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歧管

阅读：825发布：2020-05-12

IPRDB可以提供歧管专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明涉及一种用于内燃发动机的歧管系统（1），其包括设计为收集歧管的壳体（2），该壳体还具有两个入口（20，21）和一个出口（24），用以将内燃机的两个出口流体连接到一个排气系统；至少一个位于所述壳体上的连接口（22，23），用以连接到一个双层壳体气隙隔热歧管（30‑33）的外壳体；以及连接到所述连接口的至少一个气隙隔热歧管，所述气隙隔热歧管包括内壳体（34）以及外壳体（35），其中内壳体设有一个用以与内燃机的一个出口流体连通的入口（36）；其中所有的气隙隔热歧管都完全由金属片形成并且结构与尺寸相同；壳体上两个入口中的一个与出口之间的距离A2介于30毫米与300毫米之间，或者介于50毫米与120毫米之间。，下面是歧管专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种用于内燃机的歧管系统（1），其包括：

a）作为收集歧管的壳体（2），所述壳体设有两个入口（20，21）以及一个出口（24），用以将内燃机的两个出口流体连接到一个排气系统；

b）至少一个位于所述壳体（2）上的连接口（22，23），用以连接到一个双层壳体气隙隔热歧管（30-33）的外壳体；以及c）至少一个气隙隔热歧管（30-33）被连接到所述连接口（22，23），该气隙隔热歧管（30-

33）包括内壳体（34）以及外壳体（35），其中内壳体（34）设有一个用以与内燃机的一个出口流体连通的入口（36）；

其特征在于：

d）所有的气隙隔热歧管（30-33）都完全由金属片形成并且结构与尺寸均相同；

e）壳体（2）上两个入口（20，21）中的一个与出口（24）之间的距离（A2）介于30毫米与300毫米之间，或者介于50毫米与120毫米之间。

2.如权利要求1所述的歧管系统（1），其特征在于：距离（A2）是根据排气的声波而标注尺寸，排气的声波的波长（L）根据n*A2或者1/n*A2来计算，其中n代表不是零的自然数。

3.如权利要求1或2所述的歧管系统（1），其特征在于：壳体（2）内的两个入口（20，21）彼此进行流体以及声学交换。

4.如前述任意一项权利要求所述的歧管系统（1），其特征在于：壳体（2）内的两个入口（20，21）被一个管壁（27）隔开以及由该管壁（27）形成了两个流道（25，26），其中，这两个流道（25，26）在管壁（27）的端部流入出口（24），这两个流道（25，26）通过位于管壁（27）上且位于出口（24）上游的一个开孔（271）或者穿孔进行流体以及声学交换。

5.如权利要求4所述的歧管系统（1），其特征在于：所述开孔（271）或者穿孔具有位于25平方毫米与50平方毫米之间的整体截面积。

6.如前述任意一项权利要求所述的歧管系统（1），其特征在于：所述壳体（2）被设置为单件式的铸件。

7.如权利要求6所述的歧管系统（1），其特征在于：所述壳体（2）是由低合金灰口铸铁制成，其碳含量至少为1.00重量百分比以及其他每一种添加合金的平均重量百分比不超过

50.00。

8.如权利要求1-4项中任意一项所述的歧管系统（1），其特征在于：作为多片或者双层部的壳体（2）完全是由金属片形成，外壳体（28）与至少一个内壳体（29）之间也形成有气隙隔热，连接口（22，23）被形成在所述外壳体（28）上。

9.如权利要求8所述的歧管系统（1），其特征在于：气隙隔热歧管（30-33）具有一个连接口（38）以及出口（37），其中气隙隔热歧管（31，32）通过它的连接口（38）直接与壳体（2）相连，气隙隔热歧管（31，32）通过它的出口（37）与另一个气隙隔热歧管（30，33）的连接口（38）相连。

10.如前述任意一项权利要求所述的歧管系统（1），其特征在于：气隙隔热歧管（30，33）最外部的出口（37）被盖子（4）封闭。

11.如前述任意一项权利要求所述的歧管系统（1），其特征在于：气隙隔热歧管（30，31）通过例如焊接、钎焊或者粘胶的结合技术与壳体（2）相连接。

12.如前述任意一项权利要求所述的歧管系统（1），其特征在于：壳体（2）仅具有一个连接口（22），所述连接口（22）将两个气隙隔热歧管（30-31）直接或者间接连接起来。

13.如前述任意一项权利要求所述的歧管系统（1），其特征在于：壳体（2）连接所述出口到涡轮增压器的一个壳体，并为此目的形成有位于发动机缸体与涡轮增压器之间的承载结构。

14.一种系统，包括如前述任意一项权利要求所述的歧管系统（1）以及一个内燃机。

说明书全文

歧管

技术领域

[0001] 本发明涉及一种用于内燃机的歧管系统，其包括设计为用于收集歧管的壳体。该壳体设有两个入口以及一个出口，用以将内燃机的两个出口与排气系统流体连通。该壳体设有用以与双壳气隙隔热歧管的外壳连通的连接口。至少一个气隙隔热歧管与所述连接口相连。该气隙隔热歧管包括内壳体以及外壳体，其中内壳体设有一个入口，用以与内燃机的一个出口流体连通。

背景技术

[0002] 入口、出口以及连接口是指管子或者壳体的相应端部。所述相应端部通过进一步的连接元件，例如法兰或者焊接材料，与其他结构件相连接。

[0003] 欧洲专利EP1914401A2揭示了一种已知的用于内燃机的壳体，该壳体配置为具有若干排气导管的收集歧管。壳体的一端设有能够与内燃机的出口相连接的排气入口，另一端与具有排气出口的收集装置相连接。至少一根排气导管在内燃机的出口至收集装置之间是铸造成型的。至少另一根排气导管在内燃机的出口至收集装置之间形成为结构管或者片壳。

[0004] 德国专利DE3925802A1揭示了一种用以连接内燃机的两个出口与排气系统的铸件，作为两个歧管的适配器。另外的出口与排气系统的连接通过单独的、不与铸件连接的歧管实现。

[0005] 根据德国专利DE10301395A1，用双层壳体作为收集歧管也是已知的，其中外壳体直接与内燃机的所有出口连接在一起。

发明内容

[0006] 本发明提出了改善排气系统，以便在内燃机的多个重要的转速范围内，使得排气噪音以及排气系统得以优化的问题。每一款发动机具有它单独的、最佳的操作点，其中扭矩和油耗之间的复杂关系是有利的。这样最佳的操作点发生在相对狭窄的转速范围内，因此在声学上改善排气系统的解决方案是针对这些相关的转速范围。

[0007] 根据本发明，问题是这样解决的：所有的气隙隔热歧管都完全由金属片形成，并且结构与尺寸相同。壳体上其中一个入口与出口之间的距离介于30毫米与300毫米之间，或者介于50毫米与120毫米之间。

[0008] 受益于与收集歧管或者壳体相连的气隙隔热歧管是相同的设计，在出口与收集管之间产生的声学相比现有的歧管系统听起来更和谐，特别是在六缸直列式发动机中。这种改善在当其中一个入口与出口之间的距离是一定的情况下尤其有效。根据歧管系统的类型，前述距离所处的区间是50毫米至120毫米。在小的设计尺寸的短距离情况下，已经证实距离的轻微变换会影响声音特性。另一方面，距离的增大会产生较好的声音特性。

[0009] 这样的歧管系统尤其适用于卡车柴油发动机或者固定式柴油发动机，其中在靠近收集歧管的地方设有涡轮增压器。作为中央以及承载部分的壳体构成了足够的静力，用于连接涡轮增压器与发动机壳体上的出口。

[0010] 当距离是根据排气的声波而标注尺寸时，本发明尤其有效。它的波长是根据n*A2或者1/n*A2来计算的，其中n代表不是零的自然数；A2是以上描述的两个入口中的一个与出口之间的距离；L是声音的平均物理波长，其通过排气中声音的扩展速度C [m/s = 米/秒]与波的频率f [ 1/s = 赫兹]的商来计算，即L=C/f。在700ºC 的排气温度和300 赫兹的频率下，得到一个大约为750毫米的波长L。带有300赫兹的这信号就产生了，例如，通过六缸发动机在3000 rpm[ 转/每分钟] 的情况下。此低频信号可以在1/10波长L的距离下被加重，例如在壳体中的A2距离为75 毫米。

[0011] 如果壳体内的两个入口彼此在流体以及声学交换时，本发明也是有效的。其进一步提高了和谐，因为动平衡可以在壳体内发生。

[0012] 此外，如果壳体内的两个入口被一个管壁隔开以及由该管壁形成两个流道时，本发明是有效的。其中，这两个流道在管壁的端部流入出口，这两个流道通过位于管壁上且位于出口上游的一个开孔或者穿孔进行流体以及声学交换。如此设置，不具有任何声学以及流体动态交互的绝对群组分离的特性与不具有群组分离以及具有完整声学和流体动态交互的特征相耦合，其中流体动态交互位于靠近流道的这两个歧管区域之间。位于管壁上的所述开孔或者穿孔降低了流体动态交互，但是同时声学交互保持大部分完整。声学交互的程度在两个入口中的一个与出口之间的距离上以及转速上都是变化的，因为根据作为限定泄漏点的开孔的大小，转速提高，交互降低。

[0013] 如果开孔或者穿孔具有位于25平方毫米与50平方毫米之间的整体截面积，本发明也是有效的。

[0014] 如果收集歧管或者壳体被设置为单件式铸件，也是有利的。与金属片材相比，铸件的振动特性非常优越，就收集歧管的声学来说是相关的。

[0015] 本发明有特别的重要性，当收集歧管是由低合金灰口铸铁制成的时候，其碳含量至少为1.00重量百分比以及其他每一种添加合金的平均重量百分比不超过50.00。如灰口铸铁这样的公知材料具有较好的声学振动特性。

[0016] 可选地，当作为多片或者双层部的壳体完全是由金属片形成、外壳体与内壳体之间也形成有气隙隔热以及在外壳体上形成有连接口时，本发明也是有利的。金属片的声学缺点可以通过特殊形状的外壳体进行补偿。

[0017] 这同样是有利的，对于气隙隔热歧管具有一个连接口以及出口，其中气隙隔热歧管通过它的连接口直接与收集歧管相连，气隙隔热歧管通过它的出口与另一个气隙隔热歧管的连接口相连。通过这种方式，人们可以在收集歧管的两侧连接一个气隙隔热歧管以及在两侧连接两个气隙隔热歧管。用于四缸内燃机的、带有两个金属片歧管的歧管系统能够用另外两个相同的金属片歧管进行补充，以扩展成能够适用于六缸内燃机的歧管系统。

[0018] 这也是有利的，当气隙隔热歧管最外部的出口被盖子封闭的时候。根据特定系统，所述盖子能够适应每一个相同的气隙隔热歧管。

[0019] 此外，它可以是有利的，当气隙隔热歧管通过例如焊接、钎焊或者粘胶等结合技术与收集歧管相连接时。特别地，对于由灰口铸铁制成的收集歧管而言，焊接连接提供了非常简单且经济的制作方法。为了实现灵活组装，通过设置管接螺母、V形带夹、法兰连接或者夹紧件，将气隙隔热歧管与收集歧管连接也同样是有利的。

[0020] 此外，当收集歧管仅具有将两个气隙隔热歧管直接或者间接连接起来的一个连接口时，本发明也是有利的。对于特别的应用，这种非对称式的设计相比于对称式的设计具有声学益处。

[0021] 最后，这也是有利的，当收集歧管连接所述出口到涡轮增压器的一个壳体，并为此目的形成有位于发动机缸体与涡轮增压器之间的承载结构时。

附图说明

[0022] 本发明其它的优势以及细节，在权利要求和说明书中加以说明且在附图中示出。附图中：
图1a是壳体的剖视图，其中收集歧管的流道交互作用；
图1b是图1a中收集歧管的侧面视图；
图2是具有一个收集歧管以及四个气隙隔热歧管的歧管系统的剖视图，其中收集歧管的流道交互作用；
图3是具有一个收集歧管以及两个气隙隔热歧管的歧管系统的剖视图，其中收集歧管的流道交互作用；
图4是由金属片制成的双层收集歧管的示意图；
图5是收集歧管与气隙隔热歧管之间的法兰连接的剖视图；
图6是通过收集歧管内嵌入件对收集歧管与气隙隔热歧管进行连接的剖视图；
图7a是两侧带有V形带夹的收集歧管的示意图；
图7b是收集歧管与气隙隔热歧管之间的V形带夹的剖视图；
图8a是从上面观察的收集歧管内入口与出口之间距离的示意图；
图8b是从侧面观察的收集歧管内入口与出口之间距离的示意图。

具体实施方式

[0023] 图1a显示了形成有收集歧管的壳体2的剖视图，其中收集歧管具有交互作用的流道25，26。所述壳体2是由灰口铸铁制成，其除了包括用以与内燃机的出口（未图示）相连的两个入口20，21外，还包括均用以与气隙隔热歧管31，32相连的两个连接口22，23。请参图1b所示，自所述两个入口20，21，相互并行且部分地被一个管壁27隔开的两个流道25，26在壳体2的内部延伸，直到壳体的出口24。为了提高收集歧管2的声学特征，两个流道25，26通过位于管壁27内的开孔271实现交互作用。

[0024] 在图2 中所示的歧管系统1 的实施方式中，壳体2是非对称设计。但是，正如在图1a 和图1b 的实施方式中，壳体2设有用以各自与气隙隔热歧管31，32相连的连接口23以及两个入口20，21。自所述两个入口20，21，两个流道25，26在壳体2的内部延伸直到壳体2的出口24。这里也同样，两个流道25，26在交互作用上部分地被一个管壁27隔开。请详细参图8a 和图8b，如箭头所示的两个流道25，26的平均长度对应距离A2。距离A2位于各自的入口20，
21与出口24之间。在图示的实施方式中，距离A2相差1.6 的因数。

[0025] 图3 显示了用于直列4缸内燃机的歧管系统1的壳体2。所述壳体2仅具有用于气隙隔热歧管30的一个连接口22。在此壳体2中，没有设置用以降低两个流道25，26交互作用的管壁27。

[0026] 图4显示了一个作为收集歧管的气隙隔热壳体2。所述壳体2具有一个外壳体28以及与外壳体28整合在一起的两个内壳体29。

[0027] 所述壳体2作为一个承载部件将发动机缸体的出口（未图示）与涡轮增压器的壳体（未图示）相连接。在一侧或者两侧，气隙隔热歧管30-30与壳体2相连，但是不具有任何承载以及静态相关的功能。

[0028] 如图2以及图3所示的两个实施方式中，气隙隔热歧管30-30的几何与结构相同，且由金属片形成。受益于所有气隙隔热歧管30-33是相同的设计，在内燃机最为重要的一些操作点的声学特性被提高了，因为气隙隔热歧管30-33的振动和共振表现是相同的。不同的结构可能导致不同的振动和共振表现。

[0029] 此外，上述相同的形状具有以下优点，结合为了两个出口的、作为收集歧管2的壳体2，可以在为四缸内燃机的歧管系统1上增加两个气隙隔热歧管30，33，以用于六缸内燃机。最后一个串联的气隙隔热歧管30，33被盖子4封闭。气隙隔热歧管30-33之间的连接以及气隙隔热歧管30-33与盖子4之间的连接通过焊接形成。

[0030] 相同的气隙隔热歧管30包括一个内壳体34以及围绕内壳体34的外壳体35。这两个壳体34，35自各自的入口36沿流动方向向各自的出口37延伸，并且向与各自的连接口38的流动方向相反。在各自的入口36-38，内壳体34与外壳体35连接在一起，奔向其中一个流动方向。

[0031] 当各自的气隙隔热歧管30-33连接到壳体2时，外壳体35是特别接合技术的关健。作为一个原则，内壳体34仅仅被插入到壳体2中。

[0032] 优选地，壳体2与各自的气隙隔热歧管31，32之间的连接采用焊接连接。可选地，根据图5-7b所示，还可以采用诸如法兰7、或者内嵌入件8、或者V形带夹6的连接方式。

[0033] 在图8a 和图8b 中，位于各自的入口20，21与出口27之间的距离A2也取决于入口20，21的各自直径De与出口24的直径Da的尺寸比。对于内燃机最重要的操作点的最佳声学适应，尤其关于最重要负载区域的关键转速，距离A2、直径比De，Da以及气隙隔热歧管30-33 的相同形状因此是关键的。

标题	发布/更新时间	阅读量
进气歧管-专利编号CN109209697B	2020-05-13	1019
一种歧管-专利编号CN106605023B	2020-05-12	826
歧管-专利编号CN101189463B	2020-05-11	1063
歧管-专利编号CN101619794A	2020-05-12	810
歧管-专利编号CN106103930A	2020-05-12	824
歧管-专利编号CN101189463A	2020-05-11	814
歧管-专利编号CN107429600B	2020-05-11	289
歧管-专利编号CN107429600A	2020-05-11	915
进气歧管-专利编号CN110863932A	2020-05-13	437
进气歧管-专利编号CN107676204B	2020-05-13	741

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