[发明专利]用于双蜗壳涡轮增压器的分开式/双平面集成排气歧管

说明书

技术领域

本公开涉及发动机气缸盖以及，更确切地指用于与双蜗壳涡轮增压器一起使用的分开式、双平面集成排气歧管。

背景技术

本部分提供涉及本公开的背景信息，其并不一定是现有技术。

近来，对于在内燃发动机中涡轮增压器的使用的兴趣已经被更新。如众所周知的，涡轮增压器在提供压缩的空气进入发动机的吸气系统是有用的，以提供相对于正常的吸气发动机增强的发动机性能。实际上，已经发现在许多应用中涡轮增压系统的使用能够允许足够的增强的性能使得更小的发动机能够在其中被使用。结果，车辆的整体的燃料效率能够充分地被提高。

通常，正常的吸气发动机响应于活塞的机械的向下的进气冲程吸引或以其它方式吸收空气进入燃烧室。这样，大气压力被用来驱动空气通过进气阀响应于活塞的向下的进气冲程而进入燃烧室。然而，涡轮增压器能够被用来增加该进气阀的此上游的空气的压力以使得更大密度的空气来被推进或吸入燃烧室。此增加的空气密度能够与增加的燃料相混合，由此将更多的燃料能量转化为可用的功率。

涡轮增压器通常包括用于吸入环境空气并且当其进入进气歧管时压缩其的压缩机。其引起在每个进气冲程上更大量的空气进入气缸。涡轮增压器的压缩机响应于涡轮或蜗壳被机械地旋转。该蜗壳被置于排气流中且因此响应于发动机的排气的动能而转动。

应该被理解到内燃发动机的典型的排气流并非恒定的。即，当发动机操作时且每个单独的气缸通过其燃烧循环操作时，燃烧过的排气在活塞向上的排气冲程过程中被释放。在此排气冲程过程中，排气的气流（plug）或脉冲被强迫从燃烧室出来且进入发动机的排气系统。排气的该气流沿着排气系统流至涡轮增压器且影响涡轮增压器的蜗壳，由此可旋转地驱动蜗壳和相关联的压缩机。然而，在某些应用中，这些气流或脉冲能够以此类的方式重叠以便于减少排气流的有效的流动，由此减少可用来驱动涡轮增压器的可用的动能。在具有少量的气缸的发动机中这尤其明显，因为每个脉冲是更容易地可辨别的。

在这些应用中，双蜗壳或对蜗壳涡轮增压器能够被使用，其中与选择的气缸分离的排气歧管被引导至单个的涡轮增压器的两个排气入口之一。此项分离开排气流的技术能够允许排气流的动能的有效的使用且能够极大地提高涡轮增压器的低端性能以及增强发动机的瞬态响应。

然而，涡轮增压系统和相关联的排气系统在极端高温下操作。例如，在某些应用中，离开燃烧室以及流至涡轮增压器的入口的排气能够达到950℃或更高的温度。当发动机在其理想的化学计量比的混合物时被操作时，这些温度通常最高，即，在通常使得所有燃料被氧化而没有过量空气的空气燃料比时。

因此，在相关技术中存在需要来提供集成排气歧管能够提供分开式排气路径至双蜗壳涡轮增压器。而且，在相关技术中存在需要来提供用于与集成排气歧管一起使用以保持合适的温度用于设备保护的冷却系统。此外，在相关技术中存在需要来提供用于与集成排气歧管一起使用的能够允许在发动机的整个速度和负载映射上化学计量比操作的冷却系统。

发明内容

此部分提供本公开的一般概述，且并不是其完全的范围或其所有特征的全面的公开。

根据本教导的原理，集成排气歧管（例如浇铸在气缸盖中的排气歧管）用于与内燃发动机一起使用和双蜗壳涡轮增压器被提供具有有利的构造和操作。该集成排气歧管包括流体连接在第一对活塞气缸和双蜗壳涡轮增压器之间的第一排气通道，用于将排气从第一对活塞气缸运输至双蜗壳涡轮增压器的第一输入部。集成排气歧管包括流体连接至第二对活塞气缸和双蜗壳涡轮增压器之间的第二排气通道，用于将排气从第二对活塞气缸运输至双蜗壳涡轮增压器的第二输入部。第二排气通道与第一排气通道是流体独立的且第一和第二排气通道被放置来限定其之间的隔片区域。具有隔片冷却套管的冷却系统用于冷却第一排气通道和第二排气通道之间的隔片区域。

进一步的适用性的范围将会从此处所提供的描述中变得明显。在此概述中该描述和特定的示例是仅为了说明的目的且并不是要限制本公开的范围。

本发明还提供了以下方案：

1. 一种在内燃发动机中使用的排气歧管，所述内燃发动机具有多个活塞气缸和双蜗壳涡轮增压器，所述排气歧管包括：

第一排气通道，其流体地可连接在多个活塞气缸中的第一和第二活塞气缸与双蜗壳涡轮增压器之间，所述第一排气通道将排气从第一和第二活塞气缸运送至双蜗壳涡轮增压器的第一输入部；以及