CN104806305B - 具有冷却式涡轮的内燃发动机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种包含至少一个汽缸盖和冷却式涡轮(1)的内燃发动机，其中：至少一个汽缸盖具有至少一个汽缸，每个汽缸具有用于释放来自汽缸的排气的至少一个出口，并且每个出口邻接排气管道，其中至少一个汽缸的至少一个排气管道通进涡轮(1)的入口区域(4)，该入口区域(4)过渡进排气引导流道(5)，以及涡轮(1)包含安装在涡轮壳体(3)中的可旋转轴(7)上的至少一个转子(6)，该涡轮(1)具有至少一个冷却管道(8)以形成冷却装置，所述冷却管道(8)被集成在壳体(3)中，并且冷却管道(8)由至少一个壁(2)分隔并形成，其中限定至少一个冷却管道(8)的至少一个壁(2)至少在一些区域中被提供热绝缘体(2a)。本发明提供优化的内燃发动机。

Description

具有冷却式涡轮的内燃发动机

技术领域

本发明涉及一种包含至少一个汽缸盖和冷却式涡轮的内燃发动机，其中

-至少一个汽缸盖具有至少一个汽缸，

-每个汽缸具有用于从汽缸释放排气的至少一个出口，并且每个出口邻接排气管道，其中至少一个汽缸的至少一个排气管道通进涡轮的入口区域，该入口区域过渡进排气引导流道，以及

-该涡轮包含安装在涡轮壳体中的可旋转轴上的至少一个转子，该涡轮具有至少一个冷却管道以形成冷却装置，所述冷却管道被集成在壳体中，并且该冷却管道由至少一个壁限定并形成。

背景技术

内燃发动机具有汽缸体和至少一个汽缸盖，汽缸体和汽缸盖在其装配端侧相互连接以形成至少一个汽缸，即燃烧室。

为了保持活塞或汽缸套，汽缸体具有对应数量的汽缸孔。活塞在汽缸套中以轴向可移动的方式被引导，并且与汽缸套和汽缸盖一起形成内燃发动机的燃烧室。

汽缸盖通常用于保持气门驱动装置。为了控制充气交换，内燃发动机需要控制元件和用于致动控制元件的致动装置。在充气交换期间，燃烧气体经由出口被释放，并且燃烧室被充气，即新鲜混合气或充气空气经由入口被吸入。为了控制四冲程发动机中的充气交换，几乎只使用提升阀作为控制元件，这些提升阀在内燃发动机的操作期间执行振荡的提升运动，并且这些提升阀以此方式打开和关闭入口及出口。气门的运动所需的气门致动机构(包括这些气门本身)被称为气门驱动装置。

根据现有技术，通向入口的进气道和出气道(即邻近出口的排气管道)被至少部分地集成在汽缸盖中。在这种情况下，单个汽缸的出口的排气管道一般在汽缸盖内合并，从而形成与汽缸相关的合成排气管道，在所述合成排气管道合并之前，其通常形成单个总排气管道。在本发明的背景下，排气管道合并形成总排气管道一般被称为排气歧管。

在至少一个歧管的下游，排气随后被供应到涡轮(例如排气涡轮增压器的涡轮)，并且如果合适，被引导通过一个或多个排气后处理系统。

涡轮的生产成本是比较高的，因为用于承受高热负荷的涡轮壳体的通常含镍材料是昂贵的，特别是涉及优选用于汽缸盖的材料，例如铝。不仅材料成本本身而且加工所述用于涡轮壳体的材料的成本都是相对高的。

根据上述内容可以确定，在成本方面，如果可以提供由较便宜材料(例如铝或铸铁)制造的涡轮，将会是非常有利的。

使用铝对于涡轮的重量而言也将是有利的。特别是考虑到涡轮靠近发动机的布置导致相对大尺寸的大体积壳体时，尤其如此。这是因为考虑到有限的空间状况，涡轮与汽缸盖通过凸缘和螺钉的连接需要大的涡轮入口区域，也是因为必须为装配工具提供足够的空间。体积大的壳体与相对高的重量相关联。在靠近发动机布置涡轮的情况下，考虑到比较高的材料使用，铝优于可承受高负荷的材料的重量优点是特别明显的。

为了能够使用更便宜的材料来制造涡轮，根据现有技术的涡轮被提供有冷却装置，例如被提供有液体式冷却装置，该冷却装置显著降低了热排气对涡轮和涡轮壳体造成的热负荷，并且因此允许使用可承受较低热负荷的材料。

一般来说，涡轮壳体被提供有冷却套，以便形成冷却装置。现有技术公开了这样两种概念，即壳体是铸件并且冷却套在铸造过程中被形成为整体式壳体的一体组成部分，以及壳体具有模块化结构，其中在装配期间形成充当冷却套的腔室。

例如在德国公开说明书DE102008011257A1中描述了根据后一概念设计的涡轮。涡轮的液体式冷却装置借助于被提供有外壳的实际涡轮壳体来形成，使得在壳体与布置成与其间隔开的至少一个外壳元件之间形成能够引入冷却剂的腔体。然后，被扩展以包括外壳装置的壳体围住冷却套。

EP1384857A2同样公开了一种涡轮，其壳体装配有冷却套。

DE102007017973A1描述了一种用于形成蒸汽冷却式涡轮外壳的结构套件。

考虑到液体(特别是通常使用的水)的高比热容，通过液体式冷却能够从壳体中汲取大量的热。热量消散到壳体内部中的冷却剂，并且通过冷却剂排放掉。在热交换器中再次从冷却剂汲取消散到冷却剂中的热量。

基本上可能的是，涡轮的液体式冷却装置装配有单独的热交换器，或者在液冷式内燃发动机的情况下，发动机冷却装置的热交换器(即不同液体式冷却装置的热交换器)用于这个目的。后者仅需要两个回路之间的对应连接。

然而，在此背景下必须考虑的是，将被涡轮中的冷却剂吸收的热量可以总计达40kW，或者在只能承受低热负荷的材料(诸如铝)被用来制造壳体的情况下更多。已经证明，如此大量的热被从冷却剂中提取出并在热交换器中通过气流释放到环境中是有问题的。

现代的机动车辆驱动装置适当地装配有大功率的风扇马达，以便在热交换器处提供足够高的热传递所需要的空气质量流量。然而，对于热传递来说非常重要的另一参数(具体是为热传递所提供的表面积)不能被制作得任意大或被任意地扩大，因为车辆中一般布置有各种热交换器的前端区域中的空间可用性是有限的。

除了用于发动机冷却的热交换器外，现代的机动车辆通常具有另外的热交换器，特别是冷却装置。

增压空气冷却器通常被布置在机械增压内燃发动机的进气侧上，以便有助于改善汽缸的充气。经由油底壳通过热传导和自然对流进行的热消散通常不再足以支持最大可允许的机油温度，从而在个别情况下提供机油冷却器。此外，现代的内燃发动机越来越多地装配有排气再循环。排气再循环是用于减少氮氧化物形成的措施。为了获得氮氧化物排放物的相当多的减少，需要高排气再循环率，其要求冷却将被再循环的排气，即通过冷却来压缩排气。可以提供另外的冷却器，例如以便在自动变速器的情况下冷却变速器机油，和/或以便冷却在可液压致动调整装置内使用的和/或用于转向辅助的液压流体(特别是液压机油)。空调系统的空调冷凝器同样是热交换器，该热交换器必须在操作期间将热消散到环境中，即其需要足够大的气流并且因此必须被布置在前端区域中。

考虑到前端区域中极其有限的空间状况的可能性和热交换器的多样性，在一些情况下，不能根据需要设置各个热交换器的尺寸。

实际上，不可能在前端区域中为涡轮的液体式冷却布置足够大的热交换器，以便也能够消散当使用只能承受低热负荷的材料时产生的大量热。

在冷却式涡轮的结构设计中，因此需要冷却能力与材料之间的折中。

为了能够使更便宜的材料用于涡轮，根据现有技术也有可能在排气侧上为涡轮装配绝缘件。在国际申请WO2010/039590A1中公开了这样的概念。

发明内容

在上述内容的背景下，本发明的目的是提供根据权利要求1的前序部分所述的内燃发动机，其在涡轮方面进行了优化。

所述目的通过包含至少一个汽缸盖和冷却式涡轮的内燃发动机来实现，其中

-至少一个汽缸盖具有至少一个汽缸，

-每个汽缸具有用于从汽缸释放排气的至少一个出口，并且每个出口邻接排气管道，其中至少一个汽缸的至少一个排气管道通进涡轮的入口区域，该入口区域过渡进排气引导流道，以及

-该涡轮包含安装在涡轮壳体中的可旋转轴上的至少一个转子，该涡轮具有至少一个冷却管道以形成冷却装置，该冷却管道被集成在壳体中，并且该冷却管道由至少一个壁限定(delimited)并形成，

并且其中

-该至少一个壁至少在一些区域中被提供热绝缘体，该至少一个壁限定至少一个冷却管道。

根据本发明，集成在涡轮壳体中的至少一个冷却管道装配有热绝缘体，即限制所述冷却管道的壁至少局部地被提供(即覆盖、衬垫或类似地)有热绝缘体。在本发明的背景下，热绝缘体与通常使用的壳体材料区别在于热绝缘体比所述材料表现出更低的热传导性。

在本实例中，并不试图从壳体消散最大可能量的热。相比于这个传统目的，根据本发明提供的是，通过热绝缘体的引入，使冷却装置更难以从壳体汲取热以及冷却所述壳体。通过绝缘体的引入，有意地限制并降低了冷却能力。传热表面(即壁)的热可透性被降低，其中根据本发明也是将热从壳体引入冷却剂，然而这是在比根据现有技术的情况更小的程度上进行的。

通过所述措施，有利地减少或限制了将会被消散的最大量的热。因此减少了必须消散被涡轮中的冷却剂吸收的非常大量的热的问题。

对应于中等的冷却能力，可以选择合适的材料(具体为铸铁或铸钢等)用于制造根据本发明的涡轮。

首先，根据本发明的概念使得能够免除用于制造涡轮壳体的可承受高热负荷的材料(特别是含镍材料)，因为根据本发明的涡轮也被提供了冷却装置。其次，冷却能力没有使得只能承受低热负荷的材料(诸如铝)能够被使用。

根据本发明的方案因此使得能够免除使用昂贵的材料，结合涡轮的冷却，该方案不需要消散非常大量的热。

由此实现了本发明所基于的目标，即提供了根据权利要求1的前序部分所述的内燃发动机，其在涡轮方面进行了优化。

通过根据本发明将热量引入壳体中或壳体材料中基本上不会被绝缘体阻止或限制的事实可以看出根据本发明的方案与根据现有技术的概念之间的主要区别特征，即通过绝缘体保护壳体在排气侧处过多吸入热。此外，可以实现如下所述的实施例，即其中冷却剂侧表面具有比排气侧表面更小的尺寸，因此减小了必须引入绝缘体的范围。

根据本发明的涡轮特别适合于机械增压内燃发动机，由于相对高的排气温度，机械增压内燃发动机承受特别高的热负荷。因此，排气涡轮增压器的涡轮的冷却是有利的。

因此如下所述的实施例也是有利的，其中该涡轮是排气涡轮增压器的组成部分。

机械增压主要用于增加内燃发动机的功率。在此，燃烧过程所需要的空气被压缩，因此能够在每个工作循环向每个汽缸供应更大的空气质量。以此方式，能够增加燃料质量，并且因此能够增加平均压力。

机械增压是用于增加内燃发动机的功率且同时维持不变的体积排量或者用于减小体积排量且同时维持相同功率的合适手段。在任何情况下，机械增压都会导致体积功率输出的增加和改善的功率-重量比。因此，对于相同的车辆边界条件，有可能使负荷集(loadcollective)朝向更高负荷转变，在该更高负荷下比燃料消耗是较低的。机械增压因此有助于持续努力发展内燃发动机，以最小化燃料消耗，即改善效率。

与机械增压器有关的排气涡轮增压器的优点是增压器与内燃发动机之间不存在或不需要用于传递功率的机械连接。当机械增压器直接从内燃发动机中汲取驱动它所需的能量时，排气涡轮增压器使用热排气的排气能量。

如果汽缸盖具有一个汽缸并且所述汽缸仅具有一个出口，那么与汽缸相关的单个排气管道形成排气释放系统，即通进涡轮内的总排气管道或歧管。这也是根据本发明所述的汽缸盖。

如下所述的实施例是有利的，其中汽缸盖具有至少两个汽缸。

如果汽缸盖具有两个汽缸并且仅一个汽缸的排气管道形成通进涡轮内的总排气管道，这同样是根据本发明所述的汽缸盖。

如果汽缸盖具有三个或更多汽缸并且如果仅两个汽缸的排气管道合并以形成总排气管道，这同样是根据本发明所述的汽缸盖。

如下所述的汽缸盖的实施例同样是根据本发明所述的汽缸盖，其中汽缸盖具有例如直列式布置形式的四个汽缸，并且外汽缸的排气管道与内汽缸的排气管道合并，从而在任何情况下都形成一个总排气管道。

在三个或更多汽缸的情况下，如下所述的实施例因此也是有利的，其中

-至少三个气缸被配置以便形成在每种情况下都具有至少一个汽缸的两组，以及

-每个汽缸组的汽缸的排气管道合并以形成各自的总排气管道，因此形成排气歧管。

所述实施例特别适合于双通道涡轮的使用。双通道涡轮具有带有两个进气通道的入口区域，即实际上两个入口区域，其中两个总排气管道以在每种情况下一个总排气管道通入一个进气通道内的方式连接至双通道涡轮。在总排气管道中被引导的两个排气流的合并根据需要发生在涡轮的下游。如果排气管道以能够维持高压(特别是出口前的震动)的方式进行分组，那么双通道涡轮特别适用于脉冲机械增压，借助于该脉冲机械增压，即使在低旋转速度下也能够获得高涡轮压力比。

然而，汽缸或排气管道的分组也为多个涡轮或排气涡轮增压器的使用提供了优点，其中在每种情况下一个总排气管道都被连接至一个涡轮。

然而，如下所述的实施例也是有利的，其中汽缸盖的所有汽缸的排气管道合并，以形成单个(即共同的)总排气管道。

内燃发动机的更多有利实施例将结合从属权利要求进行讨论。

如下所述的内燃发动机的实施例是有利的，其中至少一个壁的多于50％被提供热绝缘体。

如下所述的内燃发动机的实施例是有利的，其中至少一个壁的多于70％被提供热绝缘体。

如下所述的内燃发动机的实施例是有利的，其中至少一个壁的多于80％被提供热绝缘体。

如下所述的内燃发动机的实施例是有利的，其中至少一个壁的全部都被提供热绝缘体。

如下所述的内燃发动机的实施例是有利的，其中热绝缘体包含珐琅。

如下所述的内燃发动机的实施例也是有利的，其中热绝缘体包含陶瓷。

如下所述的内燃发动机的实施例是有利的，其中热绝缘体至少还通过表面处理的方式形成。为了形成热绝缘体，材料(例如珐琅或陶瓷等)最初被引入且随后经受表面处理也是可能的。根据需要，热绝缘体专门通过表面处理来形成。

如下所述的内燃发动机的实施例是有利的，其中涡轮是径流式涡轮。

如果涡轮被设计成径流式涡轮，那么接近转子叶片的气流大体径向地行进。这里，“大体径向地”意味着沿径向方向的速度分量大于轴向速度分量。气流的速度矢量与涡轮的轴或轴线相交，具体地在接近的气流完全径向地行进的情况下成直角。就此而言，只要径向方向的速度分量大于轴向方向的速度分量，则涡轮也可以具有混合流设计。

为了使气流径向地接近转子叶片成为可能，用于供应排气的入口区域通常被设计为环绕螺旋或涡轮箱壳体，使得排气到涡轮的入流大体径向地行进。

因此如下所述的内燃发动机的实施例也是有利的，其中至少一个冷却管道至少在横截面上围绕壳体中的轴以螺旋形式延伸。

在这方面，如下所述的内燃发动机的实施例也是特别有利的，其中至少一个冷却管道围绕流道并与流道相距某一距离周向地延伸超过角度α，其中α≤45°。

如下所述的内燃发动机的实施例同样是有利的，其中以下关系适用：α≤30°或α≤20°或α≤15°。

冷却管道沿周向方向在流道之上延伸的角度范围越小，需要的壳体体积越小，即需要使用的材料越少，材料的使用显著地由将要集成的冷却管道的尺寸共同确定。因此，壳体的重量也随着冷却管道的尺寸而减小或增加。

关于后面实施例，参考申请号为102010037378.8的德国专利申请。

如下所述的内燃发动机的实施例是有利的，其中涡轮具有集成在壳体中的单个冷却管道，以便形成冷却装置。

如下所述的内燃发动机的实施例是有利的，其中涡轮壳体是铸件，并且热绝缘体在后处理过程中被引入该铸件。后处理被特别视为意味着涂覆以及表面处理。

如下所述的内燃发动机的实施例是有利的，其中每个汽缸具有用于从汽缸中释放排气的两个出口。

气门驱动装置的目的是在正确的时刻打开和关闭燃烧室的入口和出口，其中试图快速地打开最大可能的流动横截面，以便保持流入的和流出的气流的节流损失较低，并且以便确保用新鲜混合气对燃烧室进行最大可能的充气以及排气的有效(即完全)排放。因此为汽缸提供两个或更多出口是有利的。

如下所述的内燃发动机的实施例是有利的，其中排气管道合并以形成至少一个总排气管道，因此形成至少一个排气歧管，其中所述至少一个总排气管道通进涡轮的入口区域。

特别地，如下所述的内燃发动机的实施例是有利的，其中汽缸的排气管道合并以在汽缸盖内形成至少一个总排气管道，因此形成至少一个集成排气歧管，其中所述至少一个总排气管道通进涡轮的入口区域。

必须考虑的是，根本上试图尽可能靠近汽缸的出口布置涡轮(特别是排气涡轮增压器的涡轮)，以便由此能够最佳地利用热排气的排气焓(主要由排气压力和排气温度确定)，并且确保涡轮或涡轮增压器的快速响应行为。此外，热排气到不同排气后处理系统的路径也应当尽可能短，使得几乎不给排气时间冷却并且排气后处理系统尽可能快地到达其工作温度或起燃温度，特别是在内燃发动机的冷启动之后。

因此试图最小化排气管道在汽缸处的出口与涡轮之间的那部分或在汽缸处的出口与排气后处理系统之间的那部分的热惯性，这可以通过减小所述部分的质量和长度来实现。

为了实现这一目的，排气管道在汽缸盖内合并，从而形成至少一个集成排气歧管。

以此方式减小了排气管道的长度。首先，减小了管路体积的尺寸(即涡轮上游的排气管道的排气体积)，使得涡轮的响应行为得以改善。其次，缩短的排气管道也导致涡轮上游的排气系统的减少的热惯性，使得涡轮入口处的排气的温度增加，因此涡轮入口处的排气的焓值也更高。

此外，排气管道在汽缸盖内的合并允许驱动单元的密集封装。

然而，以此方式设计的汽缸盖比装配有外部歧管的传统汽缸盖承受更高的热负荷，并且因此对冷却装置有更高的要求。

在燃烧期间通过燃料的发热化学转化所释放的热量部分地经由限定燃烧室的壁消散到汽缸盖和汽缸体，并且部分地经由排气流消散到相邻部件和环境中。为了将汽缸盖的热负荷保持在限值内，可以从汽缸盖中再次汲取被引入汽缸盖的一部分热流。

由于液体的高热容，用液体式冷却装置比用空气式冷却装置消散显著更高的热量是可能的，由于此原因，正讨论的类型的汽缸盖有利地被提供液体式冷却装置。

液体式冷却需要汽缸盖装配有至少一个冷却套，即需要提供引导冷却剂穿过汽缸盖的冷却管道。热量在汽缸盖的内部释放到冷却剂，为了在冷却套中循环，通过布置在冷却回路中的泵来输送所述冷却剂。消散到冷却剂中的热量以此方式被从汽缸盖的内部释放，并且在热交换器中被再次从冷却剂中汲取。

在机械增压发动机的情况下，液体式冷却装置是特别有利的，因为机械增压发动机的热负荷显著高于传统内燃发动机的热负荷。

根据上述内容可以确定，如下所述的汽缸盖的实施例是有利的，其中汽缸盖被提供至少一个集成在汽缸盖中的冷却套，以便形成液体式冷却装置。

如下所述的内燃发动机的实施例是有利的，其中集成在汽缸盖中的至少一个冷却套被连接至涡轮的至少一个冷却管道。

如果集成在汽缸盖中的至少一个冷却套被连接至涡轮的至少一个冷却管道，那么只需要单独地提供形成冷却回路所需的其他部件和组件，因为这些既可以用于涡轮的冷却回路，也可以用于汽缸盖的冷却回路，这会导致协同作用和相当多的成本节省，而且也带来重量减轻。例如，提供唯一一个用于输送冷却剂的泵和一个用于存储冷却剂的容器是优选的。消散到汽缸盖中的和涡轮壳体中的冷却剂的热量可以从共同热交换器中的冷却剂汲取。

此外，可以经由汽缸盖向涡轮的冷却管道供应冷却剂，使得不需要在涡轮壳体上提供另外的冷却剂供应和排出开口，并且也能够省掉另外的冷却管路。

如下所述的内燃发动机的实施例是有利的，其中

-至少一个汽缸盖可以在装配端侧处连接至汽缸体，以及

-集成在汽缸盖中的至少一个冷却套具有下冷却套和上冷却套，下冷却套被布置在排气管道与汽缸盖的装配端侧之间，上冷却套被布置在排气管道的与下冷却套相对定位的一侧上，其中上冷却套和下冷却套优选相互连接。

在此，如下所述的内燃发动机的实施例是有利的，其中下冷却套和/或上冷却套被连接至涡轮的冷却套。

可以借助于在上冷却套与下冷却套之间产生的压力梯度来额外地且有利地改善冷却，其中该压力梯度会由于对流而导致改善的传热。

如果下冷却套和上冷却套被连接至涡轮的冷却管道或经由涡轮的冷却套相互连接，则这样的压力梯度也会提供优点。然后该压力梯度充当用于输送冷却剂穿过涡轮的冷却管道的驱动力。

如下所述的内燃发动机的实施例是有利的，其中涡轮和汽缸盖是以非强制锁定、强制锁定和/或粘结方式相互连接的单独部件。

模块化设计具有如下优点，即各个部件(具体为涡轮和汽缸盖)也可以根据模块化原则与其他部件(特别是其他汽缸盖和涡轮)组合。部件的通用性增加了生产的数量，因此能够降低每单元的生产成本。此外，如果涡轮或汽缸盖由于缺陷而被调换(即被更换)，这也会降低所涉及的成本。

如下所述的内燃发动机的实施例也是有利的，其中涡轮壳体被至少部分地集成在汽缸盖中，使得汽缸盖和至少一部分涡轮壳体形成整体部件。

由于单件式设计(single-piece design)，从原理上消除了汽缸盖与涡轮之间的气密的、可承受高热负荷的并且因此昂贵的连接。因此，也不存在排气由于泄漏而意外逸入大气的风险。关于冷却回路或冷却套的连接以及冷却剂的泄漏，类似的情况类似地适用。

使用的涡轮可以装配有可变涡轮几何形状，其允许通过调整涡轮几何形状或有效涡轮横截面来更精确地适应于内燃发动机的各个工作点。在此，用于影响流动方向的导向叶片被布置在涡轮的入口区域中。不同于旋转转子的转子叶片，导向叶片不随着涡轮的轴旋转。

如果涡轮具有固定的、不可变的几何形状，那么导向叶片被布置在入口区域中，以使其不仅是静止的，而且是完全固定不动的，即刚性固定的。相反，如果使用具有可变几何形状的涡轮，那么导向叶片被布置成是静止的，但不是完全固定不动的，确切地说是围绕其轴线可旋转的，以便能够影响接近转子叶片的气流。

附图说明

下面将基于根据图1和2的示例性实施例更详细地描述本发明。在图中：

图1示出了在垂直于涡轮转子的轴的截面中的第一实施例的涡轮，以及

图2示出了在图1中标示的截面A-A。

具体实施方式

图1示出了在垂直于涡轮转子6的轴7的截面中的第一实施例的涡轮1。

涡轮1是径流式涡轮1a，其包含转子6，该转子6被布置在涡轮壳体3中并且被安装在可旋转轴7上。为了使转子叶片能够被气流径向地接近，从入口区域4引出的流道5具有螺旋形式，而用于供应排气的壳体3呈环绕螺旋壳体的形式。

为了形成冷却装置，壳体3具有集成的冷却管道8，冷却管道8以螺旋形式围绕轴7在壳体3中延伸，并且因此跟随流道5直到排气进入转子6内的入口。可以看出，冷却管道8与流道5相距一定距离向前延伸，具体来说是在流道5的背离转子6的那一侧上。邻近涡轮壳体3的入口区域4提供有管道开口9，以便允许冷却剂被引入冷却管道8并再次从冷却管道8排出。为了将涡轮1固定到汽缸盖(未示出)上，壳体3装配有凸缘10。

限定冷却管道8的壁2装配(即覆盖)有热绝缘体2a。通过引入所述绝缘体2a，阻止了将热量从壳体3引入到冷却剂内，由此实现以下两种情况，即从壳体3汲取更少的热量以及同样更少的热量被引入冷却剂中。通过绝缘体2a定向地降低了冷却能力，这是因为降低了传热壁2的热可透性。

图2示出了在图1中标示的截面A-A。这仅试图解释说明与图1有关的额外特征，为此另外参照图1。相同的参考符号已经被用于相同的部件。

在图2所示的实施例中，冷却管道8围绕流道5周向地延伸超过从流道5的中心线测量的角度α≈90°。因此，在本实例中，冷却管道8没有(类似于冷却套)在尽可能大的区域上围绕流道5。以此方式，同样限制了由冷却剂吸收的热量，具体来说是通过减小传热表面的尺寸来进行限制。

参考符号

1 涡轮

1a 径流式涡轮

2 壁

2a 热绝缘体

3 涡轮壳体

4 入口区域

5 流道

6 转子

7 轴

8 冷却管道

9 管道开口

10 凸缘

Claims (15)

1.一种内燃发动机，其包含：

至少一个汽缸盖，其具有至少一个汽缸，每个汽缸具有用于从所述汽缸释放排气的至少一个出口，并且每个出口邻接排气管道；和

涡轮，其具有至少一个转子(6)，所述转子(6)安装在涡轮壳体(3)中的可旋转轴(7)上，所述涡轮具有至少一个冷却管道(8)以形成冷却装置，所述冷却管道(8)被集成在所述涡轮壳体(3)中，所述冷却管道(8)由至少一个壁(2)限定并形成；

其中所述至少一个汽缸的所述排气管道通进所述涡轮(1)的入口区域(4)，所述入口区域(4)过渡进排气引导流道(5)；

其中所述涡轮壳体不与所述排气引导流道绝缘，使得热量从所述排气引导流道中的排气不受限制地引入到所述涡轮壳体；以及

其中

限定所述至少一个冷却管道(8)的所述至少一个壁(2)至少在一些区域中被提供热绝缘体(2a)，所述热绝缘体(2a)与所述至少一个冷却管道中的冷却剂接触，使得热量从所述涡轮壳体引入到冷却剂被阻止。

2.根据权利要求1所述的内燃发动机，其中所述至少一个壁(2)的多于50％被提供热绝缘体(2a)。

3.根据权利要求1或2所述的内燃发动机，其中所述至少一个壁(2)的多于70％被提供热绝缘体(2a)。

4.根据权利要求1所述的内燃发动机，其中所述至少一个壁(2)的多于80％被提供热绝缘体(2a)。

5.根据权利要求1所述的内燃发动机，其中所述至少一个壁(2)的全部都被提供热绝缘体(2a)。

6.根据权利要求1所述的内燃发动机，其中所述热绝缘体(2a)包含珐琅或陶瓷。

7.根据权利要求1所述的内燃发动机，其中所述热绝缘体(2a)至少还通过表面处理的方式形成。

8.根据权利要求1所述的内燃发动机，其中所述涡轮(1)是径流式涡轮(1a)。

9.根据权利要求1所述的内燃发动机，其中所述至少一个冷却管道(8)至少在一些截面中围绕所述壳体(3)中的所述轴(7)以螺旋形式延伸。

10.根据权利要求9所述的内燃发动机，其中所述至少一个冷却管道(8)围绕所述流道(5)并与所述流道(5)相距某一距离周向地延伸超过角度α，其中α≤45°。

11.根据权利要求10所述的内燃发动机，其中以下关系适用：α≤30°。

12.根据权利要求1所述的内燃发动机，其中所述涡轮(1)具有集成在所述壳体(3)中的冷却管道(8)以形成冷却装置。

13.根据权利要求1所述的内燃发动机，其中所述涡轮壳体(3)是铸件，所述热绝缘体(2a)在后处理过程中被引入所述铸件内。

14.根据权利要求1所述的内燃发动机，其中所述排气管道合并以形成至少一个总排气管道，因此形成至少一个排气歧管，其中所述至少一个总排气管道通进所述涡轮(1)的所述入口区域(4)。

15.根据权利要求1所述的内燃发动机，其中所述汽缸的所述排气管道合并以在所述汽缸盖内形成至少一个总排气管道，因此形成至少一个集成排气歧管，其中所述至少一个总排气管道通进所述涡轮(1)的所述入口区域(4)。