CN104895659B - 一种发动机水冷排气歧管 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种发电机水冷排气歧管，其特征在于：发动机水冷排气歧管为整体水冷排气管结构，管体包括内管壁和外管壁，内管壁包含在外管壁内，内管壁与外管壁之间形成水流通道，内管壁的内部通道为气流通道，内管壁和外管壁之间设置有加强筋；所述的水流通道通过进水口与发动机冷却水循环系统相连通；气流通道通过进气口与发动机排气口相通。本发明设置巧妙，结构紧凑简单，零件数量少，水流均匀冷却，有效防止排气歧管热辐射损伤其他零部件，降低了维修成本。

Description

一种发动机水冷排气歧管

技术领域

本发明属于发动机技术领域，具体为一种发电机水冷排气歧管。

背景技术

发动机工作时，发动机废气排放是靠活塞通过挤压，将燃烧后的废气通过废气门排出的。因发动机内部的高温高压，使得排出的废气也具有高温高压的特性。高温是发动机做功时气体燃烧产生的高温，而高压是因为高温造成的气体膨胀产生的。废气排放温度很高，经测量排放时因废气高温的影响，排气歧管温度可达到650°以上，严重影响了发动机的寿命。排出的高温废气会使排气管表面温度升高，为了保证发动机的正常工作和安全，防止热辐射损害发动机其他零部件及高温可能造成对人体的伤害。

传统对排气管进行隔热处理的方法是在铸铁式排气管管体外增加隔热罩，通过使用隔热罩将排气管分离开来， 达到对高温的排气管的隔热处理。但是，这种结构隔热效果不理想，对发动机其他零部件保护效果较差。隔热罩无法降低排气管的管体的温度，增加隔热罩无法解决排气管因为温度高引起的材料性能的急剧下降的问题，致使排气歧管可靠性急剧下降，致使发动机可靠性下降， 同时高温管体与排气管管体直接相连致使连接螺栓温度较高，安装可靠性降低。排气歧管管体温度较高，与之相连的螺栓温度也较高，高温易造成排气系统密封失效。此方法结构复杂，且排气管罩布置要占用发动机布置空间，且此种系统为半敞开式系统，排气管罩为薄壁零件，在发动机工作过程中易产生振动噪声。

经研究发现，采用水冷排气管可有效保证发动机的正常工作和安全，防止热辐射损害发动机其他零部件及高温可能造成对人体的伤害。公开文献也报道了一些发动机水冷排气歧管，例如：

1、中国专利：名称：一种发动机水冷排气歧管，申请号：201020254000.1，申请日：2010.07.07，专利权人：广西玉柴机器股份有限公司，地址：537005 广西壮族自治区玉林市天桥西路88号，发明人：唐克远、刘文元、张联军、李兴章，摘要：实用新型公开了一种发动机水冷排气歧管，采用整体水冷排气管结构，管体包括内管壁和外管壁，内管壁和外管壁形成双通道结构，内管壁的内部通道为气流通道，内管壁与外管壁之间形成水流通道。该实用新型发动机水冷排气歧管的内部通道为气流通道，内管壁与外管壁之间形成水流通道。内部管壁包容在水流通管壁之内，水腔内冷却水充满整个气体流道的外部并与内部管壁、外部管壁相接触，且水腔中的水与发动机冷却水循环相连，便于将气体传导至内、外部管壁的部分热量带走，有效地降低了管壁的温度。该实用新型用在车机上可防止排气歧管热辐射损伤其他零部件，简化了排气系统结构。

2、中国专利：名称：水冷排气歧管，申请号：201110078121.4，申请日：2011.03.30，申请人：重庆磐达机械有限公司，地址：400022 重庆市渝北区经济技术开发区金山工业园B区2栋三楼，发明人：杜学庆，摘要：一种水冷排气歧管，包括排气歧管本体及排气歧管本体内的腔室，排气歧管本体上设置有与发动机上的排气孔相对应的进气孔，其特征在于排气歧管本体内设置有隔板，隔板将腔室分隔成一个水冷却腔及一个气室，气室与进气孔相通，排气歧管本体上设置有与气室相通的排气孔，排气歧管本体上设置有与水冷却腔相通的进水口及出水口。由于采用了上述技术方案，该发明具有加工工艺简单、排气顺畅的优点，它通过冷却水循环冷却，能将排气歧管本体的温度从 650°降到了200°以下，明显降低了排气歧管本体的温度及所排废气的温度及压力，延长发动机的寿命，噪音从大于 100 分贝降到了 80 分贝内，显著减小了噪音及排气阻力，提高发动机的功率。

3、中国专利：名称：发动机水冷排气管，申请号：200910142935.2，申请日：2009.05.15，申请人：应晶晶，地址：332000 江西省九江市浔阳区龙翔国贸大厦602，发明人：应晶晶，摘要：该发明公布一种发动机水冷排气管，包括底座、排气歧管；排气歧管上设有进水口及与该进水口连通的排气管夹层，该进气管夹层设置在排气歧管的内外壁之间，且为空心。该发明排气管选用水冷取代风冷，使得即使发动机在舱内密封的条件下也能安全的工作，避免了摩托艇自燃的发生。该发明可用于密封状态下发动机的排气管。

4、中国专利：名称：一种排气管散热装置申请日2009.5.1，申请号：200920085627.6，专利权人：襄樊群龙汽车部件有限公司，地址：441003湖北省襄樊市汽车产业开发区富康大道2号，发明人：岳国生、刘秀琼，摘要：该实用新型涉及一种矿用防爆柴油发动机的排气管的降温散热装置。一种排气管散热装置，包括壳体和分别位于壳体两端的进气套、出气套，进气套、出气套与壳体相连接的部位的各有一连接隔板，两连接隔板之间布有穿过连接隔板使进气套和出气套相连通的铜管，进气套外有进水套，出气套外有出水套，连接隔板上有可将进水套、出水套和壳体内腔（中间水套）相连通的孔。由于整个尾气排放通道的外部设置有进水套、出水套和中间水套组成的冷却水套，并且通过冷液进口和冷液出口维持着冷却液的循环，因此，该实用新型可以有效的降低排气管内高温尾气的温度，使排气管外表面的温度维持在150℃以下。

5、中国专利：名称：发动机排气歧管，申请号：201310369630.1，申请日：2013.08.22，申请人：株式会社久保田，地址：日本大阪府大阪市，发明人：小山秀行、宫崎学、藤井聪、长谷川谕、森本达也、篠原祐次、深田神，摘要：该发明提供能够抑制缸体盖与排气歧管的排气入口凸缘间的密封性下降的发动机排气歧管。为解决该问题，提供发动机排气歧管，具有配置在排气歧管（1）的中央处的排气汇合部（2）、配置在该排气汇合部（2）的两端侧的多个支管（3、3），在各支管（3）上设有用于安装在缸体盖上的排气入口凸缘（4），在排气歧管（1）的与缸体盖相向的靠缸体盖侧面 1a）及其相反侧的缸体盖相反侧面（1b）中，在缸体盖相反侧面（1b）上形成有沿长尺寸方向延伸的肋状的缸体盖相反侧加厚部（7），其中，在两端的支管（3、3）上形成有缸体盖相反侧加厚部（7、7），在排气汇合部（2）上形成有没有缸体盖相反侧加厚部（7）的缸体盖相反侧面（1b）。

然而，现有水冷管中内循环水通过发动机机体机气缸盖后进入排气管，对排气管进行冷却，冷却后发动机内循环水温度达到最高温度，发动机节温器一般设计在内循环水达到最高温度处，节温器安装位置单独设计零件复杂,占据空间较大，不利于发动机各零件的布置，维修困难，且不够美观。

发明内容

本发明目的是针对现有技术的不足，提供一种结构简单紧凑，外形美观，冷却效果好的发动机水冷排气歧管。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

本发明的发电机水冷排气歧管为整体铸造而成的水冷排气管结构，管体包括内管壁和外管壁，内管壁包含在外管壁内，内管壁与外管壁之间形成水流通道，内管壁的内部通道为气流通道，内管壁和外管壁之间设置有加强筋，使得内管壁和外管壁连接更为紧固；所述的水流通道通过进水口与发动机冷却水循环系统相连通；气流通道通过进气口与发动机排气口相通。

所述的管体上还设置有节温器座，节温器座上安装有节温器和节温器盖。

所述的内管壁和外管壁之间的上部水流通道还设有将水流通道水平分隔开的分水隔层。

所述的内管壁上还设有用于将整个管体安装固定在发动机上的安装孔。

本发明的发电机水冷排气歧管将发动机节温器座整合于管体上，可使发动机结构更为紧凑。内管壁的内部通道为气流通道，内管壁与外管壁之间形成水流通道，内部管壁包容在水流通管壁之内，水腔内流动的冷却水充满整个水流流道与内部管壁、外部管壁相接触，且水腔中的水与发动机冷却水循环相连，便于将气体传导至内、外部管壁的部分热量带走，有效地降低了管壁的温度。内管壁和外管壁之间的上部水流通道设的分水隔层，分水隔层将内管壁和外管壁之间的上部水流通道水平分隔开形成水腔以使水流均匀流动以达到均匀换热，冷却水均匀冷却完内壁管后，流向节温器座,并通过节温器和节温器盖流入发动机内循环。经检测，通过水冷温度从600多度降到了180度以下，噪音从大于100分贝降到了70分贝以下；明显降低了排气歧管本体的温度及所排废气的温度及压力，延长发动机的寿命，比使用传统的排气歧管寿命长一年以上，也显著减小了噪音及排气阻力，提高发动机的功率。

具体地说，本发明的发电机水冷排气歧管具有如下优点：

1、本发明的发电机水冷排气歧管设置巧妙，结构紧凑简单，零件数量少，有效防止排气歧管热辐射损伤其他零部件，提供发动机的可靠性，发动机使用寿命长，降低了维修成本。

2、本发明的发电机水冷排气歧管的内管壁和外管壁之间的上部水流通道还设有将水流通道水平分隔开的分水隔层形成水腔，控制冷却水，减少零件设计，使水流均匀冷却，通过流动的冷却水带走部分热量，有效地降低排气歧管管体的温度，提高排气歧管的可靠性及排气系统的安全性。

3、本发明的发电机水冷排气歧管无需安装排气管罩，且管体包括的内管壁和外管壁之间还设置有加强筋，系统结构紧凑稳固，零件数量少；消除了排气管罩振动噪声。

4、本发明的发电机水冷排气歧管的安装孔设置在内管壁上，且浸泡在冷却水中，降低安装螺栓的工作温度，有效地提高了排气系统的连接可靠性。

附图说明

图1是本发明发动机水冷排气歧管的结构示意图；

图2是图1的左视图；

图3是图2的A-A向视图；

图4是图1的B-B向视图；

图5是本发明发动机水冷排气歧管的立体结构示意图；

图6是本发明发动机水冷排气歧管的内部结构示意图；

图中部件名称及序号为：

水流通道1、分水隔层2、气流通道3、加强筋4、内管壁5、外管壁6、安装孔7、节温器8、节温器座9、节温器盖10、进气口11、进水口12。

具体实施方式

为了更加详细的介绍本发明，下面结合附图，对本发明做进一步说明。

如图所示，本发明的发电机水冷排气歧管为整体水冷排气管结构，管体包括内管壁5和外管壁6，内管壁5包含在外管壁6内，内管壁5与外管壁6之间形成水流通道1，内管壁5的内部通道为气流通道3，内管壁5和外管壁6之间设置有加强筋4；所述的水流通道1通过进水口12 与发动机冷却水循环系统相连通；气流通道3通过进气口11与发动机排气口相通。

所述的管体上还设置有节温器座9，节温器座9上安装有节温器8和节温器盖10。

所述的内管壁5和外管壁6之间的上部水流通道1还设有将水流通道1水平分隔开的分水隔层2。

所述的内管壁5上还设有用于将整个管体安装固定在发动机上的安装孔7。

本发明排气歧管的原理为：当发动机工作时，排出的废气通过气流通道3，致使内管壁5和外管壁6迅速升温，由于内管壁5和外管壁6之间充满了流动的冷却水，流动的冷却水冷却内管壁5和外管壁6，降低了排气歧管管体的温度，因此能保证排气管管体材料性能。由于冷却水冷却作用，外部管壁6表面温度较低，因此辐射到外部热量较少，降低了对周围零部件的影响。内管壁5和外管壁6之间的上部水流通道1中设置的分水隔层2，将水流分成两部分，冷却水均匀冷却完内壁管5后，流向节温器座9,并通过节温器8和节温器盖10流入发动机内循环，形成循环冷却。安装孔7设置在内管壁上，且浸泡在冷却水中，由于排气管的气体已经被降温，降低安装螺栓的工作温度，有效地提高了排气系统的连接可靠性。

为了验证本发明排气歧管可靠性，本发明人利用四台某品牌的发动机做对比试验，其中两台安装本发明的排气歧管，另外两台使用原装的排气管。四台发动机分别工作30天，每天连续工作7小时，两台使用原装排气管的发动机分别在第21和23天出现了烧伤的现象，噪音分别为73.3分贝和71.5分贝；而安装使用本发明的排气歧管的两台发动机未出现烧伤，噪音分别为62.5分贝和62.3分贝。上述的对比数据可看出本发明的排气歧管水冷效果较好，噪音较小。

上述说明并非是对本发明的限制，本技术领域的普通技术人员，在本发明的实质范围内，作出的变化、改型、添加或替换，都应属于本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种发动机水冷排气歧管，其特征在于：发动机水冷排气歧管为整体水冷排气管结构，管体包括内管壁（5）和外管壁（6），内管壁（5）包含在外管壁（6）内，内管壁（5）与外管壁（6）之间形成水流通道（1），内管壁（5）的内部通道为气流通道（3），内管壁（5）和外管壁（6）之间设置有加强筋（4）；所述的水流通道（1）通过进水口(12)与发动机冷却水循环系统相连通；气流通道（3）通过进气口（11)与发动机排气口相通；所述的管体上还设置有节温器座（9），节温器座（9）上安装有节温器（8）和节温器盖（10）；所述的内管壁（5）和外管壁（6）之间的上部水流通道（1）还设有将水流通道（1）水平分隔开的分水隔层（2）；分水隔层（2）将内管壁（5）和外管壁（6）之间的上部水流通道（1）水平分隔开形成水腔以使水流均匀流动以达到均匀换热，冷却水均匀冷却完内管壁（5）后，流向节温器座（9），并通过节温器（8）和节温器盖（10）流入发动机内循环。

2.根据权利要求1所述的发动机水冷排气歧管，其特征在于：所述的内管壁（5）上还设有用于将整个管体安装固定在发动机上的安装孔（7）。