一種高排溫汽油機(jī)的排氣歧管結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及排氣歧管領(lǐng)域，具體的說(shuō)是涉及一種高排溫汽油機(jī)的排氣歧管結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]直噴增壓技術(shù)是汽油機(jī)小型化、節(jié)能減排的一種有效方法。高增壓的一個(gè)直接效應(yīng)是提高了發(fā)動(dòng)機(jī)排氣歧管的熱負(fù)荷，許多高增壓汽油機(jī)的排溫已達(dá)到或超過(guò)950°C，相應(yīng)的排氣歧管最高金屬溫度達(dá)800°C以上。
[0003]為使發(fā)動(dòng)機(jī)各缸排氣歧管都具有良好的流動(dòng)性及充分利用排氣脈沖，優(yōu)化的排氣歧管采用歧管結(jié)合后的總管中置，總管長(zhǎng)度為結(jié)構(gòu)上許可的最短長(zhǎng)度，使各缸排氣脈沖盡可能直接進(jìn)入增壓器。對(duì)于4缸發(fā)動(dòng)機(jī)，由于兩外側(cè)排氣歧管(1，4缸)長(zhǎng)度大于兩中間位置排氣歧管(2，3缸)，在相同的進(jìn)出口排氣溫差下外側(cè)排氣歧管熱膨脹大于中間排氣歧管。排氣總管在4缸4沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的每一沖程都和某一缸的排氣沖程相對(duì)應(yīng)，因而其金屬溫度高于各缸歧管，而排氣歧管法蘭則由于缸蓋的冷卻具有排氣歧管的最低金屬溫度。這種溫度分布導(dǎo)致排氣歧管在高熱負(fù)荷條件下工作時(shí)總管向增壓器側(cè)熱膨脹變形及1，4缸排氣歧管向?qū)ΨQ(chēng)中心收縮變形。這種變形引起1，4缸排氣歧管法蘭向排氣歧管對(duì)稱(chēng)中心方向滑移，墊片密封錯(cuò)位、同時(shí)法蘭相對(duì)于密封面翹曲，使密封能力下降。嚴(yán)重時(shí)法蘭密封失效，排氣外泄，法蘭墊片燒蝕。
[0004]高熱負(fù)荷是直噴增壓汽油機(jī)的排氣歧管失效故障幾率遠(yuǎn)高于其它機(jī)型的根本原因。和排氣歧管結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有關(guān)的兩種失效形式為:1)排氣歧管向中心方向蠕變收縮變形；2)排氣歧管法蘭翹曲變形。這些失效模式都導(dǎo)致了排氣歧管密封失效，排氣向環(huán)境泄漏。除了對(duì)材料提出耐高溫要求外，高熱負(fù)荷也對(duì)排氣歧管在整體結(jié)構(gòu)及法蘭密封設(shè)計(jì)提出了更高的要求。如何合理地設(shè)計(jì)整體結(jié)構(gòu)及法蘭密封以更好地適應(yīng)于排氣歧管在高排溫工作時(shí)的熱變形是排氣歧管設(shè)計(jì)的一個(gè)挑戰(zhàn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于解決上述問(wèn)題，提供一種高排溫汽油機(jī)的排氣歧管結(jié)構(gòu)。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:
一種高排溫汽油機(jī)的排氣歧管結(jié)構(gòu)，包括四個(gè)排氣歧管，依次為第一、二、三、四排氣歧管，與發(fā)動(dòng)機(jī)的四個(gè)氣缸一一對(duì)應(yīng)，四個(gè)排氣歧管一端通過(guò)法蘭分別連接四個(gè)氣缸，另外一端匯合成一個(gè)排氣歧管總管，還包括四個(gè)排氣歧管法蘭壓板，一個(gè)排氣歧管法蘭并聯(lián)墊片及八個(gè)緊固雙頭螺栓，緊固雙頭螺栓穿過(guò)法蘭壓板把排氣歧管的法蘭和法蘭并聯(lián)墊片壓緊在氣缸上，每個(gè)排氣歧管法蘭均配有兩個(gè)緊固雙頭螺栓，第一、二排氣歧管法蘭共用兩個(gè)法蘭壓板，第三、四排氣歧管法蘭共用另外兩個(gè)法蘭壓板，第二、三排氣歧管的兩個(gè)法蘭連為一體化并且通過(guò)四個(gè)緊固雙頭螺栓固定在氣缸上。
[0007]在第一、二排氣歧管和第三、四排氣歧管間采用薄壁腹板連接。
[0008]排氣歧管法蘭在放置法蘭壓板位置處設(shè)有銑切平面。
[0009]第一、四排氣歧管的法蘭面積大于第二、三排氣歧管的法蘭面積。
[0010]本發(fā)明的有益效果在于:解決了由于排氣歧管熱變形產(chǎn)生的法蘭密封失效，排氣外泄，法蘭墊片燒蝕等問(wèn)題，提高了發(fā)動(dòng)機(jī)工作的可靠性，該結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔、拆裝方便、性能可靠、實(shí)用性強(qiáng)。
【附圖說(shuō)明】
[0011]圖1:本排氣歧管結(jié)構(gòu)在缸蓋上安裝的主視圖，
圖2:圖1的左視圖，
圖3:排氣歧管法蘭并聯(lián)墊片結(jié)構(gòu)示意圖，
圖4:本發(fā)明的法蘭壓板結(jié)構(gòu)圖，
圖5:本發(fā)明的排氣歧管主視圖，
圖6:本發(fā)明的排氣歧管后視圖，
圖7:本發(fā)明的排氣歧管俯視圖，
圖8:本發(fā)明的排氣歧管仰視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0012]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明:
實(shí)施例:參見(jiàn)圖1至圖8。
[0013]一種高排溫汽油機(jī)的排氣歧管結(jié)構(gòu)，包括四個(gè)排氣歧管，依次為第一、二、三、四排氣歧管1、2、3、4，與發(fā)動(dòng)機(jī)的四個(gè)氣缸一一對(duì)應(yīng)，四個(gè)排氣歧管一端通過(guò)法蘭分別連接四個(gè)氣缸9，另外一端匯合成一個(gè)排氣歧管總管5，還包括四個(gè)排氣歧管法蘭壓板6，一個(gè)排氣歧管法蘭并聯(lián)墊片7及八個(gè)緊固雙頭螺栓8，緊固雙頭螺栓8穿過(guò)法蘭壓板6把排氣歧管的法蘭和法蘭并聯(lián)墊片7壓緊在氣缸9上，每個(gè)排氣歧管法蘭均配有兩個(gè)緊固雙頭螺栓8，第一、二排氣歧管1、2法蘭共用兩個(gè)法蘭壓板6，第三、四排氣歧管3、4法蘭共用另外兩個(gè)法蘭壓板6，第二、三排氣歧管2、3的兩個(gè)法蘭連為一體化并且通過(guò)四個(gè)緊固雙頭螺栓8固定在氣缸9上。
[0014]在第一、二排氣歧管1、2和第三、四排氣歧管3、4間采用薄壁腹板10連接。
[0015]排氣歧管法蘭在放置法蘭壓板6位置處設(shè)有銑切平面11。
[0016]第一、四排氣歧管1、4的法蘭面積大于第二、三排氣歧管2、3的法蘭面積。
[0017]本設(shè)計(jì)說(shuō)明:本發(fā)明將第二、三排氣歧管法蘭連為一體共享四個(gè)緊固螺栓，使其和排氣總管上的增壓器安裝法蘭12形成一個(gè)三角形的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，從而消弱了第二、三排氣歧管法蘭的翹曲變形及排氣總管向增壓器側(cè)的熱膨脹變形時(shí)對(duì)排氣歧管整體結(jié)構(gòu)的影響。在第一、二和第三、四的排氣歧管間采用薄壁腹板連接，使其以連體的第二、三排氣歧管法蘭為依托阻止第一、四排氣歧管向?qū)ΨQ(chēng)中心收縮變形。由于腹板具有良好的傳熱性及因和排氣歧管法蘭保持一定距離而具有較好的彈性，腹板本身的熱變形可以忽略。考慮到第一、四排氣歧管法蘭翹曲變形遠(yuǎn)大于第二、三排氣歧管法蘭及增大法蘭面積可以削弱法蘭的翹曲，加大第一、四排氣歧管法蘭面積。這種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)較好地抑制了排氣歧管的蠕變收縮變形和排氣歧管法蘭的翹曲變形。
[0018]為盡可能地減少排氣歧管法蘭螺栓，每個(gè)法蘭采用兩個(gè)螺栓緊固。缸蓋排氣道出口通常設(shè)計(jì)成矩形或橢圓形。采用兩個(gè)緊固螺栓時(shí)很難對(duì)排氣道出口實(shí)現(xiàn)均勻密封。往往兩螺栓連線分割的排氣道面積具有很大的不對(duì)稱(chēng)性，因而螺栓力產(chǎn)生的密封壓力在面積大的一側(cè)小于面積小的一側(cè)。為解決這一問(wèn)題，本發(fā)明排氣歧管采用壓板方案以提高法蘭面密封的均勻性。第一、二和第三、四的排氣歧管法蘭分別通過(guò)四個(gè)的法蘭壓板連接，并通過(guò)壓板將排氣歧管法蘭壓緊。螺栓力產(chǎn)生的密封壓力通過(guò)壓板重新分布，使法蘭面受力均勻性提高，降低了排氣歧管法蘭受熱變形時(shí)的翹曲，也使因排氣歧管密封不嚴(yán)導(dǎo)致的漏氣風(fēng)險(xiǎn)降低。壓板的另一個(gè)功能是其將四個(gè)缸的排氣歧管法蘭連為一個(gè)整體，因而輔助抑制排氣歧管的收縮變形。由于壓板和排氣歧管法蘭不是一個(gè)真正意義上的整體件，不會(huì)發(fā)生四個(gè)缸的法蘭為整體設(shè)計(jì)時(shí)常見(jiàn)的整個(gè)連體法蘭平面的翹曲。因不是一個(gè)件，任一個(gè)法蘭內(nèi)部的變形應(yīng)力不會(huì)傳到壓板上也不會(huì)由壓板傳到相鄰法蘭。為提高壓板和各法蘭的貼合，排氣歧管法蘭在壓板位置處設(shè)有銑切平面，以保證法蘭密封壓力的均勻性及有效地抑制各缸法蘭翹曲變形。
[0019]本發(fā)明的實(shí)施例公布的是較佳的實(shí)施例，但并不局限于此，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，極易根據(jù)上述實(shí)施例，領(lǐng)會(huì)本發(fā)明的精神，并做出不同的引申和變化，但只要不脫離本發(fā)明的精神，都在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種高排溫汽油機(jī)的排氣歧管結(jié)構(gòu)，包括四個(gè)排氣歧管，依次為第一、二、三、四排氣歧管，與發(fā)動(dòng)機(jī)的四個(gè)氣缸一一對(duì)應(yīng)，四個(gè)排氣歧管一端通過(guò)法蘭分別連接四個(gè)氣缸，另外一端匯合成一個(gè)排氣歧管總管，其特征在于:還包括四個(gè)排氣歧管法蘭壓板，一個(gè)排氣歧管法蘭并聯(lián)墊片及八個(gè)緊固雙頭螺栓，緊固雙頭螺栓穿過(guò)法蘭壓板把排氣歧管的法蘭和法蘭并聯(lián)墊片壓緊在氣缸上，每個(gè)排氣歧管法蘭均配有兩個(gè)緊固雙頭螺栓，第一、二排氣歧管法蘭共用兩個(gè)法蘭壓板，第三、四排氣歧管法蘭共用另外兩個(gè)法蘭壓板，第二、三排氣歧管的兩個(gè)法蘭連為一體化并且通過(guò)四個(gè)緊固雙頭螺栓固定在氣缸上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高排溫汽油機(jī)的排氣歧管結(jié)構(gòu)，其特征在于:在第一、二排氣歧管和第三、四排氣歧管間采用薄壁腹板連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高排溫汽油機(jī)的排氣歧管結(jié)構(gòu)，其特征在于:排氣歧管法蘭在放置法蘭壓板位置處設(shè)有銑切平面。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高排溫汽油機(jī)的排氣歧管結(jié)構(gòu)，其特征在于:第一、四排氣歧管的法蘭面積大于第二、三排氣歧管的法蘭面積。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及排氣歧管領(lǐng)域，具體涉及一種高排溫汽油機(jī)的排氣歧管結(jié)構(gòu)。包括四個(gè)排氣歧管，四個(gè)排氣歧管一端通過(guò)法蘭分別連接四個(gè)氣缸，另外一端匯合成一個(gè)排氣歧管總管，還包括四個(gè)排氣歧管法蘭壓板，一個(gè)排氣歧管法蘭并聯(lián)墊片及八個(gè)緊固雙頭螺栓，緊固雙頭螺栓穿過(guò)法蘭壓板把排氣歧管的法蘭和法蘭并聯(lián)墊片壓緊在氣缸上，每個(gè)排氣歧管法蘭均配有兩個(gè)緊固雙頭螺栓，第一、二排氣歧管法蘭共用兩個(gè)法蘭壓板，第三、四排氣歧管法蘭共用另外兩個(gè)法蘭壓板，第二、三排氣歧管的兩個(gè)法蘭連為一體化并且通過(guò)四個(gè)緊固雙頭螺栓固定在氣缸上。本發(fā)明解決了由于排氣歧管熱變形產(chǎn)生的法蘭密封失效，排氣外泄，法蘭墊片燒蝕等問(wèn)題。
【IPC分類(lèi)】F01N13-10
【公開(kāi)號(hào)】CN104533586
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410818389
【發(fā)明人】騰和, 胡庭軍, 盧川, 張晶明, 廖善權(quán)
【申請(qǐng)人】江鈴汽車(chē)股份有限公司
【公開(kāi)日】2015年4月22日
【申請(qǐng)日】2014年12月25日