CN202483691U - 多缸增压发动机双层排气歧管 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种多缸增压发动机双层排气歧管，主体为外壳与内壳相隔2—4mm焊接而成的双层结构，两层间带有加强筋；歧管主体带有四个排气支管，它们的出口均与用于与缸盖相联的排气歧管进气法兰相固联；歧管主体上还联接有用于与两级增压器相联的小出气法兰、大出气法兰，也联接有用于与ERG出气管相联的ERG出气法兰。本实用新型通过两个不同的废气出口分别进入与之相连的两级废气涡轮增压器，再进入尾气处理系统，具有结构简单、可靠性高的特点，能够减少发动机零部件数量并满足整车后处理要求，实现发动机轻量化，有效匹配两级废气涡轮增压器排放效果，提高了发动机性能。本实用新型适用作各种车辆的四缸增压发动机排气歧管。

Description

多缸增压发动机双层排气歧管

技术领域

本实用新型属于汽车领域，尤其涉及车辆发动机排气系统，具体地说是一种多缸增压发动机双层排气歧管。

背景技术

车辆发动机的排气歧管的作用，是将发动机各个缸排出的废气汇集到发动机尾气处理系统或汇集到涡轮增压器再进入尾气处理系统，同时为涡轮增压器提供尽可能多的废气能量。排气歧管承受废气高温、高压的环境，故排气歧管在使用中的可靠性对发动机的影响至关重要。

现阶段大多数汽车发动机厂家都采用单级废气涡轮增压器，排气歧管将发动机各个缸排出的废气汇集到一起后，通过一个废气出口进入与之相连的单级废气涡轮增压器。排气歧管多采用灰铸铁、蠕墨铸铁、球墨铸铁、硅钼铸铁或不锈钢材料，采用不锈钢和铸铁材料单层结构的排气歧管，热损失较大，且需要在外增加隔热罩，防止对排气歧管周围部件热损伤；而采用铸铁材料的排气歧管，排气歧管与高压级增压器涡壳铸在一起，铸有高压级增压器废气入口和废气出口，排气歧管上还铸有低压级增压器连接法兰和EGR出口法兰。高压级增压器涡壳与低压级增压器连接法兰分别铸在排气歧管的上下侧，EGR出口法兰布置在发动机的前端。

现有技术中的上述排气歧管存在着以下的不足：

1）排气歧管内壁粗糙，排气沿程阻力大，排气背压大；

2）排气歧管热损失较大，废气后处理装置反应滞后；

3）排气歧管管壁温度高，对排气歧管周围部件有热损伤，需增加隔热罩；

4）排气歧管管壁较厚，总质量较大，结构复杂，造成铸造困难；

5）排气歧管耐温低，汽车在行驶中，发动机经常处在冷热交替变换的工作状态，高温环境会造成排气歧管产生塑性变形或失效。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题，是提供一种多缸增压发动机双层排气歧管，通过两个不同的废气出口分别进入与之相连的两级废气涡轮增压器中的高压级废气涡轮增压器和低压级废气涡轮增压器，再进入尾气处理系统具有结构简单、可靠性高的特点，能够减少发动机零部件数量并满足整车后处理要求，实现了发动机轻量化设计，达到了有效匹配两级废气涡轮增压器排放良好的效果，提高了发动机性能。

为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案是：

一种多缸增压发动机双层排气歧管，排气歧管主体为由相隔2—4mm设置的外壳与内壳固联而成的双层结构，外壳与内壳间带有间隔设置的加强筋；

所述歧管主体带有第一～第四排气支管，它们的出口均与用于与汽车发动机缸盖相联的排气歧管进气法兰相固联；歧管主体上还联接有用于与汽车发动机的高压级废气涡轮增压器相联的小出气法兰、用于与汽车发动机的低压级气涡轮增压器相联的大出气法兰、用于与ERG出气管相联的ERG出气法兰。

作为本实用新型结构的具体化，所述第一～第四排气排气支管一字排开，出口方向相平行且共线，排气歧管进气法兰固联于它们的共线端，相应地，排气歧管进气法兰与歧管主体间呈皿字状结构；

第二排气支管与第三排气支管间还分别设有小出气口与大出气口，小出气口处固联小出气法兰，大出气口处固联大出气法兰；

ERG出气法兰固联于第四排气支管的外侧，其出气孔与第四排气支管的管腔相接通。

作为本实用新型上述结构的优化，所述排气歧管进气法兰所在平面与排气歧管主体的主轴线相平行且与第一～第四排气支管的出口方向相垂直。

作为进一步优化，

所述大出气法兰设于排气歧管主体上方，与排气歧管主体的主轴线相平行且与排气歧管进气法兰相垂直设置。

所述小出气法兰设于排气歧管主体侧部，与排气歧管主体的主轴线相平行且与排气歧管进气法兰相平行设置。

所述ERG出气法兰所在平面，与排气歧管主体的主轴线相垂直，且同时垂直于排气歧管进气法兰、小出气法兰、大出气法兰。

由于采用了上述的技术方案，本实用新型与现有技术相比，所取得的技术进步在于：

1）排气歧管采用板筋结构，设计为复合式焊接工艺，有效的保证排气歧管的抗冲击载荷强度；

2）采用双层结构，起到隔绝热传递的作用，降低排气歧管表面温度，有效保持废气能量；

3）设计有两个废气出口，成90°角布置，可使增压器布置紧凑，占用空间小。

总之，本实用新型使排气歧管结构简单、可靠性高、质量轻、满足了整车排气系统处理装置的要求，同时减少发动机零部件隔热罩；另外，本实用新型使排气背压降低，减少排气热损失，充分利用废气能力驱动两级废气涡轮增压器工作，提高发动机进气量，改善排气系统排放效果，提高了发动机的效率，改善了发动机的低速扭矩，提高了发动机的加速性能。

本实用新型适用作各种车辆的四缸增压发动机排气歧管。

本实用新型下面将结合说明书附图与具体实施例作进一步详细说明。

附图说明

图1为本实用新型实施例的整体结构示意图；

图2-为图1所示实施例的内部结构图；

图3为图1所示实施例低速工况工作状态的示意图，图中箭头表示气体流动方向；

图4为图1所示实施例中速工况工作状态的示意图，图中箭头表示气体流动方向；

图5为图1所示实施例高速工况工作状态的示意图，图中箭头表示气体流动方向。

图中：1--排气歧管进气法兰，21～24—第一～第四排气支管，3—大出气法兰，4--大出气口，5—小出气口，6--小出气法兰，7—EGR出气法兰，8—外壳，9—内壳。

具体实施方式

实施例

图1所示为一种多缸增压发动机双层排气歧管。

如图2所示，排气歧管主体为由相隔3mm设置的外壳8与内壳9焊接于一体而成的双层结构，耐温可达950℃。

外壳8采用铁素体不锈钢材料冲压而成，热膨胀系数较低，它的抗变形能力强，排气歧管耐久性好。内壳9为奥氏体不锈钢冲压而成，热膨胀系数较高，但它的耐温上限高，从而保证了排气歧管的耐久性能。

外壳8与内壳9间带有间隔设置的加强筋，使排气歧管的抗冲击载荷能力有效增加，达到使用要求；而中间的气隙结构起到隔绝热传递的作用，使废气进入增压器和后处理系统的温度升高，同时由于隔热作用排气歧管的外壁温度很低，可以不使用隔热罩，达到减少了排气歧管周围部件的热损伤作用。内外层壁厚1.2mm，使排气歧管内外壁厚总和为2.4mm，与铸铁排气歧管的壁厚4-5mm相比，实现减重目的。

排气歧管主体带有四个出口方向相平行且共线的第一～第四排气支管21、22、23、24，第一～第四排气支管21、22、23、24的共线端依次固联于用于与汽车发动机缸盖相联的排气歧管进气法兰1上，相应地，排气歧管进气法兰1与歧管主体间呈皿字状结构。

第二排气支管22与第三排气支管23间还分别设有小出气口5与大出气口4，小出气口5处固联有用于与汽车发动机的高压级废气涡轮增压器相联的小出气法兰6，大出气口4处固联有用于与汽车发动机的低压级废气涡轮增压器相联的大出气法兰3。

第四排气支管24的外侧还设有用于与ERG出气管相联的ERG出气法兰7，ERG出气法兰7其出气口与第四排气支管24的管腔相接通。

排气歧管进气法兰1所在平面与排气歧管主体的主轴线相平行且与第一～第四排气支管21、22、23、24的出口方向相垂直。

大出气法兰3设于排气歧管主体上方，与排气歧管主体的主轴线相平行且与排气歧管进气法兰1相垂直设置。

小出气法兰5设于排气歧管主体侧部，与排气歧管主体的主轴线相平行且与排气歧管进气法兰1相平行设置。

ERG出气法兰7所在平面，与排气歧管主体的主轴线相垂直，且同时垂直于排气歧管进气法兰1、小出气法兰6、大出气法兰3。

本实施例所提供的上述结构的多缸增压发动机双层排气歧管，大出气法兰3、小出气法兰6上废气出口直径大小不同，彼此独立分开，低压级增压器布置在排气歧管上方，高压级小增压器布置在排气歧管前方，与发动机整体搭载紧凑。

排气歧管进气法兰1、小出气法兰6、大出气法兰3、ERG出气法兰7均采用铁素体不锈钢材料冲压式薄法兰，构件平面度很高，耐热上限为950℃，热膨胀系数较低，从而使法兰的抗变形能力和耐久性都很高，能有效满足排气歧管的密封性要求。

参考图3，在发动机低转速运行时，发动机排出的废气量少，废气在排气歧管中汇聚到一起后从直径小的小出气口5进入与两级废气涡轮增压器中的高压级废气涡轮增压器（小增压器），并使之工作；

参考图5，在发动机高转速运行时，发动机排出的废气量多，废气在排气歧管中汇聚到一起后从直径大的大出气口4进入两级废气涡轮增压器中的低压级废气涡轮增压器（大增压器），并使之工作；

参考图4，发动机在低转速与高转速之间运行时，发动机排出的废气在排气歧管中汇聚到一起后，分别从大小不同的大出气口4、小出气口5同时进入与两级废气涡轮增压器，并使之工作。

发动机在中、低转速运行时，废气通过EGR出气法兰7进入废气再循环系统，冷却后进入进气歧管控制燃烧室内NOx的生成。

Claims (6)

1.一种多缸增压发动机双层排气歧管，其特征在于：排气歧管主体为由相隔2—4mm设置的外壳与内壳固联而成的双层结构，外壳与内壳间带有间隔设置的加强筋；

所述歧管主体带有第一～第四排气支管，它们的出口均与用于与汽车发动机缸盖相联的排气歧管进气法兰相固联；歧管主体上还联接有用于与汽车发动机的高压级气涡轮增压器相联的小出气法兰、用于与汽车发动机的低压级废气涡轮增压器相联的大出气法兰、用于与ERG出气管相联的ERG出气法兰。

2.根据权利要求1所述的多缸增压发动机双层排气歧管，其特征在于：所述第一～第四排气支管一字排开，出口方向相平行且共线，排气歧管进气法兰固联于它们的共线端，相应地，排气歧管进气法兰与歧管主体间呈皿字状结构；

第二排气支管与第三排气支管间还分别设有小出气口与大出气口，小出气口处固联小出气法兰，大出气口处固联大出气法兰；

ERG出气法兰固联于第四排气支管的外侧，其出气孔与第四排气支管的管腔相接通。

3.根据权利要求2所述的多缸增压发动机双层排气歧管，其特征在于：所述排气歧管进气法兰所在平面与排气歧管主体的主轴线相平行且与第一～第四排气支管的出口方向相垂直。

4.根据权利要求3所述的多缸增压发动机双层排气歧管，其特征在于：所述大出气法兰设于排气歧管主体上方，与排气歧管主体的主轴线相平行且与排气歧管进气法兰相垂直设置。

5.根据权利要求4所述的多缸增压发动机双层排气歧管，其特征在于：所述小出气法兰设于排气歧管主体侧部，与排气歧管主体的主轴线相平行且与排气歧管进气法兰相平行设置。

6.根据权利要求5所述的多缸增压发动机双层排气歧管，其特征在于：所述ERG出气法兰所在平面，与排气歧管主体的主轴线相垂直，且同时垂直于排气歧管进气法兰、小出气法兰、大出气法兰。

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