歧管制造技术

本发明专利技术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。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术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。
技术介绍
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。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。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。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。
技术实现思路
本专利技术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。根据本专利技术，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。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。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。当距离是根据排气的声波而标注尺寸时，本专利技术尤其有效。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。如果壳体内的两个入口彼此在流体以及声学交换时，本专利技术也是有效的。其进一步提高了和谐，因为动平衡可以在壳体内发生。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，本专利技术是有效的。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。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，本专利技术也是有效的。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。本专利技术有特别的重要性，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。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，本专利技术也是有利的。金属片的声学缺点可以通过特殊形状的外壳体进行补偿。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。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。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。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，本专利技术也是有利的。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。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。附图说明本专利技术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本文档来自技高网...

【技术保护点】
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。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.03.20 DE 20201401031191.一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...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·考夫曼，M·杰曼，A·史泰戈特，
申请(专利权)人：天纳克有限责任公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE