PT780552E - Panela de escape de veiculo automovel - Google Patents
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Description
1
Descrição “Panela de escape de veículo automóvel” A presente invenção refere-se a uma panela de escape de veículo automóvel.
Uma panela de escape de veículo automóvel é constituída por um invólucro exterior, um invólucro interior e uma parte central, constituída por tubuladuras perfuradas e divisórias transversais, associadas entre si para fumar uma chicana. A parte central das panelas de escape, bem como o seu invólucro interior devem resistir às agressões muito ácidas e muito básicas dos condensados que se formam no decurso da sua utilização, quando da expansão, no seu interior, dos gases queimados do motor de combustão do veículo automóvel.
Com efeito, numa panela de escape, circulam condensados, que passam regularmente, em função da utilização do veículo automóvel, de um pH igual a 2 para um pH igual a 12.
Também para poder resistir à corrosão devida a este tipo de agressões, é conhecido realizar panelas de escape, pelo menos cuja parte central e cujo invólucro são feitos de aço inoxidável. O principal inconveniente deste tipo de panelas de escape reside no seu custo elevado, devido ao preço do aço inoxidável.
Uma solução para reduzir este custo seria realizar panelas de escape, cuja parte central fosse de aço esmaltado.
Mas os esmaltes de massa do tipo corrente apresentam infelizmente vários inconvenientes.
Por um lado, há problemas de aderência, em particular ao nível das arestas vivas da parte central e, sobretudo, das arestas dos furos das tubuladuras perfuradas, 2 que constituem a referida parte central.
Por outro lado, encontram-se frequentemente defeitos de superfície denominados “defeitos com a configuração do corte de unhas”, que se traduzem por pequenos arranques de esmalte semicirculares.
Finalmente, deparamos com um problema de resistência ao calor, insuficiente. Devido ao efeito do recozimento que sofre a parte central da panela de escape, em funcionamento, aparecem pequenas empolas nas zonas sobreaquecidas do esmalte. Este fenómeno é designado por “efeito de refervurá”.
Para remediar estes inconvenientes, é conhecido utilizar esmaltes especiais, suficientemente resistentes ao calor, que não apresentam o efeito conhecido por “recozimento” e que não apresentam fissuras, em consequência de variações de temperatura,
Por exemplo, a patente europeia N.° 007 131 descreve um tal tipo de esmalte particular, cuja fabricação e utilização se mostram complexas e que portanto têm como consequência um aumento de custo, relativamente ao uso de esmaltes normais.
Além disso, em certos casos, convém efectuar vários recozimentos diferentes destes esmaltes, para os estabilizar. A realização destes processos específicos é relativamente complexa e trazem um aumento de custo não desprezável, não sendo por isso uma tal panela de escape, cuja parte central é esmaltada com este tipo de esmalte, competitiva relativamente a uma panela de escape cuja parte central é de aço inoxidável. É também conhecido o documento JP 4 154 919, que trata da elaboração de um aço laminado a frio para esmaltagem. 3 A presente invenção propõe uma panela de escape para veículo automóvel, que resiste às severas agressões dos condensados que se formam na sua parte central e que têm um custo reduzido. A presente invenção tem por objecto uma panela de escape para veículo automóvel, constituído por um invólucro exterior, um invólucro interior e uma parte central, constituída por tubuladuras perfuradas e divisórias associadas entre si para formar chicanas, caracterizado por o invólucro interior e a parte central serem feitas de um aço esmaltado, tendo o aço a composição seguinte, em milésimos por cento, em peso: - carbono compreendido entre 0 e 10 - manganês compreendido entre 150 e 400 - fósforo compreendido entre 0 e 20 - enxofre compreendido entre 10 e 30 - alumínio compreendido entre 10 e 50 - titânio compreendido entre 50 e 150 - cobre compreendido entre 10 e 60 - azoto compreendido entre 5 e 15, sendo o restante ferro e impurezas residuais, sendo o referido aço obtido por laminagem a quente, a uma temperatura final de laminagem superior ao ponto Ar3, para obter fitas de aço, que são bobinadas a uma temperatura superior a 600°C e, depois da laminagem a frio, submetidas a um recozimento para recristalização. A outra característica da invenção é: - o aço em fitas é bobinado a uma temperatura superior a 700°C.
As características e vantagens surgirão melhor na descrição que vai seguir-se, 4 9 / s, „.y dada unicamente a título de exemplo, feita com referência ao desenho anexo, que representa uma vista esquemática, em corte, de uma panela de escape para veículo automóvel.
Como se vê na figura, uma panela de escape para veículo automóvel é constituída por um invólucro exterior (1), um invólucro interior (2) e uma parte central (3). A parte central (3) é constituída por tubuladuras perfuradas (4) e divisórias transversais (5), associadas entre si para formar uma chicana, que permite a expansão dos gases queimados do motor de combustão do veículo automóvel. A panela de escape compreende igualmente uma tubuladura de entrada (6), que liga esta ao colector de escape do motor, e uma tubuladura de saída (7), que permite evacuar para a atmosfera os gases de escape, expandidos e libertos de uma certa quantidade de partículas nocivas. A parte central (3) de uma panela de escape feita de aço esmaltado, que não faz parte da invenção é dado a título de comparação, tendo o aço a seguinte composição, em milésimos por cento, em peso: - carbono compreendido entre 0 e 100 - manganês compreendido entre 0 e 500 - fósforo compreendido entre 0 e 30 - enxofre compreendido entre 0 e 40 - alumínio compreendido entre 0 e 60 - titânio compreendido entre 0 e 200 - cobre compreendido entre 0 e 60 - azoto compreendido entre 0 e 15, 5 // sendo o restante ferro e impurezas residuais. O aço é obtido por laminagem a quente, a uma temperatura final superior ao ponto Ar3, para obter aço em fitas, que é bobinado a uma temperatura superior a 600°C, e depois laminado a frio, submetido a um recozimento de recristalização, que pode ser indiferentemente um recozimento de fase, sob campânula ou um recozimento contínuo.
De preferência, a temperatura de bobinagem da fita de aço é superior a 700°C. A Requerente constatou que a utilização de um tal aço, para realizar a parte central (3) de uma panela de escape, permite esmaltar esta parte central com um esmalte de massa, resistente a temperaturas elevadas, de tipo normalizado, utilizando-se um processo de esmaltagem normalizado, isto é, simplesmente mergulhando a parte central da panela de escape, realizada com este aço, num banho de esmalte líquido, e depois submetendo a parte central (3) revestida a um recozimento, para o recozimento do esmalte e tudo isso libertando-nos da aparição do “efeito em corte de unha”.
Verificou-se que o respeito da temperatura de bobinagem, devendo o fim da bobinagem ser imperativamente efectuado a uma temperatura superior a 600°C, de preferência superior a 700°C, é muito importante para eliminar o “defeito de corte de unha”.
Para eliminar o efeito de refervura, ou efeito de recozimento, utiliza-se um aço com a composição seguinte, em milésimos por cento, em peso, sendo esta composição dada a título indicativo e não fazendo parte da invenção: - carbono compreendido entre 0 e 4 - manganês compreendido entre 150 e 400 - fósforo compreendido entre 10 e 15 - enxofre compreendido entre 15 e 40 - alumínio compreendido entre 10 e 50 - titânio compreendido entre 0 e 10 - cobre compreendido entre 20 e 30 - azoto compreendido entre 1,5 e 7,5, sendo o restante ferro e impurezas residuais. O aço é obtido por laminagem a quente, a uma temperatura final de laminagem, superior ao ponto Ar3 para obter aço em fita, o qual é bobinado a uma temperatura superior a 700°C e depois laminado a frio, submetido a um recozimento de recristalização.
De preferência, a temperatura de bobinagem da fita de aço é superior a 750°C. O recozimento é um recozimento de base, descarburante, em bobina expansiva, isto é, um recozimento sob campânula, da bobina enrolada em espiras não unidas.
Num tal recozimento, a bobina com espiras não unidas é aquecida, sob campânula, numa atmosfera HNx até cerca de 600°C, e depois continua-se o recozimento, submetendo-se a uma corrente de vapor.
De acordo com a invenção, para evitar o efeito de refervura, utiliza-se um aço com a composição seguinte, em milésimos por cento, em peso:
- carbono compreendido entre 0 e 10 - manganês compreendidos entre 150 e 400 - fósforo compreendido entre 0 e 20 - enxofre compreendido entre 10 e 30 - alumínio compreendido entre 10 e 50 - titâmo compreendido entre 50 e 150 - cobre compreendido entre 10 e 60 - azoto compreendido entre 5 e 15, sendo o restante ferro e impurezas residuais. O aço é obtido por laminagem a quente, a uma temperatura final de laminagem superior ao ponto Ar3, para obter aço em fitas, que é bobinado a uma temperatura superior a 600°C e depois laminados a frio, submetido a um recozimento de recristalização, recozimento de base ou recozimento contínuo.
De preferência, as folhas de aço são bobinadas a uma temperatura superior a 700°C.
Verificou-se que os teores de carbono, de azoto, de enxofre e de titânio são particularmente importantes para eliminar o efeito de refervura do esmalte.
Assim, utilizando um dos aços descritos anteriormente, pode realizar-se a parte central (3) de uma panela de escape de aço esmaltado, que resiste perfeitamente à corrosão, fácil de realizar, utilizando um esmalte de tipo normal, sem os defeitos ligados ao recozimento do esmalte nem os defeitos do tipo “defeito em corte unha”, e cujo preço seja reduzido. O invólucro interior (2) da panela de escape pode ser realizado com aço inoxidável, ou com aço aluminizado, tal como o invólucro exterior (1). 8 ·
Pode igualmente fazer-se o invólucro interior da panela de escape de aço esmaltado, utilizando para isso um aço de entre os descritos anteriormente e esmaltando a face interior do referido invólucro (2). O melhor compromisso de eficácia, isto é, essencialmente o comportamento relativamente à corrosão e ao custo, consiste em realizar ou uma panela de escape cuja parte central (3) e o invólucro interior (2) são de aço esmaltado, sendo o invólucro exterior (1) de aço aluminizado, ou uma panela de escape cuja parte central (3) é de aço esmaltado, o invólucro interior (2) é de aço inoxidável e o invólucro (1) é de aço aluminizado.
Realizaram-se duas panelas de escape com um invólucro interior (2) de aço inoxidável, um invólucro exterior (1) de aço aluminizado e uma parte central (3) de aço esmaltado. A parte central (3) da primeira panela de escape foi realizada com aço, com a composição seguinte, em milésimos percentuais: - carbono igual a 2 - manganês igual a 270 - fósforo igual a 12 - enxofre igual a 22 - alumínio igual a 18 - titânio igual a 1 - cobre igual a 22 - azoto igual a 4, sendo o restante ferro e impurezas residuais. O aço foi obtido por laminagem a quente, a uma temperatura de laminagem 9 S* -.. final igual a 890°C, para obter aço em folhas, que foi bobinado a uma temperatura igual a 760°C e depois laminado a frio e em seguida submetido a um recozimento de recristalização em bobina expandida.
Esta parte central (3) foi esmaltada, mergulhando-a num banho de esmalte de massa corrente, resistente ao calor e à corrosão, com a composição seguinte, em percentagem, em peso:
Si02 54 Zr02 2 P2O5 1 B2O3 14 ai2o3 3 CaO 4 BaO 5 Na20 11 k2o 2 Li20 2 NjO 1 c0o 0,5 0,0 0,5. A parte central (3) da segunda panela de escape foi feita de um aço com a composição seguinte, em milésimos por cento, em peso: - carbono igual a 2 - manganês igual a 200 - fósforo igual a 15 - enxofre igual a 20 - alumínio igual a 30 - titânio igual a 100 - cobre igual a 40 - azoto igual a 9, sendo o restante ferro e impurezas residuais. O aço foi obtido por laminagem a quente, a uma temperatura final de laminagem igual a 890°C, para obter aço em folhas, que foi bobinado a uma temperatura igual a 710°C e depois laminado a frio, submetido a um recozimento de recristalização contínuo.
Esta parte central (3) foi esmaltada, mergulhando-se num banho do mesmo esmalte que anteriormente.
Estas duas panelas de escape sujeitam-se, com êxito, aos ensaios de corrosão, sendo no entanto cerca de 25% a 30% mais baratas que uma panela de escape feita totalmente de aço inoxidável.
Além deste aspecto de corrosão e do aspecto do custo, a utilização dos aços esmaltados para realizar pelo menos a parte central de uma panela de escape, tendo o aço referido uma composição de acordo com a invenção, permite garantir uma boa resistência do aço esmaltado aos choques térmicos que sofre em funcionamento, isto é, evita-se a físsuração do esmalte.
Isto é mais importante pelo facto de o aço ser descarburado e conter titânio.
Por outras palavras, o aço que contém milésimos de percentagem entre 0 e 10 de carbono e entre 50 e 150 de titânio apresenta um melhor comportamento, perante choques térmicos, que o aço que contém entre 0 e 0,004 % de carbono e entre 0 e 11 0,010 % de titânio, o qual apresenta igualmente uma muito boa resistência aos choques térmicos, melhor que a dos aços macios normais.
Lisboa, 8 de Novembro de 2001
Claims (2)
- Reivindicações 1. Panela de escape de veículo automóvel, constituída por um invólucro exterior (1), um invólucro interior (2) e uma parte central (3), constituída por tubuladuras perfuradas (4) e divisórias transversais (5) associadas entre si para formar chicanas, caracterizada por o invólucro interior (2) e/ou a parte central (3), serem feitas de um aço esmaltado, tendo o aço a composição seguinte, em milésimos de percentagem, em peso: - carbono compreendido entre 0 e 10 - manganês compreendidos entre 150 e 400 - fósforo compreendido entre 0 e 20 - enxofre compreendido entre 10 e 30 - alumínio compreendido entre 10 e 50 - titânio compreendido entre 50 e 150 - cobre compreendido entre 10 e 60 - azoto compreendido entre 5 e 15, sendo o restante ferro e impurezas residuais, sendo o referido aço obtido por laminagem a quente, a uma temperatura de laminagem final superior ao ponto Ar3, para obter um aço em folhas, que é bobinado a uma temperatura superior a 600°C e, depois da laminagem a frio, submetido a um recozimento para recristalização.
- 2. Panela de escape de veículo automóvel de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por o aço em folhas ser bobinado a uma temperatura superior a 700°c. Novembro de 2001 Lisboa, 8 de
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