被排出或者排放进入排气管道的排气，能够因此再进入汽缸，其可以是由从另一个汽缸发出的压力波引起的。这个干扰可以减少排气从汽缸进入排气管道的流量，因此降级燃烧过程。结果，可能减少燃烧效率和/或发动机功率输出。

已经发现，例如，如果在汽缸的排气口存在过量压力，或者如果在排气和进气冲程将要结束时另一个汽缸的压力波沿着排气管道在排气口的方向上传播，将阻碍来自这个汽缸的燃烧气体的排空，那么燃烧操作降级。

当进气门打开并且排气门还没有关闭时，在气门或阀门（valve）重叠期间汽缸串扰在发动机低转速下特别普遍。因此，发动机的效率和功率输出可能被减少。因此，发动机的尺寸可能被增加，从而抵消功率输出的减少，由此增加发动机的尺寸和成本，并增加发动机的燃料消耗。

在具有集成排气歧管的发动机中，串扰也可以变得特别有问题。特别地，在集成排气歧管中，全部排气管道可以合并到汽缸盖的单个导管中，减少排气穿过单独排气管道前进的长度。因此，在燃烧过程期间，汽缸之间的互相干扰的问题可能恶化。

已经尝试通过增加汽缸盖的宽度，减少具有集成排气歧管的发动机中的干扰。然而，加宽汽缸盖可以对车辆冲击吸收性能具有负面影响。例如，发动机机舱中需要存在自由空间以便车辆变形，从而获得所需要的冲击吸收性能。然而，加宽汽缸盖将减少发动机机舱中的空间。

另外，已经尝试通过在汽缸盖外侧放置排气歧管的发动机中增加彼此流体分开的单独排气管道的长度，以减少串扰。然而，这可以增加发动机的尺寸以及对涡轮增压器操作和催化剂操作的负面影响。

发明内容

这样，提出一个方案，其中发动机具有包括至少部分集成在其内的排气歧管的汽缸盖，该排气歧管包括内间隔壁和外间隔壁，内间隔壁流体地分开两个合并排气管道，每个合并排气管道与不同对的相邻汽缸流体连通，外间隔壁流体地分开直接与第一汽缸流体连通的第一排气管道和直接与第二汽缸流体连通的第二排气管道，内间隔壁的横向宽度大于外间隔壁，并且横轴线垂直于横穿每个汽缸的中心线的纵轴线。已经出乎意料地发现，在具有这些几何特性的汽缸盖中，减少了汽缸之间的串扰，且同时将排气歧管至少部分集成到汽缸盖中。因此，可以获得所期望的发动机紧凑的效果，而同时减少汽缸之间由压力波动引起的干扰。

本说明书的上述优点及其他优点，以及本公开的特征从下列详细说明中单独或连同附图参考时会得到明确。

应该理解，上述摘要经提供从而以简化形式介绍了选择的构思，这些构思在详细说明中进一步描述。这不是意图识别所要求权利的主题的关键特征或者必要特征，本主题的保护范围仅由详细说明后面的权利要求限定。此外，所要求权利的主题不限于解决上面或者在本公开任何部分中提到的任何缺点的实施例。

附图说明

图1以横截面示意地示出汽缸盖的第一实施例；

图2以横截面示意地示出汽缸盖的第二实施例；

图3以横截面示意地示出汽缸盖的第三实施例；和

图4示出用于内燃发动机运行的方法。