一种集成双流道排气管缸盖结构的制作方法

本实用新型涉及汽车技术领域，尤其涉及一种集成双流道排气管缸盖结构。

背景技术：

传统内燃机，一般采用缸盖与排气歧管分体式结构设计，在发动机高速高负荷运转时，由于排气歧管及增压器材料温度极限的限制，发动机涡前温度需要控制在一定范围，故常常需要对高速高负荷区域进行喷油加浓进行缸内排温保护。同时由于缸盖与排气歧管的分体式结构设计，发动机废气从出缸内到增压器距离较长，不利于废气脉冲的利用。

为解决如上问题，研究缸盖集成排气歧管。缸盖集成排气歧管后，采用冷却水套包裹缸盖排气道，利用发动机冷却液对发动机排气进行冷却，充分降低排气温度，降低因排温保护进行的加浓，提升发动机动力性及经济性；由于冷却液对排气道废气能量的回收，可在冷启动时快速提升冷却液温度，加快发动机暖机，使发动机更快进入最佳工作状态，降低运动件摩擦副的摩擦，降低发动机油耗。并且由于冷却水套对排气道壁面金属的冷却，排气道壁面材料可采用铝合金替代传统的高镍球铁材料，可有效降低发动机硬件成本，并提升设计可靠性。缸盖集成排气歧管后，排气道长度可缩短1/3至1/2，有利于缩小发动机结构尺寸，提升紧凑性。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，适应现实需要，提供一种集成双流道排气管缸盖结构。

为了实现本实用新型的目的,本实用新型采用的技术方案为：一种集成双流道排气管缸盖结构，包括气缸本体，所述气缸本体内设置有一缸排气道5、二缸排气道7、三缸排气道8以及四缸排气道6，所述一缸排气道5与四缸排气道6相互连通，所述二缸排气道7、三缸排气道8相互连通，且相互连通的排气道对称设置在两侧。

所述一缸排气道5、二缸排气道7、三缸排气道8以及四缸排气道6的端部分别设置有一缸气道喉口1、二缸气道喉口2、三缸气道喉口3、四缸气道喉口4。

所述一缸气道喉口1、二缸气道喉口2、三缸气道喉口3、四缸气道喉口4均为两个。

所述一缸排气道5与四缸排气道6相互连通端设置有一、四气道出口12；所述二缸排气道7、三缸排气道8相互连通端设置有二、三气道出口11。

所述一缸排气道5与四缸排气道6设置在上端，所述二缸排气道7、三缸排气道8设置在下段；所述一、四气道出口12与二、三气道出口11均镶嵌在气缸本体一侧。

述四缸排气道5上预留egr取气口16。

所述一缸排气道5、二缸排气道7、三缸排气道8以及四缸排气道6之间设置有排气道冷却下水套13、排气道冷却上水套14。

所述排气道冷却下水套13、排气道冷却上水套14之间设置有排气道间冷却通道15，所述排气道间冷却通道15进出口均设置在气缸本体一侧。

本实用新型的有益效果在于：

1.缸盖集成排气歧管后，采用冷却水套包裹排气道结构，排气道与水套之间壁厚设计在4-7mm范围内，在保证结构强度的同时，提升排气道壁面的换热能力，控制排气道壁面温度。最终达到铝合金材料替代传统排气歧管高镍球铁材料的目的，实现减重及降本的需求。

2.由于缸盖集成排气歧管后，可可实现排气歧管管路向缸盖内部集成，排气道长度可缩短1/3至1/2，实现减小发动机进排气方向结构尺寸。

3.由于冷却水套对排气歧管内废气的冷却，可使排气温度降低50-100℃，故在增压器及后处理材料耐温不变的情况下，可大幅度较少排温保护进行的缸内加浓，降低发动机油耗。

4.本缸盖设计中，采用双流道排气道结构，且采用1-4排气道在上侧、2-3排气道在下侧结构，避免1-4气道与2-3气道之间的排气相互干扰。同时由于1-4气道长度较2-3气道长25-50％，所以特别设计1-4气道截面积较2-3气道略大，确保1-4气道与2-3气道流通能力相当，消除由于不同气道排气压力不均衡带来的增压器异常波动。

附图说明

下面结合附图和实施案例对本实用新型做进一步的说明。

图1为本发明双流道排气道结构示意图；

图2为本发明双流道排气道结构示意图；

图3为本发明集成双流道排气道冷却水套示意图；

图4为本发明集成双流道排气道缸盖；

图5为本发明预留取气口结构示意图；

图中，1为一缸气道喉口、2为二缸气道喉口、3为三缸气道喉口、4为四缸气道喉口、5为一缸排气道、6为四缸排气道、7为二缸排气道、8为三缸排气道、9为2-3气道气流导向结构、10为1-4气道气流导向结构、11为2-3气道出口、12为1-4气道出口、13为排气道冷却下水套、14为排气道冷却上水套、15为排气道间冷却通道、16为egr取气口。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明：

参见图1-5。

本实用新型公开了一种集成双流道排气管缸盖结构，包括气缸本体，所述气缸本体内设置有一缸排气道5、二缸排气道7、三缸排气道8以及四缸排气道6，所述一缸排气道5与四缸排气道6相互连通，所述二缸排气道7、三缸排气道8相互连通，且相互连通的排气道对称设置在两侧。

所述一缸排气道5、二缸排气道7、三缸排气道8以及四缸排气道6的端部分别设置有一缸气道喉口1、二缸气道喉口2、三缸气道喉口3、四缸气道喉口4。

所述一缸气道喉口1、二缸气道喉口2、三缸气道喉口3、四缸气道喉口4均为两个。

所述一缸排气道5与四缸排气道6相互连通端设置有一、四气道出口12；所述二缸排气道7、三缸排气道8相互连通端设置有二、三气道出口11。

所述一缸排气道5与四缸排气道6设置在上端，所述二缸排气道7、三缸排气道8设置在下段；所述一、四气道出口12与二、三气道出口11均镶嵌在气缸本体一侧。

述四缸排气道5上预留egr取气口16。

所述一缸排气道5、二缸排气道7、三缸排气道8以及四缸排气道6之间设置有排气道冷却下水套13、排气道冷却上水套14。

所述排气道冷却下水套13、排气道冷却上水套14之间设置有排气道间冷却通道15，所述排气道间冷却通道15进出口均设置在气缸本体一侧。

本实用新型的使用原理简述如下：

如图1所示：1一缸气道喉口与5一缸排气道连接、4四缸气道后口与6四缸排气道连接，其中5一缸排气道与6四缸排气道为对称布置设计，最终5一缸排气道与6四缸排气道汇总到12(1-4气道出口)。在一缸排气道与四缸排气道交汇口，设计对称、流线型导向结构10(2-3气道气流导向结构)，该导向结构对气道中的高温排气起导向作用，使气流快速进入增压器蜗壳，同时可减少一、四气道的相互干扰，充分利用排气脉冲能量。2二缸气道喉口与7二缸排气道连接、3三缸排气道喉口与8三缸排气道连接，7二缸排气道与8三缸排气道堆成布置，最终7二缸排气道与8三缸排气道汇总到11(2-3缸气道出口)。

其中1缸气道与4缸气道、2缸气道与3缸气道均采用对称布置，可减小设计复杂性，避免设计差异对排气到流通能力的影响。1-4排气道、2-3排气道分别独立构成通道、并且通过分别设计9、10气流导向结构，避免1-4，2-3气道气流的相互干扰影响，最大程度充分利用排气脉冲，提升增压器的瞬态响应特性，提升动力性及降低燃油消耗。

如图2所示，1-4排气道较2-3排气道长度长25％-50％，根据气体流动方程，为确保1-4气道与2-3气道抵达增压器叶轮压力基本一致，消除气压不稳带来的异常波动，1-4气道截面积较2-3气道截面积设计略大，确保气道流通能力平衡。

如图3所示，由于1-4排气道较2-3排气道长度长25％-50％，为确保1-4排气道较2-3排气道气体温度分布均匀性，避免缸盖及增压器两气道之间的因温度差异导致的应力失效，通过设计13排气道冷却下水套、14排气道冷却上水套包裹1-4排气道、2-3排气道的面积及水套流速、控制对对气体的冷却效率，达到均衡排气温度，减小温差的目的。

如图4所示，为避免11(2-3气道出口)与12(1-4气道出口)之间缸盖材料温度超差导致的蠕变失效，在11(2-3气道出口)与12(1-4气道出口)之间设计15排气道间冷却通道。15排气道间冷却通道，可根据11(2-3气道出口)与12(1-4气道出口)之间壁厚，采用钻孔冷却形式(壁厚＜14，一般采用钻孔冷却)或铸造水套结构形式冷却(壁厚≥14mm)。

如图5所示，在本设计发明的基础上，进行匹配egr系统预留设计，在四缸排气道上预留16egr取气口，该设计，解决了缸盖集成排气歧管后egr系统取气问题。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等同变换或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。