CN101201025B

CN101201025B - 多缸发动机的气缸盖和排气系统

Info

Publication number: CN101201025B
Application number: CN2007101942058A
Authority: CN
Inventors: 朴赞孝; 李始勋; 金宇泰; 徐仁起; 金钟培; 李在杞
Original assignee: Hyundai Motor Co
Current assignee: Hyundai Motor Co
Priority date: 2006-12-13
Filing date: 2007-12-12
Publication date: 2012-11-28
Anticipated expiration: 2027-12-12
Also published as: KR20080054813A; CN101201025A

Abstract

本发明涉及一种多缸发动机的气缸盖和排气系统。排气通道整体形成在从气缸盖侧部突出的突起部分上。可以在有限的发动机室空间减少车体与排气歧管之间的干涉，从而改善发动机性能。

Description

多缸发动机的气缸盖和排气系统

相关申请的交叉参考

本申请要求2006年12月14日于韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2006-0128177、2006年12月13日提交的No.10-2006-0127396和2007年1月18日提交的No.10-2007-0005730的优先权及其权益，在此结合其全部内容作为参考。

技术领域

本发明涉及一种多缸发动机的气缸盖和排气系统。

背景技术

通常，车辆发动机是内燃机，其具有用来排出气缸内燃烧废气的被称作排气系统的系统。

根据一般的排气系统，在气缸盖上设置一个排气口，从而使气缸废气通过气缸盖排出。从多缸发动机的多个排气口排出的废气被排气歧管收集并供给一个催化转换器。

图1是表示传统排气系统的透视图，图2是传统排气系统的侧视图。

通常，排气歧管100通过凸缘103安装到气缸盖101的一侧，从发动机各燃烧室排出的废气被与连接各排气口的各个流道105整体形成的排气管107收集，并被排到催化转换器109。

该排气歧管通常制成与发动机分开的单独部件，通过螺栓连接到发动机上。连接多个排气口和催化转换器的排气歧管占据了很大空间。另外，在排气歧管通道逐步地连接到一起的情况下，例如四个通道两两结合成两个通道，两个通道再结合成一个通道，这样可以改善发动机性能，在这种情况下会产生一个问题，即排气歧管难于通过螺栓连接到发动机上，因为排气歧管的外部布置过于复杂。

也就是说，参考图2，根据现有技术的排气系统，第一和第三流道105和第二及第四流道105分别结合到一个排气通道并连接催化转换器109。然而，通过上述结合方法，排气歧管100的布置很复杂，如图2所示，产生一个问题就是因为各流道105与排气管107之间的干涉，将螺栓接合在凸缘103的安装孔111上变得很难。

另外，气缸排出的废气温度非常高。因此，在气缸盖上设置一个水冷套，从而使废气首先流过的气缸盖不会过热。

然而，由于排气歧管暴露在外，且被制成与发动机分开的单独部件，所以排气歧管不会被该水冷套冷却而只会被气流冷却。

如果将排气系统制造的紧凑，则可以有效利用发动机室空间。另外，如果提供一种可以保持废气温度并提高耐久性的排气系统，则可以一同改善发动机的性能和耐久性。

背景技术部分公开的上述内容仅仅是为了增加对本发明背景的理解，因此其可以含有不构成已经被本国该领域普通技术人员所获知的现有技术的信息。

发明内容

研制本发明是试图提供一种多缸发动机的气缸盖和排气系统，其具有改善发动机性能和提高发动机空间使用率的优点。

本发明典型实施例提供了一种用于具有多个气缸的多缸发动机的气缸盖，该气缸盖具有多个排气口，以使每个气缸形成有至少一个排气口，该气缸盖包括至少一个突起部分，该突起部分从气缸盖侧壁上突出从而使连接该多个排气口的排气通道可以在所述至少一个突起部分上形成；和该多个排气通道的每一个都从对应排气口的方向转向一个方向以构成其出口。

所述至少一个突出部分可以是其上形成有该多缸发动机的所有气缸的所有排气通道的一个突出部分。

所述至少一个排气口可以为每个气缸形成一对排气口，该对排气口汇合构成一个排气通道。

在所述至少一个突出部分上可以形成一个水冷套，从而包围住该多个排气通道。

该多缸发动机可以是具有四个气缸的四缸发动机。

该一个方向可以是朝向发动机前方的方向。

该多缸发动机包括四个或更多气缸，所述至少一个突出部分可以包括：包括该四个或更多气缸中的第一和第二气缸的排气通道的第一突出部分；和包括该四个或更多气缸中的第三和第四气缸的排气通道的第二突出部分。

第一突出部分和第二突出部分的出口方向的横截面可以相对于气缸盖纵向以预定角度倾斜。

所述至少一个排气口可以在每个气缸形成一对排气口，该对排气口一起连接到一个排气通道。

该多缸发动机可以是具有四个气缸的四缸发动机。

该一个方向是朝向发动机前方的方向。

本发明的一个典型实施例提供了一种多缸发动机的排气系统，该发动机具有气缸盖、至少一个排气管和催化转换器，其中该气缸盖具有多个排气口以为每个气缸形成至少一个排气口，并且包括至少一个突起部分，该突起部分从气缸盖侧壁突出从而使连接到该多个排气口的多个排气通道能够形成在所述至少一个突起部分上，该多个排气通道的每一个都从对应每个排气口的方向转向一个方向以构成其出口，且该多个排气通道的多个出口通过所述至少一个排气管连接催化转换器。

所述至少一个突出部分可以是具有形成在其上的该多缸发动机的所有气缸的所有排气通道的一个突出部分。

该一个突出部分的所有排气通道的多个出口可以都通过一个排气管连接到催化转换器上。

所述至少一个突出部分上可以形成一个水冷套，从而包围住该多个排气通道。

所述至少一个排气口可以为每个气缸形成一对排气口，该对排气口汇合以形成一个排气通道。

该多缸发动机可以是具有四个气缸的四缸发动机。

该一个方向可以是朝向发动机前方的方向。

第一突出部分和第二突出部分的出口方向的横截面相对于气缸盖纵向以预定角度倾斜。

第一突出部分的排气通道出口可以通过第一排气管连接到催化转换器，第二突出部分的排气通道出口通过第二排气管连接到催化转换器。

可以在该突出部分上形成包围多个排气通道的水冷套。

该多缸发动机可以是具有四个气缸的四缸发动机。

该一个方向可以是朝向发动机前方的方向。

在一种用于具有多气缸的多缸发动机的气缸盖中，该气缸盖具有多个排气口和多个进气口，从而为每个气缸都形成有至少一个排气口和至少一个进气口，该气缸盖可以包括：从气缸盖外表面伸出的第一延长部分，从而使连接到进气口的进气歧管安装到其上；该进气歧管通过该第一延长部分连接到安装于气缸盖外侧的进气管。

引导冷却剂并位于进气歧管周围的水冷套的一部分可以安装在该第一延长部分上。

一种具有连接到至少一个进气口和排气口的多个气缸的发动机的气缸盖，可以包括：从气缸盖外表面伸出的第一延长部分，从而使连接到进气口的进气歧管安装到其上；从气缸盖另一外表面伸出的第二延长部分，从而使连接到进气口的排气歧管安装其上，其中进气歧管的另一端通过该第一延长部分连接到气缸盖外侧的进气管，排气歧管的另一端通过该第二延长部分连接到气缸盖外侧的排气管。

引导冷却剂并位于进气歧管和排气歧管周围的水冷套的一部分安装在该第一延长部分和第二延长部分上。

附图说明

图1是示出传统排气系统的透视图。

图2表示传统排气系统的侧视图。

图3表示根据本发明第一典型实施例的气缸盖和排气系统。

图4表示根据本发明第一典型实施例形成在气缸盖上的水冷套。

图5表示根据本发明第二典型实施例的气缸盖和排气系统。

图6表示根据本发明第二典型实施例形成在气缸盖上的水冷套。

图7表示根据本发明第三典型实施例的气缸盖的简略视图。

图8(a)表示根据图7线D-D的进气管连接部分，图8(b)表示根据线A-A的排气管连接部分。

图9(a)和图9(b)表示图8气缸盖的进气歧管形状。

图10(a)和图10(b)表示图7气缸盖的排气歧管的形状。

图11是根据图7中线B-B的气缸盖并示出了水冷套结构布置的剖面图。

图12(a)是根据图7线E-E的气缸盖剖面图，示出了进气歧管周围的水冷套布置；图12(b)是根据图7线C-C的气缸盖剖面图，示出了排气歧管周围的水冷套布置。

具体实施方式

下面参考附图详细描述本发明典型实施例。

图3表示根据本发明第一典型实施例的气缸盖和排气系统。

如图3所示，根据本发明的第一典型实施例，排气系统包括气缸盖5、排气管16和催化转换器3。

在本发明的第一典型实施例中，气缸盖5用于具有多个气缸C1、C2、C3和C4的多缸发动机，每气缸上形成至少一个排气口Q1、Q2、Q3和Q4。

形成有从气缸盖5一侧突出的至少一个突出部分9，从而使连接到多个排气口Q1、Q2、Q3和Q4的多个排气通道P1、P2、P3和P4在其上形成。

参考图3和图4，在至少一个突出部分9上形成一个水冷套40，从而封闭该多个排气通道P1、P2、P3和P4。通过上述水冷套40来防止气缸盖5过热。

参考图3，该多个排气通道P1、P2、P3和P4从对应于该多个排气口Q1、Q2、Q3和Q4的方向朝着一个方向转向以构成一个出口。根据本发明的一个典型实施例，该一个方向朝着发动机前方。即，排气通道P1、P2、P3和P4连接到排气口Q1、Q2、Q3和Q4，并从气缸C1、C2、C3和C4沿着气缸盖5的侧面方向延伸，再弯到发动机前方方向。

根据本发明的一个典型实施例，发动机是以四缸发动机而实现的，但是本发明的范围不限于此。举例来说，本发明的技术方案可以很容易地由例如直列式六缸发动机来实现。

另外，根据本发明典型实施例，描述了各个气缸的排气口Q1、Q2、Q3和Q4成对形成，但是本发明的范围不限于此。本发明的技术方案可以很容易地由一个气缸连接到一个排气口的发动机来实现。

如图3所示，根据本发明的典型实施例，多对的排气口Q1、Q2、Q3和Q4分别连接到一个排气通道P1、P2、P3和P4。然而，本发明的保护范围不限于此。在多对排气口Q1、Q2、Q3和Q4不连接并延伸到出口的情况下，本发明的技术方案仍可很容易实现。

如图3所示，根据本发明的一个典型实施例，所述至少一个突出部分9为其上形成有该多缸发动机所有气缸C1、C2、C3和C4的所有排气通道P1、P2、P3和P4的单独突出部分9。

根据本发明的第一典型实施例的排气系统，发动机的多个排气通道P1、P2、P3和P4的出口通过至少一个排气管16连接到催化转换器3上。

根据本发明第一典型实施例，该一个突起部分9的所有排气通道P1、P2、P3和P4的出口通过一个排气管16连接到催化转换器3上。

下面，参考图5和图6，描述根据本发明第二典型实施例的排气系统500。

根据本发明第二典型实施例，该排气系统500包括和第一实施例相同的布置，然而该排气系统的至少一个突起部分9被形成为两个突起部分11和13。

即，根据本发明第二典型实施例，该至少两个突起部分11和13包括限定四个气缸中第一气缸C1和第二气缸C2的排气通道P1和P2的第一突起部分11，和限定其第三气缸C3和第四气缸C4的排气通道P3和P4的第二突起部分13。

该第一突起部分11和第二突起部分13的出口方向横截面以预定角度相对于气缸盖5的纵向倾斜。通过上述方案，可以更有效地利用发动机室的空间。

另外，根据本发明第二典型实施例，发动机的多个排气通道P1、P2、P3和P4排气系统出口通过至少两个排气管15和17连接到催化转换器3上。

根据本发明第二典型实施例，第一突起部分11的排气通道P1和P2的出口通过第一排气管15连接到催化转换器3，第二突起部分13的排气通道P3和P4的出口通过第二排气管17连接到催化转换器3。

根据本发明典型实施例的多缸发动机的排气系统，通过从气缸盖侧面突出而形成的且用作排气歧管的排气通道被整体制成。因此，在有限的发动机室空间内能减小与车体的干涉，并有效利用发动机室空间。

另外，因为包括发动机盖和排气歧管的总重量可以被减轻，从而提高车辆行驶性能。

另外，由于连接排气口的排气通道与气缸盖整体形成，排气通道通过水冷套来冷却，所以可以改善气缸盖的耐热性。

下面，参考附图，描述根据本发明第三典型实施例的气缸盖。

图7是根据本发明第三典型实施例的气缸盖简略视图，图8(a)示出了根据图7中线D-D处进气管的连接部分，图8(b)示出根据线A-A的排气管的连接部分。

另外，图9(a)和图9(b)示出了图7中气缸盖进气歧管的形状，图10(a)和图10(b)示出了图7中气缸盖排气歧管的形状。

根据本发明的典型实施例，该发动机以四缸发动机而实现的，但是本发明的范围不限于此。

根据本发明的第三典型实施例，该发动机盖如图7所示包括进气歧管20和排气歧管30。

在气缸盖10上有四个气缸160。

进气歧管20和排气歧管30分别连接到进气口22和排气口32，其均设在各气缸160的上侧。

由于各气缸160均设有两个进气口22，所以进气歧管20的一端被分支为8个管，这些管分别连接到进气口22上。

类似地，由于各气缸160形成有两个排气口32，所以排气歧管30的一端被分支为8个管，这些管分别连接到排气口32上。

另外，根据本发明典型实施例，该气缸盖包括从气缸盖10一侧伸出的第一延长部分12，从而在其上可以形成连接到进气口22的进气歧管20。

进气歧管20的另一端构成了通过第一延长部分12连接气缸盖10外侧的进气管(未示出)的进气管连接部分24。

另一方面，根据本发明第三实施例的气缸盖包括从气缸盖10另一外表面伸出的第二延长部分14，从而使连接进气口的排气歧管安装在其上。

此时，排气歧管30的另一端构成了通过该第二延长部分14连接到气缸盖10外侧排气管(未示出)的排气管连接部分34。

根据本发明的第三典型实施例，进气歧管20和排气歧管30不附于气缸盖10的外侧而是与气缸盖10整体成形。

即，进气歧管20和排气歧管30如图10和图11所示与气缸盖10整体成形。

然而，如图9和10所示，进气歧管20和排气歧管30的形状只是举例说明本发明，而本发明并不限于此。

如前所述，根据本发明第三典型实施例的进气歧管20和排气歧管30被形成为布置在气缸盖10内，为此，根据本发明第三典型实施例，气缸盖包括第一延长部分12和第二延长部分14。

第一延长部分12和第二延长部分14可以与气缸盖10整体形成/制造，或者其可以制成凸缘形式，并且分别连接到气缸盖10的外侧。

如前所述，根据本发明的第三实施例，可以减少部件之间的干涉，当制造或组装进气/排气歧管时，可以减小加工空间。

图11为示出了图7线B-B气缸盖的剖面图，并示出了水冷套的布置。图12(a)是根据图7线E-E的气缸盖的剖面图，示出了进气歧管周围的水冷套的布置，图12(b)是根据图7线C-C的气缸盖的剖面图，示出了排气歧管周围的水冷套的布置。

通常，在气缸盖10内布置引导冷却剂的水冷套40。

根据本发明的第三典型实施例，如图12所示，水冷套40延长到第一延长部分12和第二延长部分14，从而水冷套40布置在进气歧管20和排气歧管30的周围。

如前所述，根据本发明，可以通过具有发动机热量的进气/排气歧管而使发动机室的温度升高从而解决了燃油消耗率被降低的问题。

特别地，因为水冷套40布置在高温排气歧管30的周围，所以可以改善排气歧管30的耐久性。

如上所述，根据本发明的第三典型实施例，因为气缸盖包括整体形成在其内的进气歧管和排气歧管，所以可以防止在发动机组件上发动机元件之间的干涉。

另外，整个发动机系统可以被设计地更紧凑。

尽管本发明是结合目前被认为是实用的典型实施例来进行描述的，但是可以理解本发明不限于该公开的实施例，反而，本发明意予涵盖包括在所附权利要求书精神和范围内的各种改型和等效布置。

Claims

1.一种用于具有多气缸的多缸发动机的气缸盖，所述气缸盖具有多个排气口，以使每个气缸形成至少一个排气口，所述气缸盖包括：

至少一个突起部分，其从气缸盖侧壁上突出，从而使连接到所述多个排气口的排气通道能够在所述至少一个突起部分上形成；和

所述多个排气通道的每一个都从对应排气口的方向转向一个方向以构成其出口；

其中所述排气通道与气缸盖整体形成；

所述多缸发动机包括四个或更多气缸，所述至少一个突出部分包括：包括该四个或更多气缸中的第一和第二气缸的排气通道的第一突出部分；和包括所述四个或更多气缸中的第三和第四气缸的排气通道的第二突出部分；

所述第一突出部分和第二突出部分的出口方向的横截面相对于气缸盖纵向以预定角度倾斜。

2.根据权利要求1所述用于具有多气缸的多缸发动机的气缸盖，其特征在于，在所述至少一个突出部分上形成水冷套，从而包围住所述多个排气通道。

3.根据权利要求1所述用于具有多气缸的多缸发动机的气缸盖，其特征在于，所述至少一个排气口在各个气缸形成一对排气口，该对排气口一起连接到一个排气通道。

4.根据权利要求1所述用于具有多气缸的多缸发动机的气缸盖，其特征在于，所述多缸发动机是包括四个气缸的四缸发动机。

5.根据权利要求1所述用于具有多气缸的多缸发动机的气缸盖，其特征在于，所述一个方向是朝向发动机前方的方向。

6.一种多缸发动机的排气系统，所述发动机具有气缸盖、至少一个排气管和催化转换器，其中所述气缸盖具有多个排气口而为每个气缸形成至少一个排气口，所述气缸盖包括至少一个突起部分，所述突起部分从气缸盖侧壁突出从而使连接所述多个排气口的多个排气通道能够形成在所述至少一个突起部分上，所述多个排气通道的每一个都从对应每个排气口的方向转向一个方向以构成其出口，且所述多个排气通道的多个出口通过所述至少一个排气管连接催化转换器；其中所述排气通道与气缸盖整体形成；

7.根据权利要求6的多缸发动机的排气系统，其特征在于，所述第一突出部分的排气通道的多个出口通过第一排气管连接到催化转换器，所述第二突出部分的排气通道的多个出口通过第二排气管连接到催化转换器。

8.根据权利要求6的多缸发动机的排气系统，其特征在于，在所述突出部分上形成包围多个排气通道的水冷套。

9.根据权利要求6的多缸发动机的排气系统，其特征在于，所述至少一个排气口为每个气缸形成一对排气口，该对排气口汇合以形成一个排气通道。

10.根据权利要求6的多缸发动机的排气系统，其特征在于，所述多缸发动机是包括四个气缸的四缸发动机。

11.根据权利要求6的多缸发动机的排气系统，其特征在于，所述一个方向是朝向发动机前方的方向。