CN103993944B - 用于内燃机的排气系统组件及排气系统组件的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于内燃机的排气系统组件及排气系统组件的制造方法,该排气系统组件尤其是用于商用车辆的汽车发动机,具有多个相互连接的排气系统元件,其可供内燃机排出的气体流过,排气系统元件被支撑于第一框体和第二框体内,框体间彼此间隔且由连接支撑体将其彼此固定连接。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于内燃机的排气系统组件,尤其是用于商用车辆的汽车发动机,该组件包括多个相互连接的排气系统元件,其可供内燃机排出的气体流过。
本发明还涉及一种制造该排气系统组件的方法。
背景技术
排气系统组件,特别是被设计以用于商用车辆的排气系统组件,可包括多个相互连接的排气系统元件,并因此具有大的重量。由于固定于车辆的排气系统组件在行驶过程中所承受的加速度,导致排气系统元件可能绕着自身转动,或者也可能以不期望的方式发生彼此之间的相对转动。
发明内容
因此,本发明的首要目的是提供一种对此改进的排气系统组件。另外,本发明还描述了相应的制造方法。
该目的通过提供之前所描述类型的排气系统组件实现,其中,排气系统元件被支撑于第一框体(frame)和第二框体内,第一框体和第二框体彼此间隔开,且由连接支撑体(connection struts)将其彼此固定连接。
框体间通过连接支撑体彼此固定连接,形成排气系统组件的刚性结构,从而,减少了相互连接的排气系统元件之间发生旋转的风险,且组件的重量不会增加太多。
优选地,每个连接支撑体形成支撑面,其上设置形成为外围壁的护套(jacket)。护套可保护排气系统元件,并且进一步加强了排气系统组件的刚性。
在一种实施方式中,护套可包括内护套和外护套。内护套位于连接支撑体的支撑面上,且被外护套包围。
这种处理使得内护套和外护套之间能够提供隔离空间(insulation space),该隔离空间至少区域性地填充有隔热材料,优选地,材料为针刺毡。当内燃机运转排出的热废气流经排气系统元件时,利用隔热材料可获得良好的热屏蔽。
如果隔热材料同时适用于吸声,这是特别优选的。目前已有这种材料,其增加了排气系统组件的消声性能。
内护套的壁上至少区域性地设有孔,优选是细长孔,用于将内护套紧固于连接支撑体。优选地,内护套在这些孔的部位被焊接到连接支撑体。
排气系统元件可以是,例如,消声器(mufflers),催化转换器(catalyticconverters),颗粒物过滤器(particle filters),转向壳(deflection shells)和/或排气管(exhaust pipes)。具有个别或多个上述元件的排气系统元件可被集成于本发明排气系统组件中。
为了能够简化框体和连接支撑体的组装,并尽可能地减少焊接变形,优选地,第一框体和第二框体中的一个,优选是在其外围区域上,具有连接支撑体可插入其中的狭缝。连接支撑体可焊接到该框体。而且,连接支撑体可被置于另一框体的边缘,且同样地焊接到该框体。
根据另一种实施例,框体之一或两个框体具有切口,排气管可插入其中,形成排气管的排气入口和排气出口。
框体之一或两个框体可设有用于将排气系统组件固定于机动车的紧固装置。特别地,紧固装置可被插入对应的框体的切口。优选地,紧固装置焊接到框体的一个侧面。优选地,将不具有焊接缝(weld seam)的框体的侧面用作为安装面,该安装面用于固定于机动车的相应表面。该安装面远离焊接缝和焊接毛边(weld splashes),以便获得附着到机动车的最大安装面,其中焊接缝和焊接毛边是由于将紧固装置焊接到框体的与安装面相反的侧面而出现的。另外,由于焊接缝不在安装面,减少了由于焊接而导致的安装面的不期望的变形。
优选地,排气系统元件还被支撑于第三框体内,第三框体设置于第一和第二框体之间,用于增加排气系统元件的稳定性。特别地,连接支撑体被置于第三框体的边缘上,并焊接到第三框体。此外,还可进一步提供更多的这种框体,并将框体固定连接到连接支撑体。
附图说明
本发明的实施例在附图中示出并将在下文中予以描述。所示如下:
图1A和图1B为根据本发明的具有支撑于框体内的排气系统元件的排气系统组件的立体示意图;
图2A和图2B为具有焊接到框体的内护套的图1A和图1B所示的排气系统组件的立体示意图;和
图3A和图3B为具有焊接到框体和内护套的外护套的图2A和图2B所示的排气系统组件的立体示意图。
具体实施方式
图1A和图1B示出了从两个不同的方向观察的排气系统组件的一部分。特别地,排气系统组件可被设计为用于商业车辆,且能够被连结成一个排气序列,图未示出。排气系统组件具有多个相互连接的排气系统元件1,这些排气系统元件本身是已知的零部件,并供在内燃机运作过程中产生的废气流过。下面将通过实施例进一步描述每个排气系统元件1,这些零部件可以是例如消声器、催化转换器、颗粒物过滤器、转向壳和/或排气管。
在本实施例中,排气系统元件1被支撑于三个框体2、3、4内。框体2-4具有与排气系统元件1的形状相适的切口,排气系统元件1可插入该切口。框体2-4固定连接到排气系统元件1,为此,在某些位置,框体2-4被焊接到排气系统元件1。
框体2-4由至少一部分是平面且彼此基本上相互平行地间隔开的金属片制得。框体2-4的材料和厚度的选择,应可使得固定连接到排气系统元件1的框体2-4可为排气系统组件提供足够的稳定性。
连接支撑体5将框体2-4彼此固定连接。在本实施例中,设有4个连接支撑体5,其以平坦的带状方式基本横向于框体2-4设置。框体2在其周边区域设有与连接支撑体5的横截面相适应的狭缝6。连接支撑体5插入狭缝6内,并焊接到框体2的外侧,即框体2远离其它框体3、4的一侧。此外,连接支撑体5位于其它两个框体3、4的边缘上,并同样地被焊接到这两个框体。连接支撑体5的尺寸应可使得其基本上从框体2延伸到框体4。
框体2-4连同连接支撑体5形成刚性结构,特别地该刚性结构不受固定到该刚性结构的排气系统元件1的支撑,,且该刚性结构稳定了排气系统组件的整个结构。
排气系统元件1可以是可供废气流过的不同的元件,且可以以适应各自要求的方式被设置、布置和彼此相互连接。因此,图1A和图1B所示的并于下文描述的排气系统元件1应只可被理解为是一种实施例。
图1A和图1B所示的排气系统元件1具有由排气管插入穿过框体2的切口而形成的排气入口7和排气出口8。经排气入口7进入的废气首先流过消声器9,然后经转向壳10偏转,并经排气管11引导流到排气系统组件的另一侧。废气流随后再次由转向壳12偏转,并被引入消声器13。转向壳14设于消声器13的下游,其将废气流注入排气管15,排气管15引导废气流流向排气出口8。用于引导废气进入和流出的排气管可分别与排气入口7和排气出口8相连。
紧固装置16插入框体2的切口,并焊接到框体2的内侧,即面向框体3 的一侧。紧固装置16用于将排气系统组件紧固到机动车,并可以例如被设计为与框体2横向对齐的支撑件,且其设有用于容纳相应的紧固材料的孔。此外,框体2的远离框体3的一侧形成安装面,可将其安装于机动车的相应表面。
图2A和图2B示出了图1A和图1B所示的排气系统组件,其增设有位于由连接支撑体5形成的支承表面上的内护套17。内护套17可被设计成多个部分,每个部分彼此焊接在一起。此外,内护套17的壁上对应于连接支撑体5的区域处设有细长孔18。内护套17在该处被焊接到连接支撑体5。内护套17的边缘分别与框体2、4的远离内护套17的侧面相抵接,同样地也在该处被焊接到框体2、4。
图3A和图3B示出了图2A和图2B所示的排气系统组件,其具有设置在内护套17外侧的外护套19。内护套17和外护套19之间至少区域性地形成一个隔离空间以便隔热,且可被隔热物质完全填充,尤其是吸声物质,玻璃毡或陶瓷纤维毡,例如针刺毡。将弹性玻璃毡或陶瓷纤维毡的体积,相对于其在隔离空间内不受力、无聚集的状态压缩三分之一,使得这些物质很容易地填充于隔离空间。
外护套19可被设计为多个部分,外护套19的每个部分彼此焊接在一起。在特定区域例如连接支撑体5所在区域,外护套19可直接位于内护套17上,且外护套在这些区域被焊接到内护套17。外护套19的边缘与框体2、4的面向外护套的侧面相抵接,且焊接到面向框体2的侧面。
附图标记列表
1 排气系统元件
2 框体
3 框体
4 框体
5 连接支撑体
6 狭缝
7 排气入口
8 排气出口
9 消声器
10 转向壳
11 排气管
12 转向壳
13 消声器
14 转向壳
15 排气管
16 紧固装置
17 内护套
18 细长孔
Claims (12)
1.一种用于内燃机的排气系统组件,所述内燃机是用于商用车辆的汽车发动机,所述排气系统组件具有多个相互连接的排气系统元件(1),其可供内燃机排出的气体流过,其特征在于,
所述排气系统元件(1)被支撑于第一框体(2)和第二框体(4)内,所述排气系统元件(1)还被支撑于第三框体(3)内,所述第三框体(3)设置于第一框体(2)和第二框体(4)之间,所述第一框体(2)、第二框体(4)和第三框体(3)具有切口,使排出的气体可以流经第一框体(2)、第二框体(4)和第三框体(3);所述第一框体(2)、第二框体(4)和第三框体(3)之间彼此间隔,且由连接支撑体(5)将其彼此固定连接;所述连接支撑体(5)以平坦的带状方式基本横向设置于第一框体(2)、第二框体(4)和第三框体(3),第一框体(2)和第二框体(4)之一的外围区域上具有狭缝(6),所述连接支撑体(5)插入狭缝(6)内,并焊接到对应框体的外侧,所述连接支撑体(5)的另一端则被设置于其他框体的边缘上。
2.根据权利要求1所述的排气系统组件,
其特征在于,
每个连接支撑体(5)形成支撑面,其上设置形成为外围壁的护套(17,19)。
3.根据权利要求2所述的排气系统组件,
其特征在于,
所述护套包括位于连接支撑体(5)上的内护套(17)和包围内护套(17)的外护套(19)。
4.根据权利要求3所述的排气系统组件,
其特征在于,
所述内护套(17)和外护套(19)之间设有绝缘空间,其至少区域性地填充有隔热材料。
5.根据权利要求4所述的排气系统组件,
其特征在于,
所述隔热材料同时还能够用于吸声。
6.根据权利要求3所述的排气系统组件,
其特征在于,
所述内护套(17)在其壁上至少区域性地设有孔(18),且内护套(17)在所述孔(18)的部位被焊接到连接支撑体(5)。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的排气系统组件,
其特征在于,
所述排气系统元件(1)包括一个或多个消声器(9,13),和/或一个或多个催化转换器,和/或一个或多个颗粒物过滤器,和/或一个或多个转向壳(10,12,14),和/或一个或多个排气管(11,15)。
8.根据权利要求1至6中任一项所述的排气系统组件,
其特征在于,
形成排气入口(7)和排气出口(8)的排气管插入第一框体(2)和/或第二框体(4)的切口中。
9.根据权利要求1至6中任一项所述的排气系统组件,
其特征在于,
第一框体(2)和/或第二框体(4)上设有紧固装置(16),用于将排气系统组件固定于机动车。
10.一种制造用于内燃机的排气系统组件的方法,所述内燃机是用于商用车辆的汽车发动机,其中排气系统组件包括多个相互连接的排气系统元件(1),其可供内燃机排出的气体流过,
其特征在于,
所述排气系统元件(1)被支撑于第一框体(2)、第二框体(4)和第三框体(3)内,所述第一框体(2)、第二框体(4)和第三框体(3)具有切口,使排出的气体可以流经第一框体(2)、第二框体(4)和第三框体(3);所述第一框体(2)、第二框体(4)和第三框体(3)之间彼此间隔,且由连接支撑体(5)将其彼此固定连接,所述连接支撑体(5)以平坦的带状方式基本横向设置于第一框体(2)、第二框体(4)和第三框体(3),所述第一框体(2)和第二框体(4)之一的外围区域上具有狭缝(6),所述连接支撑体(5)插入狭缝(6)内,并焊接到对应框体的外侧,所述连接支撑体(5)的另一端则被设置于其他框体的边缘上。
11.根据权利要求10所述的方法,
其特征在于,
每个连接支撑体(5)形成支撑面,其上设置形成为外围壁的护套(17,19),所述护套包括内护套(17)和外护套(19)。
12.根据权利要求11所述的方法,
其特征在于,
所述内护套(17)在其壁上至少区域性地设有孔(18),且内护套(17)在所述孔(18)的部位被焊接到连接支撑体(5)。
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