CN112639302A - 连结结构 - Google Patents

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Abstract

一种内燃机(1)的排气侧中的连结结构(100)，包括：阳螺纹轴(10)；按压体(20)，其被设置为螺合或固定于阳螺纹轴(10)；插通孔(30)，其被形成于连结对象部件(3)，并供阳螺纹轴(10)插过；螺纹孔(40)，其被形成于被连结部件(2)，并供阳螺纹轴(10)螺合；以及筒状部件(50)，其介于按压体(20)与连结对象部件(3)之间，并供阳螺纹轴(10)插过；筒状部件(50)具有比连结对象部件(3)的线膨胀系数α1更大的线膨胀系数α2。

Description

连结结构
技术领域
本公开涉及连结结构，尤其涉及被用于内燃机的排气侧的连结结构。
背景技术
一般而言，在连结结构中，将螺栓插过作为要连结的对象的部件(以下，称为连结对象部件)的插通孔，并将螺栓向与连结对象部件进行连结的部件(以下，称为被连结部件)的螺纹孔中螺合并拧入。
此外，作为连结结构，已知一种例如利用介于螺栓的头部与连结对象部件之间的定距块来抑制螺栓的松动的结构。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本国特开2015-218354号公报
发明内容
发明要解决的技术问题
可是，在连结结构被用于内燃机的排气侧的情况下，连结对象部件(例如，排气歧管)、螺栓及定距块会因高温的排气而热膨胀。在该情况下，例如在螺栓沿轴向热膨胀并伸长得比排气歧管及定距块更大时，螺栓的轴向力会降低，存在连结状态变得不充分的风险。
因此，本公开鉴于上述情况而开发，其目的在于提供一种能够在内燃机的排气侧抑制螺栓的轴向力降低的连结结构。
用于解决技术问题的技术手段
根据本公开的一个方案，提供一种用于在内燃机的排气侧将连结对象部件连结于被连结部件的连结结构，其特征在于，包括：阳螺纹轴；按压体，其被设置为螺合或固定于所述阳螺纹轴；插通孔，其被形成于所述连结对象部件，并供所述阳螺纹轴插过；螺纹孔，其被形成于所述被连结部件，并供所述阳螺纹轴螺合；以及筒状部件，其介于所述按压体与所述连结对象部件之间，并供所述阳螺纹轴插过；所述筒状部件具有比所述连结对象部件的线膨胀系数更大的线膨胀系数。
优选的是，所述筒状部件的线膨胀系数大于所述阳螺纹轴的线膨胀系数。
优选的是，所述连结对象部件为排气歧管，所述被连结部件为汽缸盖。
优选的是，所述阳螺纹轴的线膨胀系数大于所述连结对象部件的线膨胀系数。
发明效果
根据本公开，能够在内燃机的排气侧抑制螺栓的轴向力降低。
附图说明
图1是内燃机的排气侧的整体构成图。
图2是图1的A部中的连结结构的部分剖视图。
具体实施方式
以下，参照附图，对本公开的实施方式进行说明。另外，应注意的是，本公开不被限定于以下实施方式这点。
图1是内燃机1的排气侧的整体构成图。箭头G表示排气的流动。
如图1所示，内燃机1为被搭载于车辆(未图示)的多汽缸的压缩点火式内燃机，即柴油引擎。车辆为货车等大型车辆。然而，车辆及内燃机1的种类、形式、用途等并无特别限定，例如车辆也可以是乘用车等小型车辆，内燃机1也可以是火花点火式内燃机，即汽油引擎。
内燃机1包括：汽缸盖2，其被连接于汽缸体(未图示)的上部；以及排气歧管3，其被连接于汽缸盖2的排气侧。另外，内燃机1也包括进气歧管(未图示)等进气系统部件，但在此省略说明。
汽缸盖2与汽缸体一同形成多个燃烧室(未图示)。此外，汽缸盖2具有与各汽缸的数量相对应的多个(在图示例中，为4个)排气出口2a。
在汽缸盖2的排气出口2a上，连接有排气歧管3的各汽缸所对应的排气入口3a。另一方面，在排气歧管3的集合出口即排气出口3b上，介由涡轮增压器4的叶轮壳体4a而连接有排气管5。另外，附图标记6为被连接于排气歧管3，并用于使排气的一部分回流到进气侧的EGR管6。
本实施方式的连结结构100用于将作为连结对象部件的排气歧管3连结于作为被连结部件的汽缸盖2。
图2是图1的A部中的连结结构100的部分剖视图。另外，图2中示出的前后方向与螺栓10的轴向一致，但仅是为了便于说明而规定的。
如图2所示，连结结构100包括作为阳螺纹轴的螺栓10、以及被设置为与螺栓10螺合的作为按压体的螺母20。此外，连结结构100包括：插通孔30，其被形成于排气歧管3，并供螺栓10插过；以及螺纹孔40，其被形成于汽缸盖2，并供螺栓10螺合。此外，连结结构100包括作为筒状部件的定距块50，该定距块50介于螺母20与排气歧管3之间，并供螺栓10插过。另外，附图标记60为介于汽缸盖2与排气歧管3之间的密封垫。
螺栓10为在前端部11及后端部12具有阳螺纹的双头螺栓。在本实施方式中，在螺栓10的前端部11螺合螺母20，在后端部12螺合螺纹孔40。但是，螺栓10的种类也可以是任意的，例如也可以是带六角头的螺栓。在该情况下，在螺栓10上，代替螺母20地，一体地固定设置有作为按压体的头部。
在排气歧管3的排气入口3a上，形成有法兰F。在法兰F上，形成有多个(例如4个)插通孔30。
在汽缸盖2的排气出口2a上，形成有用于安装排气歧管3的法兰F的安装部M。安装部M被形成为从汽缸盖2的侧壁2b突出。多个(例如4个)螺纹孔40被与插通孔30同轴状地形成于安装部M。另外，虽未图示，但安装部M也可以为法兰。
定距块50被形成为圆筒状。此外，定距块50在前后方向上具有与排气歧管3的插通孔30的长度L1相同的长度L2(L1＝L2)。但是，定距块50的形状及长度也可以是任意的。例如，定距块50的长度L2也可以比插通孔30的长度L1更长(L1＜L2)，还可以更短(L1＞L2)。
此外，虽未图示，但定距块50具有比排气歧管3的线膨胀系数α1更大的线膨胀系数α2(α1＜α2)。具体而言，对于排气歧管3的材质，使用铸铁(FCD)等，对于定距块50的材质，使用奥氏体系的不锈钢(SUS304)等。
此外，在本实施方式中，定距块50的线膨胀系数α2大于螺栓10的线膨胀系数α3(α3＜α2)。此外，螺栓10的线膨胀系数α3大于排气歧管3的线膨胀系数α1(α1＜α3)。具体而言，对于螺栓10的材质，使用奥氏体系的耐热钢(SUH660)等。
如此，在本实施方式中，排气歧管3的线膨胀系数α1、定距块50的线膨胀系数α2、以及螺栓10的线膨胀系数α3处于α1＜α3＜α2的关系。
接着，针对本实施方式的连结结构100的作用效果进行说明。
如图2所示，在连结结构100中，在使螺栓10的后端部12螺合并固定于汽缸盖2的螺纹孔40后，使排气歧管3的插通孔30、定距块50依次插过从螺纹孔40向前方突出的螺栓10。然后，通过使螺母20螺合并连结于螺栓10的前端部11，从而利用螺母20，介由定距块50来将排气歧管3按压于汽缸盖2，并将排气歧管3连结于汽缸盖2。另外，当使螺母20松动并将其从螺栓10上取下时，能够解除连结。
此外，能够通过将螺母20连结于螺栓10，从而使定距块50沿轴向压缩，并利用其反作用力来增加螺栓10的轴向力。结果，能够抑制螺栓10的松动。
并且，本实施方式的连结结构100被用于排气上游侧高温部的汽缸盖2与排气下游侧低温部的排气歧管3的连结。因此，排气歧管3、螺栓10及定距块50会因从内燃机1的燃烧室内排出的高温的排气、以及来自汽缸盖2的受热而热膨胀。
此外，本实施方式的螺栓10具有比排气歧管3的线膨胀系数α1更大的线膨胀系数α3(α1＜α3)，沿轴向热膨胀并伸长得比排气歧管3更大。
因此，在假设定距块50的线膨胀系数α2为排气歧管3的线膨胀系数α1以下(α2≤α1＜α3)的情况下，螺栓10会沿轴向热膨胀并伸长得比排气歧管3及定距块50更大。结果，螺栓10的轴向力会降低，从而会存在汽缸体2与排气歧管3的连结变得不充分的可能。并且，会存在如下风险：在两者的连结面间，排气的密封性能降低。
然而，在本实施方式中，定距块50具有比排气歧管3的线膨胀系数α1更大的线膨胀系数α2(α1＜α2)。因此，定距块50能够沿轴向热膨胀并伸长得比排气歧管3更大，从而填补螺栓10与排气歧管3的热膨胀(线膨胀系数)之差。结果，能够抑制螺栓10的轴向力降低。
此外，本实施方式的定距块50具有比螺栓10的线膨胀系数α3更大的线膨胀系数α2(α3＜α2)。因此，能够使定距块50热膨胀得比螺栓10更大，从而更可靠地抑制螺栓10的轴向力降低。
另一方面，上述基本实施方式能够成为以下那样的变形例或其组合。在下述说明中，对于与上述实施方式相同的构成要素，使用相同的附图标记，并省略它们的详细说明。
(第1变形例)
连结结构100能够用于内燃机1的排气侧中的任意部件间的连接。例如，在图1的B部中，将排气歧管3作为被连结部件，将涡轮增压器4的叶轮壳体4a作为连结对象部件。此外，在图1的C部中，将叶轮壳体4a作为被连结部件，将排气管5作为连结对象部件。此外，在图1的D部中，将排气歧管3作为被连结部件，将EGR管6作为连结对象部件。此外，虽未图示，但连结结构100也能够用于容纳氧化催化剂等催化剂的催化剂箱与排气管的连接。
(第2变形例)
上述的被连结部件及连结对象部件也可以分别为相反的关系。例如，也可以将叶轮壳体4a作为连结对象部件，将排气管5作为被连结部件。
(第3变形例)
定距块50的线膨胀系数α2也可以为螺栓10的线膨胀系数α3以下(α2≤α3)。此外，螺栓10的线膨胀系数α3也可以为排气歧管3的线膨胀系数α1以下(α3≤α1)。
以上，详细地对本公开的实施方式进行了叙述，但本公开的实施方式并非仅限于前述实施方式，由保护范围限定的本公开的思想所包含的所有变形例或应用例、等同物均被包含在本公开之内。因此，本公开不应被限定性地解释，也能够适用于归属于本公开的思想范围内的其他任意技术。
本申请基于2018年9月6日申请的日本国专利申请(特愿2018-166852)，并将其内容作为参照援引于此。
工业可利用性
根据本公开，在能够提供一种可在内燃机的排气侧抑制螺栓的轴向力降低的连结结构这样的点上是有用的。
附图标记说明
1 内燃机
2 汽缸盖(被连结部件)
3 排气歧管(连结对象部件)
10 螺栓(阳螺纹轴)
20 螺母(按压体)
30 插通孔
40 螺纹孔
50 定距块(筒状部件)
60 密封垫
100 连结结构
G 排气

Claims (4)

1.一种用于在内燃机的排气侧将连结对象部件连结于被连结部件的连结结构，其特征在于，包括：
阳螺纹轴，
按压体，其被设置为螺合或固定于所述阳螺纹轴，
插通孔，其被形成于所述连结对象部件，并供所述阳螺纹轴插过，
螺纹孔，其被形成于所述被连结部件，并供所述阳螺纹轴螺合，以及
筒状部件，其介于所述按压体与所述连结对象部件之间，并供所述阳螺纹轴插过；
所述筒状部件具有比所述连结对象部件的线膨胀系数更大的线膨胀系数。
2.如权利要求1所述的连结结构，其中，
所述筒状部件的线膨胀系数大于所述阳螺纹轴的线膨胀系数。
3.如权利要求1或2所述的连结结构，其中，
所述连结对象部件为排气歧管；
所述被连结部件为汽缸盖。
4.如权利要求1～3的任何一项所述的连结结构，其中，
所述阳螺纹轴的线膨胀系数大于所述连结对象部件的线膨胀系数。
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