CN102828810A - 排气歧管 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种排气歧管，该排气歧管可以良好地维持与气缸盖之间的密封性，同时抑制由安装凸缘的变形(翘曲)引起的破损。该排气歧管包括：多个支管部(31)；安装凸缘(32)，一体地设置于多个支管部(31)的一端部，并安装于汽缸盖上；集合管部(33)，设置于支管部(31)的另一端部侧，并连接有多个支管部。其中，在支管部(31)之间划分有分离安装凸缘(32)与集合管部(33)的空间部(34)，在位于支管部(31)之间的安装凸缘(32)的与气缸盖的接触面侧设有槽部(36)。

Description

排气歧管

技术领域

本发明涉及设置于搭载在汽车等车辆上的发动机上的排气歧管。

背景技术

在汽车等车辆上所搭载的多气缸发动机上，为了集中来自各排气端口的废气并将其导入排气管，在气缸盖上安装有排气歧管。该排气歧管一般包括多个支管部和这些支管部集合而成的集合管部，在这些支管部的顶端部上设有相对于汽缸盖的安装凸缘。在排气歧管上，也有安装凸缘被分别独立设置于各支管部上，但是，也有安装凸缘一体地设置于多个支管部上。具体而言，在多个支管(支管部)的一端侧设有安装凸缘，该安装凸缘由螺栓等固定于汽缸盖(例如，参照专利文献1)。

当发动机运转时，各气缸内的废气被排出至排气歧管的各支管部中，该废气在集合管部内汇合病从排气口排出。此时，排出至该排气歧管内的废气温度将达到超过800℃的高温。因此，排气歧管由于暴露于废气中而发生热膨胀并导致较大的变形。当在安装凸缘一体地设置于多个支管部上时，可能会产生以下问题，例如，如集合管部的热膨胀致使排气歧管塑性变形，使汽缸盖的安装面翘起，并最终发生破裂，废气泄漏。这种问题在支管部之间的部分尤其容易产生。

为了解决上述问题，例如，如专利文献1所述的，在安装凸缘上设置狭缝。而且，例如在排气歧管的凸缘部(安装凸缘)上，使凸缘部的下边缘到凸缘宽度的大致中央附近的安装面凹陷并以形成薄壁部(例如参照专利文献2)。

【专利文献1】日本实开平06-14434号公报

【专利文献2】日本特开09-324625号公报

根据上述结构，可以抑制由于排气歧管自身的热变形而产生的应力(热应力)，抑制各支管部之间的集合管部的破裂等破损的发生。

如专利文献1所述的排气歧管那样分离安装凸缘与集合管部的结构的集合管部的破损对用于连接支管部的集合管部的热变形的影响较大。并且，专利文献1公开一种为了抑制由于集合管部的热变形导致集合管部的破损，通过狭缝分离安装凸缘的结构。在这种结构中，由于安装凸缘追随集合管部的热变形，因此可以抑制产生的应力的程度。

然而，可能会产生以下情况：当通过狭缝完全分离安装凸缘时，在集合管部热变形时，安装凸缘过于变形(追随)，致使排气歧管与汽缸盖之间的密封性下降。而且，还会出现以下情况：随着安装凸缘的变形(追随)，固定排气歧管与汽缸盖的螺栓负荷增加，螺栓破损，或由于螺栓对排气歧管施加负荷，导致集合管部破损。

并且，专利文献2所述的排气歧管是一种集合管部紧贴地设置于安装凸缘的结构，显然，伴随集合管部的热变形的安装凸缘的变形(追随)的效果小。

发明内容

本发明是鉴于上述课题而提出，其目的在于提供一种可以良好地保持与汽缸盖之间密封性、同时抑制由排气歧管自身的变形所引起的破损的排气歧管。

根据本发明的第一方面，提供一种安装于发动机的汽缸盖上的排气歧管，其包括多个支管部、一体地设置于多个上述支管部的一端部并安装于上述汽缸盖上的安装凸缘、设置于上述支管部的另一端部侧并连接有多个上述支管部的集合管部，其中，在上述支管部之间划分有分离上述安装凸缘与上述集合管部的空间部，并在至少一对上述支管部之间、且在上述安装凸缘的与上述汽缸盖的接触面上设有槽部。

根据本发明的第二方面，在上述安装凸缘上设有贯通孔，该贯通孔插入有将该安装凸缘固定于上述汽缸盖的螺栓，上述槽部通过上述贯通孔上而设置。

根据本发明的第三方面，上述槽部以小于上述贯通孔的直径的宽度形成。

根据本发明的第四方面，在上述安装凸缘上设有贯通孔，该贯通孔插入有将该安装凸缘固定于上述汽缸盖的螺栓，上述槽部设置于上述贯通孔的两侧。

根据本发明的第五方面，上述槽部的深度为上述安装凸缘厚度的1/2以上。

根据本发明的第六方面，上述槽部沿着与上述支管部的并列设置方向大致垂直的方向延伸，跨越上述安装凸缘的上述第一方向上的两端部之间连续地形成。

根据本发明的第七方面，上述槽部沿着与上述支管部的并列设置方向大致垂直的方向延伸，跨越上述安装凸缘的上述第一方向上的两端部之间断续地形成。

根据本发明排气歧管，可以良好地追随安装凸缘的与空间部相对的部分的变形(翘起)，同时可以抑制在集合管部的与空间部分相对的部分产生的热应力。因此，可以抑制集合管部或支管部伴随这种热变形产生破损。

附图说明

图1为表示本发明的一实施方式涉及的发动机的构成示意图。

图2为表示本发明的一实施方式涉及的排气歧管的立体示意图。

图3为表示本发明的一实施方式涉及的安装凸缘的主要部分的平面图及截面图。

图4为说明本发明的一实施方式涉及的排气歧管产生的应力的状态的示意图。

图5为表示本发明的一实施方式涉及的排气歧管的变形例的平面图。

具体实施方式

以下，针对本发明涉及的排气歧管的结构参照附图进行详细说明。

图1为表示本发明涉及的包括排气歧管的发动机的结构示意图。图1所示的发动机10是进气管喷射式(Multi Point Injection)多气缸发动机，例如直列三缸发动机，在构成该发动机10的气缸盖11上并列设置有三个气缸12。在各气缸(燃气室)12上，虽未图示，但分别配置有火花塞，同时还设有进气端口及排气端口。

在气缸盖11的进气端口连接有进气歧管20，进气管40连接于进气歧管20。在进气歧管20上设有与各气缸12对应的多个燃料喷射阀13。上述燃料喷射阀13经输送管14连接于燃料箱(未图示)，将燃料箱供给的燃料适当地喷射至进气歧管20或各气缸12内。

另一方面，在气缸盖11的排气端口连接有排气歧管30，排气歧管30连接有排气管50。在排气管50上安装有作为废气净化用催化剂的三元催化剂51等。

在此，如图2所示，本发明涉及的排气歧管30具备与各排气端口对应的三根支管部31、设置于上述多个支管部31的一端部并安装于气缸盖11的安装凸缘32、设置于支管部31的另一端部侧的集合管部33。

上述支管部31、安装凸缘32及集合管部33例如由铸铁等金属一体地形成。在排气歧管30固定于汽缸盖11的状态下，集合管部33沿着大致水平方向延伸设置。各支管部31以规定间隔被配置在其集合管部33的长度方向，并设置成向集合管部33的侧方凸出。然后，安装凸缘32一体地形成于多个各支管部31的前端部。即安装凸缘32在与集合管部33分离的状态下一体地形成于各支管部31上，在集合管部33与安装凸缘32之间形成空间部34。

该安装凸缘32由多个螺栓(未图示)固定于汽缸盖11的安装面上。因此，安装凸缘32上，在各支管部31的周围设有多个插通螺栓的多个贯通孔35。安装凸缘32的各支管部31之间的部分形成小于与支管部31对应的部分的宽度的窄幅部32a，如图3的平面图及沿其A-A′线的截面图所示，在该窄幅部32a上也形成有插通螺栓100的贯通孔35。而且，在安装凸缘32的各支管部31之间的部分即、窄幅部32a上设有沿着与支管部31的并列设置方向大致垂直的第一方向(图3中上下方向)延伸的槽部36。换言之，安装凸缘32的窄幅部32a设有厚度小于其他部分的薄壁部37。

在本实施方式中，贯通孔35设置在窄幅部32a的第一方向上的大致中央部，槽部36在该贯通孔35上延伸设置，横跨安装凸缘32的窄幅部32a的第一方向上的两端部连续地形成。该槽部36形成为在与气缸盖11接触的接触面侧、即支管部31从安装凸缘32延伸出去的一侧相反的一侧开口。

在这种结构排气歧管30中，当发动机10启动后，由来自汽缸盖11的废气致使集合管部33热膨胀时，设置于窄幅部32a的薄壁部37随着集合管部33的热膨胀而变形(跟随)。由此，通过使安装凸缘32良好地变形可以抑制热应力。其结果是，可以在防止薄壁部37导致的过度变形，确保与气缸盖11之间的密封性，同时避免支管部31或集合管部33破损这一问题的发生。

当来自汽缸盖11的废气排出至排气歧管30时，集合管部33的与空间部34相对的部分33a虽然热膨胀(高温时)，但是，由于安装凸缘32的刚性及螺栓的束缚力，如图4的(a)中箭头所示，在该部分33a上产生要抑制热膨胀变形的压缩方向(支管部31的并列设置方向)的应力。随之，集合管部33的与空间部34相对的部分33a发生塑性变形。然后，变为常温(发动机停止)后，上述部分33a欲恢复至原形，但是，由于塑性变形致使比原状态变短，因此，如图4的(b)中箭头所示，该部分33a产生相反的拉伸应力。由于该高温与常温的重复致使塑性变形的程度蓄积，成为破损原因的在拉伸方向产生的应力变大，最终，集合管部33或支管部31发生破损。这样随着集合管部33的热变形在集合管部33或支管部31上产生的应力随着远离集合管部33的与空间部34相对的部分33a而越小。

在上述本发明中，在安装凸缘32的与汽缸盖11抵接的接触面侧设置槽部36，在窄幅部32a上形成有薄壁部37。由此，排气歧管30的各部中的温度较低、刚性较高的部分的刚性降低，随着集合管部33的热膨胀薄壁部37及其周边良好地变形。因此，可以减轻在集合管部33的与空间部34相对的部分33a上产生的压缩应力。并且，当通过机械加工形成槽部36时，可以减少制约，提高生产性。

尤其是，槽部36在与气缸盖11抵接的接触面上形成开口，因此，具有以下优点。即、高温废气从发动机10排出之后立即流入排气歧管30，因此，与排气系统的其他部件相比，可以承受更大的热的影响。当安装凸缘32的各支管部31之间的部分热膨胀时，为使槽部36的开口幅度扩大，安装凸缘32的各支管部31之间的部分向气缸盖11侧延伸地变形，但是，由于安装凸缘32与气缸盖11接触，因此，可以抑制过度的延伸，降低各支管部31之间的部分的破损的可能性。

而且，槽部36的深度无特别限定，但优选为安装凸缘32厚度的1/2以上。由此，可以随着窄幅部32a的变形而进一步使安装凸缘32良好地变形、跟随。并且，当在贯通孔35上形成槽部36时，优选方式是，槽部36的宽度小于贯通孔35的直径。由此，可以确保插通到贯通孔35内的螺栓与安装凸缘32之间的充分的接触面积，通过该螺栓可以牢固地(无松弛地)固定排气歧管30与汽缸盖11。

并且，安装凸缘32在各支管部31上并不独立，而是经由薄壁部37连续地形成，良好地维持其刚性。因此，也可以抑制排气歧管30与气缸盖11之间的密封性的下降。

并且，如上所述，在本实施方式中，由于在贯通孔35上延伸设置槽部36，并横跨安装凸缘32的窄幅部32a的第一方向上的两端间连续地形成，因此，可以抑制安装凸缘32的变形的偏差。由此，可以更可靠地抑制管部的破损。

首先，槽部36横跨安装凸缘32的窄幅部32a的第一方向上的两端部之间连续地形成，从而使得安装凸缘32的窄幅部32a在第一方向上大致均匀地变形。并且，排气歧管30的安装凸缘32由插通至贯通孔35内的螺栓牢固地固定于汽缸盖11上。因此，可以认为由集合管部33的热应力引起的安装凸缘32的变形是在支管部31的并列设置方向上以贯通孔35附近为基准产生的。因此，由于槽部36(薄壁部37)设置于贯通孔35上，使得在槽部36的两侧安装凸缘32大致均匀地变形。

而且，槽部36未必设置于贯通孔35上。槽部36也可以设置于与贯通孔35不同的位置，此时，例如，如图5所示，优选方式是，分别设置于贯通孔35的两侧。

并且，在本实施方式中，例示了槽部36在第一方向上横跨安装凸缘32的第一方向上的两端部之间连续地设置的结构，但是，槽部36例如也可以在第一方向上断续地设置。

而且，在本实施方式中，在安装凸缘32的各支管部31之间的部分(窄幅部32a)上设置槽部36，但是，槽部36也可以不设置在全部的窄幅部32a上，可以根据需要适当设置即可。

并且，在本实施方式中，通过在安装凸缘32上设置槽部36来形成薄壁部37，但也可以不设置槽部，而是通过其他方式来形成薄壁部37。

以上针对本发明的一实施方式进行了说明，但本发明并不限定于这种实施方式，在不脱离其主旨的范围内，可以适当地进行变更。例如，在上述实施方式中，虽然例示以三缸发动机对本发明进行了说明，当然，本发明也可以适用于构成四缸以上的发动机的排气歧管。并且，例如，在上述实施方式中，虽然以例示进气管喷射式发动机对本发明进行了说明，当然，本发明例如也可以适用于构成缸内喷射式等其他类型的发动机的排气歧管。

符号说明

Claims (7)

1.一种排气歧管，安装于发动机的汽缸盖上，其特征在于包括：

多个支管部；

安装凸缘，一体地设置于多个所述支管部的一端部，并安装于所述汽缸盖上；以及

集合管部，设置于所述支管部的另一端部侧，并连接有多个所述支管部，

其中，在所述支管部之间划分有分离所述安装凸缘与所述集合管部的空间部，

在至少一对所述支管部之间、且在所述安装凸缘的与所述汽缸盖的接触面上设有槽部。

2.根据权利要求1所述的排气歧管，其特征在于：

在所述安装凸缘上设有贯通孔，将所述安装凸缘固定于所述汽缸盖的螺栓插入所述贯通孔，

所述槽部以通过所述贯通孔上的方式设置。

3.根据权利要求2所述的排气歧管，其特征在于：所述槽部以小于所述贯通孔的直径的宽度形成。

4.根据权利要求1所述的排气歧管，其特征在于：

在所述安装凸缘上设有贯通孔，将所述安装凸缘固定于所述汽缸盖的螺栓插入所述贯通孔，

所述槽部设置于所述贯通孔的两侧。

5.根据权利要求1所述的排气歧管，其特征在于：

所述槽部的深度大于等于所述安装凸缘的厚度的1/2。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的排气歧管，其特征在于：

所述槽部沿着与所述支管部的并列设置方向大致垂直的第一方向延伸，并横跨所述安装凸缘的所述第一方向上的两端部之间连续地形成。

7.根据权利要求1至5中任一项所述的排气歧管，其特征在于：

所述槽部沿着与所述支管部的并列设置方向大致垂直的第一方向延伸，并横跨所述安装凸缘的所述第一方向上的两端部之间断续地形成。

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