CN102200046A

CN102200046A - 内燃机排气冷却系统

Info

Publication number: CN102200046A
Application number: CN2011100769477A
Authority: CN
Inventors: 渡边哲治; 三谷信一; 井上富士夫
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2010-03-23
Filing date: 2011-03-23
Publication date: 2011-09-28
Anticipated expiration: 2031-03-23
Also published as: US20110232275A1; JP4905573B2; JP2011196351A; CN102200046B

Abstract

本发明涉及内燃机排气冷却系统。来自排气冷却适配器的冷却剂入口的冷却剂的主流通过冷却剂通道从冷却剂通道侧朝向冷却剂通道侧指引，并且朝向冷却剂通道的冷却剂流量是小的。因此，水套内部的冷却剂流量快于且大于冷却剂通道中的冷却剂流量，并且小于冷却剂通道中的冷却剂流量。因此，在排气通道的趋于温度增加并且与冷却剂通道相对应的内周表面处，能够抑制温度的增加，所以能够改进耐沸腾性。在排气通道的不趋于温度增加并且与冷却剂通道相对应的内周表面处，即使冷却剂流量低，也能够抑制温度的增加。因此，完成了任务。冷却剂出口的排出方向是与冷却剂通道中的流动方向相同的方向，所以能够增加效果。

Description

内燃机排气冷却系统

技术领域

本发明涉及一种内燃机排气冷却系统，其中排气冷却适配器布置在排气口与排气支管之间，所述排气口在气缸盖中开口，并且，通过使冷却剂流经冷却剂通道，所述排气冷却适配器冷却流过排气通道的排气，所述冷却剂通道形成在围绕所述排气通道的壁的内部。

背景技术

例如，日本专利申请公开No.11-49096(JP-A-11-49096)和日本实用新型申请公开No.64-15718(JP-U-64-15718)描述了用于冷却排气以便抑制对内燃机排气系统的热损害的技术。在JP-A-11-49096中，连接构件设置在气缸盖与排气支管之间，并且冷却剂通道设置在该连接构件中。该冷却剂通道形成为凹陷部。从冷却剂通道的较低侧上的两端引入的冷却剂直接流入到排气支管侧上的冷却剂通道中。

在JP-U-64-15718中，第一排气冷却适配器布置在气缸盖与排气支管之间，并且第二排气冷却适配器布置在排气支管与涡轮增压器之间。第一排气冷却适配器的冷却剂通道从设置在排气通道的布置的一端的下侧上的与排气口对应的入口，经过该布置的下侧，在相对端处折回，且经过该布置的上侧，并将冷却剂从在入口正上方的出口排出。因此，刚从排气口出来的排气由排气冷却适配器冷却。借助于第二排气冷却适配器，冷却剂入口和冷却剂出口形成在冷却通道的相对角部上，该冷却通道形成在单独的排气通道周围。该第二排气冷却适配器使冷却剂在排气通道周围流过，因此冷却已经由第一排气冷却适配器冷却的排气。

从内燃机的燃烧室经由排气口排出的排气不均匀地流过排气通道。即，排气的流动可能变得不均匀，或者排气可能由于排气口的形状、排气口与连接到排气口的排气冷却适配器之间的位置关系、或者排气冷却适配器的形状而颠簸前行。因此，在排气冷却适配器的内表面处可能出现大的温度差，这可能使排气冷却性能降低。

在JP-A-11-49096中的连接构件的情况下，用作冷却剂通道的凹陷部设置成将冷却剂供应到排气支管侧。因此，凹陷部本身的形状不是充分地围绕排气通道。此外，冷却剂直接流出到排气支管侧，而不是充分地流入到凹陷部中，因此将已经从气缸盖侧的排气口排出的排气冷却的作用非常低。因此，该技术不能够使排气冷却适配器的排气通道有效地冷却。

在JP-U-64-15718中的第一排气冷却适配器的情况下，通过使冷却剂沿着排气通道的整个周缘均匀地流动来冷却从内燃机的排气口排出的排气。借助于这种均匀冷却，为了使即使在由于上述的温度差而出现的高温部处的排气也充分冷却，有必要使得总体来说大量的冷却剂在第一排气冷却适配器的水套内部流动。然而，这种方法增加了排气冷却适配器的尺寸并且增加了水喷射泵上的负载。因此，内燃机可能变得更重并且使燃料效率变得更小。

在JP-U-64-15718中的第二排气冷却适配器的情况下，冷却仅被第二次执行以便保护涡轮增压器。冷却不是针对来自排气口的高温排气。此外，没有考虑上述的温度差，并且冷却剂的流动不是实际解决该温度差的流动。

发明内容

因此，本发明提供一种内燃机排气冷却系统，其能够有效地冷却排气冷却适配器的排气通道，而不会增加排气冷却适配器的尺寸或者增加水喷射泵上的负载。

本发明的第一方面涉及一种内燃机排气冷却系统，其包括：排气冷却适配器，所述排气冷却适配器布置在排气口与排气支管之间，所述排气口在气缸盖中开口，并且，通过使冷却剂流经冷却剂通道，所述排气冷却适配器冷却流过排气通道的排气，所述冷却剂通道形成在围绕排气通道的壁的内部。排气冷却适配器包括冷却剂入口和冷却剂出口，所述冷却剂入口将冷却剂引入到冷却剂通道中，所述冷却剂出口将冷却剂从冷却剂通道排到外部。冷却剂通道包括：位于高受热侧上的第一通道和位于低受热侧上的第二通道，根据沿着排气通道的内表面的圆周方向从排气接受的热量偏差设置所述第一通道和所述第二通道；以及两个中间通道，所述两个中间通道在所述两个中间通道的两端处连接第一通道与第二通道。冷却剂入口的冷却剂输送方向是从两个中间通道中的第一中间通道的第二通道侧朝向第一通道侧的方向。另外，冷却剂出口将冷却剂从两个中间通道中的第二中间通道与第一通道连接的位置排出或者从该位置附近排出。

在该内燃机排气冷却系统的情况下，在排气冷却适配器中，从冷却剂入口输送到冷却剂通道的冷却剂迅速地从两个中间通道中的第一中间通道的第二通道侧朝向第一通道侧前进。

因此，从冷却剂入口输送的冷却剂的压力充分传送到第一通道，同时小的冷却剂压力传送到第二通道。因此，冷却剂在第一通道中比在第二通道中流动得快。因此，流过冷却剂通道的冷却剂的流量在第一通道中较大且在第二通道中较小，所以能够抑制趋向于增加的第一通道侧上的排气通道处的温度增加。第二通道侧上的排气通道部的温度本质上趋向于不增加，所以即使减小冷却剂流量也能够抑制温度增加。

因此，能够在不增加总的冷却剂流量的情况下有效地冷却排气冷却适配器的排气通道，所以排气冷却适配器将不会变得更大，并且水喷射泵上的负载将不会增加。

本发明的第二方面涉及一种内燃机排气冷却系统，其包括排气冷却适配器，所述排气冷却适配器布置在排气口与排气支管之间，所述排气口在气缸盖中开口，并且，通过使冷却剂流经冷却剂通道，所述排气冷却适配器冷却流过排气通道的排气，所述冷却剂通道形成在围绕排气通道的壁的内部。排气冷却适配器包括冷却剂入口和冷却剂出口，所述冷却剂入口将冷却剂引入到冷却剂通道中，所述冷却剂出口将冷却剂从冷却剂通道排到外部。冷却剂通道包括：根据由排气口的弯曲形状产生的排气流中的弯曲部而设置的弯曲部的外侧通道和弯曲部的内侧通道；以及两个中间通道，所述两个中间通道在两个中间通道的两端处连接外侧通道与内侧通道。冷却剂入口的冷却剂输送方向是从两个中间通道中的第一中间通道的内侧通道侧朝向外侧通道侧的方向。另外，冷却剂出口将冷却剂从两个中间通道中的第二中间通道与外侧通道连接的位置排出，或者从该位置附近排出。

在这方面，在排气冷却适配器中，从冷却剂入口输送到冷却剂通道的冷却剂迅速地从两个中间通道中的第一中间通道的内侧通道侧朝向外侧通道侧前进。

因此，从冷却剂入口输送的冷却剂的压力充分传送到第一通道，同时小的冷却剂压力传送到内侧通道。因此，冷却剂在外侧通道中比在内侧通道中流动得快，所以流过冷却剂通道的冷却剂的流量在外侧通道中较大且在内侧通道中较小。

排气口弯曲，所以在排气流中产生弯曲部直至排气到达排气冷却适配器。因此，在排气冷却适配器中，与排气流的弯曲部的外侧相对应的排气通道的内表面由于快速的排气流和撞击该内表面的排气而趋向于温度增加。

在该内燃机排气冷却系统中，如上所述，冷却剂流量在外侧通道中比在内侧通道中大，所述外侧通道是与趋向于温度增加的排气通道内表面相对应的冷却剂通道，所以能够抑制在趋向于温度增加的排气通道部处的温度增加。与内侧通道相对应的排气通道部的温度本质上趋向于不增加，所以即使减小冷却剂流量也能够抑制温度增加。

因此，能够在不增加总冷却剂流量的情况下有效地冷却排气冷却适配器的排气通道，所以排气冷却适配器将不会变得更大，并且水喷射泵上的负载将不会增加。

本发明的第三方面涉及一种内燃机排气冷却系统，其包括排气冷却适配器，所述排气冷却适配器布置在排气口与排气支管之间，所述排气口在气缸盖中开口，并且，通过使冷却剂流经冷却剂通道，所述排气冷却适配器冷却流过排气通道的排气，所述冷却剂通道形成在围绕排气通道的壁的内部。排气冷却适配器包括冷却剂入口和冷却剂出口，所述冷却剂入口将冷却剂引入到冷却剂通道中，所述冷却剂出口将冷却剂从冷却剂通道排到外部。冷却剂通道包括：根据由排气口与排气通道之间的连接部的屈曲形状产生的排气流中的弯曲部而设置的弯曲部的外侧通道和弯曲部的内侧通道；以及两个中间通道，所述两个中间通道在该两个中间通道的两端处连接外侧通道与内侧通道。冷却剂入口的冷却剂输送方向是从两个中间通道中的第一中间通道的内侧通道侧朝向外侧通道侧的方向。另外，冷却剂出口将冷却剂从所述两个中间通道中的第二中间通道与所述外侧通道连接的位置排出，或者从该位置附近排出。

因此，从冷却剂入口输送的冷却剂的压力充分传送到外侧通道，同时小的冷却剂压力传送到内侧通道。因此，冷却剂在外侧通道中比在内侧通道中流动得快，所以流过冷却剂通道的冷却剂的流量在外侧通道中较大且在内侧通道中较小。

气缸盖侧上的排气口与排气冷却适配器的排气通道的连接部屈曲，所以在排气流中产生弯曲部直至排气到达排气冷却适配器。因此，在排气冷却适配器中，与排气流的弯曲部的外侧相对应的排气通道的内表面由于快速的排气流和撞击该内表面的排气而趋向于温度增加。

在前述方面中，如上所述，冷却剂流量在外侧通道中比在内侧通道中大，所述外侧通道是与趋向于温度增加的排气通道内表面相对应的冷却剂通道，所以能够抑制在趋向于温度增加的排气通道部处的温度增加。与内侧通道相对应的排气通道部本质上趋向于温度不增加，所以即使减小冷却剂流量也能够抑制温度增加。

在上述方面中，冷却剂出口可以将冷却剂沿着与第一通道中的冷却剂的流动方向相同的方向排出。

另外，冷却剂出口是将冷却剂沿着与第一通道中的冷却剂的流动方向相同的方向排出的通道。因此，当冷却剂流出到冷却剂出口时，已经快速流过第一通道的冷却剂的流动方向不改变。因此，当冷却剂从冷却剂通道排出时，流动阻力不增加，所以不妨碍第一通道的快的冷却剂流动。因此，冷却剂流动得更加平稳，这进一步增加抑制排气冷却适配器变得更大以及抑制水喷射泵上的负载增加的效果。

在上述结构中，冷却剂出口可以将冷却剂沿着与外侧通道中的冷却剂的流动方向相同的方向排出。

另外，冷却剂出口是将冷却剂沿着与外侧通道中的冷却剂的流动方向相同的方向排出的通道。因此，当冷却剂流出到冷却剂出口时，已经快速流过外侧通道的冷却剂的流动方向不改变。因此，当冷却剂从冷却剂通道排出时，流动阻力不增加，所以不妨碍外侧通道的快的冷却剂流动。因此，冷却剂流动地更加平稳，这进一步增加抑制排气冷却适配器变得更大以及抑制水喷射泵上的负载增加的效果。

在上述方面中，可以设置多个排气口，并且多个排气口中的每个排气口可以布置在气缸盖中并且在气缸盖中开口。多个排气通道可以以在排气冷却适配器的内部形成为一个布置，多个排气通道的布置与多个排气口的布置相对应。此外，排气口可以以沿着与排气通道的布置方向相正交的方向弯曲的方式形成，或者排气口和排气通道可以以沿着与布置方向相正交的方向屈曲的方式连接。

因此，气缸盖中的排气口中的每个排气口和排气冷却适配器的排气通道被布置(即对准)，并且，如上所述，排气口以沿着与布置方向相正交的方向弯曲的方式形成，或者排气口和排气通道以沿着与布置方向相正交的方向屈曲的方式连接。如上所述，在该种结构的情况下，第一通道或外侧通道，和第二通道或内侧通道沿着该布置方向形成。

因此，如上所述，增加了趋向于温度增加的侧上的冷却剂流量，并且抑制了趋向于温度不增加的侧上的冷却剂流量。因此，能够在不增加总冷却剂流量的情况下有效地冷却排气冷却适配器的排气通道，所以排气冷却适配器将不会变得更大，并且水喷射泵上的负载将不会增加。

在上述方面中，可以设置多个排气口，并且多个排气口中的每个排气口可以布置在气缸盖中并且在气缸盖中开口。多个排气通道可以以在排气冷却适配器的内部形成为一个布置，多个排气通道的布置与多个排气口的布置相对应。此外，排气口可以以沿着与排气通道的布置方向相正交的方向弯曲的方式形成，或者排气口和排气通道可以以沿着与布置方向相正交的方向屈曲的方式连接。另外，冷却剂入口可以将冷却剂从第二通道经由沿着布置方向在一个端侧上的中间通道朝向第一通道输送，并且冷却剂出口将冷却剂从沿着布置方向在另一端侧上的中间通道连接到第一通道的位置排出，或者从该位置附近排出。

因此，气缸盖中的排气口中的每个排气口和排气冷却适配器的排气通道被布置(即对准)，并且，如上所述，排气口以沿着与布置方向相正交的方向弯曲的方式形成，或者排气口和排气通道以沿着与布置方向相正交的方向屈曲的方式连接。在该种结构的情况下，如上所述，第一通道和第二通道沿着布置方向形成。

相对于第一通道和第二通道以这种方式布置冷却剂入口和冷却剂出口使得能够：增加趋向于温度增加的第一通道侧上的冷却剂流量，并且抑制趋向于温度不增加的第二通道侧上的冷却剂流量，如上所述。因此，能够在不增加总冷却剂流量的情况下有效地冷却排气冷却适配器的排气通道，所以排气冷却适配器将不会变得更大，并且水喷射泵上的负载将不会增加。

在上述结构中，可以设置多个排气口，并且多个排气口中的每个排气口可以布置在气缸盖中并且在气缸盖中开口。多个排气通道可以以在排气冷却适配器的内部形成为一个布置，多个排气通道的布置与多个排气口的布置相对应。此外，排气口可以以沿着与排气通道的布置方向相正交的方向弯曲的方式形成，或者排气口和排气通道可以以沿着与布置方向相正交的方向屈曲的方式连接。另外，冷却剂入口可以将冷却剂从内侧通道经由沿着布置方向在一个端侧上的中间通道朝向外侧通道输送，并且冷却剂出口将冷却剂从沿着布置方向在另一端侧上的中间通道连接到外侧通道的位置排出，或者从该位置附近排出。

因此，气缸盖中的排气口中的每个排气口和排气冷却适配器的排气通道被布置(即对准)，并且，如上所述，排气口以沿着与布置方向相正交的方向弯曲的方式形成，或者排气口和排气通道以沿着与布置方向相正交的方向屈曲的方式连接。在该种结构的情况下，如上所述，外侧通道和内侧通道沿着布置方向形成。

相对于外侧通道和内侧通道以这种方式布置冷却剂入口和冷却剂出口使得能够：增加趋向于温度增加的外侧通道侧上的冷却剂流量，并且抑制趋向于温度不增加的内侧通道侧上的冷却剂流量，如上所述。因此，能够在不增加总冷却剂流量的情况下有效地冷却排气冷却适配器的排气通道，所以排气冷却适配器将不会变得更大，并且水喷射泵上的负载将不会增加。

在上述结构中，排气口在气缸盖中的布置方向是水平方向，并且，与布置方向相正交的方向是竖直向下。

当以这种方式设定了气缸盖中的排气口的布置方向和排气冷却适配器的排气通道并且设定了排气流的弯曲部的方向时，增加了设置在竖直上侧上并且沿着排气冷却适配器内部的布置方向延伸的冷却剂通道(即第一通道或外侧通道)中的冷却剂流量。另外，抑制了设置在竖直下侧上并且沿着布置方向延伸的冷却剂通道(即第二通道或内侧通道)中的冷却剂流量。因此，能够在不增加总冷却剂流量的情况下有效地冷却排气冷却适配器的排气通道，所以排气冷却适配器将不会变得更大，并且水喷射泵上的负载将不会增加。

在上述方面中，流动方向引导件在冷却剂入口附近的位置中设置在所述冷却剂通道中，所述流动方向引导件引导从所述冷却剂入口输送到所述两个中间通道中的第一中间通道的冷却剂的流动。

因此，将冷却剂的流动引导到适当的中间通道的流动方向引导件可以设置在冷却剂通道中。这样做使得容易适当地分开冷却剂在第一通道与第二通道之间的流动或者冷却剂在外侧通道与内侧通道之间的流动，使得在第一通道或外侧通道中的流量变得较大。

附图说明

将参考附图在本发明的示例性实施例的下文详细描述中描述本发明的特征、优点以及技术和工业意义，在附图中，相似的附图标记表示相似的元件，并且其中：

图1是根据本发明的第一示例性实施例的内燃机排气冷却系统的纵向剖视图；

图2A和2B是在内燃机排气冷却系统中使用的排气冷却适配器的透视图；

图3A、3B和3C是在内燃机排气冷却系统中使用的排气冷却适配器的结构的视图；

图4A、4B和4C是在内燃机排气冷却系统中使用的排气冷却适配器的结构的视图；

图5A和5B是在内燃机排气冷却系统中使用的排气冷却适配器内部的水套的空间构造的视图；

图6A、6B和6C是在根据本发明的第二示例性实施例的内燃机排气冷却系统中使用的排气冷却适配器的剖视图；以及

图7A和7B是在根据本发明的其它示例性实施例的内燃机排气冷却系统中使用的排气冷却适配器的剖视图。

具体实施方式

[第一示例性实施例]

图1是根据本发明的示例性实施例的内燃机2的排气系统的排气冷却系统4的结构的纵向剖视图。该内燃机2是安装在车辆中的V型6缸汽油发动机，并且具有两列，一列布置在左侧且一列布置在右侧，其中倾斜角为60°。图1示出了右列6的排气冷却系统4。

在进气冲程期间，进气和燃料作为空燃混合物经由进气口8和进气门10被从进气系统引入到右列6中的气缸6a的燃烧室6b中。在压缩冲程期间，空燃混合物被活塞6c压缩，并且在燃烧冲程期间被火花塞6d点燃并燃烧。然后，在排气冲程期间，通过打开排气门12将燃烧室6b内部的气体作为排气排出到排气系统。在排气冲程期间，排气还从右列6的另外两个气缸以及左列的三个气缸排出到排气系统。

这里，用于右列6侧的排气系统包括：排气口16(即，对于右列6的所有气缸来说，总共三个排气口)，其形成在气缸盖14中；排气冷却适配器18，其在排气口16的开口处连接到气缸盖14；以及排气支管20，其连接到排气冷却适配器18。除了这些之外，排气控制催化剂等设置在右列6的排气系统中的下游。左列的排气系统类似地包括形成在气缸盖中的总共三个排气口、排气冷却适配器和排气支管。在该示例性实施例中，左列的排气冷却适配器具有与右列6的排气冷却适配器18相同的结构。然而，轴线与排气口侧的位置关系、其安装到气缸盖的角度或者长度或弯曲形状等可能是不同的。

图2-图4是右列6的排气系统的排气冷却适配器18的结构的视图。图2A是从排气入口22侧观察时的透视图，并且图2B是从排气出口24侧观察时的透视图。图3A是平面视图，图3B是前视图，并且图3C是底视图。图4A是左侧视图，图4B是右侧视图，并且图4C是后视图。顺便提及的是，在图2A和图2B中，内部的水套34的空间构造通过虚线表示。

排气冷却适配器18布置在排气口16与排气支管20之间，该排气口16在右列6的气缸盖14中开口，如图1所示。排气冷却适配器18冷却从排气口16排出的排气，并且将冷却后的排气排出到排气支管20侧，从而抑制对右列6的排气系统的热损害。

该类型的排气冷却适配器18由诸如铝合金或铁合金的金属材料成型，并且具有气缸盖侧连接表面28，其中开口的排气入口22形成在排气上游侧。这些排气入口22中的三个排气入口设置成沿直线布置，与右列6的气缸盖14的排气口16的位置和数量相对应。

在排气下游侧，形成具有开口的排气出口24的排气支管侧连接表面30。这些排气出口24中的三个排气出口设置成沿直线布置，与排气入口22相对应。每个排气入口22通过形成在排气冷却适配器18内部的相应的排气通道32连接到相应的排气出口24。

用于利用螺栓将排气冷却适配器18自身紧固到气缸盖14侧上的适配器连接表面14a的螺栓紧固部28a在气缸盖侧连接表面28的周缘部处形成在排气冷却适配器18上。通过将螺栓插入到形成在螺栓紧固部28a中的螺栓插入孔28b中并且将其拧入到气缸盖14侧上的适配器连接表面14a中的螺纹孔中，排气冷却适配器18固定到气缸盖14。因此，气缸盖14侧上的排气口16能够与排气冷却适配器18侧上的排气通道32连接。

此外，用于利用螺栓紧固排气支管20的螺栓紧固部30a在排气支管侧连接表面30的周缘部处形成在排气冷却适配器18上。螺纹孔30b形成在这些螺栓紧固部30a中。通过将螺栓拧入穿过形成在排气支管20侧上的凸缘20a中的插入孔来连接排气支管20。因此，排气冷却适配器18侧上的排气通道32能够与排气支管20侧上的排气通道20b连接。

因此，水套34在安装到内燃机2的排气冷却适配器18的壁的内部形成在排气通道32周围。图5A和图5B是排气冷却适配器18的内部的水套34的空间构造的视图。图5A是从排气入口22侧观察的透视图，并且图5B是从排气出口24侧观察的透视图。

如图2-图4所示，冷却剂引入部36设置在排气冷却适配器18上的水套34的竖直下侧上，并且冷却剂排出部38设置在排气冷却适配器18中的水套34的竖直上侧上。

冷却剂被从形成在冷却剂引入部36中的冷却剂入口36a引入到水套34中，并且在流过水套34之后，经由形成在冷却剂排出部38中的冷却剂出口38a被排出到外部冷却剂循环路径，如图5A和图5B中的箭头所示。

因此，从高温排气经由排气通道32的内周表面32a和32b(图1)传送的热量被流过水套34的冷却剂通道34a、34b、34c、34d和34e的冷却剂吸收，从而使排气冷却。然后将冷却后的排气排出到排气支管20侧。

这里，如图1中的点划线所示，排气口16的轴线X1相对于排气通道32的轴线X2成角度θ。替代轴线X1与X2彼此交叉，它们还可以角度θ非交叉且非平行。

在该示例性实施例中，排气通道32的轴线X2相对于排气口16的轴线X1以角度θ竖直向下屈曲。因此，排气通道32的竖直上侧上的内周表面32a形成朝向排气口16倾斜的区域。竖直下侧上的内周表面32b不是朝向排气口16倾斜的区域，而是替代地沿着相反方向，即，远离排气口16倾斜的区域。

因此，排气通道32的竖直上侧上的内周表面32a具有朝向排气口16倾斜的形状。因此，已经从排气口16引入到排气冷却适配器18的排气通道32中的排气撞击竖直上侧上的内周表面32a与该排气撞击竖直下侧上的内周表面32b相比更猛烈。

此外，排气口16以弯曲形状从燃烧室6b延伸到排气冷却适配器18，并且竖直上侧在弯曲部的外侧上。因此，高温排气在竖直上侧上的内周表面32a处比它在竖直下侧上的内周表面32b处流动得快，所以高温排气猛烈撞击竖直上侧上的内周表面32a。因此，竖直上侧上的内周表面32a接受显著大量的热。即，竖直上侧上的内周表面32a是高受热侧，而竖直下侧上的内周表面32b是低受热侧。

在该类型的流动状态中，高温排气将热传递到内周表面32a和32b，使得排气本身被冷却，之后排气流到排气支管20侧上的排气通道20b。这里，在水套34中，冷却剂在冷却剂入口36a处被引入的位置是冷却剂通道34d的在冷却剂通道34b附近的位置，该冷却剂通道34d在排气通道32的沿着布置排气通道32的方向(也简称为“布置方向”)的一个端侧上将竖直下侧上的冷却剂通道34b与竖直上侧上的冷却剂通道34a连通。冷却剂入口36a将冷却剂从竖直下侧上的冷却剂通道34b侧上的位置朝向竖直上侧上的冷却剂通道34a输送。

即，从冷却剂入口36a输送冷却剂的方向是从冷却剂通道34d(中间通道中的一个中间通道)的冷却剂通道34b侧朝向冷却剂通道34a侧的方向。冷却剂通道34b在竖直下侧上并且是排气流的弯曲部的内侧上的通道，所述排气流的弯曲部跟随排气口16的弯曲部(在本说明书中冷却剂通道34b也可以称为“内侧通道”)。另一方面，冷却剂通道34a在竖直上侧上并且是排气流的弯曲部的外侧上的通道(在本说明书中冷却剂通道34a也可以称为“外侧通道”)。

另外，从冷却剂入口36a输送冷却剂的方向是从冷却剂通道34d(中间通道中的一个中间通道)的冷却剂通道34b侧朝向冷却剂通道34a侧的方向。冷却剂通道34b在竖直下侧上并且是排气流的弯曲部的内侧的通道，所述排气流的弯曲部跟随在排气口16与排气通道32的连接处的屈曲部(在本说明书中冷却剂通道34b也可以称为“内侧通道”)。另一方面，冷却剂通道34a在竖直上侧上并且是排气流的弯曲部的外侧的通道(在本说明书中冷却剂通道34a也可以称为“外侧通道”)。

因此，冷却剂流过作为外侧通道的冷却剂通道34a比其流过作为内侧通道的冷却剂通道34b快。在上述第一示例性实施例的情况下能够得到下面的效果。

如上所述，排气口16沿与其布置方向相正交的方向弯曲。此外，排气口16与连接到排气口16的排气冷却适配器18的排气通道32的连接部沿着与布置方向相正交的方向屈曲。弯曲部和屈曲部两者都竖直向下。据此，排气流沿着与布置方向相正交的方向，并且竖直向下地弯曲。

由于排气流的该弯曲部，沿着布置方向形成在排气冷却适配器18中并且布置在竖直上侧上的冷却剂通道34a起第一通道和外侧通道的作用，所述外侧通道与排气通道32的高受热侧上的内周表面32a对应。沿着布置方向形成并且布置在竖直下侧上的冷却剂通道34b起第二通道和内侧通道的作用，所述内侧通道与排气通道32的低受热侧上的内周表面32b对应。另外，在两端处将冷却剂通道34a和34b连接在一起的两个冷却剂通道34d和34e起中间通道的作用。

在该排气冷却适配器18中，从冷却剂入口36a输送到水套34中的冷却剂的流动方向是朝向冷却剂通道34a侧的。因此，如图5A和图5B中箭头所示，冷却剂的主流通过作为两个中间通道(即，冷却剂通道34d和34e)中的第一中间通道的冷却剂通道34d从冷却剂通道34b侧流向冷却剂通道34a侧。因此，流向冷却剂通道34b的冷却剂的量(即，流量)较小。顺便提及的是，在该示例性实施例中，冷却剂通道34d定位成比冷却剂通道34e更靠近冷却剂入口36。

因此，从冷却剂入口36a输送的冷却剂的压力充分传送到冷却剂通道34a，同时小的冷却剂压力传送到冷却剂通道34b。因此，冷却剂在冷却剂通道34a中比它在冷却剂通道34b中流动得快。因此，流过水套34的冷却剂的流量在冷却剂通道34a中较大且在冷却剂通道34b中较小，所以能够抑制趋向于增加的排气通道32的竖直上侧的内周表面32a处的温度增加。因此，还能够改进由于从内周表面32a的热传递导致的冷却剂通道34a处的耐沸腾性。

竖直下侧上的内周表面32b本质上不趋向于温度增加，所以即使减小对应的冷却剂通道34b中的冷却剂流量，也能够抑制温度增加。因此，能够在不增加流过水套34的总冷却剂流量的情况下有效地冷却排气冷却适配器18的排气通道32，所以排气冷却适配器18将不会变得更大，并且水喷射泵上的负载将不会增加。

另外，冷却剂出口38a是将冷却剂沿着与冷却剂在冷却剂通道34a中流动的方向(即，冷却剂的流动方向)相同的方向排出的通道。因此，如图5A和图5B中的箭头所示，当冷却剂流出到冷却剂出口38a时，以快速率流过冷却剂通道34a的冷却剂的流动方向不会改变。因此，当冷却剂流出冷却剂通道34a时，流动阻力不会增加，所以不妨碍冷却剂通道34a的快的冷却剂流动。

因此，冷却剂流动得更加平稳，这进一步增加抑制排气冷却适配器18变得更大以及抑制水喷射泵上的负载增加的效果。

[第二示例性实施例]

图6是在根据本发明的第二示例性实施例的排气冷却系统中使用的排气冷却适配器118、218和318的剖视图。顺便提及的是，排气冷却系统的其它结构与上述第一示例性实施例中的相同。

在图6A所示的排气冷却适配器118的情况下，将冷却剂引入到水套134中的冷却剂引入部136的冷却剂入口136a开口到冷却剂通道134b(其起第二通道和内侧通道的作用)中，并且将冷却剂输送到该冷却剂通道134b中，所述冷却剂通道134b布置在竖直下侧上并且沿着布置排气通道132的方向(即，沿着排气通道132的布置方向)延伸。

流动方向引导件136b形成在冷却剂入口136a的开口到冷却剂通道134b侧的部分的边缘部的侧上，该侧是与冷却剂通道134d(其起中间通道的作用)侧相对的侧。该流动方向引导件136b的尖端指向冷却剂通道134d侧。因此，已经从冷却剂入口136a引入到冷却剂通道134b中的冷却剂的压力通过流动方向引导件136b朝向冷却剂通道134d侧指引。

因此，如图中的箭头所示，冷却剂的主流朝向冷却剂通道134d侧流动，并且该冷却剂的流量是大的。通过冷却剂通道134b朝向具有作为相对侧上的中间通道的冷却剂通道134e的侧流动的冷却剂的流量是小的。

冷却剂在冷却剂通道134d中的流动(即，冷却剂压力)直接变成在冷却剂通道134a(其起第一通道和外侧通道的作用)中的流动，然后流动到冷却剂排出部138，所述冷却剂通道134a布置在竖直上侧上并且沿着布置排气通道132的方向(即，排气通道132的布置方向)延伸。

冷却剂排出部138的冷却剂出口138a的方向与冷却剂通道134a的方向相同，所以冷却剂在不损失任何压力的情况下还流动到冷却剂出口138a的内部，并且实际上从冷却剂出口138a排出到外部。

在图6B所示的排气冷却适配器218的情况下，将冷却剂引入到水套234中的冷却剂引入部236的冷却剂入口236a开口到冷却剂通道234b(其起第二通道和内侧通道的作用)中，并且将冷却剂输送到该冷却剂通道234b中，所述冷却剂通道234b布置在竖直下侧上并且沿着布置排气通道232的方向(即，沿着排气通道232的布置方向)延伸，与图6A类似。

然而，在图6B所示的示例中，流动方向引导件236b形成在相对的排气通道232的壁部侧，而不是形成在冷却剂入口236a的边缘部上。该流动方向引导件236b的尖端形成为指向冷却剂入口236a的边缘部，即在与冷却剂通道234d(其起中间通道的作用)侧相对的侧上。

因此，已经从冷却剂入口236a引入到冷却剂通道234b中的冷却剂的压力通过流动方向引导件236b的倾斜表面朝向冷却剂通道234d侧指引。因此，如附图中的箭头所示，冷却剂的主流朝向冷却剂通道234d侧流动，并且该冷却剂的流量是大的。通过冷却剂通道234b朝向具有作为相对侧上的中间通道的冷却剂通道234e的侧流动的冷却剂的流量是小的。

冷却剂在该冷却剂通道234d中的流动(即，冷却剂压力)直接变成在冷却剂通道234a(其起第一通道和外侧通道的作用)中的流动，然后流动到冷却剂排出部238，所述冷却剂通道234a布置在竖直上侧上并且沿着布置排气通道232的方向(即，排气通道232的布置方向)延伸。

冷却剂排出部238的冷却剂出口238a的方向与冷却剂通道234a的方向相同，所以冷却剂在不损失任何压力的情况下流动，并且实际上从冷却剂出口238a排出到外部。

在图6C所示的排气冷却适配器318的情况下，将冷却剂引入到水套334中的冷却剂引入部336的冷却剂入口336a开口到冷却剂通道334b(其起第二通道和内侧通道的作用)中，并且将冷却剂输送到该冷却剂通道334b中，所述冷却剂通道334b布置在竖直下侧上并且沿着布置排气通道332的方向(即，沿着排气通道332的布置方向)延伸。这与图6A相同。

然而，与图6A相比，冷却剂引入部336的冷却剂入口336a离冷却剂通道334d(其起中间通道的作用)更远并且设置在面向冷却剂通道334c的位置中，所述冷却剂通道334c在中心部处将冷却剂通道334a(其起第一通道和外侧通道的作用)与冷却剂通道334b连接。因此，形成在与冷却剂通道334d(其起中间通道的作用)相对的侧上的冷却剂入口336a的开口边缘部上的流动方向引导件336b形成得更长并且朝向冷却剂通道334d侧延伸，使得充足的冷却剂压力可靠地到达冷却剂通道334d。

因此，如附图中的箭头所示，冷却剂的主流朝向冷却剂通道334d侧流动，并且该冷却剂的流量是大的。通过冷却剂通道334b朝向具有作为相对侧上的中间通道的冷却剂通道334e的侧流动的冷却剂的流量是小的。

在冷却剂通道334d中的冷却剂流动(即，冷却剂压力)直接变成在冷却剂通道334a中的流动，然后流动到冷却剂排出部338，所述冷却剂通道334a布置在竖直上侧上并且沿着布置排气通道332的方向(即，排气通道332的布置方向)延伸。

冷却剂排出部338的冷却剂出口338a的方向与冷却剂通道334a的方向相同，所以冷却剂在不损失任何压力的情况下流动，并且实际上从冷却剂出口338a排出到外部。

在上述第二示例性实施例的情况下能够得到下面的效果。还当冷却剂引入部136、236或336以此方式安装在冷却剂通道134b、234b或334b侧上时，冷却剂的主流通过流动方向引导件136b、236b或336b能够经由冷却剂通道134d、234d或334d朝向冷却剂通道134a、234a或334a指引。

因此，能够得到与第一示例性实施例中描述的效果类似的效果。

[其它示例性实施例]

在图7A所示的排气冷却适配器418的情况下，当冷却剂引入部436的冷却剂入口436a连接到起第二通道和内侧通道作用的冷却剂通道434b时，冷却剂入口436a可以以一定角度形成，使得冷却剂的主流朝向作为中间通道的冷却剂通道434d指引，而不是使用流动方向引导件。

因此，如附图中的箭头所示，冷却剂在冷却剂通道434d中的流动(即，冷却剂压力)直接变成在起第一通道和外侧通道作用的冷却剂通道434a中的流动，然后流动到冷却剂排出部438。然后冷却剂在不损失任何压力的情况下流动，并且实际上从冷却剂出口438a排出到外部。该结构还能够得到与第一示例性实施例中得到的效果类似的效果。

在前述的示例性实施例中，冷却剂排出部的冷却剂出口的方向跟随冷却剂在起第一通道和外侧通道作用的冷却剂通道中的流动方向。然而，可替代地，冷却剂排出部538的冷却剂出口538a的方向可以是与冷却剂在起第一通道和外侧通道作用的冷却剂通道534a中的流动方向不同的方向，如图7B所示。在图7B所示的示例中，冷却剂出口538a的方向是与冷却剂在冷却剂通道534a中的流动方向相正交的方向。同样在该结构的情况下，从冷却剂引入部536的冷却剂入口536a输送的冷却剂的压力经由用作中间通道的冷却剂通道534d传送到冷却剂通道534a，所以能够确保冷却剂通道534a中足够大的冷却剂流量。因此，能够得到与第一示例性实施例中得到的效果类似的效果。

即使排气口和排气冷却适配器的排气通道不屈曲，并且仅存在排气口的弯曲部，排气冷却适配器的在弯曲部的外侧上的排气通道的内周表面也将变为高温接受侧，并且与该内周表面相对应的冷却剂通道将变为第一通道。因此，以上述示例性实施例中描述的方式，通过具有冷却剂流动能够得到上述效果。

顺便提及的是，即使仅排气口和排气冷却适配器的排气通道的连接部屈曲，排气冷却适配器的在屈曲部的外侧上的排气通道的内周表面也将变为高温接受侧，并且与该内周表面相对应的冷却剂通道将变为第一通道。因此，以上述示例性实施例中描述的方式，通过具有冷却剂流动能够得到上述效果。

图1是本发明应用到V型6缸内燃机的示例的视图。然而，本发明还可以应用到具有直列构造的发动机，以及应用到具有诸如四缸或八缸等不是六缸的多缸发动机。

Claims

1.一种内燃机排气冷却系统，其特征在于包括：

排气冷却适配器(18；118；218；318；418)，所述排气冷却适配器布置在排气口(16)与排气支管(20)之间，所述排气口(16)在气缸盖(14)中开口，并且，通过使冷却剂流经冷却剂通道(34a-34e；134a、134b、134d、134e；234a、234b、234d、234e；334a-334e；434a、434b、434d；534a、534d)，所述排气冷却适配器冷却流过排气通道(32；132；232；332)的排气，所述冷却剂通道(34a-34e；134a、134b、134d、134e；234a、234b、234d、234e；334a-334e；434a、434b、434d；534a、534d)形成在围绕所述排气通道的壁的内部，

其中，所述排气冷却适配器包括冷却剂入口(36a；136a；236a；336a；436a；536a)和冷却剂出口(38a；138a；238a；338a；438a；538a)，所述冷却剂入口将冷却剂引入到所述冷却剂通道中，所述冷却剂出口将冷却剂从所述冷却剂通道排到外部；

所述冷却剂通道包括：位于高受热侧上的第一通道(34a；134a；234a；334a；434a；534a)和位于低受热侧上的第二通道(34b；134b；234b；334b；434b)，根据沿着所述排气通道的内表面的圆周方向从排气接受的热量偏差设置所述第一通道和所述第二通道；以及两个中间通道(34d、34e；134d、134e；234d、234e；334d、334e；434d；534d)，所述两个中间通道在所述两个中间通道的两端处连接所述第一通道与所述第二通道；

所述冷却剂入口的冷却剂输送方向是从所述两个中间通道中的第一中间通道(34d；134d；234d；334d；434d；534d)的第二通道侧朝向第一通道侧的方向；并且

所述冷却剂出口将冷却剂从所述两个中间通道中的第二中间通道(34e；134e；234e；334e)与所述第一通道连接的位置排出或者从该位置附近排出。

2.一种内燃机排气冷却系统，其特征在于包括：

所述冷却剂通道包括：根据由所述排气口的弯曲形状产生的排气流中的弯曲部而设置的弯曲部的外侧通道(34a；134a；234a；334a；434a；534a)和弯曲部的内侧通道(34b；134b；234b；334b；434b)；以及两个中间通道(34d、34e；134d、134e；234d、234e；334d、334e；434d；534d)，所述两个中间通道在所述两个中间通道的两端处连接所述外侧通道与所述内侧通道；

所述冷却剂入口的冷却剂输送方向是从所述两个中间通道中的第一中间通道(34d；134d；234d；334d；434d；534d)的内侧通道侧朝向外侧通道侧的方向；并且

所述冷却剂出口将冷却剂从所述两个中间通道中的第二中间通道(34e；134e；234e；334e)与所述外侧通道连接的位置排出或者从该位置附近排出。

3.一种内燃机排气冷却系统，其特征在于包括：

所述冷却剂通道包括：根据由所述排气口与所述排气通道之间的连接部的屈曲形状产生的排气流中的弯曲部而设置的弯曲部的外侧通道(34a；134a；234a；334a；434a；534a)和弯曲部的内侧通道(34b；134b；234b；334b；434b)；以及两个中间通道(34d、34e；134d、134e；234d、234e；334d、334e；434d；534d)，所述两个中间通道在所述两个中间通道的两端处连接所述外侧通道与所述内侧通道；

4.根据权利要求1-3中任一项所述的内燃机排气冷却系统，其中所述第一中间通道定位成比所述第二中间通道更接近所述冷却剂入口。

5.根据权利要求2所述的内燃机排气冷却系统，其中所述排气通道相对于所述排气口屈曲。

6.根据权利要求1所述的内燃机排气冷却系统，其中所述冷却剂出口将冷却剂沿着与所述第一通道中的冷却剂流动方向相同的方向排出。

7.根据权利要求2或3所述的内燃机排气冷却系统，其中所述冷却剂出口将冷却剂沿着与所述外侧通道中的冷却剂流动方向相同的方向排出。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的内燃机排气冷却系统，其中设置多个所述排气口；

所述多个排气口中的每个排气口布置在气缸盖中并且在所述气缸盖中开口；多个所述排气通道以在所述排气冷却适配器内部布置的形式形成，

所述多个排气通道的所述布置与所述多个排气口的布置相对应；并且，所述排气口以沿着与所述排气通道的布置方向相正交的方向弯曲的方式形成，或者所述排气口和所述排气通道以沿着与所述布置方向相正交的方向屈曲的方式连接。

9.根据权利要求1或6所述的内燃机排气冷却系统，其中设置多个所述排气口；

所述多个排气口中的每个排气口布置在气缸盖中并且在所述气缸盖中开口；

多个所述排气通道以在所述排气冷却适配器内部布置的形式形成，所述多个排气通道的所述布置与所述多个排气口的布置相对应；

所述排气口以沿着与所述排气通道的布置方向相正交的方向弯曲的方式形成，或者所述排气口和所述排气通道以沿着与所述布置方向相正交的方向屈曲的方式连接；

所述冷却剂入口将冷却剂从所述第二通道经由沿着所述布置方向在一个端侧上的中间通道朝向所述第一通道输送；并且

所述冷却剂出口将冷却剂从沿着所述布置方向在另一端侧上的中间通道连接到所述第一通道的位置排出或者从该位置附近排出。

10.根据权利要求2、3、5和7中任一项所述的内燃机排气冷却系统，其中设置多个所述排气口；

多个所述排气通道以在所述排气冷却适配器内部布置的形式形成；

所述多个排气通道的所述布置与所述多个排气口的布置相对应；

所述冷却剂入口将冷却剂从所述内侧通道经由沿着所述布置方向在一个端侧上的中间通道朝向所述外侧通道输送；并且

所述冷却剂出口将冷却剂从沿着所述布置方向在另一端侧上的中间通道连接到所述外侧通道的位置排出或者从该位置附近排出。

11.根据权利要求8-10中任一项所述的内燃机排气冷却系统，其中所述排气口在所述气缸盖中的布置方向是水平方向，并且，与所述布置方向相正交的方向是竖直向下。

12.根据权利要求1-11中任一项所述的内燃机排气冷却系统，其中流动方向引导件(236b)在所述冷却剂入口附近的位置中设置在所述冷却剂通道中，所述流动方向引导件引导从所述冷却剂入口输送到所述两个中间通道中的第一中间通道的冷却剂的流动。