CN203130213U - 用于发动机的系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种用于发动机的系统。根据一种方法，热回收系统包括圆周式环绕排气歧管的出口的上游部分。此外，热回收系统包括下游部分，其与排气歧管的多个分流道的顶部外表面和底部外表面直接面接触。通过本实用新型的技术方案，能够提高热交换率并且使冷却液通道更高效地从排气歧管回收排气热量。

Description

用于发动机的系统

技术领域

本实用新型总的来说涉及汽车领域，更具体地，涉及一种用于发动机的系统。

背景技术

混合动力汽车(诸如插电式混合动力汽车)可具有两种操作模式：发动机关闭模式和发动机启动模式。在发动机关闭模式期间，运行车辆的动力可以由存储的电能来供应。在发动机启动模式期间，可以使用发动机动力来运行车辆。通过在电力源和发动机动力源之间进行切换，可以减少发动机运行时间，从而减少车辆的整体碳排放量。然而，缩短发动机运行时间会导致不足以维持发动机冷却液温度。

已经开发出各种策略来解决混合动力汽车系统中的冷却液温度维持的问题。作为一个实例，可以回收废气热量来更快速地提高发动机冷却液温度。例如，在发动机冷启动怠速条件下，多种系统可利用发动机废热来加速发动机暖机，从而能够提高排放性能、发动机效率等。类似地，发动机冷却系统和/或润滑系统中的废热可以被引导至车厢来用于车厢加热，或者被引导至润滑系统以降低润滑油粘度，从而减少摩擦。

例如，美国第2011/0239634号专利描述了一种热交换器回收单元，其允许从排气系统回收排气热量。该系统包括第一和第二流体通道，每条通道都从排气系统的不同区域回收热量。此外，第一和第二流体通道均包括控制阀以使第一和/或第二流体通道选择性地与排气系统中的对应部件流体连通。通过控制阀的致动，热交换器回收单元能够维持冷却液温度。

本实用新型的发明人已经认识到上述系统的各种问题。具体地，关闭阀门会导致冷却液停滞，还会阻隔冷却液从排气系统回收热量，因此限制将回收的热量转移至需要升温的发动机部件。

实用新型内容

本实用新型提供了一种在不使用阀门的情况下实现冷却液从排气系统有效回收热量的系统。

由此，解决上述问题的一个示例性方法是利用排气歧管，其包括能够在车辆运行时使冷却液被动流动的集成冷却液通道。这种方法使得冷却液持续循环穿过冷却液通道以提高热交换率，同时平衡冷却液通道与排气歧管之间的接触面积。冷却液通道可以与排气歧管的外表面直接表面接触以通过传导回收热量。冷却液通道被布置成使得冷却液通道的上游部分环绕排气歧管的出口。这种布置方式允许提高热交换率。此外，冷却液通道包括与排气歧管的多个分流道的顶面和底面的轮廓紧密相配的下游部分。通过这种方式，由于所得到的紧凑几何结构，相较于传统方法，冷却液通道接触排气歧管以更高效地经由传导从排气歧管回收排气热量。

注意，可以包括各种冷却液通道。此外，冷却液通道之间可以流体连接，以使冷却液流可以循环穿过热回收系统。此外，排气歧管组件可根据需要包括多个孔以减少热回收系统和排气歧管之间的接触面积。

根据本实用新型的一个方面，提供了一种用于发动机的系统，包括：排气歧管，包括多个分流道和出口；以及热回收系统，包括圆周式环绕出口的上游部分以及在顶部外表面和底部外表面与多个分流道直接面接触的下游部分。

优选地，下游部分包括第一区域和第二区域，第一区域和第二区域具有反向平行的冷却液流。

优选地，第一区域和第二区域与一个或多个回流通道流体连通，一个或多个回流通道的横截面积小于第一区域和第二区域的横截面积。

优选地，第一区域或第二区域包括与多个分流道的交汇区域的正曲率相配的正曲率。

优选地，第一区域或第二区域包括与多个分流道的交汇区域的负曲率相配的负曲率。

优选地，一个或多个回流通道使冷却液循环穿过下游部分，并且排气歧管通过可拆卸连接方式连接至发动机的汽缸盖。

优选地，热回收系统还包括与上游部分流体连通的冷却液入口和与下游部分流体连通的冷却液出口。

优选地，热回收系统与发动机冷却液系统流体连通并构成发动机冷却液系统的至少一部分。

优选地，该系统还包括使经过热回收系统的冷却液流转向的多个圆形铸件凹部。

优选地，多个铸件凹部减少了制造期间的歧管滑动。

优选地，排气歧管还包括汇聚部，并且热回收系统还包括与汇聚部直接面接触以在排气歧管和热回收系统之间实现热交换的中游部分。

根据本实用新型的另一方面，提供了一种歧管组件，包括：排气歧管，包括汇聚至单个出口的多个分流道；以及冷却液通道，包括冷却液流圆周式环绕出口的上游部分以及冷却液流与通过多个分流道的废气流垂直的下游部分。

优选地，排气歧管还包括位于多个分流道和出口之间的汇聚部，冷却液通道还包括冷却液流与通过汇聚部的废气流反向的中游部分。

优选地，穿过中游部分的冷却液流的方向相对于穿过汇聚部的废气流的方向呈180°。

优选地，穿过下游部分的冷却液流的方向相对于穿过多个分流道的废气流的方向呈90°。

优选地，下游部分包括第一区域和第二区域，第一区域包括与穿过第二区域的冷却液流反向的冷却液流，并且穿过第一区域和第二区域的冷却液流的方向相对于穿过多个分流道的废气流的方向呈90°。

优选地，第一区域和第二区域接触多个分流道的顶部外表面并通过缝隙分隔开，下游部分还包括与第一区域和第二区域流体连通的过渡区域，过渡区域位于第一区域的下游和第二区域的上游。

根据本实用新型的又一方面，提供了一种用于发动机的方法，包括：引导冷的冷却液圆周式环绕排气歧管出口，排气歧管可拆卸地连接至汽缸盖；引导较暖的冷却液流沿与废气流的方向相反的方向流动；以及引导较暖的冷却液流沿与废气流的方向垂直的方向流动。

优选地，该方法还包括通过铸件凹部使较暖的冷却液流转向。

优选地，被引导圆周式环绕排气歧管出口的冷的冷却液流的温度低于较暖的冷却液流，冷的冷却液流位于较暖的冷却液流的上游。

通过本实用新型的技术方案，能够提高热交换率并且使冷却液通道更高效地从排气歧管回收排气热量。

应当理解，提供上面的综述是为了以简化的形式引入将在下面的详细说明书中进一步描述的概念的集合。这并不意味着识别要求保护主题的关键或必要特征，其范围由所附权利要求来唯一地限定。另外，所要求保护的主题不限于解决上面提到的或在本公开的任何部分中提到的任何缺点的实施方式。

附图说明

图1A示意性示出了混合驱动系统。

图1B示意性示出了根据本公开实施例的包括排气歧管组件的示例性发动机。

图2A示意性示出了可包括在图1B的示例性发动机中的示例性排气歧管组件。

图2B示意性示出了可包括在图2A的排气歧管组件中的示例性排气歧管。

图3A示意性示出了图2A的排气歧管组件的俯视立体图。

图3B示意性示出了图2A的排气歧管组件的仰视立体图。图2A至图3B近似按比例绘制。

图4示出了根据本公开实施例的用于引导冷却液流过图2A的排气歧管组件的示例性方法。

具体实施方式

以下描述涉及包括与排气歧管的外表面直接面接触并与内部废气通道直接面接触的集成冷却液通道的排气歧管。冷却液通道被配置为使得冷却液通道的上游部分环绕排气歧管的出口。这种布置方式可提高热交换率。此外，冷却液通道包括与排气歧管的多个内部分流道的顶面和底面的轮廓紧密相配的下游部分。由于所得到的几何结构，与传统设计相比，该系统能够以更轻的重量实现更紧凑的设计。可以在所公开的系统中包括各种冷却液回流通道。例如，一个或多个回流通道能够使冷却液循环穿过下游部分。此外，排气歧管中的集成热回收系统可以不同的方式利用孔：例如通过减少冷却液通道与排气歧管之间的接触面积以及通过在制造期间减少歧管滑动。

参照图1A，该图示意性示出了具有混合推进系统140的车辆。混合推进系统140包括连接至变速器142的内燃机10，将参照图1B对内燃机10进行更详细的描述。变速器142可以是手动变速器、自动变速器或者两者的组合。此外，可以包括多种附加部件，诸如液力变矩器和/或诸如终传动单元的其他齿轮等。变速器142被示为连接至驱动轮144，驱动轮144又与路面146接触。

在该示例性实施例中，混合推进系统140还包括能量转换装置148，其可以包括电动机、发电机或它们的组合。能量转换装置148被进一步示为连接至能量储存装置150，其可以包括电池、电容器、飞轮、压力容器等。能量转换装置148可用于从车辆移动和/或发动机中吸收能量并将吸收的能量转换为适于被能量存储装置储存的能量形式(即，提供发电机操作)。能量转换装置还可以用于向驱动轮144和/或发动机10提供输出(功率、功、扭矩、速度等)(即，提供电动机操作)。应当理解，在一些实施例中，在用于在能量储存装置150与车辆驱动轮144和/或发动机10之间提供适当能量转换的各种其他部件中，能量转换装置148可以仅包括电动机、仅包括发电机、或者仅包括电动机和发电机。

发动机10、能量转换装置148、变速器142和驱动轮144之间的所示连接关系表示机械能从一个部件向另一个部件的传输，而能量转换装置148与能量储存装置150之间的连接关系可以表示诸如电能、机械能的多种能量形式的传输。例如，可经由变速器142从发动机10传输扭矩以驱动车辆驱动轮144。如上所述，能量储存装置150可配置为以发电机模式和/或电动机模式运行。在发电机模式中，能量转换装置148从发动机10和/或变速器142吸收部分或全部输出，这会减少输送到驱动轮144的驱动输出量，或者减少输送到驱动轮144的制动扭矩量。例如，可以利用该操作以通过再生制动来实现效率增益、提升发动机效率等。此外，能量转换装置接收的输出可用于为能量储存装置150充电。在另一个实例中，能量转换装置可以例如通过使用储存在电池中的电能为发动机10和/或变速器142提供机械输出。

混合驱动实施例可以包括全混合动力系统，其中车辆可以仅通过发动机运行、仅通过能量转换装置(例如，电动机)运行或通过两者的结合运行。还可以使用辅助或轻度动力混合配置，其中，例如在轻点油门或其他条件期间，发动机为主扭矩源，混合驱动系统用于选择性地输送更多扭矩。此外，还可以使用起动机/发电机和/或智能交流发电机系统。上面参照图1A描述的各种部件可以以下参照图1B描述的由车辆控制器控制。

如上所述，应当理解，示例性混合驱动系统能够适应各种操作模式。例如，在全混合动力实施方式中，推进系统可以使用能量转换装置148(例如，电动机)作为推进车辆的唯一扭矩源来操作。这种“纯电动”操作模式可以在制动、低速以及停在交通灯前等情况下使用。在另一种模式中，发动机10被启动并充当为驱动轮144提供动力的唯一扭矩源。在可称为“辅助”模式的另一模式中，能量转换装置148或替代扭矩源可以作为补充并与发动机10提供的扭矩协同工作。如上所述，能量转换装置148还可以在发电机模式下运行，其中从发动机10和/或变速器142接收扭矩。此外，能量转换装置148可用于向发动机输送扭矩或者在发动机10的怠速控制期间从发动机接收扭矩。

图1B为示出可包括在车辆的推进系统中的多缸发动机10的其中一个汽缸的示意图。发动机10可以至少部分地由包括控制器12的控制系统以及经由输入装置130来自车辆操作者132的输入所控制。在该实例中，输入装置130包括加速器踏板和用于生成比例踏板位置信号PP的踏板位置传感器134。

发动机10示出了包括发动机缸体区103和汽缸盖区105的示例性燃烧室30。发动机缸体区103可包括如下进一步描述的燃烧室壁32。例如，汽缸盖区105可以包括用于选择性地与进气系统和排气系统连通的一个或多个气门。此外，例如，汽缸盖区105可以包括燃料喷射器和火花塞。例如，在安装时，汽缸盖区105可以通过顺序定位的密封垫圈组件紧固至发动机缸体区103，以在汽缸盖和发动机缸体之间形成紧密密封。

发动机10的燃烧室(汽缸)30可以包括燃烧室壁32，活塞36安置其中。活塞36可以连接至曲轴40以使活塞的往复运动转换成曲轴的旋转运动。曲轴40可以经由中间传动系连接至车辆的至少一个驱动轮。此外，起动机可以经由飞轮连接至曲轴40以实现发动机10的启动操作。

燃烧室30可以经由进气通道42从进气歧管44吸收进气并可以经由排气通道48排放废气。进气歧管44和排气通道48可以经由对应的进气门52和排气门54选择性地与燃烧室30连通。此外，排气通道48的一部分可以包括排气歧管组件200。例如，直接位于排气门54下游的部分可以定义为排气歧管。如下更详细描述的，排气歧管组件可包括集成热回收系统。在一些实施例中，燃烧室30可以包括两个或多个进气门和/或两个或多个排气门。

在该实例中，进气门52和排气门54可通过各自的凸轮致动系统51和53的凸轮致动所控制。凸轮致动系统51和53均可以包括一个或多个凸轮并且可以使用可被控制器12操作来改变气门操作的凸轮轮廓切换(CPS)系统、可变凸轮正时(VCT)系统、可变气门正时(VVT)系统和/或可变气门升程(VVL)系统中的一个或多个。进气门52和排气门54的位置可以分别由位置传感器55和57确定。在可选实施例中，进气门52和/或排气门54可以由电气门致动控制。例如，汽缸30可以可选地包括经由电气门致动控制的进气门和经由包括CPS系统和/或VCT系统的凸轮致动控制的排气门。

燃料喷射器66被示为直接连接至燃烧室30，用于与经由电子驱动器68从控制器12接收的信号FPW的脉宽成比例地向燃烧室30中喷射燃料。通过这种方式，燃料喷射器66向燃烧室30提供已知的直接燃料喷射。例如，燃料喷射器可安装至燃烧室的侧部或燃烧室的顶部。燃料可以通过包括燃油箱、燃油泵和燃油分配管的燃料输送系统(未示出)运送到燃料喷射器66。在一些实施例中，燃烧室30可以可选地或另外地包括安置在进气通道42中的燃料喷射器，这种结构向燃烧室30上游的进气口提供已知的燃料进气口喷射。

进气通道42可包括具有节流板64的节气门62。在该特定实例中，可以利用提供给包括节气门62的电动马达或致动器的信号通过控制器12改变节流板64的位置，这种结构可称为电子节气门控制(ETC)。通过这种方式，可以操作节气门62来改变提供给其他发动机汽缸中的燃烧室30的进气。可以通过节气门位置信号TP将节流板64的位置提供给控制器12。进气通道42可包括用于向控制器12提供对应信号MAF和信号MAP的质量型空气流量传感器120和歧管气压传感器122。

在选定的操作模式下，点火系统88能够响应于来自控制器12的点火提前信号SA经由火花塞92为燃烧室30提供点火火花。尽管示出了火花点火部件，但是在一些实施例中，燃烧室30或发动机10的一个或多个其他燃烧室能够以压缩点火模式运行，在这种情况下有无点火火花均可。

排气传感器126被示出连接至催化转换器70上游的排气通道48。传感器126可以是用于提供废气空燃比指示的适当传感器，诸如线性氧传感器或UEGO(通用或宽域排气氧)传感器、两状态氧传感器或EGO、HEGO(加热型EGO)、NOc、HC或CO传感器。排气系统可以包括起燃催化剂和车底催化剂以及排气歧管、上游和/或下游空燃比传感器。在一个实例中，转换器70可以包括多个催化剂砖。在另一个实例中，可以使用每个均具有多个催化剂砖的多个排放控制装置。在一个实例中，转换器70可以为三效型催化剂。

控制器12在图1B中被示出为微型计算机，其包括微处理器单元102、输入/输出端口104、用于可执行程序和校准值的电子储介质(在该特定实例中示为只读存储芯片106)、随机存取存储器108、保活存储器110以及数据总线。控制器12可接收来自与发动机10连接的传感器的多种信号和信息，除之前所讨论的那些信号之外，还包括来自质量型空气流量传感器120的感测质量型空气流量(MAF)的测量值、来自连接至冷却套管114的温度传感器112的发动机冷却液温度(ECT)、来自连接至曲轴40的霍尔效应传感器118(或其他类型)的表面点火感测信号(PIP)、来自节气门位置传感器的节气门位置(TP)以及来自传感器122的绝对歧管压力(MAP)信号。存储介质只读存储器106可编程有表示可由处理器102执行的指令的计算机可读数据，用于执行如下所述的方法及其各种变型。发动机冷却套管114连接至车厢加热系统9。

此外，车厢加热系统可以连接至发动机冷却液系统(未示出)。应当理解，发动机冷却液系统可以包括泵，以泵送冷却液穿过多个冷却液通道。例如，泵可以通过发动机驱动系统来驱动。在一些实施中，发动机冷却液系统可以包括电动泵，以当发动机未运行时(例如，在车辆由储存的电能驱动的发动机关闭模式期间)泵送冷却液。此外，发动机冷却液系统可以包括热回收系统202以通过从排气歧管回收热量来加热发动机冷却液，这会在下面进行更详细的描述。此外，应当理解，发动机冷却液系统和/或热回收系统可以与散热器(未示出)连通以维持冷却液温度。在一些实施例中，可以包括电动散热器风扇以在发动机关闭模式期间维持冷却液温度。

如上所述，图1B仅示出了多缸发动机的一个汽缸，并且每个汽缸均类似地包括其自身的一套进气/排气门、燃料喷射器、火花塞等。

图2A示出了排气歧管组件200，图2B示出了根据本公开实施例的可包括在排气歧管组件200中的排气歧管204。参照图2A，如图所示，歧管组件200在汽缸体103和/汽缸盖105处连接至发动机10。应当理解，歧管组件200可拆卸地连接至汽缸体103和/或汽缸盖105。由此，例如，歧管组件200包括用于将歧管组件固定至发动机的多个孔206。多个孔可以与汽缸体103和/或汽缸盖105上的相应孔对齐。应当理解，多个孔206可以配置为容纳诸如螺钉、螺栓或其他紧固件的合适紧固件以将排气歧管组件连接至发动机10。例如，在一些实施例中，多个孔可具有螺纹。然而，如果需要，这些多个孔可以没有螺纹。

歧管组件可以包括外壳208、排气歧管204和热回收系统202。应当理解，图2A的立体图未示出排气歧管204。外壳208可包围排气歧管204和热回收系统202。换句话说，排气歧管204和热回收系统202安置在外壳208的内腔中。

歧管组件200可以配置为接收由空气燃料混合物的燃烧所产生的废气。如图2B最佳示出的，排气歧管204可以包括多个歧管分流道210。如上所述，每个歧管分流道都可以经由排气门选择性地与相应的燃烧室连通。多个歧管分流道可以在汇聚部212处汇聚。此外，例如，废气可以在歧管出口214处从排气歧管204流出至下游排气通道。从排气歧管204离开的废气流方向通常由箭头216标示。如本文描述的，多个歧管分流道、汇聚部和/或歧管出口可称作歧管排气通道。

在示例性实施例中，排气歧管204包括四个歧管分流道210，因此可以配置用于四缸发动机。应当理解，排气歧管204可以包括适当数目的歧管分流道。此外，发动机10可以包括多于一个汽缸组，因此可以包括被配置接收来自每个汽缸组的废气的多于一个的排气歧管。在一些实施例中，诸如在V6或V8发动机结构中，两个排气歧管可以在将废气引导至下游排气通道之前汇聚。

再次参照图2A，如图所示，歧管组件200包括多个铸件凹部218。多个铸件凹部218可以在制造期间减少排气歧管移动。换句话说，铸件凹部可以帮助排气歧管与集成热回收系统对齐。此外，多个铸件凹部可以提供平衡排气歧管和热回收系统之间的表面接触的潜在优势，这在下面更为详细地描述。如图所示，每个铸件凹部通常可以为圆形，然而，其他几何形状也是可能的而不偏离本公开的范围。此外，应当理解，铸件凹部可以具有多种尺寸。此外，铸件凹部可以不同方向进行配置，因此可以与排气歧管组件的多个不同表面相关联。

图3A示意性示出了移除了外壳的排气歧管组件200的俯视立体图，因此显示出了排气歧管204和热回收系统202。如本文所指出的，排气歧管组件200的俯视立体图可以指从多个歧管分流道210的顶面220所看到的立体图。因此，例如当组件200附接至发动机10时，俯视立体图还可以与汽缸盖的顶面一致。图3B示意性示出移除了外壳的排气歧管组件200的仰视立体图。如本文所指出的，排气歧管组件200的仰视立体图可以指从多个歧管分流道210的底面222所到看的立体图。如图所示，仰视立体图可以包括沿着歧管出口214的中心线224的视图。应当理解，组件200的俯视立体图可以相对于仰视立体图接近180°定向。

如上所述，排气歧管组件200可以包括封装排气歧管的多个通道的集成热回收系统202。换句话说，热回收系统202可以接触歧管排气通道的多个外表面以经由传导来回收燃烧生成的热量。例如，热回收系统可以接触与歧管出口214、汇聚部212和/或排气分流道210相关联的多个外表面。

参照图3A至图3B，热回收系统202包括冷却液入口226、主冷却液通道228和冷却液出口230。冷却液入口226可以被配置为从发动机冷却液系统(未示出)吸收循环的冷却液。例如，泵可位于冷却液入口226的上游以泵送冷却液穿过热回收系统。

主冷却液通道228可与冷却液入口226和冷却液出口230流体连通。因此，主冷却液通道228可用作使冷却液流过热回收系统202的导管。如图所示，主冷却液通道228可以接触排气歧管204的多个表面以经由传导回收废热。如下更详细描述的，主冷却液通道能够使流路在多个方向上延伸，这有利地提升了热交换率。

冷却液出口230可被配置为向各个下游发动机系统提供加热的冷却液。例如，冷却液可分送至车厢加热系统、传动系、润滑系统和/或其他发动机系统。应当理解，例如，循环通过热回收系统202的冷却液可以在冷却液出口230处具有高于在冷却液入口226处的循环冷却液的温度。

冷却液可以在通常由箭头232标示的方向上流过热回收系统202。总体来讲，箭头232可以标示冷却液的流动路径。此外，冷却液流由于一个或多个铸件凹部218的位置而至少部分地转向。例如，铸件凹部218可以在至少部分主冷却液通道上形成凹部，这会改变冷却液流方向。通过这种方式，相较于组件中不包括铸件凹部的情况，铸件凹部218可以减小主冷却液通道和排气歧管之间的接触面积。

本实用新型的实用新型人已经认识到每个铸件凹部的特定位置可以有助于热传递平衡，使得散热器压力减小。例如，在高负载情况下，冷却液温度会超过散热器能够排出的热量。然而，在包括铸件凹部的情况下，减少了与排气歧管接触的冷却液流面积，可经由传导平衡热传递来减少散热器压力。此外，通过减少接触面积，可以更快地达到催化剂起燃温度。

冷却液可通过流过主冷却液通道228的上游部分234、中游部分236和下游部分238来流过主冷却液通道228。应当理解，上游部分、中游部分和下游部分表示主冷却液通道的大致区域。图3A至图3B示出的虚线240来表示每部分的大致边界。应当理解，提供虚线240以示出一般概念，因此不意味着进行限定。因此，应当理解，每部分的大致边界可以在一定程度上改变而不偏离本公开的范围。

上游部分234可以邻近冷却液入口226并与其流体连通。此外，上游部分234可被定位为靠近歧管出口214，从而有利地使较冷的冷却液与排气歧管204的最暖部分相配。例如，上游部分234的外表面可以与歧管出口214的外表面直接面接触。通过这种方式，相较于主冷却液通道228的其他部分，上游部分234可以经由传导实现较高的热传递率。由此，进入主冷却液通道的最冷的冷却液与排气歧管的最暖部分相配。

如图所示，上游部分234可以通常定义为虚线240A和虚线240B之间的区域。此外，如图所示，上游部分234环绕该大致区域内的歧管出口214。换句话说，上游部分234环绕歧管出口214的外表面的周界。因此，上游部分234可以在正面242(如图3A最佳示出的)、背面244(如图3B最佳示出的)以及正面242和背面244之间的中间位置接触歧管出口214。通过这种方式，穿过上游部分234的冷却液流可以基本上环绕歧管出口214。此外，上游部分234和歧管出口214之间的间距可以相当小(如果存在)以实现中游区域和底部外表面之间的传导性热传递。

如图3A最佳示出的，中游部分236可以邻近上游部分234并与上游部分234流体连通。因此，中游部分236可位于上游部分234的下游。此外，中游部分236可以包括第一中游区域246和第二中游区域248。第一中游区域246可以在第二中游区域248的上游。

如图3A最佳示出的，第一中游区域246可以通常定义为虚线240B和虚线240C之间的区域。如图所示，中游区域246可以紧邻排气歧管204的汇聚部212。例如，中游区域246可以沿汇聚部的侧外表面爬升。换句话说，中游区域246可以在汇聚部的侧外表面上向上移动。此外，中游区域246可以与汇聚部直接面接触。通过这种方式，由于中游区域246与汇聚部212直接面接触来从废气流中吸取热量，所以流过中游区域246的冷却液会升温。换句话说，中游区域246和汇聚部212之间的间距可以相当小(如果存在)以实现中游区域和底部外表面之间的传导性热传递。

此外，穿过中游区域246的冷却液流可以与穿过排气歧管的汇聚部的废气流方向基本反向。例如，穿过中游区域246的冷却液流的方向相对于废气流的方向可以接近180°。由此，冷却液流与废气流在包括中游区域246和汇聚部212的区域内反向。

如图3B最佳示出的，第二中游区域248可以通常定义为虚线240C和虚线240D之间的区域。如图所示，中游区域248可以紧邻多个歧管分流道210的底面222。例如，中游区域248的外表面可以与多个歧管分流道210中的每一个分流道的底部外表面直接面接触。通过这种方式，由于中游区域248与歧管分流道直接面接触来从废气流中吸收热量，流过中游区域248的冷却液会升温。换句话说，中游区域248和底部外表面222之间的间距可以相当小(如果存在)以实现中游区域和底部外表面之间的传导性热传递。

如图所示，中游区域248通常沿着多个歧管分流道的轮廓。因此，中游区域248可具有与多个歧管分流道的表面几何形状紧密相配的表面几何形状。例如，中游区域248可具有与歧管分流道210相应区域的正曲率紧密相配的正曲率。例如，相应区域250示出了表示正曲率的表面几何形状相匹配的实例。换句话说，相应区域250可以示出使凹形表面的几何形状匹配的实例。例如，这种几何形状可以与一个歧管分流道有关。

作为另一个实例，中游区域248可具有与歧管分流道210的相应区域的负曲率紧密相配的负曲率。例如，相应区域252示出了表示负曲率的表面几何形状相匹配的实例。换句话说，相应区域252可以示出凸形表面的几何形状匹配的实例。例如，这种几何形状可以与两个歧管分流道之间的区域有关。

此外，穿过中游区域248的冷却液流方向可以基本上垂直于穿过多个歧管分流道的废气流方向。例如，穿过中游区域248的冷却液流的方向可以相对于每个歧管分流道中的废气流的方向接近90°。

如图3A最佳示出的，下游部分238可邻近中游部分236并与其流体连通。因此，下游部分238可位于中游部分236的下游。此外，下游部分238可包括第一下游区域254和第二下游区域256。第一下游区域254可位于第二下游区域256的上游。此外，第二下游区域256可位于冷却液出口230的上游。

如图所示，第一下游区域254和第二下游区域256都紧邻于多个歧管分流道210的顶面220。例如，顶面220可以与底面222基本反向。由此，顶面220可以相对于底面222接近180°定向。

此外，如图所示，下游区域254可以邻近下游区域256。此外，下游区域254可以通过缝隙258与下游区域256间隔开。应当理解，下游区域254和下游区域256形状相似。然而，下游区域254能够使冷却液流与穿过下游区域256的冷却液流反向。

第一下游区域254可以通常定义为虚线240D和虚线240E之间的区域。如上所述，下游区域254可以紧邻多个歧管分流道210的顶面220。与中游区域248和底面222直接面接触类似，下游区域254可以与顶面220直接面接触。由此，下游区域254的外表面可以与多个歧管分流道210中的每一个分流道的顶部外表面220直接面接触。通过这种方式，由于下游区域254与歧管分流道直接面接触来从废气流中吸收热量，流过下游区域254的冷却液会升温。换句话说，下游区域254和顶部外表面220之间的间距可以相当小(如果存在)以实现下游区域和顶部外表面之间的传导性热传递。

如图所示，下游区域254通常沿着多个歧管分流道的轮廓和/或沿着汇聚部的轮廓。因此，在某些方面与中游区域248和/或中游区域246类似，下游区域254可具有与多个歧管分流道的表面几何形状和/或汇聚部的轮廓紧密相配的表面几何形状。因此，下游区域254可包括表示正曲率和/或负曲率的表面几何形状，其与歧管分流道210和/或汇聚部212的相应区域的对应曲率紧密相配。换句话说，与中游区域248和246类似，下游区域254可包括凹形和/或凸形的表面几何形状。

此外，穿过下游区域254的冷却液流方向可以在一些部分中与穿过多个歧管分流道的废气流方向基本垂直，而在其他部分与其基本平行。例如，穿过下游区域254的冷却液流的方向相对于每个歧管分流道中的废气流的方向接近90°。此外，在其他区域，例如，相较于穿过汇聚部212的废气流方向，穿过下游区域254的冷却液流可以与其基本平行并在相似的方向上流动。

第二下游区域256可以通常定义为虚线240E和虚线240F之间的区域。如上所述，下游区域256可以紧邻多个歧管分流道210的顶面220。与下游区域254类似，下游区域256可以与顶面220直接面接触。由此，下游区域256的外表面可以与多个歧管分流道210中的每一个分流道的顶部外表面220直接面接触。通过这种方式，由于下游区域256与歧管分流道直接面接触来从废气流中吸收热量，流过下游区域256的冷却液会升温。换句话说，下游区域256和顶部外表面220之间的间距可以相当小(如果存在)以实现下游部分和顶部外表面之间的传导性热传递。

如图所示，下游区域256通常沿着多个歧管分流道的轮廓。因此，与中游区域248类似，下游区域256可具有与多个歧管分流道的表面几何形状紧密相配的表面几何形状。因此，下游区域256可包括表示正曲率和/或负曲率的表面几何形状，其与歧管分流道210的相应区域的对应曲率紧密相配。换句话说，与中游区域248类似，下游区域256可包括凹形和/或凸形的表面几何形状。

此外，与中游区域248类似，穿过下游区域256的冷却液流方向可基本上垂直于穿过多个歧管分流道的废气流方向。例如，穿过下游区域256的冷却液流的方向相对于每个歧管分流道中的废气流的方向接近90°。

此外，穿过下游区域256的冷却液流可基本上平行于穿过中游区域248的冷却液流。此外，穿过下游区域256和中游区域248的冷却液流可以在相同的整体方向上流动。例如，穿过下游区域256和中游区域248的冷却液流可以在大致远离冷却液入口226和大致朝向冷却液出口230的方向上流动。

此外，穿过下游区域256的冷却液流可以与穿过下游区域254的冷却液流反向。如图所示，例如，下游区域256可通过在虚线240E的附近形成接近180°的转弯过渡至下游区域254。

此外，下游区域254和256可包括一个或多个回流通道260。如图所示，回流通道可具有比下游区域小的横截面积。一个或多个回流通道可将冷却液流从下游区域256引导至下游区域254。换句话说，一个或多个回流通道可与下游区域256和下游区域254流体连通，以使冷却液流以通常由箭头262标示的方向在两个下游区域之间流动。通过这种方式，一个或多个回流通道260能够使一些冷却液循环穿过下游部分238。与可超过所示下游部分的流动区域的假想下游部分(例如，区域254与区域256合并从而消除缝隙258)相比，通过包括一个或多个回流通道，能够使下游部分的流动面积最小化。此外，一个或多个回流通道260可以在制造期间减少歧管滑动。

此外，应当理解，主冷却液通道228可包括一个或多个与前述上游部分、中游部分和下游部分中的一个或多个流体连通的过渡区域。例如，直接在每条虚线240的上游和下游的区域均可以代表过渡区域。由此，例如，过渡区域的几何形状能够使冷却液流方向在上游部分、中游部分和下游部分的一个或多个部分之间发生变化。

应当理解，包括排气歧管204和热回收系统202的排气歧管组件以实例形式提供，因此不意味着进行限定。因此，应当理解，示意性实施例可以包括除图2A至图2B和图3A至图3B所示那些特征之外的附加的和/或替代的特征。此外，应当理解，示意性实施例可以在一定程度上不同而不偏离本公开的范围。

图4示出了使用包括排气歧管和热回收系统的排气歧管组件回收热量的方法400。例如，方法400可以描述用于引导冷却液流并接触排气歧管的不同外表面的方法。

在步骤402中，方法400包括引导冷的冷却液圆周式环绕排气歧管出口。例如，如上所述，上游部分234可环绕歧管出口214。

在步骤404中，方法400包括引导较暖的冷却液流沿与废气流方向相反的方向流动。例如，如上所述，中游部分236可沿着汇聚部212攀升。

在步骤406中，方法400包括引导较暖的冷却液流沿与废气流方向垂直的方向流动。例如，如上所述，下游部分238可以接触多个歧管分流道210。

在步骤408中，方法400可以选择性地包括通过铸件凹部使较暖的冷却液流转向。例如，如上所述，上游部分234、中游部分236和/或下游部分238可以包括一个或多个铸件凹部218以减小各个冷却液通道和排气歧管之间的接触面积，从而使冷却液流转向。

应当理解，本文描述的“冷的”和“暖的”(以及类似的“较冷”和“较暖”)是指上游区域相较于下游区域的相对冷却液温度。例如，被引导圆周式环绕排气歧管出口的冷的冷却液流温度相对于中游部分和/或下游部分的较暖冷却液流温度会比较低。

应当理解，方法400以实例的形式提供，因此不意味着进行限定。因此，应当理解，方法400可以包括除图4所示那些步骤之外的附加的和/或替代的步骤而不偏离本公开的范围。此外，应当理解，方法400能够以合适的顺序执行并且不局限于图4所示的顺序。此外，可以省略方法400中的一个或多个步骤而不偏离本公开的范围。

应当理解，本文公开的结构和布置在本质上是示例性的，并且这些具体实施例不应在限制性的意义上来理解，因为众多变型是可能的。例如，上面的技术可应用于V-6、I-4、I-6、V-12、对置4缸以及其他发动机类型。如上述另一个实例，排气歧管可以包括汇聚到单个出口(例如，歧管出口214)的多个歧管入口通道(例如，歧管分流道210的入口)以及具有邻近歧管出口的冷却液入口的发动机冷却液通道，其中冷却液通道首先圆周式环绕歧管出口通道(从歧管出口后部开始朝向发动机缸体侧部环绕，然后环绕歧管出口通道)，然后在底侧沿着歧管的底部区域以第一方向经过多个入口通道中的至少一些通道(在一个实例中为所有通道)，然后以第二方向(基本与第一方向相反)在多个歧管入口通道顶部上再次经过多个歧管入口通道中的至少一些通道(在一个实例中为所有通道)之前环绕一个入口通道以到达歧管的顶部，然后仍旧在多个分流道的顶部上时反向，从而在多个歧管入口通道的顶部上以第三方向(基本上与第二方向相反)再次经过多个歧管入口通道的至少一些通道(在一个实例中为所有通道)。本公开的主题包括本文公开的各种系统和结构以及其他特征、功能和/或属性的所有新颖和非显而易见的组合和子组合。

所附权利要求特别指出被认为新颖和显而易见的特定组合和子组合。这些权利要求可能涉及“元件”或“第一元件”或等同称谓。这样的权利要求应当被理解为包括一个或多个这种元件的结合，既不要求也不排除两个或更多个这种元件。可以通过对当前的权利要求的修改或通过在本申请或相关申请中提出新的权利要求来要求保护所公开的特征、功能、元件和/或属性的其他组合和子组合。无论与原始权利要求相比在范围上更宽、更窄、相同还是不同，这些权利要求也被认作包括在本公开的主题内。

Claims (10)

1.一种用于发动机的系统，其特征在于，所述系统包括：

排气歧管，包括多个分流道和出口；以及

热回收系统，包括圆周式环绕所述出口的上游部分以及在顶部外表面和底部外表面与所述多个分流道直接面接触的下游部分。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述下游部分包括第一区域和第二区域，所述第一区域和所述第二区域具有反向平行的冷却液流。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述第一区域和所述第二区域与一个或多个回流通道流体连通，所述一个或多个回流通道的横截面积小于所述第一区域和所述第二区域的横截面积。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述第一区域或所述第二区域包括与所述多个分流道的交汇区域的正曲率相配的正曲率。

5.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述第一区域或所述第二区域包括与所述多个分流道的交汇区域的负曲率相配的负曲率。

6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述一个或多个回流通道使冷却液循环穿过所述下游部分，并且所述排气歧管通过可拆卸连接方式连接至所述发动机的汽缸盖。

7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述热回收系统还包括与所述上游部分流体连通的冷却液入口和与所述下游部分流体连通的冷却液出口。

8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述热回收系统与发动机冷却液系统流体连通并构成所述发动机冷却液系统的至少一部分。

9.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括使经过所述热回收系统的冷却液流转向的多个圆形铸件凹部。

10.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述排气歧管还包括汇聚部，并且所述热回收系统还包括与所述汇聚部直接面接触以在所述排气歧管和所述热回收系统之间实现热交换的中游部分。

Images