集成式排气歧管冷却套

技术领域

本说明书总体上涉及一种用于车辆的气缸盖，并且更具体地，涉及一种包括具有中央冷却套的集成式排气歧管的气缸盖。

背景技术

用于内燃发动机的排气歧管可能暴露于高热负荷。集成到气缸盖中的排气歧管(称为集成式排气歧管(IEM)气缸盖)由于集成设计的热传递特性而可能经受特别高的热负荷。例如，IEM气缸盖可以包括具有一个或多个排气通路的排气出口端口，所述排气出口端口在车辆的操作期间经受高热负荷。

通过将冷却套结合到气缸盖中，可以减少集成式排气歧管和相邻部件的热负荷。其中形成有冷却剂型芯的冷却套可以减少由发动机操作期间产生的热量引起的气缸盖上的热应力。例如，在美国专利号8,960,137中公开了一种具有集成式排气歧管的气缸盖。为了减少置于排气出口端口上的热负荷，提供了上冷却套和下冷却套，所述上冷却套和所述下冷却套包含气缸盖的主要部分，以经由与循环的液体冷却剂进行热交换而从气缸盖移除热量。此外，气缸盖和集成式排气歧管在排气出口端口处包括三个排气通路，而不是单个排气通路，这有助于分布排气出口端口处的热负荷并由于三个排气通路将高压排气泄放脉冲分开而降低排气的温度。

然而，本发明人已认识到上述方法的问题。在一个示例中，出口端口处的多个排气通路导致排气通路竖直堆叠(例如，其中一个排气通路位于另一个排气通路上方)。这种类型的配置阻止了精确的目标冷却，因为即使提供了钻孔通路以在出口端口处或附近流体地联接上冷却套和下冷却套，上冷却套和下冷却套也不在堆叠的排气通路之间提供冷却剂流。这导致沿着排气歧管、涡轮增压器安装表面附近并包括涡轮增压器安装表面在内的温度非常高，其可能超过气缸盖的设计极限。另外，所述温度将导致难以密封、易于破裂以及向涡轮增压器凸缘传递过高的温度。此外，堆叠的排气通路对冷却剂蒸气管理提出了挑战，因为难以通过一个脱气端口来对连通到所有冷却套的封装进行脱气。如果蒸气不能随着冷却剂的流动被移除，则所引起的蒸气截留可能导致局部沸腾。

发明内容

因此，本文描述了解决上述问题的各种示例性系统和方法。在一个示例中，一种用于发动机的排气歧管包括将多个气缸排气端口联接到排气出口端口的多个排气流道，所述多个排气流道在排气出口端口处至少形成第一排气通路和第二排气通路；上冷却套，其定位在第一排气通路的竖直上方；下冷却套，其定位在第二排气通路的竖直下方；以及中央冷却套，其定位在第一排气通路的竖直下方和第二排气通路的竖直上方。

以这种方式，上冷却套与下冷却套之间的中央冷却套允许将冷却剂流精确瞄准到与排气通路直接接触的较大表面区域上方需要冷却剂流之处并将允许对冷却剂流的速度进行控制。先前高温位置的温度降低并低于气缸盖的设计极限。另外，中央冷却套可以为钻孔脱气连接提供通路，以更有利地对系统进行工作。在这样做时，可以降低在被称为热且难以冷却的区域的区域破裂的风险。此外，可以降低气缸盖总冷却剂流量需求，从而允许减小冷却剂泵的尺寸，并且可以通过限制离开排气歧管的排气的温度来延长下游排气部件(例如，催化器、涡轮增压器)的寿命。

应当理解，提供以上发明内容是为了以简化的形式介绍在具体实施方式中进一步描述的一系列概念。其并不意味着确定所要求保护的主题的关键或必要特征，主题的范围由具体实施方式之后的权利要求唯一地限定。此外，所要求保护的主题不限于解决上文或本公开的任何部分中提及的任何缺点的实施方式。

附图说明

本专利或申请文件包含以彩色执行的至少一个附图。具有一个或多个彩色附图的本专利或专利申请公布的副本将在请求和支付必要费用后由专利局提供。

图1示意性地示出了具有排气系统的示例性发动机。

图2至图5示出了用于铸造集成式排气歧管的一组冷却套型芯的透视图。

图6A至图6D示出了来自图2至图5的冷却套型芯中的中央冷却套型芯的透视图。

图7至图8示出了图2至图6D的位于三个排气通路型芯之间用于铸造集成式排气歧管的中央冷却套型芯的透视图。

图9至图10示出了冷却套型芯和端接于集成式排气歧管的脱气端口处的钻孔通路的透视图。

图11示出了集成式排气歧管的冷却套和钻孔通路的横截面。

图12A至图12C示出了冷却套型芯的各部分上的冷却剂流的速率。

图13示出了包括集成式排气歧管的示例性气缸盖。

图2至图12C是大致按比例示出的，但是可以使用其他相对尺寸。

具体实施方式

以下描述涉及车辆(诸如图1所示的车辆)的排气系统。所述排气系统包括集成式排气歧管，所述集成式排气歧管包括集成在气缸盖中的三个排气通路，如图13所示。排气通路可以紧邻地布置，其间具有狭窄空间。集成式排气歧管可以包括定位在排气通路的竖直顶部上的上冷却套和定位在排气通路的竖直底部上的下冷却套。中央冷却套可以定位在上冷却套与下冷却套之间，如图2至图6D所示，并且定位在集成式排气歧管的排气通路之间，如图7至图8所示。中央冷却套和上冷却套可以通过通向脱气端口的钻孔通路流体地联接，以排出冷却剂气体，如图9至图11所示。

集成式排气歧管的上冷却套和下冷却套可以实现排气通路的顶部和底部上的冷却，而定位在顶部排气通路与底部排气通路之间的中央冷却套可以实现对不由上冷却套和下冷却套单独冷却的区域的冷却。上冷却套、中央冷却套和下冷却套可以被配置为以不同速度提供瞄准的冷却剂流，以提供期望的冷却，如图12A至图12C所示。

参考图1，内燃发动机10(包括多个气缸，图1中示出了其中一个气缸)由电子发动机控制器12控制。控制器12从图1的各种传感器接收信号。控制器12采用图1的各种致动器来基于接收到的信号和存储在控制器的存储器上的指令调整发动机操作。

发动机10包括燃烧室30和气缸壁32，活塞36定位在其中并连接到曲轴40。气缸盖13紧固到发动机缸体14。燃烧室30被示出为经由相应的进气门52和排气门54与进气歧管44和排气歧管48连通。每个进气门和排气门可以分别由进气凸轮致动系统59和排气凸轮致动系统58操作。

凸轮致动系统58和59各自包括安装在一个或多个凸轮轴上的一个或多个凸轮(诸如进气凸轮51和排气凸轮53)，并且可以利用可以由控制器12操作以改变气门操作的凸轮廓线变换(CPS)、可变凸轮正时(VCT)、可变气门正时(VVT)和/或可变气门升程(VVL)系统(例如，连续可变气门升程或CVVL)中的一者或多者。在一个示例中，可变气门正时和可变气门升程的致动可以通过液压电动配气机构(诸如第一电动液压配气机构(未示出))来实现，所述第一电动液压配气机构利用由液压介质提供的压力来连续地调节进气门52的提升。第一电动液压配气机构可以定位在凸轮51与进气门52之间，并且与凸轮同步地或者独立于凸轮操作。第一电动液压配气机构可以包括较高压力回路和较低压力回路，所述较高压力回路和所述较低压力回路联接到凸轮致动系统59并用于控制第一电动液压配气机构中的液压压力。可以通过类似方式依赖于类似的第二电动液压配气机构来控制排气门54的可变气门正时和可变气门升程的致动。尽管被描绘为凸轮致动的，但在其他示例中，一个或多个进气门和/或排气门可以是电子致动的。

进气凸轮轴和排气凸轮轴的角位置可以分别由位置传感器55和57来确定。在替代实施例中，气缸的一个或多个附加的进气门和/或排气门可以经由电动气门致动来控制。例如，气缸30可以包括经由电动气门致动控制的一个或多个附加的进气门和经由电动气门致动控制的一个或多个附加的排气门。

燃料喷射器68被示出为定位在气缸盖13中以将燃料直接喷射到燃烧室30中，这被本领域技术人员称为直接喷射。燃料由包括燃料箱26、燃料泵21、燃料泵控制阀25和燃料轨(未示出)的燃料系统输送到燃料喷射器68。可以通过改变位置阀来调整由燃料系统输送的燃料压力，所述位置阀调节到燃料泵(未示出)的流量。另外，计量阀可以位于燃料轨中或附近以用于闭环燃料控制。泵计量阀还可以调节到燃料泵的燃料流量，从而减少泵送到高压燃料泵的燃料。

发动机进气系统9包括进气歧管44、节气门62、格栅加热器16、增压空气冷却器163、涡轮增压器压缩机162和进气增压室42。进气歧管44被示出为与任选的电子节气门62连通，所述电子节气门调整节流板64的位置以控制来自进气增压室46的气流。压缩机162从进气增压室42抽吸空气以供应增压室46。压缩机叶片致动器84调整压缩机叶片19的位置。排气使涡轮164旋转，所述涡轮经由轴161联接到涡轮增压器压缩机162。在一些示例中，可以提供增压空气冷却器163。此外，可以提供任选的格栅加热器16，以在发动机10冷起动时对进入气缸30的空气进行加温。可以经由调整涡轮可变叶片控制致动器78或压缩机再循环阀140的位置来调整压缩机转速。在替代性示例中，废气门79可以替换涡轮可变叶片控制致动器78，或者除了涡轮可变叶片控制致动器78之外，还可以使用废气门79。涡轮可变叶片控制致动器78调整可变几何形状涡轮叶片166的位置。当叶片处于打开位置时，排气可以穿过涡轮164，供应很少的能量来使涡轮164旋转。当叶片处于关闭位置时，排气可以穿过涡轮164并在涡轮164上施加增大的力。替代地，废气门79或旁通阀可以允许排气围绕涡轮164流动，以便减少供应到涡轮的能量的量。压缩机再循环阀158允许压缩机162的出口15处的压缩空气返回到压缩机162的入口17。替代地，可以调整压缩机可变叶片致动器78的位置，以改变压缩机162的效率。通过这种方式，压缩机162的效率可以降低，以便影响压缩机162的流量并降低压缩机喘振的可能性。此外，通过使空气返回到压缩机162的入口，可以增大对空气执行的功，从而增加空气的温度。任选的电机165还被示出为联接到轴161。空气沿箭头5的方向流入发动机10。在一些示例中，可以包括涡流阀41并由控制器12控制以在进气进入气缸30之前调整进气的涡流/运动。

飞轮97和环形齿轮99联接到曲轴40。起动机96(例如，低电压(以小于30伏操作)电机)包括小齿轮轴98和小齿轮95。小齿轮轴98可以选择性地使小齿轮95前进以接合环形齿轮99，使得起动机96可以在发动机转动起动期间使曲轴40旋转。起动机96可以直接安装到发动机的前面或发动机的后部。在一些示例中，起动机96可以经由皮带或链条选择性地向曲轴40供应扭矩。在一个示例中，起动机96在未接合到发动机曲轴时处于基本状态。可以经由人机界面(例如，钥匙开关、按钮、远程射频发射装置等)69或响应于车辆工况(例如，制动踏板位置、加速踏板位置、电池SOC等等)请求发动机起动。电池8可以向起动机96供应电力。控制器12可以监测电池的荷电状态。

当燃料经由燃烧室温度达到被喷射到气缸30的燃料的自动点火温度而自动点燃时，在燃烧室30中引发燃烧。气缸中的温度随着活塞36接近上止点压缩冲程而升高。在一些示例中，通用排气氧(UEGO)传感器126可以在排放装置71的上游联接到排气歧管48。在其他示例中，UEGO传感器可以位于一个或多个排气后处理装置的下游。此外，在一些示例中，UEGO传感器可以由具有NOx感测元件和氧感测元件两者的NOx传感器替换。

在较低的发动机温度下，任选的电热塞66可以将电能转换成热能，以便在燃烧室30中的喷射器的一个燃料喷雾锥形体旁边产生热点。通过在燃烧室中在燃料喷雾旁边产生热点，可以更容易点燃气缸中的燃料喷雾羽流，从而释放在整个气缸中传播的热量，升高燃烧室中的温度，并改进燃烧。可以经由任选的压力传感器67测量气缸压力，替代地或另外，传感器67也可以感测气缸温度。

在一个示例中，排放装置71可以包括氧化催化器，并且其后可以是柴油微粒过滤器(DPF)72和选择性催化还原(SCR)催化器73。在另一个示例中，DPF 72可以定位在SCR 73的下游。温度传感器70提供对SCR温度的指示。

可以经由高压排气再循环(EGR)系统83向发动机提供排气再循环(EGR)。高压EGR系统83包括阀80、EGR通路81和EGR冷却器85。EGR阀80是阻止或允许排气从排放装置71的上游流动到压缩机162下游的发动机进气系统中的位置的阀。EGR可以经由穿过EGR冷却器85进行冷却。EGR可以经由联接在EGR冷却器85周围并由EGR冷却器旁通阀86控制的旁通通路绕过EGR冷却器85。EGR还可以经由低压EGR系统75来提供。低压EGR系统75包括EGR通路77和EGR阀76。低压EGR可以从排放装置71的下游流动到压缩机162上游的位置。低压EGR系统75可以包括EGR冷却器74，所述EGR冷却器在一些示例中还可以包括旁通通路和旁通阀。

控制器12在图1中被示出为常规的微计算机，包括：微处理器单元102、输入/输出端口104、只读存储器(例如，非暂时性存储器)106、随机存取存储器108、保活存储器110和常规的数据总线。控制器12被示出为除了先前讨论的那些信号之外还从联接到发动机10的传感器接收各种信号，包括：来自联接到冷却套筒114的温度传感器112的发动机冷却剂温度(ECT)；联接到加速踏板130的用于感测由人类脚部132调整的加速器位置的位置传感器134；来自联接到进气歧管44的压力传感器121的发动机歧管压力(MAP)的测量值(替代地或另外，传感器121可以感测进气歧管温度)；来自压力传感器122的增压压力；来自氧传感器126的排气氧浓度；来自感测曲轴40位置的霍尔效应传感器118的发动机位置传感器；来自传感器120(例如，热线式空气流量计)的进入发动机的空气质量的测量值；以及来自传感器63的节气门位置的测量值。也可以感测大气压力(传感器未示出)以供控制器12处理。在本说明书的优选方面中，曲轴每旋转一圈，发动机位置传感器118产生预定数量的等距脉冲，据此可以确定发动机转速(RPM)。

在操作期间，发动机10内的每个气缸通常经历四冲程循环：所述循环包括进气冲程、压缩冲程、膨胀冲程和排气冲程。在进气冲程期间，一般来说，排气气门54关闭并且进气气门52打开。空气经由进气歧管44被引入到燃烧室30中，并且活塞36移动到气缸的底部，以便增大燃烧室30内的容积。活塞36靠近气缸的底部并且处于其冲程末端(例如，当燃烧室30处于其最大体积时)的位置通常被本领域技术人员称为下止点(BDC)。在压缩冲程期间，进气门52和排气门54关闭。活塞36朝向气缸盖移动，以便压缩燃烧室30内的空气。活塞36处于其冲程的结束并最靠近气缸盖时(例如，当燃烧室30处于其最小容积时)的点典型地被本领域的技术人员称为上止点(TDC)。在下文称为喷射的过程中，燃料被引入到燃烧室中。在一些示例中，可以在单个气缸循环期间向气缸喷射燃料多次。

在下文称为点火的过程中，喷射的燃料通过压缩点火而点燃，从而导致燃烧。在膨胀冲程期间，膨胀的气体将活塞36推回到BDC。曲轴40将活塞移动转换成旋转轴的旋转扭矩。最后，在排气冲程期间，排气门54打开以将燃烧的空气-燃料混合物释放到排气歧管48，并且活塞返回到TDC。注意，以上仅作为示例进行描述，并且进气门和排气门打开和/或关闭正时可以变化，诸如以提供正或负气门重叠、迟进气门关闭或各种其他示例。此外，在一些示例中，可以使用二冲程循环而不是四冲程循环。更进一步地，发动机10在本文中被描述为柴油发动机，但是应当理解，发动机可以是汽油发动机(包括火花塞而不是电热塞)、双燃料或多燃料发动机、混合动力车辆中的发动机等。

图1仅示出了发动机10的一个气缸，但是应当理解，发动机10包括类似于气缸30的多个气缸。发动机10的气缸可以由气缸盖13和气缸体14形成。在一些示例中，排气通路48的至少一部分可以结合到集成到气缸盖中的排气歧管中。每个气缸可以包括至少一个排气端口，其中每个排气端口经由排气门(诸如排气门54)将相应的气缸联接到排气歧管，并且每个排气端口可以联接到相应的排气流道。排气流道可以在一个或多个位置处会合以形成在出口端口处离开排气歧管/气缸盖的一个或多个排气通路。如下面更详细地解释的，气缸盖可以包括多个冷却套，所述多个冷却套被配置为使冷却剂流动以便将气缸盖维持在目标温度或低于目标温度。这些冷却套可以包括定位在集成式排气歧管/气缸盖内的排气通路上方和下方的冷却套。此外，为了将冷却瞄准可能倾向于高温的排气通路，可以在排气通路之间提供附加的冷却套。

图13示出了示例性气缸盖150。气缸盖150可以与发动机10一起使用，如图1所示，并且因此是气缸盖13的非限制性示例。如图所示的气缸盖150被配置为与具有排气再循环的直列式涡轮增压发动机一起使用。气缸盖150可以被重新配置为与其他发动机(例如自然进气式发动机)或具有其他数量的气缸的发动机一起使用，并且保持在本公开的精神和范围内。气缸盖150可以由多种材料形成，包括铁和铁合金、铝和铝合金、其他金属合金、复合材料等。在一个示例中，气缸盖150由铝或铝合金铸造，并且使用各种模头、砂芯和/或留置型芯来在气缸盖内提供各种气体和流体通路。另外，在铸造过程之后，可以经由各种机加工过程(例如，通过钻孔)在气缸盖内形成通路。

气缸盖具有顶板面152或顶板侧，所述顶板面或顶板侧被配置为与气缸盖衬垫和对应气缸体的顶板面配合以形成发动机缸体。与顶板面152相对的是顶面、侧面或表面154。气缸盖的第一侧(称为排气侧156)提供用于安装排气系统的一个或多个部件的安装特征。另一侧(未示出)与排气侧156相对，为发动机的进气歧管提供安装特征。气缸盖150还具有相对的第一端158和第二端160。尽管面被示出为大致彼此垂直，但是其他取向也是可能的，并且面可以相对于彼此不同地取向以形成气缸盖150。

气缸盖150的排气侧156具有用于外部排气歧管或其他排气导管的排气安装面170，以将排气引导到涡轮增压器、后处理装置等。在一个示例中，涡轮增压器本身安装到安装面170。如图所示，气缸盖150具有带有三个排气通路172的集成式排气歧管，但是可以设想来自气缸盖150的任何数量的排气通路。三个排气道172在排气安装面170处形成出口端口。

气缸盖150的排气侧156还具有用于EGR冷却器的安装面176或用于将EGR气体引导到EGR冷却器的导管。安装面176限定EGR端口178。EGR气体从气缸盖150内的排气流转向。安装面170、176被示出为是共面且连续的表面。

气缸盖150具有流体套，所述流体套例如在铸造或成型过程期间形成在气缸盖150内并集成到所述气缸盖中。流体套可以是冷却套，如本文所描述，所述冷却套用于供冷却剂流过其中。

在如图所示的气缸盖150中，在气缸盖150内存在三个冷却套。示出了用于上冷却套182的入口或出口端口180。还示出了用于下冷却套186的入口或出口端口184。冷却套182、186可以在气缸盖150内部彼此流体连通，如下所述。气缸盖150还包括定位在上冷却套182和下冷却套186中间的中央冷却套188。图13示意性地(以虚线)示出了排气安装面170处的上冷却套182、中央冷却套188和下冷却套186中的每一者，以便示出每个冷却套相对于三个排气通路172的定位。然而，虚线意图表示冷却套在气缸盖内的定位，并且应当理解，冷却套不存在于实际的排气安装面170上，而是定位在气缸盖150内、靠近并面向排气安装面170。

气缸盖150具有纵向轴线190，所述纵向轴线可以与发动机的纵向轴线相对应并且可以平行于笛卡尔坐标系201中所示的x轴、侧向轴线或横向轴线(平行于坐标系201的z轴)和竖直轴线或法向轴线(平行于坐标系201的y轴)。当气缸盖安装在车辆上并且车辆在平坦的行驶表面上时，法向轴线可以与气缸盖150上的重力对准，但是其他取向也是可能的。

图13还示出了两个定位特征174，所述两个定位特征可以用于在铸造过程期间定位一个或多个型芯，并且随后被插入成品气缸盖150中。定位特征174的定位可以与图13所示不同，在不脱离本公开的范围的情况下，包括更多或更少的定位特征。

图2至图5示出了一组冷却套型芯200，其包括上冷却套型芯202、中央冷却套型芯204和下冷却套型芯206，它们可以用于在集成式排气歧管中形成一组冷却套。例如，上冷却套型芯202可以用于形成上冷却套(诸如上冷却套182)，中央冷却套型芯204可以用于形成中央冷却套(诸如中央冷却套188)，并且下冷却套型芯206可以用于形成用于气缸盖(诸如气缸盖150)的下冷却套(诸如下冷却套186)。

该组冷却套型芯200表示气缸盖内的冷却套的反转视图(negative view)，并且可以表示在气缸盖的铸造过程中使用的砂芯或留置型芯的形状。因此，上冷却套型芯202、中央冷却套型芯204和下冷却套型芯206可以在集成式排气歧管/气缸盖的铸造期间使用，以提供供流体流过其中的中空通路。在一些示例中，该组冷却套型芯200可以在铸造之后被移除以留出中空空间。图2至图5将就排气通路和冷却套以及通过各种型芯形成在气缸盖内的相关联的流体通路进行描述。

提供笛卡尔坐标系201，其包括对应于平行于地面的纵向轴线的x轴、对应于平行于地面且垂直于x轴的侧向轴线或横向轴线的z轴、以及对应于竖直轴线或法向轴线(例如，平行于重力方向)的y轴。当气缸盖铸造并安装在车辆上并且车辆在平坦的行驶表面上时，y轴可以与冷却套上的重力对齐，但是其他取向也是可能的。

图2至图5示出了该组冷却套型芯200的前面的不同视图，其中该组冷却套型芯200的前面可以被定义为当该组冷却套型芯用于铸造气缸盖时所述型芯的靠近并面向气缸盖的排气侧的侧。图2和图3分别示出了当从右侧和左侧观察时该组冷却套型芯的前面的俯视透视图。图4和图5分别示出了当从左侧和右侧观察时该组冷却套型芯的前面的仰视透视图。图2至图5统一进行描述。

上冷却套型芯202包括第一侧208、与第一侧208相对的第二侧210、从第一侧208延伸到第二侧210的前面212、从第一侧208延伸到第二侧210和从前面212延伸到后面(未示出)的顶侧214、以及与顶侧214相对的也从第一侧208延伸到第二侧210和从前面212延伸到后面的底侧216。应当理解，在图2至图5中，未示出上冷却套型芯和下冷却套型芯的侧面，使得可以增加所有型芯的放大倍数以提供对中央冷却套型芯204的视觉聚焦。因此，第一侧208和第二侧210的端接边缘在图2至图5中不可见，并且第一侧208和第二侧210通常被指示为提供用于描述上冷却套型芯202的取向和上冷却套型芯202的其他特征的定位的参考。

前面212包括在上冷却套型芯202的第一侧208处的第一延伸部218。第一延伸部218可以沿着图2所示的笛卡尔坐标系201的z轴从上冷却套型芯202的前面212向外延伸。上冷却套型芯202还包括在上冷却套型芯202的第二侧210处的第二延伸部220，并且第二延伸部220可以沿着z轴从前面212向外延伸。第二延伸部220可以具有底面，所述底面被配置为与中央冷却套型芯204的第二延伸部252的顶面共面接触。在铸造之后，第二延伸部220和第二延伸部252可以在上冷却套与中央冷却套之间形成流体联接。

上冷却套型芯202还包括从上冷却套型芯202的顶侧214沿着y轴向上延伸的多个突起222。这些突起可以允许气体在铸造过程期间排出。在其他示例中，突起可以在铸造气缸盖中形成入口、出口、连接等。

上冷却套型芯202还包括一组凹形部分/表面，该组凹形部分/表面在铸造之后形成弯曲部分，所述弯曲部分被配置为至少部分地包围集成式排气歧管的第一排气通路的上部部分和第二排气通路的上部部分。如图4至图5中最清楚地所示，上冷却套型芯202可以包括第一凹形部分224。第一凹形部分224可以形成至少部分地包围第一排气通路的上部部分的冷却剂通路。上冷却套型芯202可以包括第二凹形部分226，所述第二凹形部分可以形成至少部分地包围第二排气通路的上部部分的冷却剂通路。排气通路型芯(其可以在铸造后提供排气通路)可以在图7和图8中看到。前面212可以向上弯曲以形成第一凹形部分224，并且然后向下弯曲以形成第二凹形部分226。前面212在第一凹形部分224和第二凹形部分226处的高度可以相对于凹形部分的两侧上的前面的区域降低。前面212可以形成至少在一些区域中悬突出第一凹形部分224和第二凹形部分226的唇缘。

上冷却套型芯202可以包括定位在第一凹形部分224和第二凹形部分226之间的上脊228。上脊228可以包括朝向第一凹形部分与第二凹形部分之间的中点向上弯曲的突起。当包括集成式排气歧管的气缸盖被铸造时，用于脱气端口的钻孔可以钻穿中央冷却套型芯204上的上脊228和中央脊258，从而流体地连接中央冷却套和上冷却套。前面212在上脊228处可以在第一凹形部分与第二凹形部分之间形成v形或u形凹坑229，这可以使冷却剂瞄准第一排气通路与第二排气通路之间的空间。

上冷却套型芯202可以包括一个或多个空隙，诸如后空隙230、后空隙232、前空隙234和前空隙236。可以提供这些空隙以容纳气缸盖的部件，为IEM提供结构支撑，或者为冷却剂形成流动路径以更有效地冷却IEM。例如，后空隙230和232可以容纳气缸盖的部件或结构，诸如排气门。前空隙234和236可以在冷却套内形成流动路径，所述流动路径在期望的区域中产生期望的冷却剂流动速度，如下面关于图12A至图12C更详细地描述。

提供中央冷却套型芯204以形成在至少两个竖直布置的排气通路之间延伸的中央冷却套。中央冷却套可以定位在上冷却套和下冷却套的竖直中间，并且因此在图2至图5中，中央冷却套型芯204定位在上冷却套型芯202与下冷却套型芯206的中间。

中央冷却套型芯204包括第一侧240、与第一侧240相对的第二侧242、从第一侧240延伸到第二侧242的前面244、从第一侧240延伸到第二侧242和从前面244延伸到后面(未在图2至图5中示出)的顶侧246、以及与顶侧246相对的从第一侧240延伸到第二侧242和从前面244延伸到后面的底侧238。

中央冷却套型芯204包括在第一侧240上的第一延伸部250和在第二侧242上的第二延伸部252。第一延伸部250和第二延伸部252可以各自沿着图2所示的笛卡尔坐标系201的z轴从中央冷却套型芯204的前面244向外延伸。如上所述，第二延伸部252与上冷却套型芯202的第二延伸部220共面接触，以在中央冷却套与上冷却套之间形成第一流体联接。第一延伸部250同样具有与下冷却套型芯206的第一延伸部270的顶面共面接触的底面，并且在铸造之后，中央冷却套型芯204的第一延伸部250和下冷却套型芯206的第一延伸部270可以在中央冷却套与下冷却套之间形成第二流体联接。在一些示例中，冷却剂可以经由第二流体联接(例如，在第一侧240处)进入中央冷却套并且经由第一流体联接(例如，在第二侧242处)离开中央冷却套，但是其他冷却剂流方向在不脱离本公开的范围的情况下也是可能的。中央冷却套沿着整个中央冷却套除在第二流体联接处之外保持与下冷却套流体地分开。此外，中央冷却套也沿着整个中央冷却套除在第一流体联接处和与脱气端口的连接处之外保持与上冷却套流体地分开(本文中进行了更详细描述)。

中央冷却套型芯204包括第一凹形部分254。第一凹形部分254可以形成至少部分地包围第一排气通路的下部部分的冷却剂通路。中央冷却套型芯204可以包括第二凹形部分256，所述第二凹形部分可以形成至少部分地包围第二排气通路的下部部分的冷却剂通路。前面244和顶侧246可以略微向下弯曲并且然后向上弯曲以形成第一凹形部分254，并且然后再次向下并略微向上弯曲以形成第二凹形部分256。上冷却套型芯202的第一凹形部分224和中央冷却套型芯204的第一凹形部分254共同形成第一通道，所述第一通道在铸造之后包围第一排气通路。上冷却套型芯202的第二凹形部分226和中央冷却套型芯204的第一凹形部分256形成第二通道，所述第二通道在铸造之后包围第二排气通路。

如上所提及的，中央冷却套型芯204可以包括第一凹形部分254与第二凹形部分256之间的中央脊258。中央脊258可以形成中央冷却套型芯204的竖直最高部分，并且在第一排气通路与第二排气通路之间的中央冷却套中形成脊，从而将冷却剂瞄准排气通路之间的区域。此外，中央脊258可以流体地联接到端接于脱气端口的钻孔通路，使得中央冷却套的脊流体地联接到发动机冷却系统的脱气瓶。以这种方式，可以将可能聚集在脊处的蒸发的冷却剂(例如，因为脊是中央冷却套的竖直最高部分)输送到脱气瓶。

中央冷却套型芯204包括第三凹形部分259。第三凹形部分259可以形成至少部分地包围第三排气通路的上部部分的冷却剂通路。前面244和底侧248可以向上弯曲，并且然后向下弯曲以形成第三凹形部分259。如下面将解释的，第三凹形部分259可以与下冷却套型芯206形成第三通道以容纳第三排气通路。

如从图2至图5所示，上冷却套型芯202的第一凹形部分和第二凹形部分可以以向上的方式弯曲，使得第一凹形部分和第二凹形部分中的每一者的中点是每个相应凹形部分的竖直最高部分。同样地，中央冷却套型芯204的第三凹形部分可以以向上的方式弯曲，使得第三凹形部分的中点是第三凹形部分的竖直最高部分。相比之下，中央冷却套型芯204的第一凹形部分和第二凹形部分可以以向下的方式弯曲，使得中央冷却套型芯204的第一凹形部分和第二凹形部分中的每一者的中点是每个相应凹形部分的竖直最低部分。

中央冷却套型芯204包括各种空隙、唇缘、突出部和弯曲表面，以在中央冷却套内提供瞄准的冷却剂流。关于中央冷却套型芯204的附加细节在下文关于图6A至图6D提供。

下冷却套型芯206包括第一侧260、与第一侧260相对的第二侧262、从第一侧260延伸到第二侧262的前面264、从第一侧260延伸到第二侧262和从前面264延伸到后面(未示出)的顶侧266、以及与顶侧266相对的也从第一侧260延伸到第二侧262和从前面264延伸到后面的底侧268。应当理解，在图2至图5中，未示出上冷却套型芯和下冷却套型芯的侧面，使得可以增加所有型芯的放大倍数以提供对中央冷却套型芯204的视觉聚焦。因此，第一侧260和第二侧262的端接边缘在图2至图5中不可见，并且第一侧260和第二侧262通常被指示为提供用于描述下冷却套型芯206的取向和下冷却套型芯206的其他特征的定位的参考。

前面264包括在下冷却套型芯206的第一侧260处的第一延伸部270。第一延伸部270可以沿着z轴从下冷却套芯206的前面264向外延伸。第一延伸部270可以具有顶面，所述顶面被配置为与中央冷却套型芯204的第一延伸部250的底面共面接触。在铸造之后，第一延伸部250和第一延伸部270可以在中央冷却套与下冷却套之间形成流体联接，如先前所描述的。

下冷却套型芯206包括第一凹形部分272。第一凹形部分272可以形成至少部分地包围第三排气通路的下部部分的冷却剂通路。前面264和顶侧266可以向下弯曲并且然后向上弯曲以形成第一凹形部分272。中央冷却套型芯204的第三凹形部分259和下冷却套型芯206的第一凹形部分272可以共同形成第三通道以容纳第三排气通路。

下冷却套型芯206可以包括多个空隙，以允许下冷却套中的通道或其他特征容纳气缸盖的部件(例如，气缸孔)。此外，空隙可以促进冷却剂以一个或多个期望的流率流过下冷却套。下冷却套型芯206还可以在第一凹形部分272处包括分叉区域，在所述分叉区域处，下冷却套型芯206分成两个平行臂，例如第一臂274和第二臂276。第一臂274和第二臂276中的每一者可以以向下凹形的方式弯曲以形成第一凹形部分272。

在一些示例中，中央冷却套型芯204的延伸部的定位可以竖直翻转，使得第一延伸部250与上冷却套型芯202上(而不是下冷却套型芯206上)的延伸部(例如，延伸部218)共面接触，并且第二延伸部252与下冷却套型芯206(而不是上冷却套型芯202)的第二侧上的延伸部共面接触。在该翻转取向中，可以消除第一延伸部270，并且可以在上冷却套型芯202的第二侧上存在附加的延伸部。在又一些其他示例中，中央冷却套型芯204上的延伸部可以仅与上冷却套型芯202上的延伸部共面接触(从而在中央冷却套与上冷却套之间形成流体联接，但不与下冷却套形成流体联接)，或者中央冷却套型芯204上的延伸部可以仅与下冷却套型芯206上的延伸部共面接触(从而在中央冷却套与下冷却套之间形成流体联接，但不与上冷却套形成流体联接)。

图6A至图6D示出了中央冷却套型芯204的透视图。图6A示出了从左侧看到的中央冷却套型芯204的前面的俯视透视图。图6B示出了中央冷却套型芯204的前面的仰视透视图。图6C示出了从左侧看到的中央冷却套型芯204的后部的俯视透视图。图6D示出了中央冷却套型芯204的后部的仰视透视图。图6A至图6D一起描述。

在第一侧240处，中央冷却套型芯204可以包括第一纵向延伸边缘602(也称为第一侧边缘602)，并且在第二侧242处，包括第二纵向延伸边缘604(也称为第二侧边缘604)。中央冷却套型芯204还可以包括从第一侧边缘602延伸到第二侧边缘604的前面244和与前面244相对的从第一侧边缘602延伸到第二侧边缘604的后面606。第一延伸部250和第二延伸部252可以沿着z轴从前面244向外延伸。

中央冷却套型芯204具有从第一侧边缘602延伸到第二侧边缘604的长度L1和从前面244延伸到后面606的深度D1。深度D1可以是中央冷却套型芯204的最大深度，并且中央冷却套型芯204的其他区域可以具有较浅的深度。中央冷却套型芯204具有从底侧248延伸到顶侧246的不同高度，诸如高度H1(如图6C所示)。所示的高度H1可以是中央冷却套型芯204的最高高度。

沿着中央冷却套型芯204的顶侧246的是中央脊258、第一表面608和第二表面610。中央冷却套型芯204的中央脊258可以位于第一侧边缘602与第二侧边缘604之间的点(例如，中点)处。第一表面608可以从第一侧边缘602延伸到中央脊258。第一表面608可以包括第一凸形部分612和第一凹形部分614。第一凹形部分614可以从中央脊258延伸到第一表面608的第一凸形部分612。在第一凹形部分614处，第一表面608可以沿着后面606大致弯曲达由图6A中的范围所示的程度。在沿着前面244的第一凹形部分614处，第一表面608可以以凹形方式沿着前面244从中央脊258弯曲到点619。第一表面608的凹形弯曲部分沿着前面244的长度尺寸可以被设定成与用于铸造第一排气通路的排气通路型芯的宽度相匹配，如图7所示，并且在下面更详细地解释。

第一突出部616可以从第一侧边缘602延伸到第一凹形部分614上的点(例如，图6A中所示的点619)。由于第一表面608和前面244各自向上弯曲，因此第一突出部616可以包括向上弯曲(例如，凹形)区域，所述向上弯曲区域形成凸耳/悬突结构。例如，具体参考图6B，底侧248包括形成第一突出部616的底部的悬突表面603，而第一突出部616的后面的底侧248包括弯曲表面605，其中悬突表面603和弯曲表面605中的每一者基本上在z-x平面中延伸。竖直表面607将弯曲表面605联接到悬突表面603，并且竖直表面607在x-y平面中延伸。可以提供第一突出部616以更有效且均匀地冷却IEM。此外，返回参考图5，第一突出部616可以悬突出下冷却套型芯206的第二向上突出部278。

中央脊258可以包括前表面615(其可以是前面244的一部分)、后表面617(其可以是后面606的一部分)和第三表面618，所述第三表面定位在中央桥258的竖直顶部部分处。第三表面618可以沿着x轴为大致平坦的，但是可以沿着z轴向上成角度。第三表面618可以从前表面615延伸到后表面617。在与前表面615的相交点处，第三表面618的长度(例如，平行于x轴)可以小于第三表面618在与后表面617的相交点处的长度，使得第三表面618具有三角形形状。前表面615可以是三角形的，并且后表面617可以包括截头三角形形状。以这种方式，中央脊258的长度可以从前表面615到后表面617增加，并且高度可以从前表面615到后表面617增加。

第二表面610可以从中央脊258延伸到第二侧边缘604。第二表面610可以包括第二凸形表面620和第二凹形表面622。第二凸形表面620可以从第二侧边缘604侧向延伸到第二凹形表面622。第二凹形表面622可以朝向中央脊258侧向延伸。

底侧248可以包括第三凹形表面623(在图6B中标记)、第四凹形表面624和第三凸形表面626。第三凹形表面623可以从第一侧边缘602延伸到第四凹形表面624。第三凸形表面626可以从第四凹形表面624延伸到第二侧边缘604。

后面606可以包括第一弯曲表面628、第二弯曲表面630和平坦表面632。第一弯曲表面628可以是凹形表面，其向内(例如，朝向前面244)弯曲，然后从大致第一侧边缘602向外向后弯曲到中央脊258的远侧上的第一点629。第二弯曲表面630可以从第一点629延伸到第二点631，其曲率半径小于第一弯曲表面628的曲率半径。另外，第二弯曲表面630可能不会像向内弯曲那样向外向后弯曲那么多，从而产生s形曲线。平坦表面632可以从第二点631延伸到第二侧边缘604。

中央冷却套型芯204包括第一钻孔634和第二钻孔636，所述第一钻孔和所述第二钻孔可以形成中央冷却套的流动通路，以将冷却剂流瞄准某些区域并使其处于期望的速率来冷却排气通路，如将在下文更详细描述的。

图7至图8示出了定位在多个排气通路型芯之间的中央冷却套型芯204的前透视图和后透视图。在本示例中，示出了三个排气通路型芯。图7示出了排气通路型芯和中央冷却套型芯204的前视图700，并且图8示出了排气通路型芯和中央冷却套型芯204的后视图800。多个排气通路型芯包括第一排气通路型芯702、第二排气通路型芯704和第三排气通路型芯706。每个排气通路型芯由至少两个排气流道型芯形成，所述至少两个排气流道型芯会合以形成相应的排气通路型芯。例如，第一排气流道型芯708和第二排气流道型芯710会合以形成第二排气通路型芯704。当气缸盖被铸造时，每个排气流道型芯可以形成排气流道，所述排气流道联接到气缸并且包括排气道以容纳排气门。在所示示例中，第一排气流道型芯708和第二排气流道型芯710可以分别在铸造气缸盖中形成第一排气流道和第二排气流道，其中第一排气流道和第二排气流道联接到同一(例如，第一)气缸。第一排气通路型芯702同样可以由会合以形成第一排气通路型芯702的两个排气流道型芯形成，其中两个所得排气流道型芯联接到同一(例如，第二)气缸。第三排气通路型芯706可以由会合以形成第三排气通路型芯706的四个排气流道型芯形成，其中两个所得排气流道型芯联接到同一(例如，第三)气缸，并且两个其他所得排气流道联接到不同(例如，第四)气缸。

第一排气通路型芯702和第二排气通路型芯704可以水平对准(例如，沿着平行于坐标系201的x轴的共同轴线对准)。第一排气通路型芯702和第二排气通路型芯704定位在第三排气通路型芯706的竖直上方。第一排气通路型芯702、第二排气通路型芯704和第三排气通路型芯706中的每一者可以端接于共同平面处，并且当气缸盖被铸造时，第一排气通路型芯702、第二排气通路型芯704和第三排气通路型芯706在共同平面处的端接边缘可以形成气缸盖的出口端口。

中央冷却套204定位在第三排气通路型芯706与第一排气通路型芯702和第二排气通路型芯704中间。因此，第一排气通路型芯702和第二排气通路型芯704定位在中央冷却套型芯204的竖直上方，并且第三排气通路型芯706定位在中央冷却套型芯204的竖直下方。

中央冷却套型芯204的形状(例如，曲率、角度、厚度)可以适于适应第一排气通路/型芯702、第二排气通路/型芯704和第三排气通路/型芯706的形状并且消除排气通路之间的“热点”。例如，中央冷却套型芯204包括包围第一排气通路型芯702的下部部分的第一凹形部分254。可以在第一排气通路型芯702与中央冷却套型芯的第一凹形部分254之间留下空间，所述空间可以在铸造期间用材料填充以在第一排气通路与中央冷却套通路之间形成第一壁。

中央冷却套型芯204的第二凹形部分256可以至少部分地包围第二排气通路型芯704的下部部分。当在IEM的铸造期间使用时，中央冷却套型芯204和第二排气通路型芯704可以提供空间，在IEM的铸造期间，材料可以在所述空间之间流动。在第二排气通路型芯704与中央冷却套型芯204之间示出的空间可以在第二排气通路与中央冷却套通路之间形成壁。中央冷却套与第二排气通路的接近度可以促进IEM的冷却。

在该示例中，第一排气通路型芯702与第二排气通路型芯704之间的空间可以被中央冷却套型芯204(并且特别是中央脊258)部分地填充。第一排气通路型芯702和第二排气通路型芯704从相应的排气流道型芯朝向彼此弯曲，使得每个排气通路型芯在出口端口处具有平行的排气流动轴线。因此，中央脊258具有上述三角形形状，例如，后面的长度大于前面的长度，以更好地填充第一排气通路型芯与第二排气通路型芯之间的空间。

中央脊在第一排气通路与第二排气通路之间的定位允许冷却剂在排气通路中的每一个之间流动，从而通过使冷却剂在上冷却套、中央冷却套和下冷却套之间循环来更均匀地冷却它们。中央冷却套型芯204可以延伸超过排气出口的横向延伸的宽度。中央冷却套型芯的宽度可以允许更接近排气出口并防止形成“热点”，同时符合由排气出口的定位所施加的封装要求。

如图7进一步所示，第一延伸部250可以被定位成竖直低于第二延伸部252。例如，图7包括纵向轴线712，所述纵向轴线与第二延伸部252的底部对准并且大致延伸跨过中央冷却套204的中心区域。纵向轴线712可以平行于x轴线。第一延伸部250定位在纵向轴线712下方，其中第一延伸部250的顶部在轴线712下方。如前所述，第二延伸部252可以形成第一流体联接，并且第一延伸部250可以形成第二流体联接。在一些示例中，冷却剂可以经由第二流体联接进入所得的冷却套并且横越中央冷却套以在第一流体联接处离开。

此外，中央冷却套型芯204可以从芯的第一端基本上水平地(例如，沿着x轴)延伸到芯的第二端。当顶侧246弯曲以形成第一突出部616时，中央冷却套型芯沿着竖直轴线(y轴线)从第一延伸部250基本上向上延伸到第一点714。从第一点714到第二点716，中央冷却套芯204可以相对水平地延伸，而没有任何大的曲线或弯曲(尽管顶面和后面可以弯曲以形成本文所述的凹形部分和中央脊，中央冷却套204沿着轴线712从第一点714到第二点716基本上居中)。在第二点716处，顶面和后面向上弯曲到第二延伸部252。在这样做时，冷却剂可以沿着排气通路的整个范围(在水平方向上)流动通过中央冷却套，这可以相对于不具有中央冷却套的气缸盖在涡轮增压器安装表面/出口端口处增强排气通路和气缸盖的冷却，即使在上冷却套与下冷却套之间存在钻孔通路也是如此。由于对钻孔通路的尺寸和位置的约束，钻孔通路可能不针对需要冷却的区域，诸如沿着上排气通路的下部部分和下排气通路的上部部分。

虽然图7和图8示出了三个排气通路型芯，但是应当理解，在不脱离本公开的范围的情况下，可以包括更多或更少的排气通路型芯。例如，可以仅包括两个排气通路型芯而不是包括三个排气通路型芯，所述两个排气通路型芯与定位在两个排气通路型芯的竖直中间的中央冷却套型芯204成堆叠地竖直对准。

图9至图10示出了上冷却套型芯202、中央冷却套型芯204、下冷却套型芯206的前透视图以及脱气端口902的示意图。图9示出了从右侧看到的第一前透视图900，并且图10示出了从左侧看到的第二前透视图1000。脱气端口902可以包括具有第一部分904和第二部分906的钻孔通路。可以在铸造之后在气缸盖中钻出脱气端口902，但是形成脱气端口的其他机构也是可能的，诸如使用留置型芯。类似于冷却套型芯，脱气端口902表示气缸盖内的脱气端口的反转视图，并且可以表示在气缸盖被铸造之后钻出的通路的形状。

脱气端口902的第一部分904可以从气缸盖的最顶表面(例如，顶板面，诸如图13的顶板面154)竖直向下且朝向上冷却套的后部(例如，第一部分904沿着y轴成角度)纵向延伸。第一部分904可以联接到上冷却套的脊。例如，如图所示，第一部分904可以联接到上冷却套型芯202的脊228。因此，在脊处在脱气端口902与上冷却套之间建立流体联接，所述脊可以是上冷却套的竖直最高点。

脱气端口902的第二部分906从上冷却套的底侧延伸并且联接到中央冷却套。例如，如图所示，第二部分906可以联接到上冷却套型芯202的底侧xx并且可以联接到中央冷却套型芯204的中央脊258的顶表面，所述中央脊可以是中央冷却套型芯204的竖直最高点(或接近竖直最高点，诸如在竖直最高部分的1-2cm内)。因此，经由脱气端口的第二部分在上冷却套型芯与中央冷却套型芯之间建立流体联接。第二部分906可以与第一部分904以相同角度成角度。

脱气端口902可以将上冷却套和中央冷却套流体地连接，并且为蒸发的冷却剂气体提供从冷却套流出并流到冷却剂系统的其他部件的路径。例如，脱气端口902可以联接到车辆冷却系统的脱气瓶。

图11示出了气缸盖1101(诸如气缸盖150)的横截面视图1100，所述横截面视图横跨平行于z轴的线(诸如图13中所示的线192)在气缸盖的中心处截取。气缸盖1101包括上冷却套1102、中央冷却套1104和下冷却套1106。气缸盖1101还包括第二排气通路1108、第三排气通路1110和脱气端口1112。第二排气通路1108和第三排气通路1110可以端接于气缸盖1101的出口端口1111。

气缸盖1101可以通过使用多个冷却套型芯、多个排气通路型芯等进行铸造来形成，以便形成本文所述的冷却套和排气通路。例如，上冷却套1102可以由上冷却套型芯202形成，中央冷却套1104可以由中央冷却套型芯204形成，下冷却套1106可以由下冷却套型芯206形成，第二排气通路1108可以由第二排气通路型芯704形成，第三排气通路1110可以由第三排气通路型芯706形成，并且脱气端口1112可以在气缸盖已经铸造之后经由钻孔形成。图11不包括第一排气通路，但是应当理解，第一排气通路可以由第一排气通路型芯702形成。

脱气端口1112的路径被示出为从气缸盖1101的顶板面延伸穿过上冷却套1102的上脊1114、穿过中央冷却套1104与上冷却套1102之间的壁1116并在中央冷却套1104的中央脊1118处进入中央冷却套1104。

脱气端口1112关于图11被描述为包括钻孔通路(包括顶板面与上冷却套之间的第一部分以及上冷却套与中央冷却套之间的第二部分)和由钻孔通路在气缸盖的顶板面处形成的开口(例如，向其提供与脱气瓶的流体联接)。然而，应当理解，在一些示例中，脱气端口可以仅指气缸顶板面中的开口，并且脱气端口可以由钻孔通路形成并流体联接到钻孔通路。

因此，如本文所示和所述，用于发动机的排气歧管可以包括将多个气缸排气出口端口联接到排气出口的多个排气流道。多个排气流道可以在排气出口端口处至少形成上第一排气通路和下第二排气通路。例如，如图7和图8所示，排气流道型芯可以会合以形成第一排气通路型芯、第二排气通路型芯和第三排气通路型芯。关于图7和图8示出和描述的型芯可以用于铸造气缸盖，从而在排气出口端口处至少产生第一排气通路和第二排气通路，如由在图11的出口端口1111处的第二排气通路1108和第三排气通路1110所示(其中第二排气通路1108是上排气通路并且第三排气通路1110是下排气通路)。排气歧管集成在气缸盖内，如图11和图13所示。

排气歧管还可以包括定位在第一/上排气通路上方的上冷却套、定位在第二/下排气通路下方的下冷却套、以及定位在第一/上排气通路的竖直下方和第二/下排气通路的竖直上方的中央冷却套。例如，图2至图5所示的该组冷却套型芯可以用于铸造上冷却套1102、中央冷却套1104和下冷却套1106，并且如图11所示，上冷却套1102定位在第二上排气通路1108的竖直上方，下冷却套1106定位在第三下排气通路1110的竖直下方，并且中央冷却套1104定位在上/第二排气通路1108竖直下方并且定位在下/第三排气通路1110的竖直上方。

此外，上冷却套和中央冷却套共同形成至少部分地包围上/第一排气通路的第一通道，并且中央冷却套和下冷却套共同形成至少部分地包围下/第二排气通路的第二通道。例如，如图2至图5所示，第二凹形部分226和第二凹形部分256形成至少部分地包围第二排气通路的通道，并且第三凹形部分259和第一凹形部分272形成至少部分地包围第三排气通路的通道。如本文所使用的，至少部分地包围排气通路可以包括在沿着排气通路的范围的一个或多个点处至少部分地包围排气通路的外圆周。例如，第二凹形部分226和第二凹形部分256至少在沿着第二排气通路的范围(例如，本文所示的坐标系统的z轴)的一个点处形成包围第二排气通路的圆周的至少50％。

另外，排气歧管包括与上/第一排气通路水平对准的另一个上排气通路，并且中央冷却套包括从中央冷却套的顶部部分向上延伸的脊(例如，中央脊258)，并且所述脊定位在两个上排气通路(如图7至图8所示的第一排气通路和第二排气通路)中间。所述脊形成上述第一通路的一部分。此外，上冷却套和中央冷却套共同形成至少部分地包围附加的上排气通路的附加通道，并且脊形成附加通道的一部分。

中央冷却套可以在中央冷却套的第一端处流体地联接到下冷却套，并且可以在中央冷却套的第二端处流体地联接到上冷却套。例如，在中央冷却套型芯204的第一侧240处，中央冷却套型芯与下冷却套型芯206形成连接，这在铸造之后产生中央冷却套与下冷却套之间的流体联接。在中央冷却套型芯204的第二侧242处，中央冷却套型芯与上冷却套型芯202形成连接，这在铸造之后产生中央冷却套与上冷却套之间的流体联接。

此外，上冷却套沿着上排气通路中的一个(例如，第一排气通路型芯702)平行于横向轴线(例如，z轴线)延伸第一距离，并且中央冷却套沿着排气通路平行于横向轴线延伸第二距离，并且第二距离短于第一距离。例如，参考图6A，中央冷却套可以在第一凹形部分254处具有沿着表面608平行于z轴从前面244到后面606的深度D1。参考图3，上冷却套型芯具有从前面212到后面的较大深度D2，例如，深度D2是深度D1的两倍或三倍。当包括排气歧管的车辆在行驶表面上时，中央冷却套关于平行于重力方向的竖直轴线定位在上排气通路的竖直下方和下排气通路的竖直上方，并且横向轴线垂直于竖直轴线。此外，如图11所示，钻孔通路将中央冷却套流体地联接到气缸盖的顶板面处的脱气端口，所述脱气端口被配置为流体地联接到脱气瓶。

图12A至图12C示出了本文所述的冷却套的一组冷却剂流率映射图。图12A示出了第一映射图1200，图12B示出了第二映射图1202，并且图12C示出了第三映射图1204，不同的放大倍数和/或透视图中的每一个包括施加在上冷却套1206、中央冷却套1208和下冷却套1210的反转空间描绘上的颜色梯度，所述颜色梯度由上冷却套型芯202、中央冷却套型芯204和下冷却套型芯206的铸造所致。颜色梯度指示在冷却系统的操作期间流过冷却套的冷却剂的相对速度(例如，当激活冷却泵以使冷却剂流过冷却套时)。映射图1200描绘了冷却套的缩小视图，而映射图1202和1204各自描绘了集中在中央冷却套1208的中央脊上的放大视图。

如每个映射图中的图例1201所示，颜色对应于以米/秒(m/s)为单位的冷却剂流的相对速度幅值。红色对应于大致3.00m/s或更大的冷却剂速度。深蓝色对应于0.00m/s的冷却剂速度。这些之间的梯度颜色对应于0.00m/s与2.50m/s之间的值。蓝色对应于0.50m/s的速度，青色对应于1.00m/s的速度，绿色对应于1.50m/s的速度并且黄色对应于2.00m/s的速度，并且橙色对应于2.50m/s的速度。

如映射图1200、1202和1204所示，冷却套包括冷却剂速度相对较高的区域、冷却剂速度相对较低的区域、以及冷却剂速度为中等的区域。冷却套可以被配置为根据气缸盖在该区域处的冷却需求以期望的流动速度提供冷却剂。例如，冷却剂速度可以等于或高于2.5m/s的高速区域包括沿着中央冷却套1208的前面的区域，诸如第一区域1216和第二区域1218。中央冷却套1208的中央脊1212可以具有低速区域，除了脱气端口周围的区域1214之外，所述区域可以表现出高冷却剂速度(例如，高于2.0m/s)。

可以产生高速区域以允许更有效地冷却排气通路和其间的空间。包括中央冷却套可以允许在堆叠的排气通路之间进行额外的冷却。例如，第一区域1216和第二区域1218是中央冷却套中的高冷却剂流动速度区域，其可以为所有三个排气通路提供增强的冷却，因为第一区域1216和第二区域1218定位在第一排气通路和第二排气通路的竖直下方，并且与形成第一排气通路和第二排气通路的下部的壁流体接触。同样地，第一区域1216和第二区域1218定位在第三排气通路的竖直上方并且与形成第三排气通路的上部的壁流体接触。在一些示例中，中央冷却套包括一个或多个分叉部段和/或一个或多个弯曲部段，所述一个或多个分叉部段和/或一个或多个弯曲部段被配置为相对于流过中央冷却套的后侧的冷却剂的流动速度增加流过中央冷却套的前侧的冷却剂的流动速度。例如，第二钻孔636可以形成供冷却剂流动的分叉通路，这可以导致第二区域1218处的冷却剂流动速度相对于中央冷却套的后侧处的第三区域1220处的流动速度更高。最靠近涡轮安装凸缘的通路被配置为具有更高的冷却剂流速度，以便为涡轮安装凸缘提供增强的冷却。通路的远离涡轮的后侧是次要的，但是用于在排气通路重叠之处提供增加的流动速度。中间型芯中心处的切口(图6C和图6D中的第二钻孔636)向上引导流动并减少流动再循环的趋势，这提高了温度并减少了沸腾。中间型芯中心处的切口(图6D中的第一钻孔634)局部地增加流动速度以向排气流道重叠的后侧提供增强的冷却，并且将流动设定在适当位置以在下游冷却涡轮凸缘的中心。

本公开还提供了对发动机的排气歧管的支持，所述排气歧管包括：将多个气缸排气出口端口联接到排气出口端口的多个排气流道，所述多个排气流道在排气出口端口处至少形成第一排气通路和第二排气通路；上冷却套，其定位在第一排气通路的竖直上方；下冷却套，其定位在第二排气通路的竖直下方；以及中央冷却套，其定位在第一排气通路的竖直下方和第二排气通路的竖直上方。在第一示例中，排气歧管集成在气缸盖内。在第二示例(其任选地包括第一示例)中，上冷却套和中央冷却套共同形成至少部分地包围第一排气通路的第一通道。在第三示例(其任选地包括第一示例和第二示例中的一者或两者)中，中央冷却套和下冷却套共同形成至少部分地包围第二排气通路的第二通道。在第四示例(其任选地包括第一示例至第三示例中的一者或多者或每一者)中，多个排气流道在排气出口端口处形成第一排气通路、第二排气通路和第三排气通路，第三排气通路与第一排气通路水平对齐，并且其中中央冷却套包括从中央冷却套的顶部部分向上延伸的脊，所述脊定位在第一排气通路与第三排气通路中间。在第五示例(其任选地包括第一示例至第四示例中的一者或多者或每一者)中，上冷却套和中央冷却套共同形成至少部分地包围第三排气通路的第一通道，并且其中脊形成第一通道和第二通道的一部分。在第六示例(其任选地包括第一示例至第五示例中的一者或多者或每一者)中，中央冷却套在中央冷却套的第一端处流体地联接到下冷却套，并且在中央冷却套的第二端处流体地联接到上冷却套。在第七示例(其任选地包括第一示例至第六示例中的一者或多者或每一者)中，上冷却套沿着第一排气通路平行于水平轴线延伸第一距离，并且中央冷却套沿着排气通路平行于水平轴线延伸第二距离，并且第二距离短于第一距离。在第八示例(其任选地包括第一示例至第七示例中的一者或多者或每一者)中，当包括排气歧管的车辆在行驶表面上时，中央冷却套关于平行于重力方向的竖直轴线定位在第一排气通路的竖直下方和第二排气通路的竖直上方，并且其中水平轴线垂直于竖直轴线。在第九示例(其任选地包括第一示例至第八示例中的一者或多者或每一者)中，排气歧管还包括：钻孔通路，其将中央冷却套流体地联接到脱气端口，所述脱气端口被配置为流体地联接到脱气瓶。

本公开还提供了对集成在发动机的气缸盖中的排气歧管的支持，所述排气歧管包括：将多个气缸排气出口端口联接到排气出口端口的多个排气流道，所述多个排气流道在排气出口端口处至少形成第一排气通路、第二排气通路和第三排气通路；端接于脱气端口处的通路；上冷却套，其定位在第一排气通路和第二排气通路的竖直上方；下冷却套，其定位在第三排气通路的竖直下方；以及中央冷却套，其定位在第一排气通路和第二排气通路的竖直下方和第三排气通路的竖直上方，中央冷却套包括从中央冷却套的顶部部分向上延伸的脊，所述脊定位在第一排气通路和第二排气通路中间并且第二排气通路流体联接到所述通路。在第一示例中，脊形成中央冷却套的竖直最高部分。在第二示例(其任选地包括第一示例)中，中央冷却套包括一个或多个分叉部段和/或一个或多个弯曲部段，所述一个或多个分叉部段和/或一个或多个弯曲部段被配置为相对于流过中央冷却套的后侧的冷却剂的流动速度增加流过中央冷却套的前侧的冷却剂的流动速度。在第三示例(其任选地包括第一示例和第二示例中的一者或两者)中，中央冷却套的前侧靠近并面向排气歧管的涡轮增压器安装表面。

本公开还提供了对发动机的排气歧管的支持，所述排气歧管包括：将多个气缸排气出口端口联接到排气出口端口的多个排气流道，所述多个排气流道在排气出口端口处至少形成第一排气通路、第二排气通路和第三排气通路；上冷却套，其定位在第一排气通路和第二排气通路的竖直上方；下冷却套，其定位在第三排气通路的竖直下方；以及中央冷却套，其定位在第一排气通路和第二排气通路的竖直下方和第三排气通路的竖直上方，中央冷却套在位于中央冷却套的第一端处的第一流体联接处流体地联接到下冷却套并且在位于中央冷却套的第二端处的第二流体联接处流体地联接到上冷却套，中央冷却套沿着整个中央冷却套除在第一流体联接处之外保持与下冷却套流体地分开。在第一示例中，排气歧管还包括：端接于脱气端口的脱气通路，所述脱气通路在中央冷却套的脊处流体地联接到中央冷却套，所述脊定位在第一排气通路和第二排气通路中间。在第二示例(其任选地包括第一示例)中，中央冷却套沿着整个中央冷却套除在经由脱气通道提供的第二流体联接和第三流体联接处之外保持与上冷却套流体地分开。在第三示例(其任选地包括第一示例和第二示例中的一者或两者)中，当包括排气歧管的车辆在行驶表面上时，中央冷却套关于平行于重力方向的竖直轴线定位在第一排气通路和第二排气通路的竖直下方和第三排气通路的竖直上方，并且其中中央冷却套具有垂直于竖直轴线的纵向轴向，并且冷却剂被配置为沿着纵向轴向从第一流体联接流到第二流体联接。

图1至图13示出了具有各种部件的相对定位的示例性配置。至少在一个示例中，如果被示出为直接彼此接触或直接联接，则此类元件可以分别称为直接接触或直接联接。类似地，至少在一个示例中，被示出为彼此邻接或相邻的元件可分别彼此邻接或相邻。作为一个示例，彼此共面接触的部件可以被称为共面接触。作为另一示例，在至少一个示例中，仅在其间具有空间并且没有其他部件的彼此相隔定位的元件可被称作如此。作为又一个实例，被示为在彼此的上方/下方的、在彼此相对的两侧或在彼此的左侧/右侧的元件可以被称为相对于彼此如此。此外，如图所示，在至少一个示例中，最顶部元件或元件的最顶点可以被称为部件的“顶部”，并且最底部元件或元件的最底点可以被称为部件的“底部”。如本文所使用的，顶部/底部、上部/下部、上方/下方可能是相对于图的竖直轴线而言，并用于描述图的元件相对于彼此的定位。为此，在一个示例中，被示出为在其他元件上方的元件位于其他元件的正上方。作为另一示例，附图内绘示的元件的形状可被称为具有那些形状(例如，诸如为圆形的、直线的、平面的、弯曲的、倒圆的、倒角的、成角度的等)。此外，在至少一个示例中，被示出为相互交叉的元件可被称为交叉元件或彼此交叉。更进一步地，在一个示例中，被示出为在另一元件内或被示出为在另一元件外部的元件可被称为如此。

应当注意，本文所包括的示例控制和估计例程可与各种发动机和/或车辆系统配置一起使用。本文公开的控制方法和程序可以作为可执行指令存储在非暂时性存储器中，并且可以由包括控制器的控制系统结合各种传感器、致动器和其他发动机硬件来执行。本文所述的具体程序可以表示任何数量的处理策略(诸如事件驱动的、中断驱动的、多任务、多线程等)中的一者或多者。因此，所示的各种措施、操作和/或功能可以按所示的顺序执行、并行执行，或者在一些情况下被省略。同样地，处理次序不一定是实现本文所描述的示例性实施例的特征和优点所必需的，而是为了便于说明和描述而提供的。所示的动作、操作和/或功能中的一者或多者可以根据所使用的特定策略而重复地执行。另外，所描述的动作、操作和/或功能可图形地表示将被编程到发动机控制系统中的计算机可读存储介质的非暂时性存储器中的代码，其中所描述的动作通过结合电子控制器在包括各种发动机硬件部件的系统中执行指令来实施。

应当理解，本文中公开的配置和程序本质上是示例性的，并且这些具体实施例不应被视为具有限制性含义，因为众多变化是可能的。例如，上述技术可以应用于V-6、I-4、I-6、V-12、对置4缸和其他发动机类型。此外，除非明确地相反指出，否则术语“第一”、“第二”、“第三”等不意图表示任何顺序、位置、数量或重要性，而是仅用作标记以区分一个元件与另一个元件。本公开的主题包括本文中公开的各种系统和配置以及其他特征、功能和/或性质的所有新颖的且非明显的组合和子组合。

如本文所使用，除非另有指定，否则术语“约”被解释为表示所述范围的±5％。

所附权利要求特别指出被视为新颖的且非明显的某些组合和子组合。这些权利要求可以指代“一个”要素或“第一”要素或其等同物。这些权利要求应理解为包括一个或多个此类要素的结合，既不要求也不排除两个或更多个此类要素。所公开特征、功能、元件和/或性质的其他组合和子组合可通过修正本权利要求或通过在此申请或相关申请中呈现新的权利要求来要求保护。此类权利要求与原始权利要求相比无论在范围上更宽、更窄、等同或不同，都被视为包括在本公开的主题内。