CN105840927B - 改进的商用车排气用金属软管总成 - Google Patents

改进的商用车排气用金属软管总成 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种改进的商用车排气用金属软管总成，包括金属软管以及分别固定在金属软管两端的接头（6），其特征在于，所述金属软管包含一层密波型的波纹管（2），所述波纹管（2）的外波纹的波峰处成型成尖角扁平形状，在所述波纹管（2）的里面，还设有伸缩管（4），在伸缩管（4）管体上、所述波纹管（2）的内径与伸缩管（4）的外径之间，还设有若干个抗共振元件（3），在所述金属软管与接头（6）固定处外围，还设有可包裹住部分波纹管（2）管体的外圈（1）。本发明减震降噪效果佳、保温性能好、安装精度要求低、抗疲劳系数高、使用寿命长、实用性极强，具有很大的经济效益，值得推广。

Description

改进的商用车排气用金属软管总成
技术领域
本发明属于汽车零部件设计领域，主要涉及一种改进的商用车排气用金属软管总成。
背景技术
汽车排气用金属软管在汽车上作为柔性元件，起到吸收减缓排气系统振动、位移和补偿因热胀冷缩、机械位移或振动引起的管线、设备等尺寸变化或轴向、横向和角度位移的作用，其主要性能包括刚度、强度、稳定性和疲劳寿命。随着社会对环境进行保护的呼声越来越强烈和国家对尾气排放的标准越来越严格，目前已出现的主要是伸缩管、螺旋管或波纹管做成的商用车用金属软管已经不能满足低泄漏甚至0泄漏的需求，而且波纹管和螺旋管做成的金属软管还有一直存在的刚性大、安装不方便、使用寿命短等问题；虽然目前乘用车所用的采用波纹管外加编织网或者采用一层伸缩管外加一层波纹管和编织网的结构可以实现低泄漏甚至0泄漏，这种结构几乎是只能压，能拉伸的尺度很小，轴向、径向补偿很小，而且装配公差要求高，不能很好地适用于装配公差较大的商用车的安装、使用要求。申请号为201610175045.1的发明申请，公开了一种商用车排气用金属软管总成，金属软管包含波纹管和伸缩管，但是仍然存在针对一些特殊场合需求达不到足够软、足够保暖和足够强的减震效果等缺点，故针对这种需要对商用车排气用金属软管总成有更高要求的情况，人们亟待找到一种更好的办法来解决这些问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种减震降噪效果佳、保温性能好、安装精度要求低、抗疲劳系数高、使用寿命长、轴向和径向位移补偿效果好、实用性极强的改进的商用车排气用金属软管总成。
本发明是通过以下技术方案来实现的：
一种改进的商用车排气用金属软管总成，包括金属软管以及分别固定在金属软管两端的接头，其特征在于，所述金属软管包含一层密波型的波纹管，所述波纹管的外波纹的波峰处成型成尖角扁平形状，在所述波纹管的里面，还设有伸缩管，在伸缩管管体上、所述波纹管的内径与伸缩管的外径之间，还设有若干个抗共振元件，在所述金属软管与接头固定处外围，还设有可包裹住部分波纹管管体的外圈,作为优选，外圈包裹住3-4个波峰。
作为优选，所述抗共振元件为钢丝网套，进一步地，为钢丝针织网套。
作为优选，在金属软管与接头固定处，所述波纹管与伸缩管之间，还设有内圈。
作为优选，所述抗共振元件有2-3个。
作为优选，所述伸缩管由两层相互倒置的伸缩管组成，具体为从外到内依次设有第一伸缩管和第二伸缩管，所述第一伸缩管和第二伸缩管相互倒置，所述第二伸缩管用于确定排气方向。
作为优选，所述外层波纹管刚度设计为3-4N/mm，通常波纹管波距小于8mm即可称为密波型，此刚度下，波距最小可以低至4mm，远远比现有技术中使用的波纹管基于刚性的要求一般都会大于8mm的波距要小。
作为优选，所述第一伸缩管和第二伸缩管的材料厚度为0.3mm-0.5mm。
作为优选，所述伸缩管选用SUS321不锈钢，波纹管选用ASTM304Ni9材料材料，抗共振元件选用SUS304不锈钢。
作为优选，所述金属软管与接头通过焊接固定。
作为优选，所述第一伸缩管或第二伸缩管采用ASS结构。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
本申请经过特殊的改进，具有如下优点：
1.在波纹管与伸缩管配合，先让伸缩管从内层吸收掉绝大部分振动产生的力的基础上，改进波纹管的外波纹的波峰处成型成尖角扁平形状，使得波纹管的外侧波纹之间的距离会较原来变大，由此带来诸多好处：（1）、波纹管外波纹之间可压缩的空间变得更大，使得波纹管更加柔软，使用寿命延长，最终使得金属软管整体的柔软性较波纹管外波纹为普通弧度结构时大大提高，由此减震降噪效果更好，使用寿命也相应延长，金属软管整体可拉可伸性更好，可最大限度地发挥伸缩管轴向、径向上的公差位移补偿作用，安装精度要求可进一步降低，进一步扩大场合适用性；（2）、外波纹的波峰处为尖头扁平形状的结构使得波纹管在此处不易膨胀，受热时热变形小，故使其更能适用较热环境或长时间使用也不易产生热膨胀；（3）、外波纹的波峰处为尖头扁平形状的结构使得其在轴向间距变大，可在振动时防止碰波，同样，在径向上振动时也不易碰波，不但延长了使用寿命，也使得其较普通波纹管更适应可能有较大振动情况的环境；（4）、当波纹管外侧波纹的波峰处均为尖角扁平形状时，在外侧波纹之间的距离会较原来变大，石子等杂物进去后更不容易损伤波纹管，使得金属软管更耐用，使用寿命延长。
2.本申请还在伸缩管和波纹管之间间隔出一层空隙设置抗共振元件，通过该抗共振元件，可以进一步加强金属软管的缓冲能力，同时也缓解了波纹管承受的力，辅助延长了波纹管的使用寿命，也巧妙地实现了有效防止该申请中做过特殊改变的较软的波纹管可能发生共振的情况，设计合理，也使得金属软管强度更好。
3.因为多了抗共振元件这一层和多余的间隙，再配合波纹管和伸缩管，金属软管的保温性能得到更大提升，可大大加强排气保温效果，为后续环节提供良好保障。
4.本申请在所述金属软管与接头固定处外围，还设有可包裹住部分波纹管管体的外圈，该外圈有效地保护了该申请中做过特殊改变的较软的波纹管，原因是当外圈包裹住部分波纹管管体时，外圈在作为固定加强件时波纹管上可提供的受力面有两面，即波纹管的最外侧的垂直的管壁面和与之L型连接的波纹管端头上的水平的接头面，该种方式较一般的不能包裹住波纹管的受力面多了一个，不但能更好地保护波纹管，更是大大提高了金属软管总成整体的强度。
综上，本发明具有适用范围广、减振降噪效果佳、安装精度要求低、抗疲劳系数高、使用寿命长、总成0排放、轴向和径向位移补偿效果好、实用性强的众多好处，具有很大的经济效益，值得推广。
附图说明
本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：
图1是本发明实施例的结构示意图；
图2是本发明实施例中伸缩管的结构示意图。
具体实施方式
本说明书中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
如图1～2所示，一种改进的商用车排气用金属软管总成，包括金属软管以及分别固定在金属软管两端的接头6，其特征在于，所述金属软管包含一层密波型的波纹管2，所述波纹管2的外波纹的波峰处成型成尖角扁平形状，在所述波纹管2的里面，还设有伸缩管4，在伸缩管4管体上、所述波纹管2的内径与伸缩管4的外径之间，还设有2个抗共振元件3，在所述金属软管与接头6固定处外围，还设有可包裹住部分波纹管2管体的外圈1；所述抗共振元件3为钢丝网套；在金属软管与接头6固定处，所述波纹管2与伸缩管4之间，还设有内圈5。所述伸缩管4由两层相互倒置的伸缩管组成，具体为从外到内依次设有第一伸缩管4.1和第二伸缩管4.2，所述第一伸缩管4.1和第二伸缩管4.2相互倒置，所述第二伸缩管4.2用于确定排气方向，采用第一伸缩管和第二伸缩管两层伸缩管、而且两层伸缩管相互倒置的结构，其中位于内层的第二伸缩管用于确定排气方向，即内层的第二伸缩管的扣接结构摆放方向设置得在排气时卡接口方向与气体流向相反，使得气体不易于往波纹管方向泄露，即使泄露，也会是很少的一部分；同时，第一伸缩管的扣接方式方向设置得与第二伸缩管相反，当少量从第二伸缩管泄漏到第一伸缩管内的气体遇到倒置结构的第一伸缩管的扣接结构时，气体原本具有的惯性流动方向会再一次被打乱，气体传递的力进一步得到缓冲，使得这些气体也更不易于往最外层的波纹管进行泄露，即这特殊设置的倒置的第一伸缩管进一步提高了气密性。并且在整个过程中，基于原本单层的伸缩管就具有的良好的伸缩率、位移补偿，再加上巧妙地将两层伸缩管倒置配合，使得本发明的金属软管只用了内部的两层伸缩管就可巧妙地吸收掉绝大部分发动机振动产生的力，并使得非常少部分的气体能进入到最外层的波纹管，尤其从力学上保护了波纹管，这样就使得波纹管得到了最大的保护，使其即使当其刚性设计得较低时，也会具有长的使用寿命。同时，设计所述位于外层的波纹管2刚度为3-4N/mm，通常波纹管波距小于8mm即可称为密波型，此刚度下，波距最小可以低至4mm，远远比现有技术中使用的波纹管基于刚性的要求一般都会大于8mm的波距要小。所述第一伸缩管4.1和第二伸缩管4.2的材料厚度为0.3mm-0.5mm。考虑到成本并为保证足够强度，所述伸缩管4选用SUS321不锈钢，波纹管2选用ASTM304Ni9材料，抗共振元件选用SUS304材料。所述金属软管与接头6通过焊接固定。所述第一伸缩管4.1或第二伸缩4.2管采用ASS结构。成品不计两端接头长度，伸缩率不小于25%，内部双层倒置伸缩管泄气率≤4L/min/dm2；产品总成在30KPa气压下无泄漏；总成轴向刚度低于8N/mm。
本实施例中，金属软管的波纹管的外波纹的波峰处成型成尖角扁平形状，还在伸缩管和波纹管之间间隔出一层空隙设置抗共振元件，使得本身具有波纹管与伸缩管相配合的金属软管减震降噪效果更好，耐用性更好，保温性能更好，使用寿命进一步延长，安装精度要求更低，抗疲劳系数更高，轴向和径向位移补偿效果更好，实用性更强，尤其在如下几个方面，具有突出的优点：
1.在波纹管与伸缩管配合，先让伸缩管从内层吸收掉绝大部分振动产生的力的基础上，改进波纹管的外波纹的波峰处成型成尖角扁平形状，使得波纹管的外侧波纹之间的距离会较原来变大，由此带来诸多好处：（1）、波纹管外波纹之间可压缩的空间变得更大，使得波纹管更加柔软，使用寿命延长，最终使得金属软管整体的柔软性较波纹管外波纹为普通弧度结构时大大提高，由此减震降噪效果更好，使用寿命也相应延长，金属软管整体可拉可伸性更好，可最大限度地发挥伸缩管轴向、径向上的公差位移补偿作用，安装精度要求可进一步降低，进一步扩大场合适用性；（2）、外波纹的波峰处为尖头扁平形状的结构使得波纹管在此处不易膨胀，受热时热变形小，故使其更能适用较热环境或长时间使用也不易产生热膨胀；（3）、外波纹的波峰处为尖头扁平形状的结构使得其在轴向间距变大，可在振动时防止碰波，同样，在径向上振动时也不易碰波，不但延长了使用寿命，也使得其较普通波纹管更适应可能有较大振动情况的环境；（4）、当波纹管外侧波纹的波峰处均为尖角扁平形状时，在外侧波纹之间的距离会较原来变大，石子等杂物进去后更不容易损伤波纹管，使得金属软管更耐用，使用寿命延长。
2.本申请还在伸缩管和波纹管之间间隔出一层空隙设置抗共振元件，通过该抗共振元件，可以进一步加强金属软管的缓冲能力，同时也缓解了波纹管承受的力，辅助延长了波纹管的使用寿命，也巧妙地实现了有效防止该申请中做过特殊改变的较软的波纹管可能发生共振的情况，设计合理，也使得金属软管强度更好。
3.因为多了抗共振元件这一层和多余的间隙，再配合波纹管和伸缩管，金属软管的保温性能得到更大提升，可大大加强排气保温效果，为后续环节提供良好保障，尤其能满足极寒地区的柴油车排气系统要求的保温要求。
4.本申请在所述金属软管与接头固定处外围，还设有可包裹住部分波纹管管体的外圈，该外圈有效地保护了该申请中做过特殊改变的较软的波纹管，原因是当外圈包裹住部分波纹管管体时，外圈在作为固定加强件时波纹管上可提供的受力面有两面，即波纹管的最外侧的垂直的管壁面和与之L型连接的波纹管端头上的水平的接头面，该种方式较一般的不能包裹住波纹管的受力面多了一个，不但能更好地保护波纹管，更是大大提高了金属软管总成整体的强度。
综上，本发明具有众多好处，具有很大的经济效益，值得推广。
本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。

Claims (10)

1.改进的商用车排气用金属软管总成，包括金属软管以及分别固定在金属软管两端的接头（6），其特征在于，所述金属软管包含一层密波型的波纹管（2），所述波纹管（2）的外波纹的波峰处成型成尖角扁平形状，在所述波纹管（2）的里面，还设有伸缩管（4），在伸缩管（4）管体上、所述波纹管（2）的内径与伸缩管（4）的外径之间，还设有若干个抗共振元件（3），在所述金属软管与接头（6）固定处外围，还设有可包裹住部分波纹管（2）管体的外圈（1）。
2.根据权利要求1所述的改进的商用车排气用金属软管总成，其特征在于，所述抗共振元件（3）为钢丝网套。
3.根据权利要求1所述的改进的商用车排气用金属软管总成，其特征在于，所述抗共振元件（3）有2-3个。
4.根据权利要求1所述的改进的商用车排气用金属软管总成，其特征在于，在金属软管与接头（6）固定处，所述波纹管（2）与伸缩管（4）之间，还设有内圈（5）。
5.根据权利要求1所述的改进的商用车排气用金属软管总成，其特征在于，所述金属软管与接头（6）通过焊接固定。
6.根据权利要求1所述的改进的商用车排气用金属软管总成，其特征在于，所述波纹管（2）刚度设计为3-4N/mm。
7.根据权利要求1所述的改进的商用车排气用金属软管总成，其特征在于，所述伸缩管（4）由两层相互倒置的伸缩管组成，具体为从外到内依次设有第一伸缩管（4.1）和第二伸缩管（4.2），所述第一伸缩管（4.1）和第二伸缩管（4.2）相互倒置，所述第二伸缩管（4.2）用于确定排气方向。
8.根据权利要求7所述的改进的商用车排气用金属软管总成，其特征在于，所述第一伸缩管（4.1）和第二伸缩管（4.2）的材料厚度为0.3mm-0.5mm。
9.根据权利要求7所述的改进的商用车排气用金属软管总成，其特征在于，所述第一伸缩管（4.1）和第二伸缩管（4.2）选用SUS321不锈钢，波纹管选用ASTM304Ni9材料，抗共振元件（3）选用SUS304不锈钢。
10.根据权利要求7所述的改进的商用车排气用金属软管总成，其特征在于，所述第一伸缩管（4.1）或第二伸缩管（4.2）采用ASS结构。
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