Система охлаждения выхлопных газов для двигателя внутреннего сгорания

Система охлаждения выхлопных газов для двигателя внутреннего сгорания

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники

Изобретение относится к системе охлаждения выхлопных газов для двигателя внутреннего сгорания.

Уровень техники

В выпускном канале двигателя внешнего сгорания установлены компоненты выхлопной системы, такие как датчики, для съема данных (например, отношения воздух/топливо выхлопных газов и температуры выхлопного газа), в основном, относящиеся к выпускному каналу и также к каталитическому нейтрализатору для очистки выхлопных газов, и выхлопному газу, и эти компоненты подвергаются воздействию выхлопного газа, протекающего в выпускном канале. Температура выхлопного газа изменяется в соответствии с рабочим состоянием двигателя внутреннего сгорания, и в случае, когда на компоненты системы выхлопной газ воздействует при сравнительно высокой температуре, эти компоненты могут быть повреждены теплом выхлопного газа. Технология для предотвращения такого повреждения, связанного с теплом выхлопного газа, раскрыта, например, в Патентном документе 1. В соответствии с такой технологией теплоизолирующий материал предусмотрен в выпускном канале между выпускным коллектором и каталитическим нейтрализатором для очистки выхлопных газов на поверхности внутренней окружности канала, где температура выхлопных газов является максимальной, защищая, таким образом, выпускной канал. В этом случае поддерживается излучение тепла из выпускного канала наружу из местоположения, где расположен теплоизолирующий материал, таким образом, все еще обеспечивая определенное охлаждение выхлопного газа и защиту компонентов выхлопной системы.

В соответствии с другим способом, для охлаждения выхлопного газа, количество топлива, содержащегося в выхлопных газах, увеличивается и используется скрытое тепло, затрачиваемое на его испарение, но увеличение количества топлива в выхлопных газах является нежелательным с точки зрения вредных выбросов, поскольку легко может увеличиться концентрация окиси углерода. Установка охлаждающегося адаптера с водяной системой охлаждения в выхлопной трубе также представляет собой обычную технологию, такую как технология для охлаждения выхлопного газа. В случае, когда используется такой охлаждающий адаптер, тепловая нагрузка на компоненты выхлопной системы может быть эффективно уменьшена, но поскольку выхлопной газ охлаждается, даже когда температура выхлопного газа относительно низка, например, во время "холодного" запуска двигателя внутреннего сгорания, трудно обеспечить быстрый нагрев каталитического нейтрализатора для очистки выхлопных газов. В соответствии с этим была раскрыта технология, в соответствии с которой формируется бесконтактная область на участке фланца для уменьшения поверхности контакта между охлаждающим адаптером и коллектором выхлопного газа (см., например, Патентный документ 2).

Кроме того, формируют канал протекания охлаждающей жидкости для охлаждения двигателя внутреннего сгорания в головке цилиндра двигателя внешнего сгорания. Проблема, которая может быть связана с такой конфигурацией, состоит в том, что тепло от выхлопных газов также отбирается через выпускной канал охлаждающей жидкостью, протекающей в канале протекания, таким образом, уменьшая температуру выхлопных газах. Для решения этой проблемы в Патентном документе 3 раскрыта технология, относящаяся к конструкции для установки трубчатого выпускного коллектора с двумя стенками на стороне головки цилиндра, и предполагается использование конструкции установочного фланца, который предотвращает передачу тепла со стороны выпускного коллектора в головку цилиндров.

Патентные документы

Патентный документ 1: Публикация заявки на патент Японии № 2006-2604;

Патентный документ 2: Публикация заявки на патент Японии № 2011-169311;

Патентный документ 3: Публикация заявки на патент Японии № H9-242537;

Патентный документ 4: Публикация заявки на патент Японии № 2002-115601; и

Патентный документ 5: Публикация заявки на патент Японии № 2004-156547.

Сущность изобретения

В каталитическом нейтрализаторе для очистки выхлопных газов, предусмотренном в канале выхлопного газа двигателя внутреннего сгорания, температура каталитического нейтрализатора существенно изменяется, в зависимости от температуры выхлопного газа, протекающего в него. В двигателе внутреннего сгорания, в котором установлена описанная выше конфигурация для охлаждения выхлопного газа (например, охлаждающий адаптер; далее - "конфигурация охлаждения выхлопных газов"), поскольку выхлопной газ, охлаждаемый конфигурацией охлаждения выхлопного газа, протекает в каталитический нейтрализатор для очистки выхлопных газов, можно предотвратить слишком большой подъем температуры каталитического нейтрализатора. В то же время, когда состояние работы двигателя внутреннего сгорания относится к области низкой нагрузки, и температура выхлопных газов во время выпуска из двигателя внутреннего сгорания сравнительно низкая, температура выхлопных газов дополнительно уменьшается конфигурацией охлаждения выхлопных газов. Поэтому трудно поддерживать температуру каталитического нейтрализатора для очистки выхлопных газов на уровне, соответствующем для очистки выхлопных газов, и этом может привести к ухудшению очистки выхлопных газов.

В случае, когда сдерживание уменьшения температуры выхлопного газа исследуют в рамках обычных технологий, недостаточно рассматривать саму способность охлаждения конфигурации охлаждения выхлопных газов, предусмотренную на стороне головки цилиндра двигателя внутреннего сгорания. Выпускной канал проходит между конфигурацией охлаждения выхлопных газов и каталитическим нейтрализатором для очистки выхлопных газов, и прежде, чем выхлопные газы, выпущенные из двигателя внутреннего сгорания, достигнут каталитического нейтрализатора для очистки выхлопных газов, тепловая энергия отбирается из выхлопных газов, протекающих через выпускной канал, и на способность к охлаждению конфигурации охлаждения выхлопных газов существенно влияет эта передача тепла. В частности, степень излучения тепла из выпускного канала в окружающую атмосферу достаточно велика, и на нее сильно влияет способность охлаждения конфигурации охлаждения выхлопных газов. Поэтому, с точки зрения поддержания предпочтительной температуры каталитического нейтрализатора для очистки выхлопных газов, предусмотренного в выпускном канале, попытки сдерживания уменьшения температуры выхлопных газов, которые основаны на обычных технологиях, являются недостаточными.

Изобретение было создано с учетом описанных выше проблем, и задача изобретения представляет собой создание такой системы охлаждения выхлопных газов для двигателя внутреннего сгорания, имеющего конфигурацию охлаждения выхлопных газов, которая позволит реализовать предпочтительное сдерживание уменьшения температуры выхлопных газов, когда состояние работы двигателя внутреннего сгорания находится в области низкой нагрузки, и температура выхлопного газа во время выпуска из двигателя внутреннего сгорания сравнительно низка.

В изобретении, для решения описанных выше задач, внимание сфокусировано на передаче тепла в модуль охлаждения, в котором тепло выхлопных газов, протекающих в выпускном канале, передается через выпускной канал и уходит из выпускного канала в модуль охлаждения, и на излучение тепла из выхлопных газов в окружающую атмосферу, которое происходит через стенку изогнутой секции канала, где легко происходит передача тепла от выхлопных газов в выпускной канал, и температура быстро повышается, по сравнению с понижением температуры выхлопных газов, происходящим, когда температура выхлопных газов во время выпуска из двигателя внутреннего сгорания является относительно низкой. Авторы заявки определили, что поскольку эти типы передачи тепла взаимосвязаны и существенно влияют на снижение температуры выхлопных газов, необходимо соответственно регулировать два типа передачи тепла для предпочтительного сдерживания снижения температуры выхлопных газов.

В частности, изобретение направлено на систему охлаждения выхлопных газов для двигателя внутреннего сгорания, в которой каталитический нейтрализатор для очистки выхлопных газов установлен в выпускном канале двигателя внутреннего сгорания, система охлаждения включает в себя: модуль охлаждения, выполненный с возможностью охлаждения выпускного канала перед каталитическим нейтрализатором для очистки выхлопных газов; препятствующий передаче тепла участок, выполненный таким образом, что сдерживается передача тепла из выпускного канала после места, охлаждаемого модулем охлаждения, в модуль охлаждения; и сдерживающий излучение тепла участок, который предусмотрен в изогнутой секции, расположенной в выпускном канале, от местоположения, где предусмотрен препятствующий передаче тепла участок в каталитический нейтрализатор очистки выхлопных газов, и который сдерживает излучение тепла, передаваемого из выхлопных газов, протекающих в изогнутой секции, в атмосферу вокруг изогнутой секции через стенки изогнутой секции канала, формирующие изогнутую секцию.

Система охлаждения для двигателя внутреннего сгорания, в соответствии с изобретением, выполнена таким образом, что выхлопной газ, протекающий в выпускном канале, охлаждается модулем охлаждения, и охлажденный выхлопной газ протекает в каталитический нейтрализатор для очистки выхлопных газов. В этом случае способность к охлаждению модулем охлаждения обеспечивает охлаждение местоположения, где расположен модуль охлаждения, и также обеспечивает передачу тепла между модулем охлаждения и окружающими его участками, но авторы настоящей заявки сфокусировали внимание на том факте, что способность к охлаждению представляет собой фактор, обеспечивающий передачу тепла других типов в выпускном канале. В выпускном канале стенки канала, формирующие выпускной канал (далее - "стенками выпускного канала"), получают тепло от выхлопных газов, и температура повышается, но тепловая энергия, накапливаемая в них, проявляет тенденцию легкой передачи скорее в модуль охлаждения, чем в каталитический нейтрализатор для очистки выхлопных газов, расположенный после них. Это связано со способностью к охлаждению модуля охлаждения, градиент температуры в стенке выпускного канала, соединенного с модулем охлаждения, увеличивается, тогда как в стенке выпускного канала, соединенного с каталитическим нейтрализатором для очистки выхлопных газов, градиент температуры становится сравнительно умеренным. В результате, модуль охлаждения может принимать не только конфигурацию, которая охлаждает компоновку в месте его размещения, но также и конфигурацию, которая влияет на передачу тепла во всем выпускном канале от его места размещения до каталитического нейтрализатора для очистки выхлопных газов. Поэтому охлаждение выхлопных газов в выпускном канале улучшается благодаря модулю охлаждения, и охлажденный выхлопной газ протекает в каталитический нейтрализатор для очистки выхлопных газов. Кроме того, в случае, когда рабочее состояние двигателя внутреннего сгорания находится в области низкой нагрузки, и температура выхлопных газов во время выпуска из двигателя внутреннего сгорания относительно низка (далее - просто "в случае работы с низкой нагрузкой"), влияние охлаждения выхлопных газов модулем охлаждения является особенно сильным, и способность к очистке каталитического нейтрализатора для очистки выхлопных газов может быть ухудшена.

В соответствии с этим в системе охлаждения, в соответствии с заявкой на изобретение, вначале, сдерживается уменьшение температуры выхлопных газов в случае работы с низкой нагрузкой благодаря тому, что предусмотрен препятствующий передаче тепла участок. Препятствующий передаче тепла участок выполнен так, что он сдерживает передачу тепла из выпускного канала дальше после места, охлаждаемого модулем охлаждения, в модуль охлаждения, и различные режимы такого сдерживания могут использоваться при условии, что передача от последующего выпускного канала до модуля охлаждения сдерживается, то есть замедляется, по сравнению со случаем, в котором не присутствует препятствующий передаче тепла участок. Например, теплоизолирующий элемент может использоваться, как препятствующий передаче тепла участок, и теплоизолирующий элемент может быть расположен между модулем охлаждения и расположенным после него выпускным каналом. Кроме того, форму или свойства материала части выпускного канала, соединенного с модулем охлаждения, можно регулировать таким образом, чтобы, например, препятствовать передаче тепла из последующего места. В результате такого конфигурирования препятствующего передаче тепла участка можно препятствовать передаче тепла, протекающего из выпускного канала после модуля охлаждения в модуль охлаждения. В результате, сдерживается уменьшение температуры расположенного после него выпускного канала.

Однако было определено, что только при таком сдерживании снижения температуры в последующем выпускном канале сдерживания снижения температуры выхлопных газов недостаточно, в случае, когда рассматривается передача тепла во всем выпускном канале. Результаты всестороннего исследования, проведенного авторами изобретения на основе такой информации, продемонстрировали, что сдерживание передачи тепла препятствующим передачу тепла участком сильно коррелирует с передачей тепла в последующем выпускном канале, то есть с излучением тепла из выхлопных газов, протекающих в нем. В результате препятствования передаче тепла препятствующим передачу тепла участком тепловая энергия, отводимая от выхлопных газов, накапливается в стенках последующего выпускного канала, и температура стенок последующего выпускного канала легко повышается. В случае, когда температура стенок выпускного канала повышается, легко возникает разность температуры между стенками выпускного канала и окружающей атмосферой, и это усиливает излучение тепла в окружающую атмосферу. В результате, трудно в достаточной степени сдерживать уменьшение температуры выхлопных газов.

Кроме того, внимание было сфокусировано на изогнутой секции в последующем выпускном канале, то есть на область, где выпускной канал изогнут с заданной кривизной, как на местоположение, где происходит передача тепла из выхлопных газов в стенки последующего выпускного канала, и его температура легко повышается, когда двигатель внутреннего сгорания работает в режиме с низкой нагрузкой. В такой изогнутой секции направление потока выхлопных газов и направление протяженности канала зависят друг от друга, формируя, таким образом, компонент потока выхлопных газов, который направлен перпендикулярно стенке канала (далее - "перпендикулярным компонентом выхлопных газов"). Поэтому можно обнаружить быстрое увеличение количества передаваемого тепла из выхлопных газов в стенки выпускного канала по сравнению со случаем с малой кривизной выпускного канала или со случаем прямого выпускного канала. В частности, поскольку препятствуется передача тепла на препятствующем передаче тепла участке на его передней стороне, накопление тепла в изогнутой секции может стать существенным. Вследствие этого, невозможно игнорировать понижение температуры выхлопных газов, связанное с излучением тепла в нем.

Поэтому в системе охлаждения для двигателя внутреннего сгорания, в соответствии с настоящим изобретением, предусмотрен сдерживающий излучение тепла участок с учетом излучения тепла в изогнутой секции как фактор, приводящий к понижению температуры выхлопных газов в отношении модуля охлаждения и препятствующего передаче тепла участка. При такой конфигурации сдерживается излучение тепла выхлопных газов, протекающих в изогнутой секции в окружающую атмосферу через стенки выпускного канала в изогнутой секции. В результате, передача тепла в выпускном канале, предпочтительно, регулируется с учетом факторов, взаимно соответствующих понижению температуры выхлопных газов в выпускном канале от модуля охлаждения до каталитического нейтрализатора для очистки выхлопных газов, что, таким образом, позволяет предпочтительно подавить уменьшение температуры выхлопных газов.

В представленной выше системе охлаждения выхлопных газов для двигателя внутреннего сгорания модуль охлаждения может представлять собой адаптер охлаждения, который охлаждает передний выпускной канал, который представляет собой часть выпускного канала, проходящего от головки цилиндра двигателя внутреннего сгорания, и последующий выпускной канал, который представляет собой часть выпускного канала и имеет изогнутую секцию, может быть соединен с адаптером охлаждения. В этом случае препятствующий передаче тепла участок может быть сформирован, по меньшей мере, на любой оконечной поверхности адаптера охлаждения на стороне, с которой соединен последующий выпускной канал, с фланцем последующего выпускного канала на стороне, которая соединена с адаптером охлаждения, с прокладкой, расположенной между торцевой поверхностью адаптера охлаждения и фланцем, элементом крепления для поддержания соединенного состояния торцевой поверхности адаптера охлаждения и фланцем, и заданной областью из фланца в изогнутую секцию в последующем выпускном канале.

В случае, когда выпускной канал охлаждается таким образом адаптером охлаждения, модуль охлаждения расположен за пределами головки цилиндра. Поэтому, для предотвращения теплопроводности от выхлопных газов в выпускной канал и передачи тепла, которое выходит из него в модуль охлаждения, предпочтительно, чтобы сдерживающий излучение тепла участок был сформирован в упомянутых выше пяти местах положения. В случае, когда сдерживающий излучение тепла участок сформирован на фланце, прокладке и элементах крепления, прокладка фланца и элементы крепления могут быть полностью выполнены таким образом, чтобы они препятствовали передаче тепла. Кроме того, предпочтительная область, где сформирован препятствующий передаче тепла участок, может представлять собой весь последующий выпускной канал между изогнутой секцией и фланцем или его часть, таким образом, чтобы предпочтительно препятствовать передаче тепла из изогнутой секции, в которой, вероятно, повышается температура, в модуль охлаждения.

В качестве другой конфигурации, в описанной выше системе охлаждения выхлопных газов для двигателя внутреннего сгорания, модуль охлаждения может представлять собой устройство охлаждения, которое охлаждает канал выхлопных газов в головке, который сформирован в головке цилиндра двигателя внутреннего сгорания, и выпускной канал, имеющий изогнутую секцию, может быть соединен с головкой цилиндра. При такой конфигурации модуль охлаждения расположен внутри головки цилиндра. В этом случае препятствующий передаче тепла участок может быть сформирован, по меньшей мере, в любой из области соединения головки цилиндра, с которой соединен выпускной канал, на фланце выпускного канала, на стороне, которая соединена с головкой цилиндра, на прокладке, расположенной между областью соединения и фланцем, и на элементе крепления, предназначенном для поддержания соединенного состояния головки цилиндра и фланца, и в заданной области от фланца до изогнутой секции в выпускном канале. При такой конфигурации может быть реализовано эффективное препятствование передаче тепла из выпускного канала в модуль охлаждения.

В описанной выше системе охлаждения для двигателя внутреннего сгорания сдерживающий излучение тепла участок может быть сформирован, по меньшей мере, в любой одной из поверхности внутренней стенки на стенке изогнутой секции канала и поверхности внешней стенки на стенке изогнутой секции канала. В случае, когда сдерживающий излучение тепла участок сформирован на поверхности внутренней стенки на стенке изогнутой секции канала, препятствуется передача тепла от выхлопных газов, протекающих в изогнутой секции к стенке изогнутой секции канала. В результате, сдерживается повышение температуры стенки изогнутой секции канала и передача из нее тепла в окружающую атмосферу. Кроме того, в случае, когда сдерживающий излучение тепла участок сформирован на поверхности внешней стенки в стенке изогнутой секции канала, сдерживается передача тепла из стенки изогнутой секции канала в окружающую атмосферу, то есть излучение тепла.

Кроме того, в описанной выше системе охлаждения для двигателя внутреннего сгорания, изогнутая секция может быть определена так, чтобы она включала в себя внутреннюю изогнутую секцию с относительно малой кривизной и внешнюю изогнутую секцию с относительно большой кривизной в поперечном сечении, включая в себя центральную ось в продольном направлении выпускного канала; и сдерживающий излучение тепла участок может быть предусмотрен, по меньшей мере, во внутренней изогнутой секции в изогнутой секции. В изогнутой секции, определенной так, что она включает в себя внутреннюю изогнутую секцию и внешнюю изогнутую секцию, перпендикулярный компонент выхлопных газов падает на внутреннюю изогнутую секцию, когда двигатель внутреннего сгорания работает в режиме работы с малой нагрузкой, и поэтому количество тепла, передаваемого из выхлопных газов, проявляет тенденцию быть большим, чем в случае внешней изогнутой секции. Поэтому излучение тепла из выхлопных газов может эффективно сдерживаться в системе охлаждения выхлопных газов, в соответствии с изобретением, благодаря тому, что предусмотрен сдерживающий излучение тепла участок, по меньшей мере, во внутренней изогнутой секции в изогнутой секции. Таким образом, в случае, когда понижение температуры выхлопных газов может эффективно сдерживаться в результате предоставления, например, только сдерживающего излучение тепла участка во внутренней изогнутой секции, не всегда необходимо обеспечивать сдерживающий излучение тепла участок во внешней изогнутой секции. В результате, может быть легко реализовано формирование сдерживающего излучение тепла участка. Таким образом, не предполагается ограничивать формирование сдерживающего излучение тепла участка во внешней изогнутой секции.

Кроме того, в описанной выше системе охлаждения для двигателя внутреннего сгорания, в случае, когда сдерживающий излучение тепла участок предусмотрен на внутренней изогнутой секции и на внешней изогнутой секции, сдерживающий излучение тепла участок может быть сформирован так, что способность сдерживания излучения тепла сдерживающего излучение тепла участка на внутренней изогнутой секции будет выше, чем способность сдерживания излучения тепла сдерживающего излучение тепла участка на внешней изогнутой секции. Как отмечено выше, поскольку внутренняя изогнутая секция в большей степени склонна к повышению температуры, чем внешняя изогнутая секция, благодаря тому, что способность к сдерживанию излучения тепла сдерживающего излучение тепла участка во внутренней изогнутой секции относительно высока, возможно, более эффективно предотвратить излучение тепла из выхлопных газов. Кроме того, способность сдерживания излучения тепла сдерживающего излучение тепла участка означает степень сдерживания излучения тепла из выхлопных газов, и в случае, когда используется специально реализованный сдерживающий излучение тепла участок, например, так называемый, теплоизолирующий элемент, его способность тепловой изоляции (способность предотвращения передачи тепла) соответствует возможностям сдерживания излучения тепла.

В качестве другого способа для конфигурирования сдерживающего излучение тепла участка, в описанной выше системе охлаждения для двигателя внутреннего сгорания, сдерживающий излучение тепла участок может быть сформирован путем конфигурирования заданной области сдерживания излучения тепла, которая включает в себя изогнутую секцию в выпускном канале, в виде полой многостенной трубчатой конструкции, которая сформирована путем размещения внутренней трубы и внешней трубы, установленных на расстоянии друг от друга, и составляющих выпускной канал, расположенный перед заданной областью сдерживания излучения тепла, в виде одностенной трубчатой конструкции или многостенной трубчатой конструкции с множеством трубок меньшим, чем в заданной области сдерживания излучения тепла. Многостенная трубчатая конструкция включает в себя не только двустенную трубчатую конструкцию, составленную внутренней трубой и внешней трубой, но также и многостенную трубчатую конструкцию, составленную из трех или больше труб. В выпускном канале, имеющем такую многостенную трубчатую конструкцию, выхлопной газ протекает во внутренней трубе, но поскольку присутствует промежуток между внутренней трубой и внешней трубой, тепло, передаваемое из выхлопных газов на внутреннюю трубу, вряд ли будет передано на внешнюю трубу. Поэтому, путем увеличения количества труб в многостенной трубчатой конструкции в заданной области сдерживания излучения тепла, включающей в себя изогнутую секцию, по сравнению с многостенной трубчатой конструкцией переднего выпускного канала, возможно эффективно сдерживать излучение тепла в окружающую атмосферу в заданной области сдерживания излучения тепла. Кроме того, свойство формирования сдерживающего излучение тепла участка в заданной области сдерживания излучения тепла, включающей в себя изогнутую секцию, используется для обозначения, что авторы заявки не предполагали ограничить зону для формирования сдерживающего излучение тепла участка только изогнутой секцией. Заданная область сдерживания излучения тепла не соответствует всему выпускному каналу, включающему в себя изогнутую секцию. Такие соображения также относятся к описанным ниже техническим идеям.

В качестве еще одного другого способа для конфигурирования сдерживающего излучение тепла участка, в описанной выше системе охлаждения для двигателя внутреннего сгорания, сдерживающий излучение тепла участок может быть сформирован путем конфигурирования выпускного канала в виде полой многостенной трубчатой конструкции, сформированной путем размещения внутренней трубы и внешней трубы на расстоянии друг от друга, и устанавливая толщину полого слоя многостенной трубы в заданной области сдерживания излучения тепла, включающей в себя изогнутую секцию, большую, чем толщина полого слоя многостенной трубы перед заданной областью сдерживания излучения тепла. При использовании такой конфигурации также можно эффективно сдерживать излучение тепла в окружающую атмосферу в заданной области сдерживания излучения тепла.

В качестве еще одного другого способа для конфигурирования сдерживающего излучение тепла участка, в описанной выше системе охлаждения для двигателя внутреннего сгорания, сдерживающий излучение тепла участок может быть сформирован путем установки толщины стенки канала заданной области сдерживания излучения тепла, включающей в себя изогнутую секцию в выпускном канале, большей, чем толщина стенки канала для выпускного канала перед заданной областью сдерживания излучения тепла. В случае, когда толщина стенки канала заданной области сдерживания излучения тепла увеличена таким образом, тепловая емкость заданной области сдерживания излучения тепла увеличивается. Поэтому увеличение температуры этой области может быть замедлено, и разность температур с окружающей атмосферой может быть уменьшена. В результате, излучение тепла в окружающую атмосферу в заданной области сдерживания излучения тепла может быть эффективно уменьшено.

Описанная выше система охлаждения для двигателя внутреннего сгорания может быть сконфигурирована таким образом, что способность сдерживания излучения тепла, проявляемая сдерживающим излучение тепла участком, увеличивается, как способность сдерживания передачи тепла, проявляемая препятствующим передаче тепла участком, или когда угол изгиба изогнутой секции становится больше. Способность сдерживания передачи тепла, проявляемая препятствующим передаче тепла участком, означает степень, в которой передача тепла из последующего выпускного канала в модуль охлаждения может быть сдержана, из-за присутствия препятствующего передаче тепла участка, и в случае, когда, в частности, реализованный предотвращающий передачу тепла участок представляет собой, например, так называемый, теплоизолирующий элемент, теплоизолирующее свойство которого (способность препятствовать передаче тепла) соответствует способности препятствования. Температура изогнутой секции быстро повышается в случае, когда способность препятствовать передаче тепла, проявляемая предотвращающим передачу тепла участком, высокая, и прямой компонент выхлопных газов, попадающий на стенку выпускного канала, больше для большого угла кривой изогнутой секции. Поэтому это способствует повышению температуры изогнутой секции. В соответствии с этим, путем использования упомянутой выше конфигурации, излучение тепла от выхлопных газов в изогнутую секцию может эффективно сдерживаться.

В описанной выше системе охлаждения для двигателя внутреннего сгорания сдерживающий излучение тепла участок в изогнутой секции может быть сформирован путем покрытия жидким теплоизолирующим материалом. В случае, когда, таким образом, используется наносимый в виде покрытия теплоизолирующий материал, облегчается формирование сдерживающего излучение тепла участка.

Другой аспект системы охлаждения для двигателя внутреннего сгорания, в соответствии с изобретением по настоящей заявке, будет описан далее. Таким образом, изобретение, в соответствии с приложением, направлено на систему охлаждения для двигателя внутреннего сгорания, в которой каталитический нейтрализатор для очистки выхлопных газов установлен в выпускном канале двигателя внутреннего сгорания, система охлаждения, включающая в себя: модуль охлаждения, выполненный с возможностью охлаждения выпускного канала перед каталитическим нейтрализатором для очистки выхлопных газов; и сдерживающий излучение тепла участок, который предусмотрен, по меньшей мере, во внутренней изогнутой секции в изогнутой секции, которая определена так, что она включает в себя внутреннюю изогнутую секцию с относительно малой кривизной, и внешнюю изогнутую секцию с относительно большой кривизной в поперечном разрезе, включающем в себя центральную ось, расположенную в продольном направлении выпускного канала, и которая расположена в выпускном канале от местоположения, соединенного с модулем охлаждения, до каталитического нейтрализатора для очистки выхлопных газов, сдерживающий излучение тепла участок также выполнен с возможностью сдерживания излучения тепла, передаваемого из выхлопных газов, протекающих в изогнутой секции, в атмосферу вокруг изогнутой секции через стенки изогнутой секции канала, формирующие изогнутую секцию.

Как упомянуто выше, изогнутая секция в последующем выпускном канале представляет собой местоположение, куда тепло передают от выхлопных газов в стенки последующего выпускного канала, и ее температура легко поднимается, когда двигатель внутреннего сгорания работает в режиме низкой нагрузки, и температура особенно быстро поднимается во внутренней изогнутой секции. Поэтому обычно происходит существенное накопление тепла, по меньшей мере, во внутренней изогнутой секции. По этой причине невозможно игнорировать температуру выхлопных газов, связанную с излучением тепла из них. В соответствии с этим, в соответствии с изобретением, путем предоставления сдерживающего излучения тепла участка, по меньшей мере, во внутренней изогнутой секции в изогнутой секции, как описано выше, возможно предотвращать излучение тепла из выхлопных газов, протекающих в изогнутой секции, в окружающую атмосферу через стенки изогнутой секции выпускного канала.

Технические идеи, в соответствии с изобретением, которое было описано выше, могут применяться для упомянутой выше системы охлаждения для двигателя внутреннего сгорания, при условии, что, таким образом не возникает технический конфликт. Таким образом, в системе охлаждения для двигателя внутреннего сгорания, сдерживающий излучение тепла участок может быть сформирован на, по меньшей мере, одной из поверхности внутренней стенки на стенке изогнутой секции канала и поверхности внешней стенки на стенке изогнутой секции канала. Кроме того, в системе охлаждения для двигателя внутреннего сгорания, сдерживающий излучение тепла участок может быть предусмотрен на внутренней изогнутой секции и на внешней изогнутой секции и может быть сформирован таким образом, что способность сдерживания излучения тепла на сдерживающем излучение тепла участке внутренней изогнутой секции будет больше, чем способность сдерживания излучения тепла на сдерживающем излучение тепла участке внешней изогнутой секции. Кроме того, система охлаждения для двигателя внутреннего сгорания может быть сконфигурирована таким образом, что способность сдерживания излучения тепла, проявляемая сдерживающим излучение тепла участком, повышается по мере того, как угол изгиба изогнутой секции становится больше.

В качестве другой конфигурации описанного выше сдерживающего излучение тепла участка, в системе охлаждения для двигателя внутреннего сгорания, сдерживающий излучение тепла участок может быть сформирован путем конфигурирования заданной области сдерживания излучения тепла, которая включает в себя изогнутую секцию в выпускном канале в виде полой многостенной трубчатой конструкции, которая сформирована путем размещения внутренней трубы и внешней трубы на расстоянии друг от друга, и путем конфигурирования выпускного канала перед заданной областью сдерживания излучения тепла в виде одностенной трубчатой конструкции или многостенной трубчатой конструкции с множеством труб, которое меньше, чем в заданной области сдерживания излучения тепла. В качестве альтернативы, сдерживающий излучение тепла участок может быть сформирован путем конфигурирования выпускного канала в качестве полой многостенной трубчатой конструкции, сформированной путем размещения внутренней трубы и внешней трубы на расстоянии друг от друга, и благодаря тому, что выбирают толщину полого слоя многостенной трубы в заданной области сдерживания излучения тепла, включающей в себя изогнутую секцию, большей, чем толщина полого слоя многостенной трубы перед заданной областью сдерживания излучения тепла. В другой возможной конфигурации сдерживающий излучение тепла участок может быть сформирован путем выбора толщины стенки канала заданной области сдерживания излучения тепла, включающей в себя изогнутую секцию в выпускном канале, большей, чем толщина стенки канала выпускного канала перед заданной областью сдерживания излучения тепла.

В системе охлаждения выхлопных газов для двигателя внутреннего сгорания, имеющей конфигурацию охлаждения выхлопных газов, может быть реализовано предпочтительное сдерживание снижения температуры выхлопных газов, когда состояние работы двигателя внутреннего сгорания находится в области низкой нагрузки, и температура выхлопных газов во время выпуска из двигателя внутреннего сгорания является относительно низкой.

Краткое описание чертежей

На фиг. 1 показан первый чертеж, иллюстрирующий схематичную конфигурацию системы охлаждения выхлопных газов для двигателя внутреннего сгорания в соответствии с изобретением.

На фиг. 2 схематично иллюстрируется передача тепла в выхлопной системе двигателя внутреннего сгорания.

На фиг. 3 иллюстрируется корреляция между возможностью теплоизоляции теплоизолирующей прокладки, предусмотренной в выпускном канале, и температурой выхлопных газов, протекающих в каталитический нейтрализатор, а также температурой поверхности стенки выпускного канала.

На фиг. 4 иллюстрируется корреляция между возможностью теплоизоляции теплоизолирующей прокладки, предусмотренной в выпускном канале, и температурой выхлопных газов, а также запас на излучение тепла в выпускном канале.

На фиг. 5A иллюстрируется поток выхлопных газов в выпускном канале, когда угол изгиба вып