專利名稱：多缸增壓發(fā)動機雙層排氣歧管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于汽車領(lǐng)域，尤其涉及車輛發(fā)動機排氣系統(tǒng)，具體地說是ー種多缸增壓發(fā)動機雙層排氣歧管。
背景技術(shù)：
車輛發(fā)動機的排氣歧管的作用，是將發(fā)動 機各個缸排出的廢氣匯集到發(fā)動機尾氣處理系統(tǒng)或匯集到渦輪增壓器再進入尾氣處理系統(tǒng)，同時為渦輪增壓器提供盡可能多的廢氣能量。排氣歧管承受廢氣高溫、高壓的環(huán)境，故排氣歧管在使用中的可靠性對發(fā)動機的影響至關(guān)重要?，F(xiàn)階段大多數(shù)汽車發(fā)動機廠家都采用單級廢氣渦輪增壓器，排氣歧管將發(fā)動機各個缸排出的廢氣匯集到一起后，通過ー個廢氣出口進入與之相連的單級廢氣渦輪增壓器。排氣歧管多采用灰鑄鐵、蠕墨鑄鐵、球墨鑄鐵、硅鑰鑄鐵或不銹鋼材料，采用不銹鋼和鑄鐵材料單層結(jié)構(gòu)的排氣歧管，熱損失較大，且需要在外増加隔熱罩，防止對排氣歧管周圍部件熱損傷；而采用鑄鐵材料的排氣歧管，排氣歧管與高壓級增壓器渦殼鑄在一起，鑄有高壓級增壓器廢氣入口和廢氣出口，排氣歧管上還鑄有低壓級增壓器連接法蘭和EGR出ロ法蘭。高壓級增壓器渦殼與低壓級增壓器連接法蘭分別鑄在排氣歧管的上下側(cè)，EGR出ロ法蘭布置在發(fā)動機的前端?，F(xiàn)有技術(shù)中的上述排氣歧管存在著以下的不足I)排氣歧管內(nèi)壁粗糙，排氣沿程阻カ大，排氣背壓大；2)排氣歧管熱損失較大，廢氣后處理裝置反應(yīng)滯后；3)排氣歧管管壁溫度高，對排氣歧管周圍部件有熱損傷，需增加隔熱罩；4)排氣歧管管壁較厚，總質(zhì)量較大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造成鋳造困難；5)排氣歧管耐溫低，汽車在行駛中，發(fā)動機經(jīng)常處在冷熱交替變換的工作狀態(tài)，高溫環(huán)境會造成排氣歧管產(chǎn)生塑性變形或失效。

實用新型內(nèi)容本實用新型要解決的技術(shù)問題，是提供ー種多缸增壓發(fā)動機雙層排氣歧管，通過兩個不同的廢氣出口分別進入與之相連的兩級廢氣渦輪增壓器中的高壓級廢氣渦輪增壓器和低壓級廢氣渦輪增壓器，再進入尾氣處理系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡單、可靠性高的特點，能夠減少發(fā)動機零部件數(shù)量并滿足整車后處理要求，實現(xiàn)了發(fā)動機輕量化設(shè)計，達到了有效匹配兩級廢氣渦輪增壓器排放良好的效果，提高了發(fā)動機性能。為解決上述技術(shù)問題，本實用新型所采取的技術(shù)方案是—種多缸增壓發(fā)動機雙層排氣歧管,排氣歧管主體為由相隔2—4mm設(shè)置的外殼與內(nèi)殼固聯(lián)而成的雙層結(jié)構(gòu)，外殼與內(nèi)殼間帶有間隔設(shè)置的加強筋；所述歧管主體帶有第一 第四排氣支管，它們的出口均與用于與汽車發(fā)動機缸蓋相聯(lián)的排氣歧管進氣法蘭相固聯(lián)；歧管主體上還聯(lián)接有用于與汽車發(fā)動機的高壓級廢氣渦輪增壓器相聯(lián)的小出氣法蘭、用于與汽車發(fā)動機的低壓級氣渦輪增壓器相聯(lián)的大出氣法蘭、用于與ERG出氣管相聯(lián)的ERG出氣法蘭。作為本實用新型結(jié)構(gòu)的具體化，所述第一 第四排氣排氣支管一字排開，出口方向相平行且共線，排氣歧管進氣法蘭固聯(lián)于它們的共線端，相應(yīng)地，排氣歧管進氣法蘭與歧管主體間呈皿字狀結(jié)構(gòu)；第二排氣支管與第三排氣支管間還分別設(shè)有小出氣ロ與大出氣ロ，小出氣ロ處固聯(lián)小出氣法蘭，大出氣ロ處固聯(lián)大出氣法蘭；ERG出氣法蘭固聯(lián)于第四排氣支管的外側(cè)，其出氣孔與第四排氣支管的管腔相接通。作為本實用新型上述結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，所述排氣歧管進氣法蘭所在平面與排氣歧管主體的主軸線相平行且與第一 第四排氣支管的出口方向相垂直。作為進ー步優(yōu)化，所述大出氣法蘭設(shè)于排氣歧管主體上方，與排氣歧管主體的主軸線相平行且與排氣歧管進氣法蘭相垂直設(shè)置。所述小出氣法蘭設(shè)于排氣歧管主體側(cè)部，與排氣歧管主體的主軸線相平行且與排氣歧管進氣法蘭相平行設(shè)置。所述ERG出氣法蘭所在平面，與排氣歧管主體的主軸線相垂直，且同時垂直于排氣歧管進氣法蘭、小出氣法蘭、大出氣法蘭。由于采用了上述的技術(shù)方案，本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，所取得的技術(shù)進步在于I)排氣歧管采用板筋結(jié)構(gòu)，設(shè)計為復(fù)合式焊接エ藝，有效的保證排氣歧管的抗沖擊載荷強度；2)采用雙層結(jié)構(gòu)，起到隔絕熱傳遞的作用，降低排氣歧管表面溫度，有效保持廢氣倉;3)設(shè)計有兩個廢氣出口，成90°角布置，可使增壓器布置緊湊，占用空間小?？傊緦嵱眯滦褪古艢馄绻芙Y(jié)構(gòu)簡單、可靠性高、質(zhì)量輕、滿足了整車排氣系統(tǒng)處理裝置的要求，同時減少發(fā)動機零部件隔熱罩；另外，本實用新型使排氣背壓降低，減少排氣熱損失，充分利用廢氣能力驅(qū)動兩級廢氣渦輪增壓器工作，提高發(fā)動機進氣量，改善排氣系統(tǒng)排放效果，提高了發(fā)動機的效率，改善了發(fā)動機的低速扭矩，提高了發(fā)動機的加速性倉^:。本實用新型適用作各種車輛的四缸增壓發(fā)動機排氣歧管。本實用新型下面將結(jié)合說明書附圖與具體實施例作進ー步詳細說明。

圖I為本實用新型實施例的整體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖I所示實施例的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖；圖3為圖I所示實施例低速エ況工作狀態(tài)的示意圖，圖中箭頭表示氣體流動方向；圖4為圖I所示實施例中速エ況工作狀態(tài)的示意圖，圖中箭頭表示氣體流動方、向；圖5為圖I所示實施例高速エ況工作狀態(tài)的示意圖，圖中箭頭表示氣體流動方向。圖中1ー排氣歧管進氣法蘭，21 24—第一 第四排氣支管，3—大出氣法蘭，4—大出氣ロ，5—小出氣ロ，6—小出氣法蘭，7 — EGR出氣法蘭，8—外殼，9一內(nèi)殼。
具體實施方式
實施例圖I所不為ー種多缸增壓發(fā)動機雙層排氣歧管。如圖2所不,排氣歧管主體為由相隔3mm設(shè)置的外殼8與內(nèi)殼9焊接于一體而成的雙層結(jié)構(gòu)，耐溫可達950°C。外殼8采用鐵素體不銹鋼材料沖壓而成，熱膨脹系數(shù)較低，它的抗變形能力強，排氣歧管耐久性好。內(nèi)殼9為奧氏體不銹鋼沖壓而成，熱膨脹系數(shù)較高，但它的耐溫上限高，從而保證了排氣歧管的耐久性能。外殼8與內(nèi)殼9間帶有間隔設(shè)置的加強筋,使排氣歧管的抗沖擊載荷能力有效增カロ，達到使用要求；而中間的氣隙結(jié)構(gòu)起到隔絕熱傳遞的作用，使廢氣進入增壓器和后處理系統(tǒng)的溫度升高，同時由于隔熱作用排氣歧管的外壁溫度很低，可以不使用隔熱罩，達到減少了排氣歧管周圍部件的熱損傷作用。內(nèi)外層壁厚I. 2mm，使排氣歧管內(nèi)外壁厚總和為
2.4mm,與鑄鐵排氣歧管的壁厚4_5_相比，實現(xiàn)減重目的。排氣歧管主體帶有四個出ロ方向相平行且共線的第一 第四排氣支管21、22、23、24，第一 第四排氣支管21、22、23、24的共線端依次固聯(lián)于用干與汽車發(fā)動機缸蓋相聯(lián)的排氣歧管進氣法蘭I上，相應(yīng)地，排氣歧管進氣法蘭I與歧管主體間呈皿字狀結(jié)構(gòu)。第二排氣支管22與第三排氣支管23間還分別設(shè)有小出氣ロ 5與大出氣ロ 4，小出氣ロ 5處固聯(lián)有用于與汽車發(fā)動機的高壓級廢氣渦輪增壓器相聯(lián)的小出氣法蘭6，大出氣ロ 4處固聯(lián)有用于與汽車發(fā)動機的低壓級廢氣渦輪增壓器相聯(lián)的大出氣法蘭3。第四排氣支管24的外側(cè)還設(shè)有用于與ERG出氣管相聯(lián)的ERG出氣法蘭7，ERG出氣法蘭7其出氣ロ與第四排氣支管24的管腔相接通。排氣歧管進氣法蘭I所在平面與排氣歧管主體的主軸線相平行且與第一 第四排氣支管21、22、23、24的出ロ方向相垂直。大出氣法蘭3設(shè)于排氣歧管主體上方，與排氣歧管主體的主軸線相平行且與排氣歧管進氣法蘭I相垂直設(shè)置。小出氣法蘭5設(shè)于排氣歧管主體側(cè)部，與排氣歧管主體的主軸線相平行且與排氣歧管進氣法蘭I相平行設(shè)置。ERG出氣法蘭7所在平面，與排氣歧管主體的主軸線相垂直，且同時垂直于排氣歧管進氣法蘭I、小出氣法蘭6、大出氣法蘭3。本實施例所提供的上述結(jié)構(gòu)的多缸增壓發(fā)動機雙層排氣歧管，大出氣法蘭3、小出氣法蘭6上廢氣出口直徑大小不同，彼此獨立分開，低壓級增壓器布置在排氣歧管上方，高壓級小增壓器布置在排氣歧管前方，與發(fā)動機整體搭載緊湊。排氣歧管進氣法蘭I、小出氣法蘭6、大出氣法蘭3、ERG出氣法蘭7均采用鐵素體不銹鋼材料沖壓式薄法蘭，構(gòu)件平面度很高，耐熱上限為950°C，熱膨脹系數(shù)較低，從而使法蘭的抗變形能力和耐久性都很高，能有效滿足排氣歧管的密封性要求。參考圖3，在發(fā)動機低轉(zhuǎn)速運行時，發(fā)動機排出的廢氣量少，廢氣在排氣歧管中匯聚到一起后從 直徑小的小出氣ロ 5進入與兩級廢氣渦輪增壓器中的高壓級廢氣渦輪增壓器(小增壓器)，并使之工作；參考圖5，在發(fā)動機高轉(zhuǎn)速運行時，發(fā)動機排出的廢氣量多，廢氣在排氣歧管中匯聚到一起后從直徑大的大出氣ロ 4進入兩級廢氣渦輪增壓器中的低壓級廢氣渦輪增壓器(大增壓器)，并使之工作；參考圖4，發(fā)動機在低轉(zhuǎn)速與高轉(zhuǎn)速之間運行吋，發(fā)動機排出的廢氣在排氣歧管中匯聚到一起后，分別從大小不同的大出氣ロ 4、小出氣ロ 5同時進入與兩級廢氣渦輪增壓器，并使之工作。發(fā)動機在中、低轉(zhuǎn)速運行時，廢氣通過EGR出氣法蘭7進入廢氣再循環(huán)系統(tǒng)，冷卻后進入進氣歧管控制燃燒室內(nèi)NOx的生成。
權(quán)利要求1.ー種多缸增壓發(fā)動機雙層排氣歧管,其特征在于排氣歧管主體為由相隔2—4mm設(shè)置的外殼與內(nèi)殼固聯(lián)而成的雙層結(jié)構(gòu)，外殼與內(nèi)殼間帶有間隔設(shè)置的加強筋； 所述歧管主體帶有第一 第四排氣支管，它們的出口均與用干與汽車發(fā)動機缸蓋相聯(lián)的排氣歧管進氣法蘭相固聯(lián)；歧管主體上還聯(lián)接有用于與汽車發(fā)動機的高壓級氣渦輪增壓器相聯(lián)的小出氣法蘭、用于與汽車發(fā)動機的低壓級廢氣渦輪增壓器相聯(lián)的大出氣法蘭、用于與ERG出氣管相聯(lián)的ERG出氣法蘭。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的多缸增壓發(fā)動機雙層排氣歧管，其特征在于所述第一 第四排氣支管一字排開，出口方向相平行且共線，排氣歧管進氣法蘭固聯(lián)于它們的共線端，相應(yīng)地，排氣歧管進氣法蘭與歧管主體間呈皿字狀結(jié)構(gòu)； 第二排氣支管與第三排氣支管間還分別設(shè)有小出氣ロ與大出氣ロ，小出氣ロ處固聯(lián)小出氣法蘭，大出氣ロ處固聯(lián)大出氣法蘭； ERG出氣法蘭固聯(lián)于第四排氣支管的外側(cè)，其出氣孔與第四排氣支管的管腔相接通。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的多缸增壓發(fā)動機雙層排氣歧管，其特征在于所述排氣歧管進氣法蘭所在平面與排氣歧管主體的主軸線相平行且與第一 第四排氣支管的出口方向相垂直。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的多缸增壓發(fā)動機雙層排氣歧管，其特征在于所述大出氣法蘭設(shè)于排氣歧管主體上方，與排氣歧管主體的主軸線相平行且與排氣歧管進氣法蘭相垂直設(shè)置。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的多缸增壓發(fā)動機雙層排氣歧管，其特征在于所述小出氣法蘭設(shè)于排氣歧管主體側(cè)部，與排氣歧管主體的主軸線相平行且與排氣歧管進氣法蘭相平行設(shè)置。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的多缸增壓發(fā)動機雙層排氣歧管，其特征在于所述ERG出氣法蘭所在平面，與排氣歧管主體的主軸線相垂直，且同時垂直于排氣歧管進氣法蘭、小出氣法蘭、大出氣法蘭。
專利摘要本實用新型公開了一種多缸增壓發(fā)動機雙層排氣歧管，主體為外殼與內(nèi)殼相隔2—4mm焊接而成的雙層結(jié)構(gòu)，兩層間帶有加強筋；歧管主體帶有四個排氣支管，它們的出口均與用于與缸蓋相聯(lián)的排氣歧管進氣法蘭相固聯(lián)；歧管主體上還聯(lián)接有用于與兩級增壓器相聯(lián)的小出氣法蘭、大出氣法蘭，也聯(lián)接有用于與ERG出氣管相聯(lián)的ERG出氣法蘭。本實用新型通過兩個不同的廢氣出口分別進入與之相連的兩級廢氣渦輪增壓器，再進入尾氣處理系統(tǒng)，具有結(jié)構(gòu)簡單、可靠性高的特點，能夠減少發(fā)動機零部件數(shù)量并滿足整車后處理要求，實現(xiàn)發(fā)動機輕量化，有效匹配兩級廢氣渦輪增壓器排放效果，提高了發(fā)動機性能。本實用新型適用作各種車輛的四缸增壓發(fā)動機排氣歧管。
文檔編號F01N13/10GK202483691SQ201120555988
公開日2012年10月10日 申請日期2011年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月28日
發(fā)明者劉興利, 劉祖勤, 邵偉康 申請人:長城汽車股份有限公司