CN201535189U - 包括给发动机提供废气的部件的排气零件、排气系统和机动车 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及排气零件,其用于带有热机的机动车的排气系统,排气零件包括净化零件、给热机提供废气的供应部件和构成气体输送部件的管道,其特征在于,所述管道至少在其端部处由第一纵向部分和第二纵向部分构成,其中第一纵向部分位于排气零件的壳体的包覆套之上且其形状与包覆套的形状互补,并且第一纵向部分与所述包覆套相连,而第二纵向部分与第一纵向部分结合,与第一纵向部分及封闭部件连在一起,并具有与所述封闭部件互补的形状。本实用新型还涉及具有给热机提供废气的部件的排气系统和带有热机的机动车。本实用新型的优点在于给热机提供已通过净化零件预先消除污染的废气,而避免损坏给热机提供废气的供应部件和涡轮压缩机,并使燃料更好地燃烧。

Description

包括给发动机提供废气的部件的排气零件、排气系统和机动车
(本申请是母案申请日为2007年11月14日、国家申请号200790000120.5、发明名称为“给发动机提供废气的方法及包括给该发动机提供废气的部件的排气零件、排气系统和机动车”的分案申请。)
技术领域
本发明涉及包括给机动车具有的热机提供废气的供应部件的排气零件、以及包括这样的供应部件的排气系统和机动车。
本发明涉及汽车工业领域,更特别的是涉及能保证燃料燃烧产生的气体排放到内燃热机内的设备的领域。
背景技术
这种热机的运行需要提供燃料和助燃剂,特别是由氧构成的助燃剂。所述氧通常来自进入发动机中、特别是在与燃料混合后进入发动机内的环境空气。
实际上,一种特殊运行方式在于:将空气(柴油发动机)或空气和燃料的混合物(汽油发动机)加以压缩,然后使其进入发动机,这样可以有利地增加该发动机的功率。通常通过涡轮压缩机保证这种压缩,该涡轮压缩机一方面包括被从发动机出来的废气带动转动的涡轮机,另一方面包括被涡轮机驱动的压缩机,并且压缩机被设计成或者吸入为大气压的空气,或者吸入空气和燃料的混合物,以使之在进入发动机前受到压缩。
为此,应注意到,当氧和燃料按化学计量比例存在时,燃料的燃烧最佳。
但情况并不始终如此,通常注意到(特别是对于柴油发动机):发动机在过多空气下、因此在氧的存在下工作,氧通过燃料的燃烧产生带有很多氧化氮NOx的废气。这些氧化氮NOx被视作污染物,应该消除,以便将消除污染(不含氧化氮)的废气排放到大气中。实际上,通过一排气零件保证这样的去除,该排气零件通常由机动车排气系统包括的催化净化器构成。
为了进一步改善机动车在污染方面的性能,一种方法在于首先减少燃料在发动机内燃烧所产生的氧化氮的量。
该方法在于保证废气再循环(称为EGR),即收集一部分实际上含氧极少的废气,并使这部分废气重新回到进气歧管中,以便稀释供给发动机的空气和燃料的混合物。有利地,这样可以减少保证燃料燃烧可用的氧量,并因此产生含有减少氧化氮量的废气。
可以注意到,这些废气通常在发动机出口和排气歧管处被收集,以便在进气歧管处重新引入到该发动机中。一EGR阀间置于这些歧管之间,其设计用于管理这些再循环废气的流量,特别是对发动机的某些工况(特别是中间运行状态)来说允许废气循环通过。
实际上,这些再循环的废气含有氧化氮和以颗粒形式存在的炭黑(特别是对于柴油发动机)。这些颗粒可能使EGR阀结垢,甚至对该阀造成破坏,其结果通常是堵塞在开放位置的EGR阀。这使得有利于废气引入发动机内。因而,燃料的燃烧在有过量的再循环废气下进行,从而导致该燃料由于缺乏空气而燃烧不良。这种燃烧不良的结果是造成增加了炭黑、一氧化碳和碳氢化合物,这可能会在排气系统处、特别是排气系统所包括的、并且特别由氧化罐(pot d′oxydation)构成的净化零件处导致损坏。
另外,在尤其是通过流量计检测出这种问题的情况下,发动机运行管理部件使发动机处于降级模式,这表现为发出可视信号或声音信号,以引起驾驶员注意,并且/或者表现为发动机的性能下降。
另一缺点在于,在歧管的出口,再循环废气仍然非常热,从而使得所述EGR阀承受可能导致该阀损坏的很大热应力。
还可注意到,热气体进入发动机会降低发动机的功率和性能。实际上,这类气体温度越高,功率降低就越明显,这对于热的再循环废气是至关重要的。
在这方面还注意到,目前在通过涡轮压缩机压缩环境空气的情况下已知该缺陷,涡轮压缩机使得该空气的温度提高。为了克服该缺陷,已经知道通过中间冷却器完善线路。
同样,在废气再循环的范围内,适于使该中间冷却器适应于明显高于环境空气温度的废气温度,而这是很难实现的,并且特别繁琐、笨重和耗能。另一种方法是开发专门适用于废气再循环的中间冷却器,而这一方面在已经很笨重的发动机室中添加了一零件,且另一方面仍然是困难、麻烦和耗能的。
发明内容
本发明旨在能够克服现有技术的装置的缺点。
为此,本发明涉及给热机提供气体的方法,所述热机为机动车所具有的,并且该热机与包括至少一排气零件的排气系统连接,所述排气零件包括净化零件,该方法的特征在于,在所述净化零件处(尤其在出口)和/或它的下游收集废气的至少一部分;并且,给所述热机提供这些收集的并除污的废气。
该方法在于,在保证给热机提供收集的废气之前,保证这些废气的冷却。
另一特征在于,在保证给所述热机提供收集的废气之前,从这些废气清除它们中含有的颗粒的至少一部分,特别是通过保证将颗粒捕集在颗粒收集器中。
实际上,根据情况,通过作用在一加载阀上、和/或在涡轮压缩机产生的负压的作用下,保证气体朝所述热机的方向流动,其中所述加载阀为所述排气系统所包括的,并且尤其处在气体收集位点的下游,而所述涡轮压缩机连接至所述气体收集位点。
本发明还涉及排气零件,其用于带有热机的机动车的排气系统,并包括给热机提供废气的供应部件,其特征在于,所述供应部件一方面包括气体收集部件,所述气体收集部件用于在净化零件构成的排气零件处收集废气,并且所述供应部件另一方面包括用于把收集的废气送往所述热机的气体输送部件。
一实施方式在于,所述气体收集部件由在所述排气零件处形成的孔口(piquage)形成,而所述气体输送部件由一管子构成。
另一实施方式在于,所述净化零件采用壳体的形式,所述壳体在其出口处包括用于封闭该壳体的封闭部件,所述封闭部件至少部分地构成所述气体收集部件。
在这种情况下,所述封闭部件一方面包括与排出一部分废气的排放管实现连接的联接部件,所述封闭部件另一方面包括与至少一气体输送部件实现连接的至少一联接部件,其中所述气体输送部件将另一部分废气输送给所述热机。
另一实施方式还涉及这样的封闭部件:所述封闭部件一方面包括用于与排出一部分废气的排放管实现连接的联接部件,另一方面包括至少一开口,所述开口至少部分地构成收集另一部分废气的所述气体收集部件。
另外,所述排气零件包括罩,所述罩一方面位于所述开口之上和所述封闭部件之上,另一方面与所述封闭部件相连,该罩至少部分地构成收集用于提供给所述热机的另一部分废气的所述气体收集部件。
在该实施方式中,所述排气零件包括包覆套,所述包覆套位于所述排气零件的所述壳体的一部分之上,与所述壳体的该部分相连接,并与所述壳体的该部分一起限定出至少部分地构成所述气体输送部件的一管道。
根据另一实施方式,所述排气零件采用壳体的形式,所述壳体在内部包括两个被隔板分开的格间,这两个格间的其中一格间接纳除污染部件,而另一格间至少部分地构成朝所述热机的方向输送废气的所述气体输送部件。
另一实施方式涉及净化零件,所述净化零件包括壳体和一构成所述气体输送部件的管道,构成所述气体输送部件的所述管道具有一端部,一方面,构成所述气体输送部件的所述管道在该端部处连接至所述壳体,另一方面该端部通到所述排气零件的出口处,并且另一方面该端部还具有至少部分地构成所述气体收集部件的出口部。
另一实施方式还在于,所述排气零件在内部包括除污染部件,所述除污染部件按纵向包括至少一通道,所述通道构成将废气送往热机的气体输送部件或者接纳该气体输送部件。
该排气零件的另一特征在于:所述排气零件包括冷却部件,用以保证被收集并被送往热机的废气冷却。
另一附加特征在于,所述排气零件包括颗粒清除部件,用以从收集的废气中清除其含有的颗粒的至少一部分。
最后,该排气零件的气体输送部件至少部分地呈管子的形式,管子的形状和/或截面被确定成:使得这样的管子适应所述排气零件的周边环境,特别是适应在机动车处形成的茧式室(cocon),所述排气零件将就位于该茧式室内。
本发明另外涉及带有热机的机动车用的排气系统,该排气系统包括至少一排气零件以及给所述热机提供废气的供应部件,其特征在于,供给所述热机的所述供应部件一方面包括气体收集部件,其用于在净化零件构成的排气零件处和/或它的下游收集废气,并且所述供应部件另一方面包括用于将收集的废气送往所述热机的气体输送部件。
第一实施方式在于,排气系统包括用于在上述排气零件处收集废气的气体收集部件。
排气系统还可包括气体收集部件,其由在所述排气零件下游形成的孔口构成,而所述气体输送部件由管状导道或类似零件构成。
最后,本发明涉及热机式机动车,所述热机一方面与包括至少一排气零件的排气系统连接,另一方面由供应部件供给废气,其特征在于,供给所述热机的所述供应部件一方面包括气体收集部件,用以在净化零件构成的排气零件处和/或下游收集废气,并且所述供应部件另一方面包括用于将收集的废气送往所述热机的气体输送部件。
一特殊实施方式在于,输送收集的废气的所述气体输送部件至少部分地在所述排气系统的环境零件处形成,所述气体输送部件特别是集成在该环境零件中。
实际上,所述环境零件由机动车的保护零件、蒙皮零件、结构零件或其他零件构成。
本发明的优点在于,给热机提供已通过净化零件预先消除污染的废气,这样可避免损坏给热机提供(废气)的供应部件和涡轮压缩机,并且使燃料更好地燃烧,这表现为减少已被供给再循环废气的热机所排出的颗粒量。
另一优点在于,这些废气在到达热机前经过冷却,这样就不会影响热机的性能。
从废气中清除由净化零件降解(特别是在废气和它们的热、与撞击作用下,例如热、物理或其他类型的撞击)所产生的颗粒,有利地可避免涡轮压缩机、甚至热机和/或供应机构受到损坏。
本发明涉及排气零件,其用于带有热机的机动车的排气系统,并且所述排气零件包括:
-净化零件,所述净化零件包括壳体,所述壳体由包覆套和封闭部件构成,所述封闭部件在所述净化零件的出口处封闭所述包覆套;
-给热机提供废气的供应部件,所述供应部件一方面包括气体收集部件,所述气体收集部件在所述净化零件处收集废气,并且所述供应部件另一方面包括把收集的废气送往所述热机的气体输送部件;
-管道,其构成所述气体输送部件并具有一端部,一方面,所述管道在该端部处连接至所述壳体,另一方面该端部通到所述排气零件的出口处,并且另一方面该端部还具有至少部分地构成收集废气的所述气体收集部件的出口部;
-其特征在于,所述管道至少在其端部处,一方面由第一纵向部分、另一方面由第二纵向部分构成,其中所述第一纵向部分位于所述排气零件的所述壳体的包覆套之上,所述第一纵向部分的形状与所述包覆套的形状互补,并且该第一纵向部分与所述包覆套相连,而所述第二纵向部分与所述第一纵向部分结合,并与该第一纵向部分及所述封闭部件连在一起,并且具有与所述封闭部件互补的形状。
有利地,一方面,所述管道的所述端部与所述壳体的包覆套基本平行地延伸,该端部附接在所述包覆套上,并优选通过焊接、钎焊或类似技术与所述包覆套相接;另一方面,所述管道的所述端部在连接区处具有的形状与所述壳体的形状互补,更特别的是与所述壳体的包覆套的形状互补。
有利地,所述管道由管子和套接管构成,所述套接管与所述管子相连接,所述管道的所述端部在该套接管处形成,并且所述套接管由所述管道的第一纵向部分和第二纵向部分构成。
有利地,一方面,所述管道的端部与所述壳体的包覆套之间的连接在所述管道的最端部处、通过间置于所述管道的端部与所述壳体的包覆套之间的焊缝加以保证,其中所述焊缝在所述包覆套的轮廓部的至少一部分上,而所述管道的端部附接在该轮廓部之上;另一方面,所述管道的端部与所述壳体的包覆套之间的连接,在所述管道的端部的纵向边缘处,通过间置于所述管道的端部与所述壳体的包覆套之间的焊缝加以保证,其中该焊缝在所述包覆套的纵向部的至少一部分上,而所述管道的端部附加在该纵向部之上。
有利地,所述封闭部件包括接收部件,所述接收部件接纳所述管道的端部,所述封闭部件尤其通过焊接、钎焊或类似技术,与所述管道的端部连在一起。
有利地,接纳所述管道的端部的所述接收部件呈座架的形式,该座架的形状与所述管道的端部的形状互补,并且所述端部将就位于所述座架中。
有利地,所述排气零件包括冷却部件,以保证被收集并被送往热机的废气冷却;并且,所述冷却部件使得:所述气体输送部件具有与周围介质、特别是大气介质进行热交换的大的热交换面积。
有利地,所述气体输送部件至少部分地呈管道的形式,所述管道的形状和/或截面被确定成:使得这样的管道适应所述排气零件的周边环境,特别是适应在机动车处形成的茧式室,所述排气零件将就位于该茧式室内。
有利地,所述排气零件包括颗粒清除部件,以从收集的废气中清除其含有的颗粒的至少一部分;所述颗粒清除部件由至少一颗粒收集器构成,所述颗粒收集器在所述气体收集部件处、或在所述气体输送部件处形成。
有利地,所述净化零件是化学和/或物理类型的净化零件,如催化剂、颗粒过滤器、甚至催化剂与颗粒过滤器结合的装置。
有利地,所述净化零件由消除噪声污染的零件如消音器构成。
本发明还涉及带有热机的机动车用的排气系统,该排气系统包括至少一排气零件以及给所述热机提供废气的供应部件,所述供应部件一方面包括气体收集部件,其在所述排气零件处和/或它的下游收集废气,并且所述供应部件另一方面包括将收集的废气送往所述热机的气体输送部件,其特征在于,所述排气零件是如前所述的排气零件。
有利地,所述排气系统在所述排气零件的下游包括加载阀,所述加载阀调节废气在所述气体输送部件中的流量和/或压力。
有利地,所述排气系统包括涡轮压缩机,该涡轮压缩机包括涡轮机,所述涡轮机被设计一方面被从所述热机出来的废气驱动,另一方面抽吸收集的并待送往所述热机的废气。
本发明还涉及带有热机的机动车:
-所述热机与包括至少一排气零件的排气系统连接;
-所述热机由供应部件供给废气,所述供应部件一方面包括气体收集部件,以在所述排气零件处或它的下游收集废气,并且所述供应部件另一方面包括将收集的废气送往所述热机的气体输送部件;
-所述机动车的特征在于,所述排气零件是如前所述的排气零件。
有利地,输送收集的废气的所述气体输送部件至少部分地在所述排气系统的环境零件处形成,所述环境零件由机动车的保护零件、蒙皮零件、结构零件构成。
附图说明
随着下面参照对只作为非限定示例给出的实施方式的描述,本发明的其它目的和优点将体现出来。
参照以下附图将便于理解该描述:
-图1是与排气系统连接的、并与给其提供废气的供应部件结合的发动机的示意图;
-图2是根据第一实施方式包括供应部件的排气零件的示意性透视图;
-图3是根据第二实施方式包括供应部件的排气零件的局部示意性透视图;
-图4是根据第三实施方式包括供应部件的排气零件的纵向剖面示意图;
-图5是图4所示排气零件的径向剖面示意图;
-图6是根据第四实施方式包括供应部件的排气零件的示意性透视图;
-图7是图6所示排气零件的纵向剖面示意图;
-图8是根据第五实施方式包括供应部件的排气零件的示意性透视图;
-图9是图8所示排气零件的纵向剖面示意图;
-图10是根据第六实施方式包括供应部件的排气零件的示意性透视图;
-图11是图10所示排气零件的纵向剖面示意图;
-图12是根据第六实施方式包括供应部件的排气系统的示意图。
具体实施方式
本发明涉及机动车工业领域,特别是可保证燃料在汽车所具有的内燃热机内燃烧所产生的气体排放的设备的领域。
图1表示这样的排放设备,该排放设备通常呈排气系统1的形式,排气系统1与热机2连接并由多个排气零件3构成。
已知地,该排气系统1所包括的排气零件3至少部分地由与热机2连接的歧管4和至少一净化零件5、5’构成。
对此,可注意到,这样的净化零件5可以是化学型和/或物理型。
实际上,这样的净化零件5可以是化学型,其设计用于通过化学途径至少部分地消除污染物。已知的是,该化学类型的净化零件5因而可由催化剂6构成,该催化剂设计用于消除至少一部分氧化氮(NOx)。
但是,该净化零件5也可是物理型,设计用于通过物理途径至少部分地消除污染物。已知的是,该物理型的净化零件5因而可由颗粒过滤器7(FAP)构成,颗粒过滤器7设计用于消除废气含有的颗粒的至少一部分,特别是柴油机用燃料燃烧所产生的炭黑。
最后,该净化零件5可由物理和化学结合的系统、特别是催化剂-颗粒过滤器(通常称为cata-FAP)或类似系统构成。
还将注意到,净化零件5’可由设计用于保证消除废气在排气系统1中流动发出的噪声污染的消除噪声污染的零件5’构成。因而这样的净化零件5’由消音器或类似零件构成。
实际上,这种除噪排放零件5’通常位于排气系统1处,沿废气于排气系统1中流动的方向处于化学的和/或物理的净化零件5的下游。
一附加特征在于:排气系统1还可包括这样的排气零件3,该排气零件3由间置于歧管4与除污排放零件5、5’之间的涡轮压缩机8构成。
已知地,该涡轮压缩机8一方面包括涡轮机,该涡轮机安装在来自热机2的废气的线路上、并被这些废气流带动转动,涡轮压缩机8另一方面包括压缩机,该压缩机被所述涡轮机带动,并设计用于在气体、甚至气体与燃料的混合物进入热机2前对其加以压缩。
应注意到,在符合本发明的废气再循环原理(EGR原理)下运行的热机2的范围内,压缩机实际上设计用于在这样的废气、甚至燃料+废气的混合物进入热机2之前对之进行压缩。
为此,装有热机2的机动车还包括供应部件9,其设计用于保证将热机2内燃料燃烧所产生的废气的至少一部分提供给热机2。
根据本发明,供应部件9实际上一方面包括气体收集部件10,用于沿废气在排气系统1内的流动方向、在净化零件5、5’构成的排气零件3处和/或下游收集废气。
另一方面,所述供应部件9包括气体输送部件11,其设计用于向热机2输送收集的废气,特别是(并且首先)输送给涡轮压缩机8,涡轮压缩机8设计用于保证在这些气体进入热机2之前压缩这些气体。
在这方面应注意到,实际上可通过在以下说明中加以描述的不同系统保证给热机2提供废气。
因此,根据符合本发明的第一系统,更特别的是,正是排气零件3包括给热机2提供废气的供应部件9的至少一部分。
因而供应部件9包括气体收集部件10,其用于在净化零件5、5’构成的排气零件3处收集废气。实际上,并根据本发明的一优选实施方式,优选在排气零件3的出口保证废气收集。
图2表示本发明的第一实施方式,其中气体收集部件10由排气零件3处形成的孔口12构成,而气体输送部件11由管子13或类似零件构成。
应注意到,管子13的形状和/或截面确定成:使管子13适应于排气零件3的环境,特别是适应机动车处形成的茧式室,排气零件3将就位在该茧式室中。
对于孔口12,该孔口12可由一管子(特别是构成气体输送部件11的管子13的端部)在设于所述排气零件3中的至少一开口处的联接部(branchement)构成,所述至少一开口优选在排气零件3的出口附近,而这是沿着气体在排气系统1内的流动方向而言的。
还应注意到,所述开口优选设在壳体14的壁处,壳体14封围除污染部件30并至少部分地构成排气零件3。
为此,应注意到,排气零件3通常至少部分地由壳体14构成,壳体14因而可包括封闭部件15,封闭部件15被设计用于按照气体在壳体14内的流动方向将该壳体14在其出口处加以封闭。
根据本发明的一附加特征,更特别的是,如图3-5所示的实施方式中可以看到的,因而正是封闭部件15能至少部分地构成收集废气的气体收集部件10。
更确切地说,并如在同样这些图中看到的,封闭部件15可被设计用于封闭壳体14,壳体14至少部分地呈管子的形状,该管子特别是通过已知的滚轧-相嵌(roulé-serti)技术、甚至通过组装两个半壳等技术形成。
同样,根据图3所示的实施方式,封闭部件15一方面包括联接部件16,联接部件16用于与将废气的一部分向大气(甚至向消除噪声污染的净化零件5’)排放的排放管17实现连接;封闭部件15另一方面包括至少一联接部件18,至少一联接部件18用于与至少一将另一部分废气送往热机2的气体输送部件11实现连接。
封闭部件15优选地可呈盖件19的形式,盖件19设计用于关闭壳体14,并且在盖件19处,一方面(特别是在盖件19的上部上)形成有与排放管17实现连接的联接部件16,另一方面(特别是在盖件19具有的底部处)形成有至少一侧向突起20,侧向突起20包括与至少一气体输送部件11实现连接的联接部件18。
应注意到,根据一特殊实施方式,可利用至少一金属板材通过冲压形成呈盖件19形式的封闭部件15。该实施方式一方面允许在盖件19的上部上,形成与排放管17进行连接的所述联接部件16,另一方面允许在盖件19包括的底部处,形成与气体输送部件11进行连接的所述联接部件18(特别是侧向突起20)。
如上面指出的,该封闭部件15可被设计为接受一个或多个输送废气用的气体输送部件11,气体输送部件11因而优选地可相对于这样一平面以对称方式加以安置:该平面通过所述排气零件3沿其延伸的轴线。为此,应注意到,气体输送部件11因而可呈管子21的形式,管子21的形状和/或截面(三角形、正方形、长方形、梯形、圆形、椭圆形、多边形、或其它形状)被确定成:使这样的管子21适应排气零件3的周边环境,特别是适应机动车处形成的茧式室,而所述排气零件、甚至排气系统1都就位于该茧式室中。
根据另一特征,呈管子21形式的气体输送部件11具有较大的与排气零件3和管子21的周围介质进行热交换的面积。有利的是,该实施方式允许在管子21的内部与外部介质、特别是环境空气之间进行大量热交换,这样可以有利地降低供给热机2的废气的温度。
图4和5表示壳体14的封闭部件15的另一实施方式,该实施方式也可通过传统的轧制-相嵌技术、甚至通过组装两个半壳或其它技术予以实现。
该封闭部件15一方面包括与将一部分废气排放到大气(甚至排放到消除噪声污染的零件5’)的排放管17进行连接的联接部件16,另一方面包括至少一开口22,开口22至少部分地构成收集用于提供给热机2的另一部分废气的气体收集部件10。
为此,可注意到,封闭部件15也可由封闭壳体14的盖件19构成。并且盖件19可以有利地是传统设计,因此目前被制造用于封闭壳体14。实际上,并且有利的是,盖件19只需这样一种布置:即在此形成至少一用于使废气通过的开口22。
如图4中看到的,所述排气零件3还包括罩23,罩23一方面位于开口22之上和封闭部件15之上,并且罩23另一方面与封闭部件15连在一起(特别是以密封方式,例如通过焊接)。
实际上,罩23至少部分地构成收集用于提供给热机2的另一部分废气的气体收集部件10。
在这种情况下,所述气体收集部件10因而由罩23以及开口22构成。
如图4和5中可看到的,排气零件3还包括包覆套24,包覆套24(优选纵向地)被布置在排气零件3的壳体14的一部分之上。实际上,优选使该包覆套24的安放保证遵循排气零件3的周围环境,特别是排气零件3的上方、侧面和/或下方。包覆套24与壳体14的这个部分连在一起(以密封方式,优选通过焊接),并与壳体14的该部分形成一管道25,管道25至少部分地构成向热机2输送废气的气体输送部件11。包覆套24可以被一管子加以延长,或与构成气体输送部件11另一部分的这种管子连接。
根据另一特征,罩23和包覆套24互相连接,甚至(并优选地)形成于同一零件,如图4中可以看到的,所述同一零件特别是通过金属板材的冲压形成。可从排气零件3的壳体14上方附加(和特别地通过焊接而连接)该零件,该零件某种程度上构成一双表皮式部件(double-peau)。
在图5中注意到,所述包覆套24在壳体14的一相当大部分之上延伸,因此具有较大的与排气零件3的周围介质进行热交换的面积。有利的是,该实施方式可在管道25的内部与外部介质、特别是环境空气之间进行大量热交换,这样有利地可降低提供给热机2的废气的温度。应注意到,管道25另外可与排气零件3的内部空间热隔绝,尤其是通过把隔热部件放置在排气零件3内,特别是在排气零件3的壳体14与管道25所共有的壁部分26处(或附近),特别是在该壁部分26与被壳体14接纳在内的除污染部件30之间。
图6和7表示采取壳体14形式的排气零件3的一实施方式,壳体14在内部包括两个在气体流动方向上纵向地延伸的格间27、28。格间27、28优选相邻,并且可被隔板29分开,隔板29能以密封方式将两个格间27、28分隔开。
格间之一27接纳除污染部件30,而另一格间28至少部分地构成朝热机2的方向输送气体的气体输送部件11。
构成气体输送部件11的格间28也具有较大的与周围介质进行热交换的面积,以便在格间28的内部与外部介质之间具有较大的热交换面积,这样可降低用于提供给热机2的废气的温度。还应注意到,格间28另外可与另一格间27热隔绝,尤其是通过在另一格间27内、特别是在两个格间27、28共有的隔板29处(或附近)放置隔热部件。
如图7中看到的,格间27、28通向排气零件3的出口31。因此,在这种情况下,用于收集废气的气体收集部件10因而由格间28的出口部32构成,格间28部分地形成向热机2输送气体的气体输送部件11。
还可注意到,格间28可被一构成该气体输送部件11的另一部分的管子进行延长或与该管子连接。
该实施方式的另一特征在于,排气零件3优选通过组装两个半壳而成,所述两个半壳的其中之一限定除污染格间27的第一部分,而另一半壳形成除污染格间27的第二部分、以及气体输送部件11的格间28的至少一部分(甚至整体)。
图8和9表示采用壳体14形式的排气零件3的一实施方式,壳体14一方面包括在内部接纳气体除污染部件30的包覆套41,另一方面在其出口31处包括用于封闭壳体14的包覆套41的封闭部件15。
该排气零件3包括气体输送部件11,气体输送部件11由具有一端部43的管道42构成,管道42在该端部43处与排气零件3的壳体14(特别是与包覆套41)连接,并且管道42从该端部43开始延伸,优选离开壳体14地延伸。
根据另一特征,管道42的端部43、甚至还有除污染部件30,通到排气零件3的出口31处。因而管道42在端部43处具有一出口部44,该出口部44至少部分地构成收集废气的气体收集部件10。
另一特征在于,管道42的端部43与壳体14的(尤其是柱形的)包覆套41基本平行地延伸,其中端部43附加在壳体14上,并且端部43优选通过焊接、钎焊或类似技术与壳体14连在一起。
实际上,并如图8和9中看到的,管道42的端部43附加于壳体14的包覆套41上方,更特别的是附加在包覆套41的下游端的一部分之上,并且端部43在连接区45与包覆套41相连。
为此,应注意到,管道42的端部43因而在与壳体14实现连接的连接区45处具有的形状与壳体14的形状互补,更特别的是与壳体14的包覆套41的形状互补。
如上所述,壳体14还包括上述类型的封闭部件15,并且封闭部件15在排气零件3的出口31处封闭所述包覆套41。
如图8和9中看到的,封闭部件15包括接收部件46,用于接纳上述管道42的端部43。接收部件46呈座架形式,一方面管道42的端部43将就位于座架中,另一方面该座架的形状与端部43的形状互补。
一附加特征在于,封闭部件15与管道42的端部43连在一起,特别是通过焊接、钎焊或类似技术。
图9所示的另一特征在于,一方面,管道42至少部分地且至少在其端部43处,由第一纵向部分47构成,第一纵向部分47定位于排气零件3的壳体14的包覆套41之上,第一纵向部分47的形状与包覆套41的形状互补,并且第一纵向部分与包覆套41相连接;另一方面,管道42由第二纵向部分48构成,第二纵向部分48与所述第一纵向部分47结合,并与第一纵向部分47及封闭部件15连在一起,并且第二纵向部分的形状与封闭部件15的形式互补。
根据图8和9所示的一优选实施方式,管道42一方面由套接管49构成,另一方面由管子50构成,管子50通过嵌套和/或焊接与套接管49连接。
为此,还可注意到,管道42的(具有上述特征的)前述端部43因此在套接管49处、特别是在套接管49的端部处形成。
特别是,如同样这些图中看到的,所述套接管49优选地一方面由第一纵向部分47、和另一方面由第二纵向部分48构成,这些纵向部分47、48具有上述特征。
如上所述,管道42的端部43与壳体14的包覆套41及壳体14的封闭部件15连在一起。
因此,可以注意到,一方面,管道42的端部43与壳体14的包覆套41之间的连接在管道42的最端部43处、通过间置于管道42的端部43(尤其是管道42的端部43的第一纵向部分47处)与壳体14的包覆套41之间的焊缝51得以保证,其中焊缝51在包覆套41的轮廓部的至少一部分(甚至优选该轮廓部的整体)上,管道42的端部43附接在该轮廓部之上;另一方面,管道42的端部43与壳体14的包覆套41之间的连接,在管道42的端部43的纵向边缘52处,通过间置于管道42的端部43(尤其是管道42的端部43的第一纵向部分47处)与壳体14的包覆套41之间的焊缝51得以保证,其中该焊缝在包覆套41的纵向部的至少一部分(甚至优选整个纵向部)上,而管道42的端部43附加在该纵向部之上。
有利的是,这些交叉型的焊缝51的存在可保证排气零件3的良好密封性。
构成气体输送部件11的管道42的另一特征在于:该管道的形状和/或截面(三角形、正方形、长方形、梯形、圆形、椭圆形、多边形或其它形状)被确定成:使管道42适应排气零件3的周边环境,特别是适应上述类型的茧式室。
图10和11表示排气零件3的另一实施方式,排气零件3在内部包括呈除污染块体形式的除污染部件30。
该除污染块体具有至少一通道33,通道33按废气在排气零件3中的流动且相对排气零件3纵向地进行延伸。
该通道33从一侧到另一侧完全贯穿除污染块体,并且和除污染部件30一样通到排气零件3的出口31。
应注意到,通道33可根据情况,通过在除污染块体制成后对其施以加工而形成,或者通过制造该除污染块体时挤压成形。
但是,根据本发明的一优选实施方式,除污染部件30由多个除污染模块并列组装成的组件而形成,这些除污染模块以已知方式采用除污染棒的形式,除污染棒的组装允许形成棒式过滤器。
在这种情况下,因而通过在这样的组件内部缺失至少一除污染模块而形成通道33。为此,注意到,可在制造除污染部件30之后通过去除这样一模块来保证缺失一模块,甚至通过省去至少一模块进行模块组装,从而形成通道33。
根据本发明,通道33可以或者(至少部分地)构成向热机2输送气体的气体输送部件11,或者接纳气体输送部件11。
因此,根据图10和11所示的一优选实施方式,当通道33至少部分地构成气体输送部件11时,通道33像除污染部件30那样通到排气零件3的出口31处。在这种情况下,气体收集部件10由通道33的在排气零件3的出口31处的出口部32构成。将注意到,通道33因此在其与出口部端相对的端部处,连接于(穿过排气零件3的壁的)管子34,管子34用于把气体送往热机2并至少部分地构成气体输送部件11。
但是,根据另一未示出的实施方式,通道33接收一气体输送部件11,该气体输送部件11由至少延伸在所述通道33内部的管子或类似零件构成。
和除污染部件30一样,该管子通向排气零件3的出口31。在这种情况下,气体收集部件10由该管子的在排气零件3的出口31处的出口部构成。因此注意到,该管子与除污染部件30密封连接,尤其是在所述出口部处。有利地,这样可以避免废气穿过除污染部件30并穿过在管子外的通道33上升。
如图10和11中看到的,在除污染部件30的与它们在排气零件3的出口31处的出口部相对的端部、或在该端部附近,(构成气体输送部件11的)管子34穿过排气零件3的壁,以便到达热机2。
在这种情况下,所述管子34可在排气零件3外具有较大的与周围介质进行热交换的面积,以便在管子34的内部与外部介质之间进行大量热交换,这样可以降低用于提供给热机2的废气的温度。
根据符合本发明(和如以上部分所描述的)的排气零件3的另一特征,该排气零件3包括冷却部件35,用于保证被收集并被送往热机2的废气的冷却。
如上所述,冷却部件35可使得:气体输送部件11具有与周围环境、特别是大气介质进行热交换的较大热交换面积。
另一未示出的实施方式可以在于,冷却部件35由与输送废气的气体输送部件11关连的一热交换器构成。因而该热交换器可呈有载热流体(特别是水)在内流动的管道的形式,并且该管道与机动车包括的散热器相关连。
根据本发明的另一特征,冷却部件35还可包括用于使气体输送部件11和排气零件3所具有的除污染部件30热隔绝的隔热部件。
上面描述的实施方式可以明显改善对废气的冷却。
还可注意到,来自热机2的废气穿过由至少一净化零件5、5’构成的至少一排气零件3。
净化零件5、5’在内部包括除污染部件30,除污染部件30在废气温度、冲击并且/或者老化的作用下可能产生一些颗粒,这些颗粒可以是陶瓷块、纤维、薄片段等的形式。这些颗粒对涡轮压缩机8的压缩机、以及对热机2和它的周围环境构成威胁,使得它们容易发生损坏。
为了克服该缺点,符合本发明的排气零件3还可包括颗粒清除部件36,用于从收集的废气清除废气中包含的至少一部分颗粒。
如可以在附图中看到的,颗粒清除部件36优选由至少一颗粒收集器构成,颗粒收集器根据情况在气体收集部件10处(图3和4)或气体输送部件11处(图7)形成。
如上所述,并且如附图中看到的,气体输送部件11可以至少部分地由管子13、21、34或管道25、39、42构成,管子或管道的形状和/或截面(三角形、正方形、长方形、梯形、圆形、椭圆形、多边形或其它形状)被确定成:使这样的管子13、21、34或这样的管道25、39、42适应排气零件3的周围环境,特别是适应在机动车处形成的茧式室,所述排气零件甚至排气系统1将就位于该茧式室中。
最后,如上所述,在净化零件5、5’构成的排气零件3处收集废气。
同样,根据本发明的一优选实施方式,实现收集至少一部分废气的排气零件3由上述化学和/或物理类型的净化零件5(例如催化剂6、颗粒过滤器7,甚至催化剂和颗粒过滤结合的装置)构成。
但是,根据另一未示出的实施方式,实现收集至少一部分废气的排气零件3由上述类型的消除噪声污染的零件5’(例如消音器)构成。该消除噪声污染的零件5’通常位于排气系统1内,沿气体在排气系统1中的流动方向处于上述化学和/或物理类型的净化零件5的下游。
本发明还涉及排气系统1,根据符合本发明的第二系统,排气系统1包括给热机2提供废气的供应部件9。
根据本发明,给热机提供废气的供应部件9一方面包括气体收集部件10,其用于在净化零件5、5’构成的排气零件3处(优选在出口31)和/或在该排气零件3的下游收集废气,另一方面供应部件9包括气体输送部件11,其用于向热机2输送收集到的气体。
为此,可以注意到,根据第一实施方式,收集废气用的气体收集部件10在排气零件3(特别是出口31)处形成,排气零件3具有与作为以上描述目标的排气零件3(第一系统)相同的特征。
但是,根据图12所示的第二实施方式,气体收集部件10可由孔口37构成,孔口37沿气体在排气系统1中的流动方向在排气零件3的下游形成。更特别的是,孔口37在排放管38处形成,排放管38从排气零件3开始并于该排气零件3的出口延伸,用以向大气排放废气。
实际上,通过在设于排放管38中的至少一开口处支联一管状导道39或类似部件来保证这样的孔口37,管道39或类似部件至少部分地构成向热机2输送废气的气体输送部件11。
本发明的一附加特征在于,气体输送部件11至少部分地呈管子13、21、34或管道39、42的形式,管子或管道的形状和/或截面(三角形、正方形、长方形、梯形、圆形、椭圆形、多边形或其它形状)被确定成:使管子13、21、34或管道39、42适应排气系统1的周围环境,特别是适应机动车处形成的茧式室,其中排气系统1将就位于该茧式室中。
该排气系统1的另一附加特征在于,排气系统1在排气零件3的下游(特别是在排气零件3的出口并从该排气零件3延伸的排放管17、38处)包括加载阀40,加载阀用于调节这些废气在气体输送部件11中的流量和/或压力(图1)。
实际上,该加载阀40由反压阀(vanne de contre-pression)构成,反压阀优选是球形阀体或类似类型的。
为此,可以注意到,该加载阀40设计用于通过机动车包括的(未示出的)操纵系统进行操纵。
实际上,优选保证该操纵,使得当热机的负荷很小或者为部分负荷时,废气被送往热机2,而当热机2满负荷时,这些废气优选被排到大气中。
另一特征还在于,排气系统1包括涡轮压缩机8,涡轮压缩机8包括一涡轮机,涡轮机被设计用于一方面被从热机2出来的废气带动,而另一方面抽吸被收集的并待送往热机2的废气。
本发明还涉及带有热机2的机动车,热机2一方面与包括至少一排气零件3的排气系统1连接,另一方面通过符合按本发明的第三系统的供应部件9被供给废气。
根据本发明,热机2的供应部件9仍一方面包括气体收集部件10,其用于在净化零件5、5’构成的排气零件3处(优选在出口处)和/或其下游收集废气,供应部件9另一方面包括用于把收集的气体送往热机2的气体输送部件11。
根据该机动车的第一实施方式,该机动车所包括的排气零件3符合上述第一系统,更特别的是涉及到气体收集部件10和气体输送部件11。
根据该机动车的第二实施方式,该机动车所具有的排气系统1符合上述第二系统,更特别的是仍涉及气体收集部件10和气体输送部件11。
但是,根据另一实施方式,输送收集气体的气体输送部件11至少部分地在排气系统1的一环境零件处形成。本发明的一优选实施方式在于,气体输送部件11包含在该环境零件中。
对此,应注意到,该环境零件因而可由机动车包括的保护零件(特别是防热件,例如防热板)、蒙皮零件(特别是车身下部的蒙皮零件)、结构零件(特别是车身下部的零件,车身零件、车架零件等)或其它类似零件构成。
该实施方式有利地可把输送气体的功能集成在现有的一环境零件中,特别是通过修改该现有的环境零件。实际上,这种修改可以简单地在于:特别通过形成一双表皮,在该零件处形成一空间。
本发明还涉及给机动车包括的热机2提供气体的方法,热机2与包括至少一排气零件3的排气系统1连接,排气零件3包括净化零件5、5’。
更特别的是(但不限定),可通过上述三个系统中的至少一个系统来实施该方法。
实际上,该方法在于:在净化零件5、5’处(尤其是出口31处)和/或该净化零件5、5’的下游收集废气的至少一部分;并把这些收集并去除了污染的气体提供给热机2。
为此,应注意到,当这些气体在给热机2提供除污染后的气体的供应部件9中流动时,这些废气实际上朝这样一方向流动:该方向与直接来自热机2并到达所述净化零件5、5’中的气体的方向相反。
该方法还在于,在保证给热机2提供收集的废气之前,保证冷却这些气体。
实际上,通过保证收集到的气体在气体收集位点(气体收集部件10)与热机2之间、在管道(管子13、21、34、管道25、42、管状导道39)中流动,来保证使收集气体冷却,所述管道具有较大的与周围介质、特别是大气介质进行热交换的面积。
另一实施方式在于,通过保证收集的气体在气体收集位点(气体收集部件10)和热机2之间、在一热交换器所包括的管道或与该热交换器关连的管道中流动,来保证收集气体的冷却。
根据该方法的一附加特征,在保证给热机2提供收集的废气前,从这些气体清除它们中含有的颗粒的至少一部分,特别是保证将这些颗粒捕集在颗粒收集器36中。
实际上,这些颗粒尤其产生自排气零件3的退化(dégradation),特别是废气导致的退化,并且这些颗粒可以由陶瓷块、纤维、薄片段等构成。
另一特征在于,通过作用在排气系统1所包括的加载阀40上,保证气体朝热机2的方向流动,该加载阀特别是在气体收集位点(气体收集部件10)的下游。
另一实施方式在于:在与气体收集位点(气体收集部件10)连接的涡轮压缩机8产生的负压作用下,保证气体向热机2流动。
一特殊实施方式在于,在涡轮压缩机8产生的负压作用下和在施加在所述加载阀40上的动作的作用下,保证废气向热机2流动。
如上所述,该方法在于,在净化零件5、5’构成的排气零件3处(尤其是优选在出口)和/或在排气零件3的下游收集废气。
实际上,并根据第一实施方式,净化零件5为化学和/或物理类型的,并且尤其可由催化剂6和/或颗粒过滤器7或类似零件构成。
第二实施方式在于,净化零件5’为尤其由消音器或类似零件构成的噪声除污染类型。
实际上,消除噪声污染的零件5’可沿气体在排气系统1中的流动方向位于化学和/或物理型的净化零件的下游。

Claims (23)

1.排气零件(3),其用于带有热机(2)的机动车的排气系统(1),并且所述排气零件(3)包括:
-净化零件(5,5’),所述净化零件包括壳体(14),所述壳体(14)由包覆套(41)和封闭部件(15)构成,所述封闭部件(15)在所述净化零件(5,5’)的出口(31)处封闭所述包覆套(41);
-给热机(2)提供废气的供应部件(9),所述供应部件(9)一方面包括气体收集部件(10),所述气体收集部件在所述净化零件(5、5’)处收集废气,并且所述供应部件(9)另一方面包括把收集的废气送往所述热机(2)的气体输送部件(11);
-管道(42),其构成所述气体输送部件(11)并具有一端部(43),一方面,所述管道(42)在该端部(43)处连接至所述壳体(14),另一方面该端部通到所述排气零件(3)的出口(31)处,并且另一方面该端部还具有至少部分地构成收集废气的所述气体收集部件(10)的出口部(44);
-其特征在于,所述管道(42)至少在其端部(43)处,一方面由第一纵向部分(47)、另一方面由第二纵向部分(48)构成,其中所述第一纵向部分(47)位于所述排气零件(3)的所述壳体(14)的包覆套(41)之上,所述第一纵向部分(47)的形状与所述包覆套(41)的形状互补,并且该第一纵向部分与所述包覆套(41)相连,而所述第二纵向部分(48)与所述第一纵向部分(47)结合,并与该第一纵向部分(47)及所述封闭部件(15)连在一起,并且具有与所述封闭部件(15)互补的形状。
2.如权利要求1所述的排气零件(3),其特征在于,一方面,所述管道(42)的所述端部(43)与所述壳体(14)的包覆套(41)平行地延伸,该端部(43)附接在所述包覆套(41)上;另一方面,所述管道(42)的所述端部(43)在连接区(45)处具有的形状与所述壳体(14)的形状互补。
3.如上述权利要求中任一项所述的排气零件(3),其特征在于,所述管道(42)由管子(50)和套接管(49)构成,所述套接管(49)与所述管子(50)相连接,所述管道(42)的所述端部(43)在该套接管(49)处形成,并且所述套接管(49)由所述管道(42)的第一纵向部分(47)和第二纵向部分(48)构成。
4.如权利要求1或2所述的排气零件(3),其特征在于,一方面,所述管道(42)的端部(43)与所述壳体(14)的包覆套(41)之间的连接在所述管道(42)的最端部(43)处、通过间置于所述管道(42)的端部(43)与所述壳体(14)的包覆套(41)之间的焊缝(51)加以保证,其中所述焊缝在所述包覆套(41)的轮廓部的至少一部分上,而所述管道(42)的端部(43)附接在该轮廓部之上;另一方面,所述管道(42)的端部(43)与所述壳体(14)的包覆套(41)之间的连接,在所述管道(42)的端部(43)的纵向边缘(52)处,通过间置于所述管道(42)的端部(43)与所述壳体(14)的包覆套(41)之间的焊缝(51)加以保证,其中该焊缝在所述包覆套(41)的纵向部的至少一部分上,而所述管道(42)的端部(43)附加在该纵向部之上。
5.如权利要求1或2所述的排气零件(3),其特征在于,所述封闭部件(15)包括接收部件(46),所述接收部件接纳所述管道(42)的端部(43),所述封闭部件(15)与所述管道(42)的端部(43)连在一起。
6.如权利要求5所述的排气零件(3),其特征在于,接纳所述管道(42)的端部(43)的所述接收部件(46)呈座架的形式,该座架的形状与所述管道(42)的端部(43)的形状互补,并且所述端部(43)将就位于所述座架中。
7.如权利要求1或2所述的排气零件(3),其特征在于,所述排气零件(3)包括被收集并被送往热机(2)的废气的冷却部件(35),所述冷却部件由一热交换器构成。
8.如权利要求1或2所述的排气零件(3),其特征在于,所述气体输送部件(11)至少部分地呈管道(42)的形式,所述管道的形状和/或截面被确定成:使得这样的管道(42)适应在机动车处形成的茧式室,所述排气零件(3)将就位于该茧式室内。
9.如权利要求1或2所述的排气零件(3),其特征在于,所述排气零件(3)包括颗粒清除部件(36),以从收集的废气中清除其含有的颗粒的至少一部分;所述颗粒清除部件(36)由至少一颗粒收集器构成,所述颗粒收集器在所述气体收集部件(10)处、或在所述气体输送部件(11)处形成。
10.如权利要求1或2所述的排气零件(3),其特征在于,所述净化零件是化学和/或物理类型的净化零件(5)。
11.如权利要求1或2所述的排气零件(3),其特征在于,所述净化零件由消除噪声污染的零件(5’)构成。
12.如权利要求2所述的排气零件(3),其特征在于,所述管道(42)的所述端部(43)在连接区(45)处具有的形状与所述壳体(14)的包覆套(41)的形状互补。
13.如权利要求2所述的排气零件(3),其特征在于,所述管道(42)的所述端部(43)通过焊接或钎焊与所述包覆套相接。
14.如权利要求5所述的排气零件(3),其特征在于,所述封闭部件(15)通过焊接或钎焊与所述管道(42)的端部(43)连在一起。
15.如权利要求7所述的排气零件(3),其特征在于,所述冷却部件(35)包括用于使所述气体输送部件(11)和所述排气零件(3)所具有的除污染部件(30)热隔绝的隔热部件。
16.如权利要求10所述的排气零件(3),其特征在于,所述净化零件(5)是催化剂(6)或颗粒过滤器(7)。
17.如权利要求10所述的排气零件(3),其特征在于,所述净化零件(5)是催化剂与颗粒过滤器结合的装置。
18.如权利要求11所述的排气零件(3),其特征在于,所述消除噪声污染的零件(5’)是消音器。
19.带有热机(2)的机动车用的排气系统(1),该排气系统(1)包括至少一排气零件(3)以及给所述热机(2)提供废气的供应部件(9),所述供应部件(9)一方面包括气体收集部件(10),其在所述排气零件(3)处和/或它的下游收集废气,并且所述供应部件(9)另一方面包括将收集的废气送往所述热机(2)的气体输送部件(11),其特征在于,所述排气零件(3)是如权利要求1至18中任一项所述的排气零件。
20.如权利要求19所述的排气系统(1),其特征在于,所述排气系统(1)在所述排气零件(3)的下游包括加载阀(40),所述加载阀调节废气在所述气体输送部件(11)中的流量和/或压力。
21.如权利要求19所述的排气系统(1),其特征在于,所述排气系统(1)包括涡轮压缩机(8),该涡轮压缩机(8)包括涡轮机,所述涡轮机被设计一方面被从所述热机(2)出来的废气驱动,另一方面抽吸收集的并待送往所述热机(2)的废气。
22.带有热机(2)的机动车:
-所述热机(2)与包括至少一排气零件(3)的排气系统(1)连接;
-所述热机(2)由供应部件(9)供给废气,所述供应部件(9)一方面包括气体收集部件(10),以在所述排气零件(3)处或它的下游收集废气,并且所述供应部件(9)另一方面包括将收集的废气送往所述热机(2)的气体输送部件(11);
-所述机动车的特征在于,所述排气零件(3)是如权利要求1至18中任一项所述的排气零件。
23.如权利要求22所述的带有热机(2)的机动车,其特征在于,输送收集的废气的所述气体输送部件(11)至少部分地在所述排气系统(1)的环境零件处形成,所述环境零件由机动车的保护零件、蒙皮零件、结构零件构成。
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