CN109184936A - 排气结构和发动机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种排气结构和发动机。该排气结构包括气缸盖(1)和排气管(2)，气缸盖(1)包括与排气管(2)相连通的排气通道(4)，排气通道(4)的出气口内周壁套设有排气衬套(3)。根据本发明的排气结构，能够降低缸盖的热负荷，实现后处理快速起燃，改善冷启动阶段排放。

Description

排气结构和发动机

技术领域

本发明属于发动机技术领域，具体涉及一种排气结构和发动机。

背景技术

近年来，发动机都在不断的向大功率、高增压、高压缩比的方向发展，随之而来的是发动机都面临的热负荷问题，在气缸盖鼻梁区、排气道口等热应力集中的位置极易发生热裂而导致失效。且随着能源的衰竭和污染的严重化，国内外对发动机排放的要求日益严苛，因此，降低缸盖的热负荷并改善发动机冷启动阶段的排放具有极其重要的意义。

在内燃机工作过程中，气缸盖直接接触缸内的高温高压燃气，当气缸盖承受的温度超过其上限，就会导致缸盖热疲劳裂纹等问题，所以对高温区域进行适当隔热，不但能够合理控制缸盖的高热负荷，并且同时把热量留在排气管内，实现后处理的快速起燃工作，可有效改善冷启动阶段的排放。

现有发动机的气缸盖排气道出口与高温气体直接接触，所以缸盖内燃烧气体的热量一部分传给缸盖，由缸盖水套内冷却液带走，一部分经过排气管排出，这样不仅增大了缸盖的热负荷，也会在发动机冷启动阶段由于后处理处温度低，后处理不能快速起燃，而导致后冷启动时后处理不能快速进入工作状态，导致后处理排放达不到标准。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于提供一种排气结构和发动机，能够降低缸盖的热负荷，实现后处理快速起燃，改善冷启动阶段排放。

为了解决上述问题，本发明提供一种排气结构，包括气缸盖和排气管，气缸盖包括与排气管相连通的排气通道，排气通道的出气口内周壁套设有排气衬套。

优选地，内周壁上设置有限位凹槽，排气衬套固定在限位凹槽内。

优选地，排气衬套的外周壁与限位凹槽的底壁之间间隙配合。

优选地，间隙配合的配合间隙为0.2mm～0.8mm。

优选地，限位凹槽的底壁与排气衬套的外周壁之间形成隔热腔。

优选地，隔热腔沿排气通道的周向延伸，并形成环形腔。

优选地，隔热腔位于排气衬套的轴向方向的中部。

优选地，隔热腔的轴向长度为排气衬套的轴向长度的1/4～2/3。

优选地，排气衬套的内径大于或等于气缸盖与排气衬套的进气口相连位置处的排气通道的内径；和/或，排气衬套的内径小于或等于排气管与排气衬套的出气口相连位置处的管径。

根据本发明的另一方面，提供了一种发动机，包括排气结构，该排气结构为上述的排气结构。

本发明提供的排气结构，包括气缸盖和排气管，气缸盖包括与排气管相连通的排气通道，排气通道的出气口内周壁套设有排气衬套。排气结构通过在排气通道的出气口内周壁套设排气衬套，能够在排气通道的出气口形成隔离，减少高温排气向气缸盖的传热，通过排气衬套使得高温排气的热量大部分被隔离在排气管内，从而能够实现后处理快速起燃，改善冷启动阶段排放，提高热量利用效率。

附图说明

图1为本发明实施例的排气结构的剖视结构示意图；

图2为本发明实施例的排气结构的局部放大图。

附图标记表示为：

1、气缸盖；2、排气管；3、排气衬套；4、排气通道；5、限位凹槽；6、隔热腔。

具体实施方式

结合参见图1至图2所示，根据本发明的实施例，排气结构包括气缸盖1和排气管2，气缸盖1包括与排气管2相连通的排气通道4，排气通道4的出气口内周壁套设有排气衬套3。

排气结构通过在排气通道4的出气口内周壁套设排气衬套3，能够在排气通道4的出气口形成隔离，减少高温排气向气缸盖1的传热，通过排气衬套3使得高温排气的热量大部分被隔离在排气管2内，从而能够实现后处理快速起燃，改善冷启动阶段排放，提高热量利用效率。

为了起到有效的隔热效果，排气衬套3采用热导率低于气缸盖的材料制成。优选地，排气衬套3采用无缝钢管制成。排气衬套3可以为套筒状，也可以为其它与排气通道形状相匹配的结构。

内周壁上设置有限位凹槽5，排气衬套3固定在限位凹槽5内。限位凹槽5的轴向长度与排气衬套3的轴向长度相同，且限位凹槽5从气缸盖1的端部向内侧延伸，从而能够方便排气衬套3在限位凹槽5内的安装，降低了安装难度，提高了安装效率。

优选地，排气衬套3的外周壁与限位凹槽5的底壁之间间隙配合，一方面可以降低排气衬套3沿轴向装入限位凹槽5内的难度，另一方面能够通过在排气衬套3的外周壁与限位凹槽5的底壁之间所形成的间隙形成一层空气隔离层，进一步提高排气衬套3对高温排气的隔热效果，使得高温排气的热量能够更多地被排放至排气管2内，进一步改善冷启动阶段排放，提高热量利用效率。

优选地，间隙配合的配合间隙为0.2mm～0.8mm，能够避免排气衬套3与限位凹槽5之间的间隙过大而导致排气衬套3在限位凹槽5内的限位不足，保证限位凹槽5对排气衬套3的限位效果。

优选地，限位凹槽5的底壁与排气衬套3的外周壁之间形成隔热腔6，该隔热腔6的径向厚度大于间隙厚度，能够形成较厚的空气隔离层，从而对空气经排气衬套3向气缸盖1的传热进行进一步的隔热，更加有效地阻止高温排气的热量传递至气缸盖1，降低缸盖1的热负荷。

优选地，隔热腔6沿排气通道4的周向延伸，并形成环形腔，能够从排气衬套3的外周侧整体进行气体隔离，进一步提高隔热效果。

隔热腔6位于排气衬套3的轴向方向的中部，能够使得隔热腔6的结构设计更加合理，起到更加均匀的热量隔离效果。

隔热腔6的轴向长度为排气衬套3的轴向长度的1/4～2/3，能够使得隔热腔6具有合理的长度，既能够形成足够的隔离长度，又能够避免隔热腔6两端的排气衬套3的长度过小而对排气衬套3的隔热效果造成影响。

排气衬套3的内径大于或等于气缸盖1与排气衬套3的进气口相连位置处的排气通道4的内径；和/或，排气衬套3的内径小于或等于排气管2与排气衬套3的出气口相连位置处的管径。在本实施例中，排气衬套3的内径大于或等于气缸盖1与排气衬套3的进气口相连位置处的排气通道4的内径，且排气衬套3的内径小于或等于排气管2与排气衬套3的出气口相连位置处的管径，能够在高温排气流动的过程中，避免形成阻流台阶，提高气体的流动效率。

上述的排气结构可广泛应用于各种柴油机的气缸盖，中重型卡车，工程机械，船舶，发电机组，汽车，农用装备及休闲车用柴油机都可用。气缸盖1可以是各种不同的形式的柴油机气缸盖。

根据本发明的实施例，发动机包括排气结构，该排气结构为上述的排气结构。

本领域的技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各有利方式可以自由地组合、叠加。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种排气结构，其特征在于，包括气缸盖(1)和排气管(2)，所述气缸盖(1)包括与所述排气管(2)相连通的排气通道(4)，所述排气通道(4)的出气口内周壁套设有排气衬套(3)。

2.根据权利要求1所述的排气结构，其特征在于，所述内周壁上设置有限位凹槽(5)，所述排气衬套(3)固定在所述限位凹槽(5)内。

3.根据权利要求2所述的排气结构，其特征在于，所述排气衬套(3)的外周壁与所述限位凹槽(5)的底壁之间间隙配合。

4.根据权利要求3所述的排气结构，其特征在于，间隙配合的配合间隙为0.2mm～0.8mm。

5.根据权利要求2所述的排气结构，其特征在于，所述限位凹槽(5)的底壁与所述排气衬套(3)的外周壁之间形成隔热腔(6)。

6.根据权利要求5所述的排气结构，其特征在于，所述隔热腔(6)沿所述排气通道(4)的周向延伸，并形成环形腔。

7.根据权利要求5所述的排气结构，其特征在于，所述隔热腔(6)位于所述排气衬套(3)的轴向方向的中部。

8.根据权利要求7所述的排气结构，其特征在于，所述隔热腔(6)的轴向长度为所述排气衬套(3)的轴向长度的1/4～2/3。

9.根据权利要求2所述的排气结构，其特征在于，所述排气衬套(3)的内径大于或等于所述气缸盖(1)与所述排气衬套(3)的进气口相连位置处的排气通道(4)的内径；和/或，所述排气衬套(3)的内径小于或等于所述排气管(2)与所述排气衬套(3)的出气口相连位置处的管径。

10.一种发动机，包括排气结构，其特征在于，所述排气结构为权利要求1至9中任一项所述的排气结构。