專利名稱：廢氣收集器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及內(nèi)燃機(jī)的廢氣收集器，特別是機(jī)動車輛中的廢氣收集器。 本發(fā)明還涉及一種配置有這樣的廢氣收集器的廢氣系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在內(nèi)燃機(jī)中，為了將廢氣輸送到公共的廢氣管道，廢氣收集器起著 收集從內(nèi)燃機(jī)發(fā)動機(jī)組的各個氣缸(特別是氣缸頭部)排出所述廢氣的 作用。為了達(dá)到這個目的，借助法蘭將這樣的廢氣收集器直接連接到汽 缸頭部上。在這種程度上，這樣的廢氣收集器(也可以稱為排氣管)形 成廢氣系統(tǒng)中廢氣部件的入口區(qū)域。 ，
在工作過程中產(chǎn)生相對較高廢氣溫度的內(nèi)燃機(jī)中，可以使用具有空 氣間隙隔層的廢氣收集器，該廢氣收集器內(nèi)的外殼體包括至少一個內(nèi)殼 體，以便形成隔熱的空氣間隙。
另外，現(xiàn)代的內(nèi)燃機(jī)可以配置廢氣渦輪增壓機(jī)，以提高內(nèi)燃機(jī)的性 能?？梢酝ㄟ^法蘭將這樣的廢氣渦輪增壓機(jī)的渦輪機(jī)端入口直接連接到 廢氣收集器上。在這樣類型的發(fā)動機(jī)中，可以使用被稱之為雙渦管廢氣
渦輪增壓機(jī)(twin scroll exhaust gasturbocharger)的廢氣渦輪增壓機(jī)，這 種廢氣渦輪增壓機(jī)以下述事實(shí)著稱，所述事實(shí)為兩個單獨(dú)的入口通道 自廢氣端入口通向廢氣渦輪增壓機(jī)的公共渦輪?？梢酝ㄟ^在兩個入口通 道之間有選擇地分開廢氣流的方式來改善這樣的雙渦管廢氣渦輪增壓機(jī) 的響應(yīng)性能，所述廢氣流周期性地出現(xiàn)在各個氣缸的兩個入口通道中。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及下述問題，即詳細(xì)說明廢氣收集器的改進(jìn)實(shí)施方式，或 隨其配置有廢氣收集器的廢氣系統(tǒng)的改進(jìn)實(shí)施方式，該改進(jìn)的實(shí)施方式 尤其以下述事實(shí)引人注目，所述事實(shí)為如果廢氣收集器與渦輪增壓機(jī) 一起使用時，特別是與雙渦管渦輪增壓機(jī)一起使用時，所述改進(jìn)的實(shí)施 方式可以改善配置有所述廢氣收集器的內(nèi)燃機(jī)的增壓作用，尤其是以改 善響應(yīng)性能的方式改善來內(nèi)燃機(jī)的增壓性能。
根據(jù)本發(fā)明，上述問題是通過獨(dú)立權(quán)利要求的主題解決的。優(yōu)選的 實(shí)施方式為從屬權(quán)利要求的主題。
本發(fā)明以下述總構(gòu)思為基礎(chǔ)即廢氣收集器在公共的外殼體具有用于 容納兩個單獨(dú)的內(nèi)殼體的容納空間，利用分隔板將容納空間分隔成兩個
單獨(dú)空間，每個容納空間都容納其中一個內(nèi)殼體。就壓力波動而言，分 隔板相對有效地消除了這兩個單獨(dú)空間的相互影響。為了達(dá)到這個目的， 按照下述方式將分隔板(例如金屬板狀的部件)設(shè)置在外殼體內(nèi)，所述 方式為分隔板以差不多不漏氣的方式或者至少抑制兩個單獨(dú)空間之間 氣體交換的方式將兩個單獨(dú)空間彼此分隔開。很顯然，在外殼體內(nèi)形成 單獨(dú)空間可以減小兩個內(nèi)殼體內(nèi)的氣流之間的相互作用，在兩個內(nèi)部殼 體中，所述氣流本身是互相獨(dú)立的。這樣的相互作用可能會因?yàn)樾孤┒?發(fā)生，所述泄漏的結(jié)果是廢氣穿過其中一個內(nèi)殼體進(jìn)入外殼體，并經(jīng)過 所述外殼體進(jìn)入另外一個內(nèi)殼體和/或廢氣收集器的出口側(cè)。因此，外殼 體內(nèi)的分隔板可以改善將廢氣分開引導(dǎo)至渦輪增壓機(jī)入口的作用，所述 渦輪增加機(jī)通過法蘭直接連接在廢氣收集器上。其中特別是對于雙渦管 廢氣增壓機(jī)的情況，可以顯著地改善在內(nèi)燃機(jī)低轉(zhuǎn)速時的響應(yīng)性能。
外殼體可以具有連接廢氣渦輪增壓機(jī)的出口區(qū)域。帶有出口孔的兩個 內(nèi)殼體的出口部分在上述出口區(qū)域終止。因此，可以借助內(nèi)殼體的出口
孔將內(nèi)殼體直接連接在雙渦管廢氣渦流增壓機(jī)的兩個入口通道上。這兩個出口部分的分隔板現(xiàn)在優(yōu)選地延伸至出口區(qū)域內(nèi)。特別地，為了改善 兩個單獨(dú)空間對氣體交換和/或壓力波動傳遞的分隔作用，這里可以使分 隔板與渦輪增壓機(jī)的連接區(qū)域相互作用。
根據(jù)另外一個優(yōu)選的實(shí)施方式，分隔板能夠以與兩個內(nèi)殼體間隔開的 方式延伸。在這個程度上，分隔板可以實(shí)現(xiàn)空氣間隙隔熱的原理。
從屬權(quán)利要求、附圖和參照附圖對附圖的相關(guān)說明展示了本發(fā)明其 它的重要特征和優(yōu)點(diǎn)。
當(dāng)然，在不脫離本發(fā)明范圍的情況下，不僅僅可以將前述特征和下 面要說明的特征用在分別具體說明的組合中，也可以將它們用在其它的 組合中或者單獨(dú)使用它們。
附圖中示出了本發(fā)明優(yōu)選的示范性實(shí)施方式，下面的說明將詳細(xì)地解 釋這些實(shí)施例。在下面的說明中相同的附圖標(biāo)記指相同或類似或者功能 相同的部件。


在附圖中，每個附圖都是示意性的， 附圖1示出廢氣收集器的平面附圖2示出廢氣收集器的側(cè)視圖，該側(cè)視圖的視角相應(yīng)于附圖1中 的觀察方向II;
附圖3示出穿過廢氣收集器的縱向剖視圖，該剖視圖的視角相應(yīng)于 附圖2中的觀察方向III;
附圖4示出局部剖視圖，該剖視圖的視角相應(yīng)于附圖2中的觀察方 向IV;
附圖5示出縱向剖視圖，該剖視圖的視角相應(yīng)于附圖2中的觀察方
向V;
附圖6示出橫向剖視圖，該剖視圖的視角相應(yīng)于附圖5中的觀察方向VI;以及
附圖7示出視角與附圖5中的觀察方向VII相應(yīng)的視圖。
具體實(shí)施例方式
根據(jù)附圖1至3，廢氣系統(tǒng)l(僅部分示出)可以具有至少一個廢氣收 集器2和這里由實(shí)線示出渦輪增壓機(jī)3。所述廢氣系統(tǒng)1起到將內(nèi)燃機(jī)(未 示出)，尤其是機(jī)動車輛中，能夠設(shè)置所述廢氣系統(tǒng)1的內(nèi)燃機(jī)中的廢 氣導(dǎo)出的作用。廢氣收集器2形成廢氣系統(tǒng)1的入口區(qū)域，設(shè)置廢氣收 集器2，以將其安裝在內(nèi)燃機(jī)的汽缸頭部上。為了達(dá)到這個目的，廢氣收 集器2具有法蘭4，借助該法蘭4可以將廢氣收集器2安裝在汽缸頭部上。 廢氣收集器2具有外殼體5，該外殼體5優(yōu)選由兩個外殼6和7組成。此 外，外殼體5具有出口區(qū)域8，渦輪增壓機(jī)3在出口區(qū)域8處連接在廢氣 收集器2上。
根據(jù)附圖3，廢氣收集器2具有兩個內(nèi)殼體9和10，內(nèi)殼體9和10 都有多個入口孔11和出口孔12。各個內(nèi)殼體9和IO在器入口孔11和出 口孔12之間形成連通連接部。每個入口孔11都分配給內(nèi)燃機(jī)的一個汽 缸。從而，在示出的樣例中，廢氣收集器2是準(zhǔn)備用在六缸發(fā)動機(jī)組或 者V12發(fā)動機(jī)上的。這里，示出的該實(shí)施方式不限制一般適用性。因此, 特別地，廢氣收集器2還可以設(shè)置在其它的實(shí)施方式中，以用在四缸發(fā) 動機(jī)組、V8發(fā)動機(jī)或者八缸發(fā)動機(jī)組中。
外殼體5環(huán)繞容納空間13，兩個所述的內(nèi)殼體9、 IO設(shè)置在容納空 間13內(nèi)。在樣例中，內(nèi)殼體9、 IO從接收空間13中突出出來，或者內(nèi) 殼體9、 IO僅僅在入口部分14的區(qū)域內(nèi)從外殼體5中突出出來，所述的 每個入口部分14都具有一個入口孔11。在示出的樣例中，將廢氣收集器 2設(shè)置成帶有空氣間隙隔層的廢氣收集器2。因此，外殼體5按照在外殼 體5和兩個內(nèi)殼體9、10之間形成隔熱空氣間隙的方式封住兩個內(nèi)殼體9、10。在該樣例中，外殼體5僅僅在入口部分14的區(qū)域內(nèi)支撐在內(nèi)殼體9、 10上。
根據(jù)附圖3至5和7，廢氣收集器2還具有分隔板15，該分隔板15 按照將容納空間13分隔成兩個單獨(dú)空間16、 17的方式設(shè)置在外殼體5 中。這里分隔板15按照下述方式在兩個內(nèi)殼體9、 IO之間延伸，所述方 式為在所有情況下兩個內(nèi)殼體9、 10的每個分別容納在兩個單獨(dú)空間 16、 17的其中一個內(nèi)。例如，根據(jù)附圖3，示出在左側(cè)的內(nèi)殼體9容納 在左側(cè)的單獨(dú)空間16內(nèi)，而右側(cè)的內(nèi)殼體IO設(shè)置在右側(cè)的單獨(dú)空間17 內(nèi)。
根據(jù)附圖4至7，內(nèi)殼體9、 IO各具有一個出口部分18，該出口部 分18具有各個內(nèi)殼體9、 10的出口孔12。這里按照下述方式使出口部分 18成形，所述方式為使出口部分18以外殼體5的出口區(qū)域8中的出口 孔12終止。可以看到現(xiàn)在分隔板15在這些出口部分18之間延伸至外殼 體5的出口區(qū)域8。這里適當(dāng)?shù)卦O(shè)置分隔板15，使其與兩個內(nèi)殼體9、 10 間隔開。因此，在各種情況下在分隔板15和各個內(nèi)殼體9、 IO之間都可 以實(shí)現(xiàn)隔熱空氣間隙。
分隔板15是與兩個外殼6、 7適當(dāng)分開的部件，但是，例如可以將 分隔板15固定在兩個外殼6、 7的其中一個上。例如可以通過焊接連接 將分隔板固定在兩個外殼6、 7的其中一個上。因此，當(dāng)裝配廢氣收集器 2時，可以提前將分隔板15固定在外殼6、 7的其中一個上。這樣當(dāng)裝配 兩個外殼6、 7時，可以使分隔板15支撐在單獨(dú)的其它外殼6、 7上，這 可以借助例如彎曲的邊緣區(qū)域，特別是表面上的彎曲邊緣區(qū)域來實(shí)現(xiàn)。 結(jié)果在兩個部分空間16、 17之間能夠?qū)崿F(xiàn)一定程度的密封效果。
根據(jù)附圖4至7，優(yōu)選按照下述方式設(shè)置兩個內(nèi)殼體9、 IO的出口部 分18，所述方式為使兩個出口孔12在出口區(qū)域8上彼此鄰接設(shè)置，在 這種情形中，兩個出口孔12也可以適當(dāng)?shù)匚挥谕粋€平面上。例如從附圖5中可以明顯看到后一種設(shè)置方式。優(yōu)選廢氣渦輪增壓機(jī)3在廢氣收
集器2上的安裝方式是直接連接。為了達(dá)到這個目的，渦輪增壓機(jī)3的 入口區(qū)域19直接連接在外殼體5的出口區(qū)域8上。在這種情況下，如同 在示出的示范實(shí)施方式中那樣，可以使用連接部件20，在示出的樣例中 該連接部件20設(shè)置成環(huán)形體。在一方面，在安裝完畢的狀態(tài)下，可以將 連接部件20焊接在外殼體5的出口區(qū)域8上，這樣就形成渦輪增壓機(jī)3 入口區(qū)域19的插入孔。另外，在安裝完畢的狀態(tài)下，連接部件20可以 焊接在渦輪增壓機(jī)3的出口區(qū)域19上。渦輪增壓機(jī)3的入口區(qū)域19形 成兩個內(nèi)殼體9、 10的兩個出口部分18的兩個插孔21。這里插入?yún)^(qū)域 21同時構(gòu)成渦輪增壓機(jī)3的入口孔。因此，在安裝完畢的狀態(tài)下，兩個 出口部分18插入在兩個插孔21內(nèi)。插孔21形成入口通道22，上面已經(jīng) 提到這些入口通道，這里用箭頭示出這些入口通道，它們分別通向渦輪 增壓機(jī)3的渦輪機(jī)(這里未示出)。兩股分別被引導(dǎo)至該點(diǎn)處的廢氣流 僅僅在渦輪機(jī)處或者各個渦輪處匯集。
在這里示出的實(shí)施方式中，分隔板15另外還支撐在渦輪增壓機(jī)3的 入口區(qū)域19上。特別地，這里在入口區(qū)域19處形成容納槽23，分隔板 15的自由端邊緣插在容納槽23內(nèi)。這使分隔板15在安裝完的狀態(tài)下被 固定。同時這使分隔板15的密封作用得以改善。
這里容納槽23可以直接形成在渦輪增壓機(jī)3入口區(qū)域19的端面內(nèi)。 類似地，如同在附圖4和5中示出的那樣，可以在獨(dú)立的網(wǎng)板28上形成 容納槽23，兩個出口部分18支撐在網(wǎng)板28上。從附圖7中也可以看到 這種設(shè)置方式。在安裝完畢的狀態(tài)下，網(wǎng)板28支撐在渦輪增壓機(jī)3入口 區(qū)域19的端面處，因此該網(wǎng)板28可以限制，例如入口區(qū)域19插入到出 口區(qū)域8內(nèi)的深度。這里可以以和入口區(qū)域19分開的方式制造網(wǎng)板28。 特別地，為了簡化渦輪增壓機(jī)3相對于廢氣收集器2的定位作業(yè)，可以 將網(wǎng)板28用作公差補(bǔ)償部件。具體地講，當(dāng)安裝廢氣收集器2時所述網(wǎng)板28已經(jīng)存在了。例如從附圖7中可以明顯看到這一點(diǎn)。在沒有渦輪增 壓機(jī)3時，出現(xiàn)附圖7中示出的出口區(qū)域8。
在這里示出的實(shí)施方式中，兩個內(nèi)殼體9、 10在它們的入口部分14 的區(qū)域內(nèi)永久地連接(特別是焊接)在法蘭4上。類似地，外殼體5可 以直接連接在法蘭4上，例如可以通過相應(yīng)的焊縫將外殼體5連接在法 蘭4上。外殼體5在入口部分14的區(qū)域內(nèi)永久地連接(特別是焊接)在 內(nèi)殼體9、 10上。外殼體5也可以在入口部分14的區(qū)域內(nèi)連接在法蘭4 上。此外，當(dāng)安裝渦輪增壓機(jī)3時，外殼體5可以以間接的方式在渦輪 增壓機(jī)的出口區(qū)域8內(nèi)支撐在內(nèi)殼體9、 10的出口部分18上。具體地這 可以借助連接部件20和渦輪增壓機(jī)3的入口區(qū)域19實(shí)現(xiàn)?；旧弦部?以構(gòu)思出將外殼體5永久地連接在法蘭4上的實(shí)施方式。類似地，外殼 體5可以在出口部分18的區(qū)域內(nèi)永久地連接在內(nèi)殼體9、 10上。
如同從附圖1中可以明顯看到的那樣，可以設(shè)置兩個內(nèi)殼體9、 10， 使其呈多個部件的形式。例如，兩個內(nèi)殼體9、 IO每個都包括作為獨(dú)立 部件的三個入口管24，每個入口管24都形成其中一個入口部分14。此 外，每個內(nèi)殼體9、 10都包括連接管25，該連接管25通過對接管26將 第一和第二入口管24連接在出口管27上。各自的出口管27將第三入口 管24和連接管25連接在相應(yīng)的出口部分18上。至少這些部件24、 25、 26、 27中的兩個部件按照下述方式安裝，即借助滑動配合(未詳細(xì)地示 出) 一個部件可以相對于另外一個部件移動。這樣就可以吸收內(nèi)殼體9、 IO的結(jié)構(gòu)中受熱產(chǎn)生的膨脹作用。這些滑動配合設(shè)置可以導(dǎo)致泄漏，這 樣的泄漏使得廢氣穿過各個內(nèi)殼體9、 IO進(jìn)入各個單獨(dú)空間16、 17內(nèi)。 同時也可以使廢氣流的壓力波動通過滑動配合設(shè)置擴(kuò)散至單獨(dú)空間16、 17內(nèi)。分隔板15減少或者防止兩個單獨(dú)空間16、 17之間的連通連接。 從而分隔板15以大致不漏氣的方式將兩個單獨(dú)空間16、 17彼此分隔開。 特別地，分隔板15減小了一個內(nèi)殼體9的廢氣和另外一個內(nèi)殼體10的廢氣之間的壓力波動導(dǎo)致的相互作用。如果將連接在廢氣收集器2上的 渦輪增壓機(jī)3設(shè)置呈雙渦管渦輪增壓機(jī)的話，可以改善渦輪機(jī)的氣流的 分離作用，從而使得渦輪增壓機(jī)3的響應(yīng)性能得以改善。
權(quán)利要求
1. 一種內(nèi)燃機(jī)廢氣系統(tǒng)(1)的廢氣收集器，特別是機(jī)動車輛中的廢氣收集器，所述廢氣收集器-具有兩個內(nèi)殼體(9、10)，每個內(nèi)殼體都以連通的方式將多個入口孔(11)連接在出口孔(12)上，-具有一個外殼體(5)，所述外殼體(5)封住容納空間(13)，兩個內(nèi)殼體(9、10)的至少一部分設(shè)置在容納空間(13)中，-具有一個分隔板(15)，該分隔板(15)將容納空間(13)分成兩個單獨(dú)空間(16、17)，-兩個所述內(nèi)殼體(9、10)中的每個分別容納在兩個單獨(dú)空間(16、17)的其中一個內(nèi)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的廢氣收集器，其特征在于，外殼體(5)具有 出口區(qū)域(8)，兩個內(nèi)殼體(9、 10)的出口部分(18)在出口區(qū)域(8) 內(nèi)以出口部分的出口孔(12)終止，并且其特征在于，分隔板(15)在 出口部分(18)之間延伸至出口區(qū)域(8)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的廢氣收集器，其特征在于，分隔板(15) 與內(nèi)殼體(9、 10)間隔開設(shè)置。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的廢氣收集器，其特征在于，外殼 體(5)由兩個外殼(6、 7)裝配而成，并且其特征在于，分隔板(15) 僅僅只固定在其中一個外殼(6、 7)上，或者至少固定在其中一個外殼(6、 7)上。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l至4中任一項(xiàng)所述的廢氣收集器，其特征在于，所述 廢氣收集器(2)準(zhǔn)備用于安裝在四缸發(fā)動機(jī)組、V8型發(fā)動機(jī)、六缸發(fā) 動機(jī)組、八缸發(fā)動機(jī)組或者V12型發(fā)動機(jī)的氣缸組上。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的廢氣收集器，其特征在于，兩個 內(nèi)殼體(9、 10)的出口孔(12)在外殼體(5)的出口區(qū)域(8)內(nèi)彼此 鄰接設(shè)置，特別是位于一個平面上彼此鄰接設(shè)置。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的廢氣收集器，其特征在于，將廢 氣收集器(2)設(shè)置成帶有空氣間隙隔層的廢氣收集器(2)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的廢氣收集器，其特征在于，每個 入口孔(11)都形成在各自的內(nèi)殼體(9、 10)的入口部分(14)上，并 且特征在于，廢氣收集器(2)具有法蘭(4)，該法蘭(4)用來將廢氣收 集器(2)安裝在內(nèi)燃機(jī)上。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的廢氣收集器，-其特征在于內(nèi)殼體(9、 10)在入口部分(14)的區(qū)域內(nèi)永久地連接在 法蘭(4)上，和/或-其特征在于外殼體(5)在入口部分(14)的區(qū)域內(nèi)永久地連接在內(nèi)殼 體(9、 10)上，和/或-其特征在于外殼體(5)在入口部分(14)的區(qū)域內(nèi)永久地連接在法蘭 (4)上，和/或-其特征在于外殼體(5)在內(nèi)殼體(9、 10)出口部分(18)的區(qū)域內(nèi)永 久地連接在內(nèi)殼體(9、 10)上，所述出口部分(18)具有出口孔(12)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)所述的廢氣收集器，其特征在于，至 少一個內(nèi)殼體(9、 10)由多個部件配置而成，使各個內(nèi)殼體(9、 10) 的至少兩個元件(24、 25、 26、 27)按照借助滑動配合使一個元件能夠 相對于另外一個元件移動的方式設(shè)置所述的多個部件。
11. 一種內(nèi)燃機(jī)的廢氣系統(tǒng)，特別是機(jī)動車輛中的廢氣系統(tǒng)，該廢氣系 統(tǒng)-具有雙渦輪廢氣渦輪增壓機(jī)(3)，-具有如權(quán)利要求1至io中任一項(xiàng)要求保護(hù)的廢氣收集器(2)，該廢氣收集器(2)固定在廢氣渦輪增壓機(jī)(3)上，-內(nèi)殼體(9、 IO)的兩個出口孔(12)，這兩個出口孔(12)以連通的方式 連接在廢氣渦輪增壓機(jī)(3)上的兩個入口孔(21)上，入口孔(21)通 過單獨(dú)的入口通道(22)通向廢氣渦輪增壓機(jī)(3)的渦輪機(jī)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種內(nèi)燃機(jī)廢氣系統(tǒng)(1)的廢氣收集器(2)，特別是機(jī)動車輛中的廢氣收集器，該廢氣收集器(2)具有兩個內(nèi)殼體(9、10)，每個內(nèi)殼體都以連通的方式將多個入口孔(11)連接在出口孔(12)；外殼體(5)，所述外殼體(5)封住容納空間(13)，兩個內(nèi)殼體(9、10)的至少一部分設(shè)置在容納空間(13)中。為了改善可以與廢棄收集器(2)相連的渦輪增壓機(jī)(3)的響應(yīng)性能，提出設(shè)置分隔板(15)，該分隔板(15)將容納空間(13)分成兩個單獨(dú)空間(16、17)，兩個所述內(nèi)殼體(9、10)中的每個分別容納在兩個單獨(dú)空間(16、17)的其中一個內(nèi)。
文檔編號F01N13/08GK101469631SQ20081018814
公開日2009年7月1日 申請日期2008年12月19日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月24日
發(fā)明者弗蘭克·米勒 申請人:J·埃貝斯佩歇合資公司