專利名稱：排氣歧管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及設(shè)置于搭載在汽車等車輛上的發(fā)動機(jī)上的排氣歧管。
背景技術(shù)：
在汽車等車輛上所搭載的多氣缸發(fā)動機(jī)上，為了集中來自各排氣端口的廢氣并將其導(dǎo)入排氣管，在氣缸蓋上安裝有排氣歧管。該排氣歧管一般包括多個(gè)支管部和這些支管部集合而成的集合管部，在這些支管部的頂端部上設(shè)有相對于汽缸蓋的安裝凸緣。在排氣歧管上，也有安裝凸緣被分別獨(dú)立設(shè)置于各支管部上，但是，也有安裝凸緣一體地設(shè)置于多個(gè)支管部上。具體而言，在多個(gè)支管(支管部)的一端側(cè)設(shè)有安裝凸緣，該安裝凸緣由螺栓等固定于汽缸蓋(例如，參照專利文獻(xiàn)I)。當(dāng)發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，各氣缸內(nèi)的廢氣被排出至排氣歧管的各支管部中，該廢氣在集 合管部內(nèi)匯合病從排氣口排出。此時(shí)，排出至該排氣歧管內(nèi)的廢氣溫度將達(dá)到超過800°C的高溫。因此，排氣歧管由于暴露于廢氣中而發(fā)生熱膨脹并導(dǎo)致較大的變形。當(dāng)在安裝凸緣一體地設(shè)置于多個(gè)支管部上時(shí)，可能會產(chǎn)生以下問題，例如，如集合管部的熱膨脹致使排氣歧管塑性變形，使汽缸蓋的安裝面翹起，并最終發(fā)生破裂，廢氣泄漏。這種問題在支管部之間的部分尤其容易產(chǎn)生。為了解決上述問題，例如，如專利文獻(xiàn)I所述的，在安裝凸緣上設(shè)置狹縫。而且，例如在排氣歧管的凸緣部(安裝凸緣)上，使凸緣部的下邊緣到凸緣寬度的大致中央附近的安裝面凹陷并以形成薄壁部(例如參照專利文獻(xiàn)2)。專利文獻(xiàn)I日本實(shí)開平06-14434號公報(bào)專利文獻(xiàn)2日本特開09-324625號公報(bào)根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，可以抑制由于排氣歧管自身的熱變形而產(chǎn)生的應(yīng)力(熱應(yīng)力)，抑制各支管部之間的集合管部的破裂等破損的發(fā)生。如專利文獻(xiàn)I所述的排氣歧管那樣分離安裝凸緣與集合管部的結(jié)構(gòu)的集合管部的破損對用于連接支管部的集合管部的熱變形的影響較大。并且，專利文獻(xiàn)I公開一種為了抑制由于集合管部的熱變形導(dǎo)致集合管部的破損，通過狹縫分離安裝凸緣的結(jié)構(gòu)。在這種結(jié)構(gòu)中，由于安裝凸緣追隨集合管部的熱變形，因此可以抑制產(chǎn)生的應(yīng)力的程度。然而，可能會產(chǎn)生以下情況當(dāng)通過狹縫完全分離安裝凸緣時(shí)，在集合管部熱變形時(shí)，安裝凸緣過于變形(追隨)，致使排氣歧管與汽缸蓋之間的密封性下降。而且，還會出現(xiàn)以下情況隨著安裝凸緣的變形(追隨)，固定排氣歧管與汽缸蓋的螺栓負(fù)荷增加，螺栓破損，或由于螺栓對排氣歧管施加負(fù)荷，導(dǎo)致集合管部破損。并且，專利文獻(xiàn)2所述的排氣歧管是一種集合管部緊貼地設(shè)置于安裝凸緣的結(jié)構(gòu)，顯然，伴隨集合管部的熱變形的安裝凸緣的變形(追隨)的效果小。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于上述課題而提出，其目的在于提供一種可以良好地保持與汽缸蓋之間密封性、同時(shí)抑制由排氣歧管自身的變形所引起的破損的排氣歧管。根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供一種安裝于發(fā)動機(jī)的汽缸蓋上的排氣歧管，其包括多個(gè)支管部、一體地設(shè)置于多個(gè)上述支管部的一端部并安裝于上述汽缸蓋上的安裝凸緣、設(shè)置于上述支管部的另一端部側(cè)并連接有多個(gè)上述支管部的集合管部，其中，在上述支管部之間劃分有分離上述安裝凸緣與上述集合管部的空間部，并在至少一對上述支管部之間、且在上述安裝凸緣的與上述汽缸蓋的接觸面上設(shè)有槽部。根據(jù)本發(fā)明的第二方面，在上述安裝凸緣上設(shè)有貫通孔，該貫通孔插入有將該安裝凸緣固定于上述汽缸蓋的螺栓，上述槽部通過上述貫通孔上而設(shè)置。根據(jù)本發(fā)明的第三方面，上述槽部以小于上述貫通孔的直徑的寬度形成。根據(jù)本發(fā)明的第四方面，在上述安裝凸緣上設(shè)有貫通孔，該貫通孔插入有將該安裝凸緣固定于上述汽缸蓋的螺栓，上述槽部設(shè)置于上述貫通孔的兩側(cè)。根據(jù)本發(fā)明的第五方面，上述槽部的深度為上述安裝凸緣厚度的1/2以上。 根據(jù)本發(fā)明的第六方面，上述槽部沿著與上述支管部的并列設(shè)置方向大致垂直的方向延伸，跨越上述安裝凸緣的上述第一方向上的兩端部之間連續(xù)地形成。根據(jù)本發(fā)明的第七方面，上述槽部沿著與上述支管部的并列設(shè)置方向大致垂直的方向延伸，跨越上述安裝凸緣的上述第一方向上的兩端部之間斷續(xù)地形成。根據(jù)本發(fā)明排氣歧管，可以良好地追隨安裝凸緣的與空間部相對的部分的變形(翹起)，同時(shí)可以抑制在集合管部的與空間部分相對的部分產(chǎn)生的熱應(yīng)力。因此，可以抑制集合管部或支管部伴隨這種熱變形產(chǎn)生破損。


圖I為表示本發(fā)明的一實(shí)施方式涉及的發(fā)動機(jī)的構(gòu)成示意圖。圖2為表示本發(fā)明的一實(shí)施方式涉及的排氣歧管的立體示意圖。圖3為表示本發(fā)明的一實(shí)施方式涉及的安裝凸緣的主要部分的平面圖及截面圖。圖4為說明本發(fā)明的一實(shí)施方式涉及的排氣歧管產(chǎn)生的應(yīng)力的狀態(tài)的示意圖。圖5為表示本發(fā)明的一實(shí)施方式涉及的排氣歧管的變形例的平面圖。
具體實(shí)施例方式以下，針對本發(fā)明涉及的排氣歧管的結(jié)構(gòu)參照附圖進(jìn)行詳細(xì)說明。圖I為表示本發(fā)明涉及的包括排氣歧管的發(fā)動機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖I所示的發(fā)動機(jī)10是進(jìn)氣管噴射式(Multi Point Injection)多氣缸發(fā)動機(jī)，例如直列三缸發(fā)動機(jī)，在構(gòu)成該發(fā)動機(jī)10的氣缸蓋11上并列設(shè)置有三個(gè)氣缸12。在各氣缸(燃?xì)馐?12上，雖未圖示，但分別配置有火花塞，同時(shí)還設(shè)有進(jìn)氣端口及排氣端口。在氣缸蓋11的進(jìn)氣端口連接有進(jìn)氣歧管20，進(jìn)氣管40連接于進(jìn)氣歧管20。在進(jìn)氣歧管20上設(shè)有與各氣缸12對應(yīng)的多個(gè)燃料噴射閥13。上述燃料噴射閥13經(jīng)輸送管14連接于燃料箱(未圖示)，將燃料箱供給的燃料適當(dāng)?shù)貒娚渲吝M(jìn)氣歧管20或各氣缸12內(nèi)。另一方面，在氣缸蓋11的排氣端口連接有排氣歧管30，排氣歧管30連接有排氣管50。在排氣管50上安裝有作為廢氣凈化用催化劑的三元催化劑51等。在此，如圖2所示，本發(fā)明涉及的排氣歧管30具備與各排氣端口對應(yīng)的三根支管部31、設(shè)置于上述多個(gè)支管部31的一端部并安裝于氣缸蓋11的安裝凸緣32、設(shè)置于支管部31的另一端部側(cè)的集合管部33。上述支管部31、安裝凸緣32及集合管部33例如由鑄鐵等金屬一體地形成。在排氣歧管30固定于汽缸蓋11的狀態(tài)下，集合管部33沿著大致水平方向延伸設(shè)置。各支管部31以規(guī)定間隔被配置在其集合管部33的長度方向，并設(shè)置成向集合管部33的側(cè)方凸出。然后，安裝凸緣32 —體地形成于多個(gè)各支管部31的前端部。即安裝凸緣32在與集合管部33分離的狀態(tài)下一體地形成于各支管部31上，在集合管部33與安裝凸緣32之間形成空間部34。該安裝凸緣32由多個(gè)螺栓(未圖示)固定于汽缸蓋11的安裝面上。因此，安裝凸緣32上，在各支管部31的周圍設(shè)有多個(gè)插通螺栓的多個(gè)貫通孔35。安裝凸緣32的各支管部31之間的部分形成小于與支管部31對應(yīng)的部分的寬度的窄幅部32a，如圖3的平面圖及沿其A-A'線的截面圖所示，在該窄幅部32a上也形成有插通螺栓100的貫通孔35。而且，在安裝凸緣32的各支管部31之間的部分即、窄幅部32a上設(shè)有沿著與支管部31的并 列設(shè)置方向大致垂直的第一方向(圖3中上下方向)延伸的槽部36。換言之,安裝凸緣32的窄幅部32a設(shè)有厚度小于其他部分的薄壁部37。在本實(shí)施方式中，貫通孔35設(shè)置在窄幅部32a的第一方向上的大致中央部，槽部36在該貫通孔35上延伸設(shè)置，橫跨安裝凸緣32的窄幅部32a的第一方向上的兩端部連續(xù)地形成。該槽部36形成為在與氣缸蓋11接觸的接觸面?zhèn)?、即支管?1從安裝凸緣32延伸出去的一側(cè)相反的一側(cè)開口。在這種結(jié)構(gòu)排氣歧管30中，當(dāng)發(fā)動機(jī)10啟動后，由來自汽缸蓋11的廢氣致使集合管部33熱膨脹時(shí)，設(shè)置于窄幅部32a的薄壁部37隨著集合管部33的熱膨脹而變形(跟隨)。由此，通過使安裝凸緣32良好地變形可以抑制熱應(yīng)力。其結(jié)果是，可以在防止薄壁部37導(dǎo)致的過度變形，確保與氣缸蓋11之間的密封性，同時(shí)避免支管部31或集合管部33破損這一問題的發(fā)生。當(dāng)來自汽缸蓋11的廢氣排出至排氣歧管30時(shí)，集合管部33的與空間部34相對的部分33a雖然熱膨脹(高溫時(shí))，但是，由于安裝凸緣32的剛性及螺栓的束縛力，如圖4的(a)中箭頭所示，在該部分33a上產(chǎn)生要抑制熱膨脹變形的壓縮方向(支管部31的并列設(shè)置方向)的應(yīng)力。隨之，集合管部33的與空間部34相對的部分33a發(fā)生塑性變形。然后，變?yōu)槌?發(fā)動機(jī)停止)后，上述部分33a欲恢復(fù)至原形，但是，由于塑性變形致使比原狀態(tài)變短，因此，如圖4的(b)中箭頭所示，該部分33a產(chǎn)生相反的拉伸應(yīng)力。由于該高溫與常溫的重復(fù)致使塑性變形的程度蓄積，成為破損原因的在拉伸方向產(chǎn)生的應(yīng)力變大，最終，集合管部33或支管部31發(fā)生破損。這樣隨著集合管部33的熱變形在集合管部33或支管部31上產(chǎn)生的應(yīng)力隨著遠(yuǎn)離集合管部33的與空間部34相對的部分33a而越小。在上述本發(fā)明中，在安裝凸緣32的與汽缸蓋11抵接的接觸面?zhèn)仍O(shè)置槽部36，在窄幅部32a上形成有薄壁部37。由此，排氣歧管30的各部中的溫度較低、剛性較高的部分的剛性降低，隨著集合管部33的熱膨脹薄壁部37及其周邊良好地變形。因此，可以減輕在集合管部33的與空間部34相對的部分33a上產(chǎn)生的壓縮應(yīng)力。并且，當(dāng)通過機(jī)械加工形成槽部36時(shí)，可以減少制約，提高生產(chǎn)性。尤其是，槽部36在與氣缸蓋11抵接的接觸面上形成開口，因此，具有以下優(yōu)點(diǎn)。即、高溫廢氣從發(fā)動機(jī)10排出之后立即流入排氣歧管30，因此，與排氣系統(tǒng)的其他部件相t匕，可以承受更大的熱的影響。當(dāng)安裝凸緣32的各支管部31之間的部分熱膨脹時(shí)，為使槽部36的開口幅度擴(kuò)大，安裝凸緣32的各支管部31之間的部分向氣缸蓋11側(cè)延伸地變形，但是，由于安裝凸緣32與氣缸蓋11接觸，因此，可以抑制過度的延伸，降低各支管部31之間的部分的破損的可能性。而且，槽部36的深度無特別限定，但優(yōu)選為安裝凸緣32厚度的1/2以上。由此，可以隨著窄幅部32a的變形而進(jìn)一步使安裝凸緣32良好地變形、跟隨。并且，當(dāng)在貫通孔35上形成槽部36時(shí)，優(yōu)選方式是，槽部36的寬度小于貫通孔35的直徑。由此，可以確保插通到貫通孔35內(nèi)的螺栓與安裝凸緣32之間的充分的接觸面積，通過該螺栓可以牢固地(無松弛地)固定排氣歧管30與汽缸蓋11。并且，安裝凸緣32在各支管部31上并不獨(dú)立，而是經(jīng)由薄壁部37連續(xù)地形成，良好地維持其剛性。因此，也可以抑制排氣歧管30與氣缸蓋11之間的密封性的下降。并且，如上所述，在本實(shí)施方式中，由于在貫通孔35上延伸設(shè)置槽部36，并橫跨安 裝凸緣32的窄幅部32a的第一方向上的兩端間連續(xù)地形成，因此，可以抑制安裝凸緣32的變形的偏差。由此，可以更可靠地抑制管部的破損。首先，槽部36橫跨安裝凸緣32的窄幅部32a的第一方向上的兩端部之間連續(xù)地形成，從而使得安裝凸緣32的窄幅部32a在第一方向上大致均勻地變形。并且，排氣歧管30的安裝凸緣32由插通至貫通孔35內(nèi)的螺栓牢固地固定于汽缸蓋11上。因此，可以認(rèn)為由集合管部33的熱應(yīng)力引起的安裝凸緣32的變形是在支管部31的并列設(shè)置方向上以貫通孔35附近為基準(zhǔn)產(chǎn)生的。因此，由于槽部36 (薄壁部37)設(shè)置于貫通孔35上，使得在槽部36的兩側(cè)安裝凸緣32大致均勻地變形。而且,槽部36未必設(shè)置于貫通孔35上。槽部36也可以設(shè)置于與貫通孔35不同的位置，此時(shí)，例如，如圖5所示，優(yōu)選方式是，分別設(shè)置于貫通孔35的兩側(cè)。并且，在本實(shí)施方式中，例示了槽部36在第一方向上橫跨安裝凸緣32的第一方向上的兩端部之間連續(xù)地設(shè)置的結(jié)構(gòu)，但是，槽部36例如也可以在第一方向上斷續(xù)地設(shè)置。而且，在本實(shí)施方式中，在安裝凸緣32的各支管部31之間的部分(窄幅部32a)上設(shè)置槽部36，但是，槽部36也可以不設(shè)置在全部的窄幅部32a上，可以根據(jù)需要適當(dāng)設(shè)置即可。并且，在本實(shí)施方式中，通過在安裝凸緣32上設(shè)置槽部36來形成薄壁部37，但也可以不設(shè)置槽部，而是通過其他方式來形成薄壁部37。以上針對本發(fā)明的一實(shí)施方式進(jìn)行了說明，但本發(fā)明并不限定于這種實(shí)施方式，在不脫離其主旨的范圍內(nèi)，可以適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行變更。例如，在上述實(shí)施方式中，雖然例示以三缸發(fā)動機(jī)對本發(fā)明進(jìn)行了說明，當(dāng)然，本發(fā)明也可以適用于構(gòu)成四缸以上的發(fā)動機(jī)的排氣歧管。并且，例如，在上述實(shí)施方式中，雖然以例示進(jìn)氣管噴射式發(fā)動機(jī)對本發(fā)明進(jìn)行了說明，當(dāng)然，本發(fā)明例如也可以適用于構(gòu)成缸內(nèi)噴射式等其他類型的發(fā)動機(jī)的排氣歧管。符號說明10發(fā)動機(jī)11汽缸蓋
12氣缸13燃料噴射閥
14輸送管20進(jìn)氣歧管
30排氣歧管31支管部
32安裝凸緣32a窄幅部
33集合管部34空間部
35貫通孔36槽部
37薄壁部40進(jìn)氣管 50排氣管51三元催化劑
權(quán)利要求
1.一種排氣歧管，安裝于發(fā)動機(jī)的汽缸蓋上，其特征在于包括 多個(gè)支管部； 安裝凸緣，一體地設(shè)置于多個(gè)所述支管部的一端部，并安裝于所述汽缸蓋上；以及 集合管部，設(shè)置于所述支管部的另一端部側(cè)，并連接有多個(gè)所述支管部， 其中，在所述支管部之間劃分有分離所述安裝凸緣與所述集合管部的空間部， 在至少一對所述支管部之間、且在所述安裝凸緣的與所述汽缸蓋的接觸面上設(shè)有槽部。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的排氣歧管，其特征在于 在所述安裝凸緣上設(shè)有貫通孔，將所述安裝凸緣固定于所述汽缸蓋的螺栓插入所述貫通孔， 所述槽部以通過所述貫通孔上的方式設(shè)置。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的排氣歧管，其特征在于所述槽部以小于所述貫通孔的直徑的寬度形成。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的排氣歧管，其特征在于 在所述安裝凸緣上設(shè)有貫通孔，將所述安裝凸緣固定于所述汽缸蓋的螺栓插入所述貫通孔， 所述槽部設(shè)置于所述貫通孔的兩側(cè)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的排氣歧管，其特征在于 所述槽部的深度大于等于所述安裝凸緣的厚度的1/2。
6.根據(jù)權(quán)利要求I至5中任一項(xiàng)所述的排氣歧管，其特征在于 所述槽部沿著與所述支管部的并列設(shè)置方向大致垂直的第一方向延伸，并橫跨所述安裝凸緣的所述第一方向上的兩端部之間連續(xù)地形成。
7.根據(jù)權(quán)利要求I至5中任一項(xiàng)所述的排氣歧管，其特征在于 所述槽部沿著與所述支管部的并列設(shè)置方向大致垂直的第一方向延伸，并橫跨所述安裝凸緣的所述第一方向上的兩端部之間斷續(xù)地形成。
全文摘要
本發(fā)明提供一種排氣歧管，該排氣歧管可以良好地維持與氣缸蓋之間的密封性，同時(shí)抑制由安裝凸緣的變形(翹曲)引起的破損。該排氣歧管包括多個(gè)支管部(31)；安裝凸緣(32)，一體地設(shè)置于多個(gè)支管部(31)的一端部，并安裝于汽缸蓋上；集合管部(33)，設(shè)置于支管部(31)的另一端部側(cè)，并連接有多個(gè)支管部。其中，在支管部(31)之間劃分有分離安裝凸緣(32)與集合管部(33)的空間部(34)，在位于支管部(31)之間的安裝凸緣(32)的與氣缸蓋的接觸面?zhèn)仍O(shè)有槽部(36)。
文檔編號F01N13/10GK102828810SQ201210074769
公開日2012年12月19日 申請日期2012年3月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月17日
發(fā)明者加茂正幸, 梶原邦俊, 小松信之, 細(xì)野清隆, 平石文昭, 福田利實(shí) 申請人:三菱自動車工業(yè)株式會社