帶有絕緣套筒的排氣彎管的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種帶有絕緣套筒的排氣彎管，具體地涉及一種用于機(jī)動(dòng)車上內(nèi)燃機(jī)的排氣彎管(1)，其中，該排氣彎管(1)構(gòu)造成包括外部系統(tǒng)(5)和內(nèi)部系統(tǒng)(6)的兩殼層結(jié)構(gòu)，在汽缸蓋側(cè)設(shè)置有法蘭(3)，該法蘭能夠與內(nèi)燃機(jī)聯(lián)接，所述排氣彎管(1)的特征在于：設(shè)置有絕緣套筒(4)，該絕緣套筒將內(nèi)部系統(tǒng)(6)與法蘭(3)和外部系統(tǒng)(5)聯(lián)接，其中，所述絕緣套筒(4)穿過所述法蘭(3)的開孔(10)并且越過該法蘭(3)伸入到內(nèi)燃機(jī)的汽缸蓋內(nèi)。
【專利說明】帶有絕緣套筒的排氣彎管

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于機(jī)動(dòng)車上內(nèi)燃機(jī)的排氣彎管，其中，所述排氣彎管構(gòu)造成包括外部系統(tǒng)和內(nèi)部系統(tǒng)的兩殼層結(jié)構(gòu)，在汽缸蓋側(cè)設(shè)置有法蘭，該法蘭能夠與內(nèi)燃機(jī)聯(lián)接。

【背景技術(shù)】
[0002]在現(xiàn)有技術(shù)中排氣彎管是已知的，該排氣彎管聯(lián)接在內(nèi)燃機(jī)上，以便借此將在燃燒過程中產(chǎn)生的廢氣集中于排氣系，然后通過排氣系排放到周圍環(huán)境中。
[0003]為了制造排氣彎管，而將不同的管件彎曲、與法蘭聯(lián)接以及然后在一側(cè)螺接于汽缸蓋并且在另一側(cè)與排氣系聯(lián)接。
[0004]由于在燃燒過程中，特別是在用汽油工作的內(nèi)燃機(jī)中，廢氣的溫度有時(shí)達(dá)到1200°C以上，另外由現(xiàn)有技術(shù)還已知兩殼層式的排氣彎管。這種排氣彎管包括一個(gè)內(nèi)部系統(tǒng)和一個(gè)外部系統(tǒng)，其中特別是所述外部系統(tǒng)構(gòu)造成氣密的。在內(nèi)部系統(tǒng)與外部系統(tǒng)之間則構(gòu)成有一個(gè)絕緣層，從而使內(nèi)部系統(tǒng)的短時(shí)高溫作用得以抵償并且同時(shí)使鄰接于排氣彎管的周邊部件例如其他發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)件免遭熱過載。
[0005]由于復(fù)雜性之故以及考慮到制造成本，外部系統(tǒng)和內(nèi)部系統(tǒng)大多是以薄殼結(jié)構(gòu)方式這樣制成的，即，內(nèi)部系統(tǒng)和外部系統(tǒng)有時(shí)分別構(gòu)造成多殼層結(jié)構(gòu)，各個(gè)構(gòu)件然后通過材料接合的方法相互聯(lián)接。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是:簡(jiǎn)化由現(xiàn)有技術(shù)已知的多殼層式排氣彎管的制造工藝，并改善其熱負(fù)荷能力。
[0007]根據(jù)本發(fā)明，上述目的通過這樣一種用于機(jī)動(dòng)車上內(nèi)燃機(jī)的排氣彎管得以實(shí)現(xiàn)，其中，所述排氣彎管構(gòu)造成包括外部系統(tǒng)和內(nèi)部系統(tǒng)的兩殼層結(jié)構(gòu)，在汽缸蓋側(cè)設(shè)置有法蘭，該法蘭能夠與內(nèi)燃機(jī)聯(lián)接，其特征在于:設(shè)置有絕緣套筒，該絕緣套筒將所述內(nèi)部系統(tǒng)與所述法蘭和外部系統(tǒng)聯(lián)接，其中，所述絕緣套筒穿過所述法蘭的開孔并且越過該法蘭伸入到內(nèi)燃機(jī)的汽缸蓋中。
[0008]本發(fā)明的用于機(jī)動(dòng)車上內(nèi)燃機(jī)的排氣彎管構(gòu)造成至少兩殼層的排氣彎管，該排氣彎管具有一個(gè)內(nèi)部系統(tǒng)和一個(gè)外部系統(tǒng)。在朝向內(nèi)燃機(jī)的汽缸蓋側(cè)，設(shè)置有一法蘭，該法蘭可以與內(nèi)燃機(jī)聯(lián)接。根據(jù)本發(fā)明設(shè)置有一絕緣套筒，該絕緣套筒將內(nèi)部系統(tǒng)與法蘭和與外部系統(tǒng)聯(lián)接，其中，該絕緣套筒穿過所述法蘭的開孔并且越過該法蘭伸入到內(nèi)燃機(jī)的汽缸蘭由rm.ο
[0009]在本發(fā)明的范圍內(nèi)，所說法蘭可以涉及針對(duì)于機(jī)動(dòng)車內(nèi)燃機(jī)的每個(gè)汽缸的各一個(gè)單獨(dú)的法蘭。然而所說法蘭也可以涉及一個(gè)法蘭板條，該法蘭板條例如在四缸直列發(fā)動(dòng)機(jī)的情況中具有四個(gè)開孔。每個(gè)法蘭或者每個(gè)開孔于是配置有一個(gè)相應(yīng)的絕緣套筒，該絕緣套筒穿過法蘭的開孔以及構(gòu)造成在汽缸蓋側(cè)向內(nèi)燃機(jī)的方向突伸，從而排出的廢氣便已經(jīng)被接納于汽缸蓋的排出通道中并且被轉(zhuǎn)送到內(nèi)部系統(tǒng)中。
[0010]因此，根據(jù)本發(fā)明，通過絕緣套筒實(shí)現(xiàn)了對(duì)法蘭的熱負(fù)荷卸除，以及由于該絕緣套筒之故還實(shí)現(xiàn)了對(duì)外部系統(tǒng)的熱負(fù)荷卸除。同時(shí)可以利用所述絕緣套筒將外部系統(tǒng)、法蘭以及內(nèi)部系統(tǒng)相互聯(lián)接，從而降低了各個(gè)構(gòu)件相互之間的裝配費(fèi)用，因?yàn)樗袠?gòu)件就仿佛被聯(lián)接于一個(gè)構(gòu)件上。釬焊方法完全特別優(yōu)選地適合于此，使絕緣套筒與各個(gè)構(gòu)件釬焊在一起，于是便在一個(gè)焊接過程中，例如在焊接爐內(nèi)，在這個(gè)構(gòu)件區(qū)域內(nèi)加工制成。根據(jù)本發(fā)明，通過這種方式避免了采取多個(gè)焊接工藝方法和/或避免了導(dǎo)排廢氣的構(gòu)件被焊接添加材料或焊接飛濺物污染。
[0011]因此，在具有本發(fā)明的、帶有絕緣套筒的排氣彎管的內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行中，首先是外部殼層的溫度負(fù)荷得以降低，其次是盡可能少地從廢氣中抽走能量。積極的作用效果是:接于下游的催化轉(zhuǎn)化器能夠更加迅速地達(dá)到其起燃溫度，這樣又降低了冷啟動(dòng)階段中的排放。特別是對(duì)于自點(diǎn)火的內(nèi)燃機(jī)，例如柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，這是一種有效的措施，因?yàn)槔缬靡越档团欧诺暮罄m(xù)噴射僅僅是有條件限制才可能實(shí)現(xiàn)的而且同時(shí)還會(huì)導(dǎo)致消耗量增加(油耗方面的缺點(diǎn))。因此主要是通過絕緣套筒與內(nèi)部系統(tǒng)之間的氣隙以及相對(duì)汽缸蓋的氣隙實(shí)現(xiàn)絕緣。附加地，通過減小從內(nèi)管至絕緣套筒的連接部位的橫截面積而減少了直接導(dǎo)熱。特別是，對(duì)于所述絕緣套筒使用小于2mm、特別是小于1.5mm的壁厚。作為選擇，為了改善內(nèi)部系統(tǒng)與絕緣套筒之間的絕緣效果可以使用附加的阻隔材料，例如纖維墊。
[0012]另外優(yōu)選的是，內(nèi)部系統(tǒng)同樣伸入到法蘭之中且構(gòu)造成接管，絕緣套筒構(gòu)造成將該內(nèi)部系統(tǒng)包圍，特別是以壓配合。因此，在初次裝配中可以將絕緣套筒插進(jìn)內(nèi)部系統(tǒng)中或者將絕緣套筒套裝到內(nèi)部系統(tǒng)上以及通過壓配合實(shí)施定位。特別是在法蘭的開孔的區(qū)域內(nèi)構(gòu)造成接管的所述內(nèi)部系統(tǒng)的不同熱膨脹通過壓配合而被這樣地抵償，即，內(nèi)部系統(tǒng)由于與廢氣直接接觸之故原則上膨脹幅度要大于絕緣套筒。因此，在汽缸蓋的排氣通道內(nèi)，在內(nèi)部系統(tǒng)與絕緣套筒之間始終保持氣密性。
[0013]另外，外部系統(tǒng)本身優(yōu)選構(gòu)造成以端面抵靠于法蘭的外側(cè)上。絕緣套筒穿過法蘭以及由此構(gòu)造成還在該法蘭的外側(cè)上至少部分地凸起。在這種情況下，另外特別優(yōu)選的是，絕緣套筒被外部系統(tǒng)這樣地包圍，即，這里也同樣構(gòu)成壓配合。特別是該壓配合構(gòu)造在外部系統(tǒng)的內(nèi)表面以及絕緣套筒的外表面之間。通過這種方式，在初次裝配時(shí)同樣可以將外部系統(tǒng)套裝到絕緣套筒上，其中，通過壓配合實(shí)施首次定位。然后例如可以通過材料接合方法、特別是釬焊方法實(shí)施進(jìn)一步的聯(lián)接，所述釬焊方法使外部系統(tǒng)和絕緣套筒或者使絕緣套筒和法蘭以及還可能使外部系統(tǒng)和法蘭附加地彼此材料接合地聯(lián)接。
[0014]特別是在本發(fā)明的范圍內(nèi)，絕緣套筒可以制造成深沖/深拉的板材構(gòu)件。通過這種方式產(chǎn)生如下優(yōu)點(diǎn):絕緣套筒本身沒有焊縫以及因此不產(chǎn)生基于熱負(fù)荷的潛在薄弱點(diǎn)。另外，深沖構(gòu)件顯示出它可以由耐熱然而價(jià)廉的材料制成并且同時(shí)具有高度的造型自由性之優(yōu)點(diǎn)。這樣，特別是關(guān)于中心縱軸線沿軸向在絕緣套筒上制造至少一個(gè)分級(jí)臺(tái)階，特別是兩個(gè)分級(jí)臺(tái)階，其中，所述分級(jí)臺(tái)階用作形狀鎖合的貼靠和/或用作焊料積存點(diǎn)。因此該絕緣套筒特別是就其橫截面而言具有一種漏斗形的輪廓，其中，該絕緣套筒在橫截面中可以構(gòu)造成圓的、橢圓的或者也可以是有角的或者前述結(jié)構(gòu)的混合形狀。各分級(jí)臺(tái)階可以連續(xù)(流線形)遞增地、遞減地或者也可以以階躍方式相互過渡交接并且用作裝配輔助措施或者在進(jìn)一步的裝配中用作焊料積存點(diǎn)，因而在此首先可以涂敷焊接填料，該焊接填料于是在后來的釬焊過程中流入相應(yīng)的框架、支座或者溝槽中并將它們氣密地以及材料接合地相互聯(lián)接。
[0015]另外，優(yōu)選在絕緣套筒與內(nèi)部系統(tǒng)之間沿軸向至少部分地構(gòu)造有一環(huán)繞的縫隙。在該縫隙本身中然后設(shè)置有空氣或者絕緣材料。特別優(yōu)選的是，絕緣套筒與內(nèi)部系統(tǒng)在汽缸蓋上僅僅在內(nèi)部區(qū)域中聯(lián)接或者在內(nèi)部系統(tǒng)的伸入到汽缸蓋中的部分上聯(lián)接。沿著從汽缸蓋遠(yuǎn)離的方向，因此也就是指向排氣彎管的方向，則環(huán)繞地構(gòu)造有一個(gè)縫隙，使得內(nèi)部系統(tǒng)與絕緣套筒熱絕緣，其中，絕緣套筒然后與法蘭和與外部系統(tǒng)聯(lián)接并且通過這種方式同樣也實(shí)現(xiàn)了熱脫聯(lián)(絕熱)。因此，內(nèi)部系統(tǒng)的不同熱膨脹并不直接對(duì)法蘭和/或外部系統(tǒng)產(chǎn)生影響，附加地顯示出下述優(yōu)點(diǎn):由于絕緣套筒與外部系統(tǒng)和/或與法蘭的聯(lián)接而實(shí)現(xiàn)了整個(gè)排氣彎管的氣密性，卻不會(huì)隨此帶來強(qiáng)烈的熱作用變化。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)、特征、特性和觀點(diǎn)是下文說明的內(nèi)容。在示意性的附圖中示出了優(yōu)選的實(shí)施方式。這些附圖有助于清楚地理解本發(fā)明。附圖中:
[0017]圖1a和b為帶有法蘭的排氣彎管；
[0018]圖2為沿圖1b中剖切線I1-1I的橫剖視圖；和
[0019]圖3為圖2所示橫剖視圖的細(xì)部視圖。
[0020]在附圖中，相同的或者類似的構(gòu)件采用同樣的附圖標(biāo)記，不過為簡(jiǎn)化起見省略了重復(fù)的說明。

【具體實(shí)施方式】
[0021]圖1示出了一個(gè)排氣彎管1，該排氣彎管與渦輪增壓器殼體2的一部分相聯(lián)接。這樣的渦輪增壓器2還與所屬的排氣彎管I作為整合增壓器為人所知。排氣彎管I本身具有法蘭3，它借助這些法蘭可以與未詳細(xì)示出的汽缸蓋聯(lián)接。各法蘭3則又具有一個(gè)在圖2中示出的開孔10，本發(fā)明的絕緣套筒4在此穿過該開孔，其中，絕緣套筒4構(gòu)造成相對(duì)法蘭3向未詳細(xì)示出的汽缸蓋的方向突伸。排氣彎管I又具有一個(gè)多殼層式的外部系統(tǒng)5，在圖1a和b中未詳細(xì)示出的內(nèi)部系統(tǒng)設(shè)置在該外部系統(tǒng)中。
[0022]圖2示出了本發(fā)明的排氣彎管I的橫剖視圖，其中可以看出，外部系統(tǒng)5包括第一殼層5a以及第二殼層5b因而多殼層式地組成。在外部系統(tǒng)5本身之中則又設(shè)置有一個(gè)內(nèi)部系統(tǒng)6，廢氣流A流過該內(nèi)部系統(tǒng)。另外可以看到，絕緣套筒4以及內(nèi)部系統(tǒng)6越過汽缸蓋側(cè)7上的法蘭3并伸入到汽缸蓋Z中。絕緣套筒4將內(nèi)部系統(tǒng)6的汽缸蓋側(cè)的端部8在徑向外周側(cè)包圍，特別是以壓配合。而在內(nèi)部系統(tǒng)6與絕緣套筒4之間則又構(gòu)造有一個(gè)縫隙9，該縫隙使伸入的內(nèi)部系統(tǒng)6與絕緣套筒4熱脫聯(lián)。另外，絕緣套筒4設(shè)置在法蘭3的開孔10中并且在此尤其也是以壓配合方式安置。另外，絕緣套筒4在法蘭3的外側(cè)11上被外部系統(tǒng)5、特別是被該外部系統(tǒng)5的第一殼層5a形狀鎖合地包圍，完全特別優(yōu)選地也是以壓配合。
[0023]圖3示出了對(duì)此的細(xì)部視圖。絕緣套筒4關(guān)于其縱向12在這里示出具有三個(gè)分級(jí)臺(tái)階13，其中，特別是相應(yīng)的分級(jí)臺(tái)階13與外部系統(tǒng)5或者與法蘭3結(jié)合而留出一個(gè)空腔，該空腔用作焊料積存點(diǎn)14，在該焊料積存點(diǎn)內(nèi)首先可以布置焊接填料以及然后在釬焊過程中使其熔化。在內(nèi)部系統(tǒng)6與絕緣套筒4之間的縫隙9中，要么存在著空氣或者是基于內(nèi)燃機(jī)運(yùn)行狀態(tài)處在外部系統(tǒng)5與內(nèi)部系統(tǒng)6之間的氣體，要么也可以設(shè)置一種絕緣材料，例如纖維墊。在絕緣套筒4的端部上，該絕緣套筒還與內(nèi)部系統(tǒng)6聯(lián)接，其中，在此另外可以設(shè)置一個(gè)焊料積存點(diǎn)14，以便將內(nèi)部系統(tǒng)6與絕緣套筒4釬焊聯(lián)接。另外，根據(jù)本發(fā)明還規(guī)定:在絕緣套筒4的端部上與法蘭3的開孔10和/或同樣在絕緣套筒4上與外部系統(tǒng)5要構(gòu)成相應(yīng)的壓配合15。
[0024]附圖標(biāo)記列表
[0025]I排氣彎管
[0026]2渦輪增壓器殼體
[0027]3 法蘭
[0028]4絕緣套筒
[0029]5外部系統(tǒng)
[0030]5a第一殼層
[0031]5b第二殼層
[0032]6內(nèi)部系統(tǒng)
[0033]7 3的汽缸蓋側(cè)
[0034]8 6的端部
[0035]9 縫隙
[0036]10 3的開孔
[0037]11 3的外側(cè)
[0038]12 縱向
[0039]13分級(jí)臺(tái)階
[0040]14焊料積存點(diǎn)
[0041]15壓配合
[0042]A廢氣流
[0043]Z汽缸蓋
【權(quán)利要求】
1.用于機(jī)動(dòng)車上內(nèi)燃機(jī)的排氣彎管(I)，其中，所述排氣彎管(I)構(gòu)造成包括外部系統(tǒng)(5)和內(nèi)部系統(tǒng)(6)的兩殼層結(jié)構(gòu)，在汽缸蓋側(cè)設(shè)置有法蘭(3)，該法蘭能夠與內(nèi)燃機(jī)聯(lián)接，其特征在于:設(shè)置有絕緣套筒(4)，該絕緣套筒將所述內(nèi)部系統(tǒng)(6)與所述法蘭(3)和外部系統(tǒng)(5)聯(lián)接，其中，所述絕緣套筒⑷穿過所述法蘭(3)的開孔(10)并且越過該法蘭(3)伸入到內(nèi)燃機(jī)的汽缸蓋(Z)中。
2.如權(quán)利要求1所述的排氣彎管，其特征在于:所述內(nèi)部系統(tǒng)構(gòu)造成接管而伸入到所述法蘭(3)之中，所述絕緣套筒(4)將該內(nèi)部系統(tǒng)(6)在周側(cè)包圍，特別是以壓配合(15)。
3.如權(quán)利要求1或2所述的排氣彎管，其特征在于:所述外部系統(tǒng)(5)構(gòu)造成以端面在外側(cè)抵靠于所述法蘭(3)上，并且所述絕緣套筒(4)構(gòu)造成與所述法蘭(3)的開孔(10)的內(nèi)表面形狀鎖合地貼靠，特別是以壓配合(15)。
4.如前述權(quán)利要求之任一項(xiàng)所述的排氣彎管，其特征在于:所述絕緣套筒(4)與所述外部系統(tǒng)(5)和內(nèi)部系統(tǒng)￠)以及與所述法蘭(3)材料接合地聯(lián)接，特別是通過釬焊方法。
5.如前述權(quán)利要求之任一項(xiàng)所述的排氣彎管，其特征在于:所述絕緣套筒(4)構(gòu)造成板材成型構(gòu)件，特別是構(gòu)造成深沖構(gòu)件。
6.如前述權(quán)利要求之任一項(xiàng)所述的排氣彎管，其特征在于:所述絕緣套筒(4)關(guān)于其中心縱軸線沿軸向具有至少一個(gè)分級(jí)臺(tái)階(13)，特別是具有兩個(gè)分級(jí)臺(tái)階(13)，所述分級(jí)臺(tái)階(13)用作形狀鎖合的貼靠和/或用作焊料積存點(diǎn)(14)。
7.如前述權(quán)利要求之任一項(xiàng)所述的排氣彎管，其特征在于:在絕緣套筒(4)與內(nèi)部系統(tǒng)(6)之間構(gòu)造有環(huán)繞的縫隙(9)，在該縫隙(9)內(nèi)設(shè)置有空氣或絕緣材料。
【文檔編號(hào)】F01N13/14GK104420966SQ201410293298
【公開日】2015年3月18日 申請(qǐng)日期:2014年6月26日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月30日
【發(fā)明者】E·格魯斯曼 申請(qǐng)人:本特勒爾汽車技術(shù)有限公司