CN102996214A - 用于发动机的排气歧管 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于发动机(10)的铸造排气歧管(11)，该排气歧管通过多个独立法兰(12a)、(12b)、(12c)、(12d)固定在发动机(10)上，其中实质上的刚性隔片(15a)、(15b)和(15c)位于每对法兰之间以便当排气歧管(11)处于环境温度时产生干涉配合。使用独立法兰(12a)、(12b)、(12c)、(12d)允许排气歧管(11)受热时膨胀而不产生高水平的内应力，并且当排气歧管(11)冷却时，隔片(15a)、(15b)和(15c)阻碍排气歧管(11)的过度变形。

Description

用于发动机的排气歧管

技术领域

本发明涉及内燃发动机，具体地，涉及用于内燃发动机的排气歧管。

背景技术

内燃发动机的铸造排气歧管在接近其构造材料的运行极限的温度(大约1000°C)的极端环境中运行。这种材料包括奥氏体和铁素体铸铁以及奥氏体和铁素体铸造不锈钢。在发动机的使用寿命中，排气歧管将变热和冷却数百次，引起该部件变形。在热阶段，排气歧管可以在长度上膨胀3mm。然而，当其冷却下来时排气歧管收缩，以至于在多个热循环之后比它的原始长度缩短3mm。

如图11中所示，已知提供一种具有单法兰712以将歧管711连接至发动机(未示出)的汽缸盖(未示出)的排气歧管711。然而，使用这种单法兰712倾向于在热循环过程中增加内应力，这是因为单法兰712阻碍歧管711自由膨胀，并且，随着歧管冷却，这种变形会引起过大的内应力并最终引起歧管破裂从而导致废气泄漏。因此，歧管711很容易如图11中由箭头“C”所指示的一样破裂。

为了降低这种破裂的风险，如图12A中所示，还已知提供一种使用分隔法兰812以将排气歧管811连接至发动机(未示出)的汽缸盖(未示出)的排气歧管811。

然而，如图12B中所示，当排气歧管811受热并随后冷却时，由于塑性变形该排气歧管易于弯曲。这会引起歧管811破裂，或引起歧管弯曲并脱离汽缸盖。这种脱离会引起接合处泄漏，或引起将排气歧管811固定到汽缸盖上的一些紧固件折断从而导致进一步泄漏。

本发明的目的在于提供一种改进的排气歧管，该排气歧管克服或最小化与上文提及的现有技术相关的应力和变形。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供了一种用于发动机的排气歧管，该排气歧管包含定义至少两个废气传输管和共用排气出口的铸造体，每个废气传输管都具有用于将使用的排气歧管固定在发动机上的分别的法兰，其中将实质上刚性的隔片插入相邻的法兰之间以便当排气歧管冷却时与相邻的法兰产生干涉配合。

可以将每个隔片控制在相邻的法兰之间的位置上。

每个法兰都可以具有用于将连接物密封至发动机的配合面，并且每个配合面都具有在其中所形成的凹槽部分，隔片安装在该凹槽中以便固定隔片。

可以将间隙定义在相邻的法兰之间，并且每个隔片都可以被控制，以便投入在相邻的法兰之间定义的间隙。

每个法兰都具有用于将连接物密封至发动机的配合面，在每个配合面与发动机之间插入垫圈，并且每个隔片都连接至垫圈以便固定隔片。

排气歧管的相邻的法兰共享至少一个共用紧固工具，并且每个实质上刚性的隔片都是环形隔片，分别的共用紧固工具穿过该环形隔片以将排气歧管固定在发动机上。

根据本发明的第二方面，提供了一种具有汽缸盖的内燃发动机，其中根据所述本发明所述的第一方面构造的排气歧管密封地固定到汽缸盖以将废气从发动机传递至排气系统。

根据本发明的第三方面，提供了一种具有根据本发明所述的第二方面构造的内燃发动机的机动车辆，其中该机动车辆具有连接至排气歧管上的出口以将废气从发动机运送至空气的排气系统。

根据本发明的第四方面，提供了一种制造用于发动机的排气歧管的方法，其中该方法包含铸造定义至少两个废气传输管和共用排气出口的歧管体、允许歧管体冷却至环境温度、形成相邻的废气传输管之间的预定尺寸的间隔、制成预定尺寸的多个实质上刚性的隔片以与间隔适配、以及将分别的实质上刚性的隔片安装在每个间隔中以便当排气歧管冷却时在实质上刚性的隔片与法兰之间产生干涉配合。

每个废气传输管都具有用于将排气歧管固定在发动机上的分别的法兰，并且每个间隔都在相邻的废气传输管的每个独立法兰中部分地形成。

独立法兰可以在铸造工艺的部分中形成。

可选地，可以通过铸造一个作为歧管体的一部分的单法兰并且在单法兰的相邻的废气传输管之间加工出间隙以形成独立法兰。

附图说明

现在，本发明将通过与附图有关的实例来说明，其中：

图1是具有根据本发明的各方面的发动机和排气歧管的机动车辆的示意图；

图2A是图1中示意性地表示的排气歧管的主视图，其示出了处于热状态中的排气歧管；

图2B是图1中示意性地表示的排气歧管的主视图，其示出了处于冷却状态中的排气歧管；

图3A是根据本发明的第一方面的排气歧管的第一实施例的主视图，其示出了处于热状态中的歧管；

图3B是安装隔片之前处于预装配状态中的排气歧管的图3A上的箭头“U”方向的视图；

图3C是图3A上的箭头“R”方向的视图，其示出了垫圈；

图4A是根据本发明的第一方面的排气歧管的第二实施例的示意图；

图4B是图4A上的箭头“X”方向的放大视图，其示出了一半实质上圆柱形的凹槽或间隔；

图4C是经过图4A中所示的排气歧管的两个舌状构成部分的片段截面，其示出了排气歧管处于冷却状态下的在正常位置的顶帽隔片；

图5A是根据本发明的第一方面的排气歧管的第三实施例的主视图，其示出了处于热状态下的歧管；

图5B是具有装配之前安装的隔片的垫圈的图5A上的箭头“Q”方向的视图；

图5C是插入图5B中所示的隔片之前的排气歧管的四个法兰的图5A上的箭头“P”方向的视图；

图6是与图4B相似的视图，但其示出了凹槽和插入凹槽之前的平盘隔片的可选的形式；

图7是与图4B相似的视图，但其示出了如图4C中所示的凹槽和插入凹槽之前的顶帽盘隔片的可选的形式；

图8A是与图3B相似的视图，但其是在图3A上的箭头“R”方向的视图，其示出了根据本发明的第一方面的排气歧管的第四实施例；

图8B是隔片在放大比例上的示意分解图，其示出了该隔片压配入图8A所示的排气歧管的相邻的法兰构成部分之间的间隔中的方向；

图8C是图8B所示区域的横截面，其示出了安装进间隔中的隔片，并且用于将排气歧管固定在发动机上的螺栓穿过该隔片；

图9是与图8A相似的视图，但其示出了根据本发明的第一方面的排气歧管的第五实施例；

图10是与图8A相似的视图，但其示出了根据本发明的第一方面的排气歧管的第六实施例；

图11是具有整体法兰的现有技术排气歧管的主视图；

图12A是具有独立法兰的现有技术排气歧管的主视图，其示出了处于非变形状态中的排气歧管；并且

图12B是图12A中所示的排气歧管的视图，但其示出了处于变形状态中的排气歧管。

具体实施方式

特别参考图1，其示出了具有发动机10的机动车辆5。发动机10具有在其上固定的排气歧管11，以将废气从发动机10传递至排气系统20。

排气系统20包含一端连接至排气歧管11上的共用排气出口16的排气管17、一个或多个噪声和/或排放控制装置18(未详细示出)以及废气通过其流入空气的尾管19。

排气歧管11包含定义四支废气传输管13a、13b、13c和13d、共用排气出口16以及收集工具如腔室14的铸造体，其中腔室将来自所有废气传输管13a、13b、13c和13d的废气结合或融合，以便使废气经过共用排气出口16流出。在所示实例中所有来自发动机10的废气都经过单个排气歧管11流出，但是应当理解，可以在同一发动机上使用多支排气歧管。

还应当理解，排气歧管11可以用于给涡轮增压器提供废气。

每支废气传输管13a、13b、13c和13d都具有用于通过螺纹紧固件(未示出)将使用的排气歧管11固定在发动机10上的分别的法兰12a、12b、12c和12d。

将实质上刚性的隔片15a、15b和15c安装在相邻的法兰12a、12b、12c和12d之间，以便当排气歧管11冷却时与12a、12b、12c和12d产生干涉配合。也就是说，隔片15a安装在法兰12a与12b之间；隔片15b安装在法兰12b与12c之间；并且隔片15c安装在法兰12c与12d之间。这里所指的术语“实质上刚性的隔片”是实质上刚性的隔片以对抗歧管冷却时产生的力，从而减少或消除歧管的变形。

本领域技术人员应当理解，根据耦接部分的公差带的交互位置，可以区分三类配合：

A.间隙配合

该配合是通常在母配件(孔或凹槽)与公配件之间存在间隙的配合。孔的下限尺寸大于或至少等于公配件的上限尺寸。

B.过渡配合

该配合是根据母配件和公配件的实际尺寸的配合，间隙和干涉都会出现。母配件和公配件的公差带部分或完全重叠。

C.干涉配合

该配合是始终确保在母配件与公配件之间存在一些干涉的配合。母配件的上限尺寸小于或至少等于公配件的下限尺寸。

因此这里所指的术语“干涉配合”表示分别的隔片15a、15b和15c的宽度或直径大于法兰12a、12b；12b、12c；12c、12d之间的间隔或间隙(隔片安装于此)的配合。在非限制性的实例中，使用了0.028mm的干涉，但是应当理解，也可以使用其他的干涉配合并且干涉配合可以要求使用按压以将隔片推入位置中(压入配合)或者仅仅应用人工力量(推入配合)。

当排气歧管11处于例如20°C的环境温度时为“冷却”，而当由来自发动机10的废气流将其加热至正常运行温度例如(但不限于此)400至1000°C时排气歧管为“热态”。

现在参考图2A和2B，其分别显示了图1中示意性地表示的排气歧管11处于热和冷却状态下的情况。

在图2A中所示的热状态中，排气歧管11如箭头“ex”所指示地膨胀，并且此膨胀不受隔片15a、15b和15c的阻碍。排气歧管11的膨胀引起隔片15a、15b和15c与相邻的法兰12a、12b；12b、12c和12c、12d之间的间隙“g”张开。

当排气歧管11冷却时其如图2B上的箭头“ct”所指示地收缩，但是由于存在隔片15a、15b和15c，因此减小或消除了排气歧管11的变形。

也就是说，如果冷却时法兰12a、12b、12c和12d与紧配合隔片15a、15b和15c连接，则可以消除与上文所指的现有技术的排气歧管有关的应力和变形。这是因为在热循环过程中隔片15a、15b和15c允许法兰12a、12b；12b、12c和12c、12d远离彼此膨胀。然而，在冷却循环过程中当排气歧管11收缩时，隔片15a、15b和15c阻碍法兰12a、12b、12c和12d进一步移动远离它们的初始位置。

现在参考图3A至3C，其示出了根据本发明的第一方面的排气歧管111的第一示例性实施例。

排气歧管111包含定义四支废气传输管113a、113b、113c和113d以及共用排气出口116以及以腔室114的形式存在的收集工具的铸造体，在该腔室中将来自所有废气传输管113a、113b、113c和113d的废气结合或融合以便经过共用排气出口116流出。

每支废气传输管113a、113b、113c和113d都具有用于将使用的排气歧管111固定在发动机(如图1中所示的发动机10)的气缸盖110B上的分别的法兰112a，112b，112c和112d，该固定通过穿过在法兰112a，112b，112c和112d中所形成的孔121的螺纹紧固件(未示出)实现。在排气汽缸盖110B与法兰112a，112b，112c和112d之间插入垫圈119以提供气密密封。每个法兰112a，112b，112c和112d都具有用于与垫圈119协作的加工配合面136。

实质上刚性的圆盘隔片115a、115b和115c安装在相邻的法兰112a，112b，112c和112d之间，以便当排气歧管111冷却时与相邻的法兰112a，112b，112c和112d产生干涉配合。

隔片115a安装在法兰112a与112b之间所形成的实质上圆柱形的间隔或凹槽125中；隔片115b安装在法兰112b与112c之间所形成的实质上圆柱形的凹槽125中；并且隔片115c安装在法兰112c与112d之间所形成的实质上圆柱形的凹槽125中。每个实质上圆柱形的凹槽125都被加工在法兰112a，112b，112c和112d的配合面中，并且如果没有在相邻的法兰112a、112b；112b、112c和112c、112d之间存在的间隙126，那么其将是完全圆柱形的。将实质上圆柱形的凹槽125加工成预定的孔径和深度，并且将隔片115a、115b和115c制成小于圆柱形凹槽125的深度的预定的厚度以及大于分别的部分圆柱形凹槽125(隔片安装于此)的孔径的直径，以便当将隔片115a、115b和115c压入位置时产生所需的干涉配合。

一种制造排气歧管111的方法包含铸造定义与分别的法兰112a、112b、112c和112d在一起的废气传输管113a、113b、113c和113d以及共用排气出口116的歧管体。接着在通过加工成预定尺寸以形成相邻的法兰112a、112b；112b、112c；和112c、112d之间的凹槽125之前允许铸造排气歧管111冷却至环境温度，凹槽在这种情况下为实质上的圆柱形但也可以为其他形状。

该方法还包含通过加工成预定尺寸的大小而制造多个隔片115a、115b和115c以与凹槽125适配并通过按压或推按动作来将分别的隔片115a、115b、115c安装在每个凹槽125中。

该方法还包含加工每个法兰112a、112b、112c和112d上的与垫圈119一起协作使用的配合面。可选地，可以在将隔片115a、115b和115c适配至实质上圆柱形的凹槽125中之前加工配合面136。

法兰112a、112b、112c、112d之间的间隙126可以在铸造工艺的部分中制造，或者可以通过铸造之后的加工来制造。也就是说，每个废气传输管113a、113b、113c和113d都具有分别的法兰112a、112b、112c、112d以将排气歧管111固定至发动机10，并且每个间隔或凹槽125都在每个相邻的废气传输管113a、113b、113c和113d的独立法兰112a、112b、112c、112d中部分地形成。独立法兰112a、112b、112c、112d可以在铸造工艺的部分中制造，也就是说，间隙126是在工艺的部分中制造的，或独立法兰112a、112b、112c、112d是通过铸造一个作为歧管体的一部分的单法兰并且在单法兰的相邻的废气传输管113a、113b、113c和113d之间加工出间隙126形成。

现在参考图4A至4C，其示出了与前文所述的关于图3A至3C的大多数方面相同的排气歧管211的第二实施例，并且其可以使用相同的方法来制造。主要区别在于第二实施例的情况中没有独立的腔室来收集废气，收集工具214由与两个内废气传输管213b和213c融合的两个外废气传输管213a和213d构成。

因此，排气歧管211，如前文所述，包含定义四个废气传输管213a、213b、213c和213d以及共用排气出口216以及将来自所有废气传输管213a、213b、213c和213d的废气结合或融合以使其经过共用排气出口216流出的收集工具的铸造体。

每个废气传输管213a、213b、213c和213d都具有分别的法兰212a、212b、212c和212d以将使用的排气歧管211固定在发动机(如图1中所示的发动机10)的汽缸盖(未示出)上，该固定是通过螺纹紧固件(未示出)穿过在法兰212a、212b、212c、212d中所形成的孔221实现的。将垫圈(未示出)插入汽缸盖与法兰212a、212b、212c和212d之间以提供气密密封。每个法兰212a、212b、212c和212d都具有用于与垫圈协作的加工出的配合面236。

每个法兰212a、212b、212c和212d都具有舌状部分212ab、212ba、212bb、212ca、212cb、212da，其由此向相邻的法兰212a、212b、212c和212d上的212ab、212ba、212bb、212ca、212cb、212da延伸。

间隙226存在于每对相邻的舌状物212ab、212ba；212bb、212ca；和212cb、212da之间。实质上圆柱形的凹槽225形成在每对相邻的舌状物212ab、212ba；212bb、212ca；和212cb、212da之间以形成用于容纳实质上刚性的圆盘隔片(图4A或图4B中未示出)的间隔。

其中一个凹槽225的一半的形状和构造详细显示在图4B中，由该图可见每个凹槽225都包含小直径孔230和精确大小的大直径孔231，该凹槽的一半通过加工工艺在每个相邻的舌状物212ca和212bb中形成。另一半实质上圆柱形的凹槽225是相同的形状和构造并且以同样的方式形成。

图4B还显示了舌状物212ca的端面227，使用的端面定义了舌状物212ca与舌状物212bb之间的间隙226的一侧。应当理解，舌状物212bb具有与所有其他的舌状物212da、212cb、212ba和212ab类似的端面。

在使用中，实质上刚性的圆盘隔片安装在每个间隔225中以便当排气歧管221冷却时在精确形成的大直径孔231中产生干涉配合。需要注意，大直径孔231加工至每个法兰212a、212b、212c和212d的配合面236中，以便当法兰212a、212b、212c和212d固定在汽缸盖上时隔片215a、215b和215c将被控制在法兰212a、212b、212c和212d与垫圈之间。

在这种情况中，将隔片的直径加工成预定直径，该预定直径超出大直径孔231的预定直径，当隔片处于适当位置并且排气歧管冷却时，其超出的量足够产生所需程度的干涉配合。小直径孔230仅仅作为导向孔在加工大直径孔231中使用。在图6中显示了可选的布置，其中使用简单的钻孔工艺而不是使用图4A和4B中所示的制造大直径孔231所使用的锪孔工艺来制造大直径孔231。这种情况中不使用导向孔，因此不存在小直径孔。图6中使用了与图4A和4B中所使用的具有相同含义的相同的附图标记。

图4C显示了可选的实质上刚性的隔片250，其为具有小直径杆251和大直径端法兰252的顶帽形状。在这种情况中，由于端法兰252仅仅用于控制隔片250，所以小直径杆251是临界尺寸。因此在这种情况中将杆251加工成预定直径，该预定直径超出小直径孔230的预定直径，当隔片250处于适当位置并且排气歧管211冷却时，该超出的量足够产生所需程度的干涉配合。

使用这种布局时只有小直径孔230需要精确地加工，大直径孔231可以在“铸造(as cast)”条件中形成并且大于端法兰252的直径，因为端法兰只用于控制隔片250。

应当理解，如果使用顶帽形隔片250，则如图7中所示，大直径孔可以由在每对舌状物212ab、212ba；212bb、212ca；和212cb、212da之间延伸的线性凹槽270取代，其中的舌状物212ca和212bb在图7中显示。线性凹槽270定义在分别形成于舌状物212ca和212bb上的两个端面270ca与270bb之间。如前文所述，间隙226存在于一对舌状物212ca与212bb之间并且精确形成的圆柱形孔230用于与顶帽隔片250的小直径杆251协作。如前文所述，在使用过程中由于端法兰252不能穿过圆柱形孔230，因此大直径端法兰252将顶帽隔片250控制在适当的位置。应当理解，大直径端法兰不需要是圆柱形的，其可以是例如正方形或长方形的形状。

现在参考图5A至5C，其示出了根据本发明的排气歧管311的第三实施例。

排气歧管311包含定义四支废气传输管313a、313b、313c和313d以及共用排气出口316以及以腔室314的形式存在的收集工具的铸造体，在该收集工具中将来自所有废气传输管313a、313b、313c和313d的废气结合或融合以便经过共用排气出口316流出。

每个废气传输管313a、313b、313c和313d都具有分别的法兰312a、312b、312c和312d以将使用的排气歧管311固定在发动机(如图1中所示的发动机10)的汽缸盖310B上，该固定是通过螺纹紧固件(未示出)穿过在法兰312a、312b、312c、312d中所形成的孔321实现的。将垫圈319插入排放汽缸盖310B与法兰312a、312b、312c和312d之间以提供气密密封。每个法兰312a、312b、312c和312d都具有用于与垫圈319协作的加工出的配合面336。

将长方形的实质上刚性的隔片315a、315b和315c安装在相邻的法兰312a、312b、312c和312d之间以便当排气歧管311冷却时与相邻的法兰312a、312b、312c和312d产生干涉配合。

隔片315a安装在形成于法兰312a和312b的相对面“F”之间的间隔或间隙326a中；隔片315b安装在形成于法兰312b和312c的相对面“F”之间的间隔或间隙326b中；并且隔片315c安装在形成于法兰312c和312d的相对面“F”之间的间隔或间隙326c中。加工每个面“F”以产生两个相对面“F”之间的预定距离，并且隔片315a、315b和315c加工成大于使用的两个相对面“F”之间(隔片安装于此)距离的预定的宽度以便当隔片315a、315b和315c被压入位置时产生所需的干涉配合。

在此实施例中，隔片315a、315b和315c由垫圈319控制，它们通过焊接固定在垫圈上并且由适当的金属材料制成。

一种制造排气歧管311的方法包含铸造定义与分别的法兰312a、312b、312c和312d在一起的废气传输管313a、313b、313c和313d以及共用排气出口316的歧管体。接着在通过加工成预定尺寸形成相邻的法兰312a、312b；312b、312c；和312c、312d之间的间隔或间隙326a、326b和326c之前允许铸造排气歧管311冷却至环境温度。

该方法还包含通过加工成预定尺寸的大小而制造多个隔片315a、315b和315c以与间隙或间隔326a、326b和326c适配。隔片315a、315b和315c可以在加工之前焊接至垫圈319或者可以在它们已经焊接至垫圈319之后加工。

该方法还包含将隔片315a、315b和315c压入它们分别的间隙326a、326b和326c中，以便产生垫圈和排气歧管总成。

应当理解，在这种情况中，在将隔片315a、315b和315c适配到间隙326a、326b和326c中之前加工法兰312a、312b、312c和312d的配合面面336。

现在参考图8A至8C，其示出了根据本发明的第一方面的排气歧管411的第四示例性实施例，该实施例在许多方面与图3A和3B中所示的实施例相似。此实施例与之前的实施例之间的主要区别在于相邻的法兰各自共享螺纹螺柱450形式的共用紧固件，但是在之前的实施例中每个法兰使用的是对其来说是独有的紧固件来将其固定。

排气歧管411包含定义四支废气传输管413a、413b、413c和413d(图8A中只有其上的孔可见)以及共用排气出口以及以腔室的形式存在的收集工具的铸造体，在该收集工具中将来自所有废气传输管413a、413b、413c和413d的废气结合或融合以便经过共用排气出口流出。然而应当理解，取代有独立的腔室以收集废气的是，收集工具可以由与两个内废气传输管以图4A中所示的相似方式融合的两个外废气传输管形成。

每个废气传输管413a、413b、413c和413d都具有分别的法兰412a、412b、412c和412d以将使用的排气歧管411固定在发动机(如图1中所示的发动机10)的汽缸盖上，该固定是通过螺纹紧固件450(图8C)穿过在法兰412a、412b、412c、412d中所形成的孔421a和421b实现的。将垫圈(未示出)插入汽缸盖与法兰412a、412b、412c和412d之间以提供气密密封。每个法兰412a、412b、412c和412d都具有用于与垫圈协作的加工出的配合面436。

实质上刚性的环形隔片415安装在相邻的法兰412a、412b、412c和412d之间的间隙426中，以便当排气歧管411冷却时与相邻的法兰412a和412b；412b和412c；412c和412d产生干涉配合。使用环形隔片415允许共享的紧固螺柱450如图8C中所示穿过环形隔片415。应当理解，每个环形隔片415的尺寸都足够使其抵抗由歧管411的收缩而产生的力，其足够防止或实质上消除歧管411的变形。

每个环形隔片415都安装在相邻的法兰412a和412b；412b和412c；412c和412d之间形成的实质上圆柱形的间隔或凹槽431中。

每个实质上圆柱形的凹槽431都加工在法兰412a、412b、412c和412d的配合面中，并且如果相邻的法兰412a和412b；412b和412c；412c和412d之间不存在间隙426，则其将是圆柱形的。实质上圆柱形的凹槽431加工成预定的孔径和深度，并且环形隔片415制成小于圆柱形的凹槽431的深度的预定的厚度以及大于分别的凹槽431(隔片安装于此)的孔径的直径，以便在歧管处于冷却状态下环形隔片415压入凹槽431中时产生所需的干涉配合。

孔421b与凹槽431同轴地对准并且提供将环形隔片415控制在其位置上的方法。孔421b的直径小于环形隔片415的外径，以至于一旦歧管411被固定在发动机10上的合适的位置上，环形隔片415便不能脱离凹槽431。由于环形隔片415的厚度小于凹槽431的深度，所以来自螺母451的夹紧负载(通过螺母451，该螺母与用于将歧管411固定在发动机的汽缸盖上的固定螺柱450螺纹地接合)不会通过环形隔片415转移至汽缸盖。也就是说，当螺母451旋紧时环形隔片415不会夹紧至发动机10的汽缸盖。

一种制造排气歧管411的方法包含铸造定义与分别的法兰112a至d在一起的废气传输管413a至d以及共用排气出口的歧管体。因此间隙426在铸造工艺的部分中被制造。接着在将孔421a、421b钻成用于螺柱的预定的间隙直径以及通过将相邻的法兰412a至d之间的凹槽431加工成预定的直径和预定的深度来成型之前允许铸造排气歧管411冷却至环境温度。

应当理解，所有的孔421a、421b都具有穿过其以将法兰412a至412d固定在协作汽缸盖上的螺纹紧固件，例如螺柱450。

该方法还包含通过加工成预定尺寸的大小而制造多个环形隔片415以与凹槽431适配，并且通过按压或推按动作来将分别的隔片415安装至凹槽431中。

该方法还包含加工，每个法兰412a至412d上的与汽缸盖垫圈一起协作使用的配合面。可选地，可以在将环形隔片415适配至实质上圆柱形的凹槽431中之前加工配合面436。

如前文所提到的法兰412a至412d之间的间隙426可以在铸造工艺的部分中被制造，或者可以在铸造之后通过加工制造。

现在参考图9，其示出了根据本发明的第一方面的排气歧管511的第五实施例，该实施例在许多方面与图8A至8C中所示的实施例相似。此实施例与之前的实施例之间的主要区别在于相邻的法兰各自共享两个共用紧固件，而在图8A至8C中所示的实施例中每个法兰只共享一个紧固件。与图8B和8C中所示的隔片415相同的实质上刚性的环形隔片(未示出)如前文所述准确地用于桥接间隙526。

排气歧管511包含定义四支废气传输管513a至513d(图9中只有其上的孔可见)以及共用排气出口以及以腔室(未示出)的形式存在的收集工具的铸造体，在该收集工具中将来自所有废气传输管513a至513d的废气结合或融合以便经过共用排气出口流出。

每个废气传输管513a、513b、513c和513d都具有分别的法兰512a至512d以将使用的排气歧管511固定在发动机(如图1中所示的发动机10)的汽缸盖上，该固定是通过螺纹紧固件(未示出)穿过在法兰512a至512d中所形成的孔521a和521b实现的。将垫圈(未示出)插入汽缸盖与法兰512a至312d之间以提供气密密封。每个法兰512a至312d都具有用于与垫圈协作的加工的配合面(背对观察者因此在图9上不可见)。

如前文关于图8A至8C所述，实质上刚性的环形隔片安装在相邻的法兰512a/512b；512b/512c；512c/512d之间，以便当排气歧管511冷却时与相邻的法兰512a/512b；512b/512c；512c/512d产生干涉配合。使用环形隔片允许共享紧固螺柱穿过环形隔片(如图8C中所示)。

如前文所述，每个环形隔片都安装在相邻的法兰512a和512b；512b和512c；512c和512d之间的实质上圆柱形的间隔或凹槽中，并且每个实质上圆柱形的凹槽都加工在法兰512a至512d的配合面中，并且如果相邻的法兰512a和512b；512b和512c；512c和512d之间不存在间隙526，则其将是完全圆柱形的。将实质上圆柱形的凹槽加工成预定的孔径和深度，并且将环形隔片制成小于圆柱形凹槽的深度的预定的厚度以及大于分别的凹槽(隔片安装于此)的孔径的直径，以便在歧管处于冷却状态下环形隔片被压入凹槽中时产生所需的干涉配合。

孔521b与凹槽同轴地对准并且提供将环形隔片控制在其位置上的方法。孔521b(用于紧固螺柱或螺栓的间隙孔)的直径小于环形隔片的外径，以至于一旦歧管511被固定在发动机10上的合适的位置上，环形隔片便不能脱离凹槽。由于环形隔片的厚度小于凹槽的深度，所以用于将歧管511固定在发动机的汽缸盖上的夹紧负载不会通过环形隔片转移至汽缸盖。也就是说，当歧管511固定在汽缸盖上时环形隔片不会夹紧至发动机的汽缸盖。

所有的孔521a、521b都具有穿过其将法兰512a至512d固定在协作汽缸盖上的螺纹紧固件，例如螺柱450。

可以使用用于制造歧管411的类似的方法来制造歧管511，因此将不再重复详细说明。

该方法的主要特征是制造法兰512a至512d之间的精确加工的凹槽、制造预定的尺寸的多个环形隔片以适配至精确加工的凹槽以便当每个环形隔片通过压入分别的凹槽中来安装时产生干涉配合、以及将环形隔片压入凹槽中。

现在参考图10，其示出了根据本发明的第一方面的排气歧管611的第六实施例，该实施例在许多方面与图8A至8C中所示的实施例相似。此实施例与图8A至8C中所示的实施例之间的主要区别在于此实施例中相邻的法兰各自共享两个共用紧固件，而在图8A至8C中所示的实施例中每个法兰只共享一个紧固件；两个端法兰只具有一个独有的紧固件，而在图8A至8C中外法兰都使用两个独有的紧固件；并且在此实施例中两个内法兰只具有共享紧固件，而在图8A至8C中所示的实施例中所有的法兰都具有至少一个独有的紧固件。

完全如前文所述地使用与图8B和8C中所示的隔片415相同的实质上刚性的环形隔片(未示出)，以便桥接间隙626。

排气歧管611包含定义四支废气传输管613a至613d(图9中只有其上的孔可见)以及共用排气出口以及以腔室(未示出)的形式存在的收集工具的铸造体，在该收集工具中将来自所有废气传输管613a至613d的废气结合或融合以便经过共用排气出口流出。

每个废气传输管613a、613b、613c和613d都具有分别的法兰612a至612d以将使用的排气歧管611固定在发动机(如图1中所示的发动机10)的汽缸盖上，该固定是通过螺纹紧固件(未示出)穿过在法兰612a至612d中所形成的孔621a和621b实现的。将垫圈(未示出)插入汽缸盖与法兰612a至612d之间以提供气密密封。每个法兰612a至612d都具有用于与垫圈协作的加工的配合面(背对观察者因此在图9上不可见)。

如前文关于图8A至8C所述，环形隔片安装在相邻的法兰612a/612b；612b/612c；612c/612d之间，以便当排气歧管611冷却时与相邻的法兰612a/612b；612b/612c；612c/612d产生干涉配合。使用环形隔片允许共享紧固螺柱穿过环形隔片(如图8C中所示)。

如前文所述，每个环形隔片都安装在相邻的法兰612a和612b；612b和612c；612c和612d之间的实质上圆柱形的间隔或凹槽中，并且每个实质上圆柱形的凹槽都加工在法兰612a至612d的配合面中，并且如果相邻的法兰612a和612b；612b和612c；612c和612d之间不存在间隙626，则其将是完全圆柱形的。将实质上圆柱形的凹槽加工成预定的孔径和深度，并且将环形隔片制成小于圆柱形凹槽的深度的预定的厚度以及大于分别的凹槽(隔片安装于此)的孔径的直径，以便在歧管处于冷却状态下当环形隔片被压入凹槽中时产生所需的干涉配合。

孔621b与凹槽同轴地对准并且提供将环形隔片控制在其位置上的方法。孔621b的直径小于环形隔片的外径，以至于一旦歧管611被固定在发动机上的合适的位置上，环形隔片便不能脱离凹槽。因为环形隔片的厚度小于凹槽的深度，所以用于将歧管611固定在发动机的汽缸盖上的夹紧负载不会通过环形隔片转移至汽缸盖。也就是说，当歧管611固定在汽缸盖上时环形隔片不会夹紧至发动机的汽缸盖。

所有的孔径621a、621b都穿过其以将法兰612a至612d固定在协作汽缸盖上的螺纹紧固件，例如螺柱450。

可以使用用于制造歧管411的类似的方法来制造歧管611，因此将不再重复详细说明。

该方法的主要特征是制造法兰612a至612d之间的精确加工的凹槽、制造预定的尺寸的多个环形隔片以适配至精确加工的凹槽以便当每个环形隔片通过压入分别的凹槽中来安装时产生干涉配合、以及将环形隔片压入凹槽中。

因此总的来说，本发明提供了一种用于发动机的铸造排气歧管，该排气歧管由多个独立法兰固定在发动机上，隔片位于每对独立法兰之间，以便当排气歧管处于环境温度时产生干涉配合。独立法兰的使用允许排气歧管受热时膨胀而不产生高水平的内应力，并且当排气歧管冷却时，隔片阻碍法兰过度变形。

尽管本发明已经对关于四缸发动机上的使用作了说明，但应当理解，其可以用于任何具有两个或更多连接至发动机的废气传输管的铸造排气歧管。

尽管本发明已经对关于使用螺柱和螺母螺纹的紧固方法做了说明，但应当理解，本发明并不限于这种螺纹的紧固方法，并且可以使用其他形式的螺纹紧固件。

应当理解隔片和凹槽并不限于上文所述的形状，而可以使用其他的形状。还应当理解，隔片必须由足够刚性以抵抗作用力并且可以在与排气歧管有关的相对高温的条件下运行的材料制成。

本领域的技术人员应当理解，尽管已经就一个或多个实施例的实例对本发明进行了说明，但本发明并不限于公开的实施例，并且在不背离权利要求限定的本发明的保护范围的情况下，可以构建不同的实施例。

Claims (16)

1.一种用于发动机的排气歧管，其特征在于，包含定义至少两个废气传输管和共用排气出口的铸造体，每个废气传输管都具有用于将使用的排气歧管固定在发动机上的分别的法兰，其中在相邻的法兰之间插入实质上刚性的隔片，以便当排气歧管冷却时与相邻的法兰产生干涉配合。

2.根据权利要求1的排气歧管，其特征在于，每个隔片都被控制在相邻的法兰之间的位置上。

3.根据权利要求1或权利要求2的排气歧管，其特征在于，每个法兰都具有用于将连接物密封至发动机的配合面，并且每个配合面都具有在其中所形成的凹槽部分，其中隔片安装在该凹槽中以便控制隔片。

4.根据权利要求1或权利要求2的排气歧管，其特征在于，将间隙定义在相邻的法兰之间，并且每个隔片都被控制，以便投入定义在相邻的法兰之间的间隙中。

5.根据权利要求4的排气歧管，其特征在于，每个法兰都具有用于将连接物密封至发动机的配合面，在每个配合面与发动机之间插入垫圈，并且每个隔片都连接至垫圈以便控制隔片。

6.根据权利要求1至2中的任何一项的排气歧管，其特征在于，排气歧管的相邻的法兰共享至少一个共用紧固工具，并且每个实质上刚性的隔片都是环形隔片，其中分别的共用紧固工具穿过该环形隔片以将排气歧管固定在发动机上。

7.一种具有汽缸盖的内燃发动机，其特征在于，根据权利要求1至6中的任何一项所述的排气歧管密封地固定在汽缸盖上，以将废气从发动机传递至排气系统。

8.一种具有权利要求7所述的内燃发动机的机动车辆，其特征在于，该机动车辆具有连接至排气歧管上的出口以将废气从发动机运送至空气中的排气系统。

9.一种制造用于发动机的排气歧管的方法，其特征在于，该方法包含铸造定义至少两个废气传输管和共用排气出口的歧管体、允许歧管体冷却至环境温度、形成相邻的废气传输管之间的预定尺寸的间隔、制成预定尺寸的多个实质上刚性的隔片以与间隔适配、以及将分别的实质上刚性的隔片安装在每个间隔中以便当排气歧管冷却时在实质上刚性的隔片与法兰之间产生干涉配合。

10.根据权利要求9的方法，其特征在于，每个废气传输管都具有分别的法兰以将排气歧管固定在发动机上，并且每个间隔都部分地形成在相邻的废气传输管的每个独立法兰中。

11.根据权利要求10的方法，其特征在于，独立法兰是在铸造工艺的部分中形成的。

12.根据权利要求9的方法，其特征在于，通过铸造一个作为歧管体的一部分的单法兰并且在单法兰的相邻的废气传输管之间加工出间隙以形成独立法兰。

13.一种用于发动机的排气歧管，其特征在于，其实质上符合本发明参照附图1至10阐明的技术特征。

14.一种具有汽缸盖的内燃发动机，其特征在于，其实质上符合本发明参照附图1至10阐明的技术特征。

15.一种机动车辆，其特征在于，其实质上符合本发明参照附图1至10阐明的技术特征。

16.一种制造用于发动机的排气歧管的方法，其特征在于，其实质上符合本发明参照附图1至10阐明的技术特征。

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