專利名稱：內(nèi)燃機(jī)的排氣歧管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及根據(jù)權(quán)利要求1的前述部分的內(nèi)燃機(jī)的一種排氣歧管。
背景技術(shù)：
從EP 1 426 557 Al中已知這種類型的排氣歧管。在這種類型的排氣歧管的情況下出現(xiàn)的一個(gè)技術(shù)問題是熱膨脹，這種熱膨脹既出 現(xiàn)在這些排氣管彎頭本身之間也出現(xiàn)在所述這些管彎頭與被連接到排氣歧管上的一個(gè)排 氣渦輪增壓器的渦輪機(jī)殼體的供氣管道之間。這種熱膨脹必須得到補(bǔ)償以便避免損壞。如 果排氣歧管被設(shè)計(jì)為一種雙壁、氣隙絕緣的(AGI)歧管，則使用作多個(gè)內(nèi)部滑動(dòng)配合作為 對(duì)其的補(bǔ)償件，然而這些內(nèi)部滑動(dòng)配合不是氣密的，因?yàn)樾纬蛇@些滑動(dòng)配合的這些管部件 僅僅是一個(gè)被插在另一個(gè)之內(nèi)，但沒有以氣密的方式彼此焊接。然而，作為AGI歧管的這些 內(nèi)部管的結(jié)果而發(fā)生的這些泄漏使這些排氣壓力波動(dòng)變得平緩，而這些排氣壓力波動(dòng)在雙 渦旋應(yīng)用的情況下是為了更好地利用動(dòng)力并且因此用于提高性能所需要的。在這些連接點(diǎn) 處的多個(gè)滑動(dòng)配合導(dǎo)致圍繞這些管部件并且由外部的氣密殼體形成的體積被這些排氣壓 力波動(dòng)填充和排空。例如，在所述外部體積中的排氣混合物的構(gòu)成隨著用新鮮空氣沖洗這些氣缸的程 度而改變。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的是提供在權(quán)利要求1的前序部分中限定類型的一種內(nèi)燃機(jī)的 排氣歧管，使之有可能(特別是如果該歧管被設(shè)計(jì)為一種單壁的金屬板歧管時(shí))提供一種 可以成本有效地進(jìn)行生產(chǎn)的結(jié)構(gòu)上柔性的、氣密的構(gòu)形。這一目的是通過權(quán)利要求1的特征來實(shí)現(xiàn)的。具體地講，以下這些特征包括在根據(jù)本發(fā)明的解決方案的這些特別的優(yōu)點(diǎn)之中氣密的管連接；排氣構(gòu)成不通過將一個(gè)額外體積與氣體混合而被改變；作為增加的閥門重疊的結(jié) 果的用于氣缸沖洗的更好的條件；在帶有雙渦旋應(yīng)用的渦輪增壓器的情況下沒有作為內(nèi)部泄漏的結(jié)果的效率損 失；與已知的多個(gè)滑動(dòng)配合實(shí)施方案相比較，在生產(chǎn)中不影響成本的可能性；沒有對(duì)于在標(biāo)準(zhǔn)的AGI歧管的情況下所要求外殼的構(gòu)造空間的損失，并且因此根 據(jù)本發(fā)明的解決方案就在單壁歧管上進(jìn)行安裝而言幾乎完全相同的；由于省略了外殼而節(jié)省成本；與鑄造的歧管相比，無限制的使用金屬板歧管的實(shí)施方案的這些優(yōu)點(diǎn)，例如，像催 化轉(zhuǎn)換器的短的加熱時(shí)間以及對(duì)應(yīng)的排放物和功率的優(yōu)點(diǎn)。因?yàn)樵诟鶕?jù)當(dāng)前標(biāo)準(zhǔn)的金屬板歧管的情況下常規(guī)的是經(jīng)常使用由內(nèi)部高壓形成的管(IHP管)，通過補(bǔ)償器的整合設(shè)計(jì)，有利地有可能是在通過內(nèi)部高壓成形的過程中就 成本而言無影響地形成這些管。這些從屬權(quán)利要求包含本發(fā)明的多個(gè)有利的發(fā)展。與此相關(guān)，特別是應(yīng)該提到提供了一個(gè)支撐套管，所述支撐套管是在焊接這些管 部件之前被松動(dòng)地安置在補(bǔ)償器的區(qū)域中并且通過吸收所發(fā)生的這些彎曲力而防止了相 對(duì)于補(bǔ)償?shù)妮S向方向的橫向松垂。在一個(gè)特別優(yōu)選的實(shí)施方案中，有可能將該支撐套管固定在一側(cè)上，例如，為了這 個(gè)目的焊接是用可能的。此外，在權(quán)利要求15和16中限定了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)渦輪機(jī)殼體，該渦輪機(jī)殼體 構(gòu)成了可以獨(dú)立對(duì)待的一個(gè)主題。


從參照附圖的示例性實(shí)施方案的以下說明中顯現(xiàn)出本發(fā)明的另外的細(xì)節(jié)、優(yōu)點(diǎn)和 特征，在附圖中圖1示出了帶有排氣渦輪增壓器的一個(gè)渦輪機(jī)殼體的AGI排氣歧管的必要部件的 透視圖(現(xiàn)有技術(shù))；圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的一種排氣歧管的透視圖；圖3示出了經(jīng)過了在排氣歧管與到渦輪機(jī)殼體的一個(gè)連接管之間一個(gè)管連接的 截面視圖，以便清楚地示出根據(jù)本發(fā)明的被整合到該管連接中的補(bǔ)償器；圖4示出了經(jīng)過在兩個(gè)排氣管彎頭之間的使用了第二材料層的一個(gè)管連接的截 面視圖。
具體實(shí)施例方式圖1示出了一個(gè)排氣歧管18的透視圖，該排氣歧管被凸緣安裝在一臺(tái)內(nèi)燃機(jī) 20 (由點(diǎn)劃線表示)上并且被連接到排氣渦輪增壓器(未全部展示)的一個(gè)渦輪機(jī)殼體17 上。所述部分的展示足以用于以下對(duì)本發(fā)明的原理的說明，其中應(yīng)該強(qiáng)調(diào)該排氣渦輪增壓 器當(dāng)然具有所有其他常規(guī)的設(shè)計(jì)特征，但這些特征未在圖1中重現(xiàn)以簡化該圖示。根據(jù)圖1所展示的實(shí)施方案，內(nèi)燃機(jī)20具有五個(gè)排氣管彎頭1，這些排氣管彎頭通 向相關(guān)聯(lián)的T型排氣管3并且被連接到其上，并且通入一個(gè)集氣管部件4，該集氣管部件同 樣被設(shè)計(jì)為一個(gè)T型排氣管，如在圖1的圖形展示中詳細(xì)地顯示。如所說明的，圖1僅示出了一種排氣歧管的示例性實(shí)施方案，并且因此對(duì)于本領(lǐng) 域普通技術(shù)人員不言自明的是其他類型的排氣歧管(特別是與具體的內(nèi)燃機(jī)相匹配的其 他類型)也是有可能的。在圖1中所展示的排氣歧管18對(duì)應(yīng)于屬于本申請(qǐng)的申請(qǐng)人的EP 1 426557 Al的 排氣歧管，并且因此EP 1 426 557A1的內(nèi)容特此通過對(duì)該申請(qǐng)的引用以其全文結(jié)合在本 申請(qǐng)的披露中，因?yàn)楦鶕?jù)有待在以下予以說明的本發(fā)明的一個(gè)補(bǔ)償器也可以被用在這種排 氣歧管的情況下。圖1具體地示出了排氣歧管18是通過一個(gè)供氣管道21而連接到集氣管部件4上。 就流動(dòng)而言供氣管道21被連接到渦輪機(jī)殼體7的一個(gè)轉(zhuǎn)子空間15上，其中轉(zhuǎn)子空間15容納了渦輪機(jī)的轉(zhuǎn)子(未在圖1中明確示出)。
圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的單壁排氣歧管，該排氣歧管帶有連同多個(gè)補(bǔ)償器19’的 多個(gè)管彎頭1，以及渦輪機(jī)殼體17。在這個(gè)情況下提供了在至少一個(gè)管彎頭1中使用至少一個(gè)補(bǔ)償器19’。在所有這 些管彎頭1已經(jīng)被集合在一起之后，將一個(gè)額外的補(bǔ)償器19’安排在渦輪機(jī)殼體17的一個(gè) 連接導(dǎo)管27中是有可能的，但不是必需的。為了補(bǔ)償這些熱膨脹，根據(jù)本發(fā)明的排氣歧管具有一個(gè)補(bǔ)償器19’，在圖3的截面 視圖中詳細(xì)地展示了該補(bǔ)償器。為此目的，圖3示出了連同補(bǔ)償器19’的管部件4的一個(gè)管部分4’，該補(bǔ)償器被設(shè) 計(jì)為所述管部件4’的一個(gè)整體部件。如圖3的截面示圖所示，補(bǔ)償器19’被設(shè)計(jì)為一個(gè)補(bǔ)償波紋管22，在本實(shí)例的情況 下該波紋管包括四個(gè)波紋管部分22a至22d。不言而喻，波紋管部分的數(shù)目可以根據(jù)應(yīng)用 而變化以便能夠相應(yīng)地補(bǔ)償多種熱膨脹，這些熱膨脹在某些環(huán)境下視情況而不同。如從圖 3中所顯現(xiàn)的，補(bǔ)償器19’是一個(gè)軸向補(bǔ)償器，在該實(shí)例的情況下該補(bǔ)償器補(bǔ)償了管部分4’ 與供氣管道21之間的變形。應(yīng)該指出，就原理而言，這樣一種補(bǔ)償器19’同樣可以被用在 排氣歧管18的其他管連接部分之間。補(bǔ)償器19’的這種整合設(shè)計(jì)的具體優(yōu)點(diǎn)是根據(jù)在圖3中所展示的實(shí)施方案此時(shí)它 有可能以一種氣密的方式將管部分4’與供氣管道21彼此焊接，為此目的提供了一個(gè)焊接 的管接頭25。此外，為了防止相對(duì)于在圖3中所展示的軸向延伸的安排的橫向松垂，所述特別 優(yōu)選的實(shí)施方案進(jìn)一步具有一個(gè)支撐套管23，該支撐套管(如在圖3中所示)在補(bǔ)償器19’ 的區(qū)域中被安排在管連接之內(nèi)。在組裝的過程中可以將所述支撐套管松動(dòng)地放置在該安排 中并且如果有需要時(shí)可以(例如在焊點(diǎn)24處)被固定到管部分4’上，其中在由參考號(hào)26 所標(biāo)記的點(diǎn)處產(chǎn)生了 一個(gè)內(nèi)部滑動(dòng)配合。在圖3中所展示的特別優(yōu)選的實(shí)施方案的情況下，盡管一個(gè)補(bǔ)償波紋管被展示為 補(bǔ)償器結(jié)構(gòu)，其他補(bǔ)償器結(jié)構(gòu)在原理上也是可想像的，如果它們?cè)试S在彼此連接的這些管 部件之間的一種氣密連接。雖然，根據(jù)圖3的特別優(yōu)選的實(shí)施方案，補(bǔ)償器19’是管部分4’的一個(gè)整體部件， 在原理上還可想像將補(bǔ)償器19’設(shè)計(jì)為供氣管道21的一個(gè)整體部件。在原理上還有可能將補(bǔ)償器19’設(shè)計(jì)為一個(gè)分離的部件，該分離的部件是一個(gè)中 間管部件的一個(gè)整體部分，然后該中間管部件以一種氣密的方式在其末端之一(例如像管 部分4’ )處被連接到排氣歧管18上，而在另一端被連接到渦輪機(jī)殼體17的供氣管道21 上。圖4以一種截面圖的形式示出了在補(bǔ)償器19’的區(qū)域中使用多個(gè)材料層。在高壓 形成操作中形成這些膨脹波紋管的幾何形狀的過程中，被松動(dòng)地放在內(nèi)部管上的多個(gè)另外 的材料層(例如，像一個(gè)第二材料層28)通過該成形操作而被固定地彼此連接，并且因此可 以吸收增大的力。除本發(fā)明的以上書面披露之外，特此明確地提及在圖中對(duì)本發(fā)明的圖解說明。參考號(hào)清單
1排氣管彎頭
2輸入凸緣
3T型排氣管
4集氣管部件
4'管部分
5旁通管道
6左半螺旋
7右半螺旋
8輸出管道
9輸出凸緣
10節(jié)流板
11節(jié)流閥杠桿
12輸出板
13終端板
14軸承殼體凸緣
15轉(zhuǎn)子空間
16下部蓋件
17渦輪機(jī)殼體
18排氣歧管
196與7之間的焊縫
19'補(bǔ)償器
20內(nèi)燃機(jī)
21供氣管道
22補(bǔ)償波紋管
22a-22d膨脹波紋管部
23支撐套管
24焊點(diǎn)
25管焊接部
26內(nèi)部滑動(dòng)配合
27連接導(dǎo)管
28第二材料層
說明書
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權(quán)利要求
一種內(nèi)燃機(jī)(20)的排氣歧管(18)，具有多個(gè)排氣管彎頭(1)，這些排氣管彎頭對(duì)應(yīng)于該內(nèi)燃機(jī)(20)的汽缸數(shù)目，所述排氣管彎頭在一端通入一個(gè)輸入凸緣(2)之中而在另一端被集合在一起，該輸入凸緣可以被緊固到該內(nèi)燃機(jī)(20)上；具有一個(gè)供氣管道(21)，該供氣管道在一端被連接到一個(gè)集氣管部件(4)上而在另一端被連接到一個(gè)排氣渦輪增壓器的一個(gè)渦輪機(jī)的渦輪機(jī)殼體(17)的一個(gè)轉(zhuǎn)子空間(15)上；并且具有至少一個(gè)補(bǔ)償器(19’)，該補(bǔ)償器用于補(bǔ)償在該至少一個(gè)排氣管彎頭(1)與該供氣管道(21)之間的熱應(yīng)力，其特征在于，該至少一個(gè)補(bǔ)償器(19’)被設(shè)計(jì)為一種部件，該部件被整合在至少一個(gè)排氣管彎頭(1)之中。
2.如權(quán)利要求1所述的排氣歧管，其特征在于該補(bǔ)償器(19’)被設(shè)計(jì)為一種補(bǔ)償波紋 管(22)。
3.如權(quán)利要求1或2所述的排氣歧管，其特征在于該供氣管道(21)與該集氣管部件 (4)被彼此焊接。
4.如權(quán)利要求1所述的排氣歧管，其特征在于至少與該補(bǔ)償器(19’)一起的這些排氣 管彎頭(1)被設(shè)計(jì)為通過內(nèi)部高壓形成的多個(gè)管。
5.如權(quán)利要求1所述的排氣歧管，其特征在于該補(bǔ)償器(19’)配備有一個(gè)支撐套管 (23)。
6.如權(quán)利要求5所述的排氣歧管，其特征在于該支撐套管(23)被安排在該補(bǔ)償器 (19’ )之內(nèi)。
7.如權(quán)利要求6所述的排氣歧管，其特征在于該支撐套管(23)被松動(dòng)地放置在該補(bǔ)償 器(19’ )之內(nèi)。
8.如權(quán)利要求5所述的排氣歧管，其特征在于該支撐套管(23)在其一端被固定到一個(gè) 排氣管彎頭(1)上。
9.如權(quán)利要求1所述的排氣歧管，其特征在于該補(bǔ)償器(19’)配備有至少兩個(gè)金屬板層。
10.如權(quán)利要求7所述的排氣歧管，其特征在于該支撐套管(23)在其一端上被焊接到 該集氣管部件(4)上。
11.如權(quán)利要求1所述的排氣歧管，其特征在于這些排氣管彎頭(1)被一個(gè)熱保護(hù)板所 環(huán)繞。
12.如權(quán)利要求1所述的排氣歧管，其特征在于這些排氣管彎頭(1)被該熱保護(hù)板以一 種非氣密的方式所環(huán)繞。
13.如權(quán)利要求1所述的排氣歧管，其特征在于使用了一種雙渦旋的渦輪機(jī)殼體。
14.如權(quán)利要求1所述的排氣歧管，其特征在于使用了一種單流渦輪機(jī)殼體。
15.一種排氣渦輪增壓器的渦輪機(jī)殼體(17)，該渦輪機(jī)殼體配備有如權(quán)利要求1所述 的一種排氣歧管(18)。
16.一種排氣渦輪增壓器的渦輪機(jī)殼體(17)，具有一個(gè)供氣管道(21)，該供氣管道就流動(dòng)而言被連接到一個(gè)渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子的一個(gè)轉(zhuǎn)子2空間(15)上，其特征為如權(quán)利要求1至14的這些區(qū)別特征中的至少一個(gè)所述的一種補(bǔ)償器(19’ )。
全文摘要
本發(fā)明涉及內(nèi)燃機(jī)(20)的一種排氣歧管(18)，該排氣歧管具有多個(gè)排氣管彎頭(1)，這些排氣管彎頭對(duì)應(yīng)于內(nèi)燃機(jī)(20)的汽缸的數(shù)目，所述排氣管彎頭在一端被一起帶入一個(gè)輸入凸緣(2)之中而在另一端被集合在一起，該輸入凸緣可以被緊固到內(nèi)燃機(jī)(20)上；具有一個(gè)供氣管道(21)，該供氣管道在一端被連接到一個(gè)集氣管部件(4)上而在另一端被連接到排氣渦輪增壓器的渦輪機(jī)的渦輪殼體(17)的一個(gè)轉(zhuǎn)子空間(15)上；并且具有至少一個(gè)補(bǔ)償器(19’)，用于補(bǔ)償在至少一個(gè)排氣管彎頭(1)以及該供氣管道(21)中的熱應(yīng)力，其中該至少一個(gè)補(bǔ)償器(19’)被設(shè)計(jì)為一種部件，它被整合在至少一個(gè)排氣管部件(1)之中。
文檔編號(hào)F01N13/10GK101960113SQ200980106345
公開日2011年1月26日 申請(qǐng)日期2009年3月11日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月13日
發(fā)明者O·熊姆尼格 申請(qǐng)人:博格華納公司