CN204457982U - 排气歧管 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种排气歧管（100），其中该排气歧管（100）具有护套冷却的一部分外壁和护套未冷却的一部分外壁（121-125）两部分。当排气歧管（100）固定到发动机组时，外壁的非冷却部分（121-125）不可进入。此外，排气歧管（100）的外壁的非冷却部分（121-125）经设计在铸造过程中增添稳定性，并实现用较少芯（231）简化铸造的工艺。本实用新型提供一种更易于制造的排气歧管设计，从而降低制造过程的成本。

Description

排气歧管

技术领域

本实用新型一般涉及排气歧管，并且更具体涉及一种护套冷却式排气歧管。

背景技术

国际安全标准通常规定发动机环境的最大表面温度。发动机的一个部件为排气歧管，其将来自多个发动机汽缸排气积聚到一个排气管内。在海洋环境中，护套冷却是一种用于遵守规定的最大表面温度的安全标准的方法。冷却液护套可防护并冷却与发动机连接的热排气歧管，因此将表面温度维持在低于规定的最大值以下。此类护套冷却式排气歧管可用焊接的或铸造的金属构造而成。

现有的排气歧管，诸如在Kashmerich的美国专利No. 3,921,398中所公开的排气歧管，具有用铸造铝构造的部分并且包括用于降低排气歧管的表面温度的冷却护套。用于构造此类排气歧管的现有铸造方法需要一种复杂及资源密集的制造工艺，其在组装铸造部分后常需要铸造多个零件。本实用新型旨在减轻或消除以上讨论的缺点中的一个或多个。

实用新型内容

本实用新型涉及新的排气歧管设计，该设计易于制造，从而降低制造过程的成本。为降低制造排气歧管的困难和成本，所提出的排气歧管具有护套冷却的一部分外壁和护套未冷却的一部分外壁。当排气歧管固定到发动机组时，外部的非冷却部分不暴露给操作者。

排气歧管在一个横向侧上可包括多个排气入口，以便与发动机汽缸出口相匹配。纵向排气通道将来自入口的排气合并，并将其导向排气歧管的排气出口。排气歧管也可包括位于纵向排气通道与外壁之间的冷却液通道。冷却液通道可通过入口孔进冷却液，而出口孔可使冷却液排出排气歧管。

所公开的排气歧管包括在排气歧管的非冷却液冷却侧上的孔洞或气袋凹槽，该孔洞或气袋凹槽在面向发动机汽缸的排气歧管的横向侧的排气入口之间。因为该气袋凹槽布置在排气入口之间，所以它们在排气歧管附接到发动机时不会暴露。因此，气袋凹槽无需遵守表层表面温度安全条例。这些气袋凹槽形成排气歧管外壁的非冷却部分。在铸造过程中，用于形成气袋凹槽的材料也可向排气入口提供内部支承。气袋凹槽也可减少在铸造过程中所需的用于制造排气歧管的芯的数目。该气袋凹槽也可简化在铸造过程中使用的芯的形状。

一种排气歧管，包括：位于所述排气歧管外壁的第一横向侧上的多个排气入口；由纵向内壁形成的纵向排气通道，其中所述多个排气入口使排气流入并汇入所述纵向排气通道；排气出口，其中所述排气出口使来自所述纵向排气通道的排气从所述排气歧管排出；位于所述排气歧管的所述纵向内壁与所述外壁的第二横向侧、顶侧和底侧之间的纵向冷却通道；以及位于所述排气歧管的所述外壁的所述第一横向侧上的多个气袋凹槽，其中所述气袋凹槽由在所述排气歧管的所述外壁的所述第一横向侧上的凹陷形成。

还包括外壁的第二远端的冷却液入口孔，使冷却液能够流入所述纵向冷却液通道。

所述外壁的顶侧的第一冷却液出口孔使冷却液能够从所述纵向冷却液通道排出，并从所述排气歧管流出。

所述外壁的底侧上的第二冷却液出口孔处的冷却液从所述纵向冷却液通道排出，并从所述排气歧管流出。

所述排气歧管由铝合金制成。

进一步包括：温度传感器口；压力传感器口；以及开关附接机构。

本实用新型的上述技术解决方案提供了易于制造的排气歧管设计，从而降低制造过程的成本。

附图说明

图1为示例性排气歧管的第一横向侧的透视图。

图2为示例性排气歧管的第二横向侧的透视图。

图3为从示例性排气歧管底侧看到的剖视图。

图4为示例性排气歧管的第一横向侧的主视图。

图5为从示例性排气歧管第二横向侧看到的剖视图。

图6为从示例性排气歧管第一远端看到的剖视图。

图7为示出示例性方法的步骤的流程图。

图8为在用于铸造排气歧管的方法中使用的示例性铸芯的透视图。

图9为从在用于铸造排气歧管的方法中使用的示例性铸芯的第一远端看到的剖视图。

具体实施方式

在以下详细说明中，参考形成本文一部分的附图。除非上下文另有指明，否则在图中，类似标记通常标识类似的部件。在详细说明、附图和权利要求中所述的示例性实施例并不意味着限定。也可使用其它实施例，也可作其它变更。容易理解的是，如在此的一般描述及图中所示，本实用新型的各方面可以多种不同的构造进行设置、替换、组合和设计，所有这些都想到并构成本实用新型的一部分。

图1-图6示出了示例性排气歧管100的多个透视图和剖视图。外壁120的第一横向侧可具有多个气袋凹槽121-125。外壁120的第一横向侧可以为与发动机连接的示例性排气歧管100的侧面。气袋凹槽121-125可布置在排气入口131-136之间。在使用中，气袋凹槽121-125在排气歧管100附接到发动机时不暴露。因为气袋凹槽121-125在使用期间不暴露，所述这些气袋凹槽121-125无需遵守表层表面温度安全条例。在排气歧管100的生产中，气袋凹槽121-125也可对排气入口131-136的形成提供内部支承。如以下对示例性方法200和图7的详细描述，可通过砂模铸造生产排气歧管100。在砂模铸造过程中，气袋凹槽121-125能够减少在铸造过程中所需的芯的数量，并且可进一步简化创建排气歧管100所需的芯的形状。

本实用新型构思了示例性排气歧管100的实施例，其中将在示例性排气歧管100的外壁120的第一横向侧上的不同数量的排气入口131-136并入示例性排气歧管100。排气入口131-136的数量可视发动机中的发动机汽缸数量而定，其中示例性排气歧管100连接到该发动机。随着排气入口131-136数量的变化，气袋凹槽121-125的数量可相应变化。

如图1、图2、图4和图5所示，示例性排气歧管100在外壁150的第一远端处可具有排气出口137。排气出口137可以为示例性排气歧管100的肘部143的一部分，该肘部143环绕外壁顶侧127向上弯曲。在其他实施例中，排气出口137可位于示例性排气歧管100上的不同位置，以适应与其它发动机部件部件连接，例如涡轮增压器。示例性排气歧管100在外壁152的第二远端可具有冷却液入口孔141。示例性排气歧管100在外壁的顶侧127上可具有第一冷却液出口孔142。示例性排气歧管100在外壁的底侧128上可具有第二冷却液出口孔143。

如图3、图5和图6所示，示例性排气歧管100的内部可具有纵向排气通道130，该通道130从外壁152的第二远端纵向延伸到外壁150的第一远端。示例性排气歧管100可具有纵向冷却液通道140，该纵向冷却液通道140从外壁152的第二远端纵向延伸到外壁150的第一远端。纵向排气通道130和纵向冷却液通道140可由纵向内壁138分离。

示例性排气歧管100在示例性排气歧管100的外壁上可具有多个传感器端。如图1和图2所示，温度传感器口162能够测量在示例性排气歧管100内用于冷却的冷却液的温度。图1所示的温度传感器口162在示例性排气歧管100的外壁的顶侧127上，但是可位于示例性排气歧管100的外壁上的任何地方。在所公开的实用新型的其它实施例中，多个温度传感器口162可用于测量示例性排气歧管的外壁表层温度，冷却液的温度，或排气的温度。在温度端口161中使用的传感器可与位于示例性排气歧管100上的开关连通。通过使用第一开关附接结构163并可能使用第二附接机构164可将该开关固定到示例性排气歧管100。在排气歧管的工作中，可以有多个开关与多个温度传感器连通。如果示例性排气歧管的外壁表层的温度，排气的温度，或冷却液的温度上升到阈值以上或下降到阈值以下，则开关就可以改变排气歧管的操作，或关闭包括排气歧管的发动机系统。

如图1、图2和图4所示，压力孔161能够测量示例性排气歧管100内的压力。图1所示的压力孔161在示例性排气歧管100的外壁152的第二远端上，但是可位于示例性排气歧管100的外壁上的任何地方。在所公开的实用新型的其它实施例中，多个压力孔161可用于测量冷却液的压力或排气的压力。在压力孔161中使用的传感器可与位于示例性排气歧管100上的开关连通，该开关可通过第一开关附接机构163并且可能通过第二附接机构164固定。在排气歧管的操作中，可以有多个开关与多个压力传感器连通。如果排气的压力或冷却液的压力上升到阈值以上或下降到阈值以下，则开关可改变排气歧管的操作，或关闭包括排气歧管的发动机系统。

如图1、图2、图4和图5所示，安装附接结构165可位于示例性排气歧管100的外壁127的顶侧上。安装附接结构165可用于将示例性排气歧管100固定到发动机系统的其它部分。本实用新型想到多个用于将示例性排气歧管100固定到发动机系统的多个部分的安装附接机构165。

如图1、图2、图4和图5所示，螺栓孔180可位于示例性排气歧管100的外壁120的第一横向侧上。螺栓孔180可穿过示例性排气歧管100的主体，从外壁126的第二横向侧延伸到外壁120的第一横向侧。螺栓孔180可用于将示例性排气歧管100固定到发动机缸盖。本实用新型设计成螺栓孔180在示例性排气歧管100内以不同间隔和位置分布，并且在外壁120的第一横向侧上以不同间隔和位置离开示例性排气歧管100。

如图1和图4所示，示例性排气歧管100可具有砂芯柱塞孔170。砂芯柱塞孔170可用于取出在铸造过程中使用的砂芯。砂芯柱塞孔170可位于外壁120的第一横向侧上或在示例性排气歧管100的外壁上的不同位置。砂芯柱塞孔170可根据需要经改变以简化铸造过程。

在工作过程中，示例性排气歧管100可将排气从发动机排到涡轮增压器或另一个发动机系统部件。示例性排气歧管100可连接的发动机可以是用于多种类机械的发动机，例如在海洋环境中使用的机械、采掘机或挖掘机。排气入口131-136可从相应的发动机汽缸出口吸入排气。排气通过排气入口131-136进入排气歧管。接下来，从排气入口131-136将排气并入纵向排气通道130。排气可沿纵向排气通道130行进，并从排气出口137离开。在排气从排气出口137排出排气通道后，可进入涡轮增压器，排气在此用于驱动涡轮。因此，排气歧管100可从发动机传输排气并将其导向涡轮增压器。

在工作中，排气歧管100可通过发动机冷却液，例如水或乙二醇混合物冷却。冷却液可通过冷却液入口孔141进入示例性排气歧管100。冷却液可通过冷却液入口孔141泵入示例性排气歧管100。冷却液温度和压力可通过温度传感器口161和压力传感器口162监控。在冷却液流过冷却液入口孔141后，可流过由一部分外壁和纵向内壁138形成的纵向冷却液通道140。冷却液可以通过可位于外壁127顶侧上的第一冷却液出口孔142，或通过可位于外壁128底侧上的第二冷却液出口孔127流出示例性排气歧管100。在一些实施例中，通过第一冷却液出口孔142流出的冷却液可输送到涡轮增压器，该涡轮增压器可由在排气出口137处排出示例性排气歧管100的排气驱动，其中冷却液可再次将涡轮增压器的表层温度冷却。在一些实施例中，通过第二冷却液出口孔143流出的冷却液可通过一般的发动机冷却系统循环。本实用新型设计有向各种发动机部件输送冷却液的各种冷却液出口孔的多个实施例。

如图7的流程图所示，本实用新型的一种铸造排气歧管的示例性方法200。该方法可生产以上所公开的示例性排气歧管100。铸造的示例性方法200可包括在铸造型盒中对准排气歧管模型。排气歧管模型可由金属制成，也可由砂制成，并且可通过将排气歧管图案插入铸造型盒以显现歧管样式的外部压印而形成。无论是由金属还是砂制成，排气歧管模型均可包括位于排气歧管模型外壁的第一横向侧上的多个气袋凹槽。在模型中的气袋凹槽压痕显现出在以上的示例性排气歧管100中所公开的气袋凹槽121-125。

铸造的示例性方法200可包括将冷却液通道芯231和排气通道芯插入排气歧管模型内。铸造型盒可以分为两个部分，即具有被称为上型箱的顶部和被称为移送机的底部。排气歧管模型也可以分为两个部分， 即具有置于铸造型盒移送机的底部和置于铸造型盒上型箱的顶部。冷却液通道芯231和排气通道芯可放置在排气歧管模型的底部内，然后通过将在铸造型盒上型箱中的排气歧管模型的顶部放置在铸造型盒移送机中的排气歧管模型的底部之上而密封铸造型盒以封闭该冷却液通道芯。

在铸造的示例性方法200中，在将冷却液通道芯231插入排气歧管模型之前，可将排气通道芯插入排气歧管模型。排气通道芯可具有一般的圆柱形形状并且包括多个突起。排气通道芯可插入模型内，使得模型的多个气袋延伸部分布置在排气通道芯的多个突起之间。

如图8和图9所示，冷却液通道芯231可以为一般的U形并且纵向延伸。冷却液通道芯231可插入模型中，以使冷却液通道芯231包围排气歧管模型的多个气袋延伸部分和排气通道芯。冷却液通道芯可具有从一般的U形框架延伸的多个砂芯柱塞232。砂芯柱塞232可与在示例性排气歧管100上的砂芯柱塞孔170对应。冷却液通道芯231可包括第一冷却液出口芯塞234，其与示例性排气歧管100的第一冷却液出口孔142对应。本实用新型想到具有多个芯塞的冷却液通道芯231的多个实施例，其中多个芯塞与示例性排气歧管100需要的多个冷却液出口孔、冷却液入口孔、排气出口、排气入口、传感器口和其他孔口相对应。冷却液通道芯231可包括与示例性排气歧管100中的螺栓孔180相对应于的螺栓槽233。

铸造的示例性方法200可包括将液体金属浇注到密封的铸造型盒内。液体金属可以为铝合金或另外的金属合金，例如铸铁或延性铁。铝合金可具有不同百分比的铝、硅、铁、铜、锰、镁、锌、钛、铅或其他元素。铸造的示例性方法200可包括允许液体金属固化成固体金属件。铸造的示例性方法200可包括将排气歧管模型和芯从铸造的排气歧管中移除。如上所公开，可通过示例性排气歧管100中的砂芯柱塞孔170将芯取出。

工业实用性

本实用新型应用于需要将冷却液冷却的排气歧管的发动机系统。这些发动机系统常见于海洋环境中。所公开的示例性排气歧管100可用于将排气从发动机汽缸指向涡轮增压器，在此排气用于产生额外动力。示例性排气歧管100也可将泵入示例性排气歧管100的冷却的冷却液送向发动机系统的其它部件。

所公开的铸造排气歧管的示例性方法200应用于需要创建示例性排气歧管100的制造过程。所公开的铸造排气歧管的示例性方法200在铸造过程中仅使用两个芯，将该方法对于制造，复杂性较低且更经济有效。仅将如现有方法中的两个而不是三个或更多个芯用于铸造排气歧管，在铸造的浇注过程中就会有至少一个需要生产并固定的较小的砂芯。在过去的方法中，冷却芯必须结合以形成冷却护套。使用两个分开的冷却芯创建单个冷却护套可导致接缝，该接缝可导致从冷却护套泄露到排气歧管的其它部分。气袋凹槽121-125在排气歧管模型中的位置也将用来避免在示例性排气歧管100的外壁120的第一横向侧上出现大块的金属实心体。在铸造过程中，由于在朝向示例性排气歧管100内部的金属与朝向示例性排气歧管100外部的金属之间的固化冷却时间的变化，所以模型中的大块的金属实心体在铸造中可造成多孔性的高风险。

本实用新型包括通过研究附图、本实用新型和权利要求可获得的本实用新型的其它方面、目的和优点。应该清楚，前述说明提供了所公开的系统和技术的实例。然而，可以想到本实用新型的其它实施方式在细节上可不同于前述实例。所有对本实用新型或其例子的引用旨在提及特定例子在该点被讨论并且并不打算暗示更一般的对本实用新型范围的任何限制。

除非在此另外指出，否则在此对数值范围的叙述仅仅用作一种速记方法，分别涉及落入范围内的各单独数值，并且各单独数值包含在说明书内，如同在此单独列举的一样。这里描述的所有方法都可用任何合适的顺序实行，除非另外指出或与上下文明显地矛盾。

Claims (6)

1.一种排气歧管（100），其特征在于包括：

位于所述排气歧管（100）外壁（120）的第一横向侧上的多个排气入口（131-136）；

由纵向内壁（138）形成的纵向排气通道（130），其中所述多个排气入口（131-136）使排气流入并汇入所述纵向排气通道（130）；

排气出口（137），其中所述排气出口（137）使来自所述纵向排气通道（130）的排气从所述排气歧管（100）排出；

位于所述排气歧管（100）的所述纵向内壁（138）与所述外壁的第二横向侧（126）、顶侧（127）和底侧（128）之间的纵向冷却通道（140）；以及

位于所述排气歧管（100）的所述外壁（120）的所述第一横向侧上的多个气袋凹槽（121-125），其中所述气袋凹槽（121-125）由在所述排气歧管（100）的所述外壁（120）的所述第一横向侧上的凹陷形成。

2.根据权利要求1所述的排气歧管（100），其特征在于，还包括外壁（152）的第二远端处的冷却液入口孔（141），使冷却液能够流入所述纵向冷却液通道（140）。

3.根据权利要求2所述的排气歧管（100），其特征在于，还包括所述外壁的顶侧（127）的第一冷却液出口孔（142），使冷却液能够从所述纵向冷却液通道（140）排出，并从所述排气歧管（100）流出。

4.根据权利要求3所述的排气歧管（100），其特征在于，所述外壁的底侧（128）上的第二冷却液出口孔（143）处的冷却液从所述纵向冷却液通道（140）排出，并从所述排气歧管（100）流出。

5.根据权利要求4所述的排气歧管（100），其特征在于，所述排气歧管（100）由铝合金制成。

6.根据权利要求5所述的排气歧管（100），其特征在于，进一步包括：

温度传感器口（161）；

压力传感器口（162）；以及

开关附接机构（163-164）。