CN102434259A - 用于内燃机的排气管 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于内燃机的排气管(1，1a，1b，1c，1d)，其带有管路装置(10)和至少一个布置在管路装置的纵向延伸之内的变形补偿件(20)以用于吸收管路装置的变形，其中，管路装置具有至少一个侧向地布置在管路装置的壁(11)处的气缸联接部(40；40a)以用于内燃机的气缸的废气。利用本发明提供这样的排气管，即，与现有技术相比，其具有更小的复杂性。此外，这通过以下方式实现，即，管路装置和至少一个变形补偿件彼此构造成单件。

Description

用于内燃机的排气管
技术领域
本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分构造的用于内燃机的排气管。
背景技术
例如，从文件US 2 014 355A中已知开头提及的类型的排气管。在该排气管中，管路装置(Rohrleitungsanordnung)具有构造成独立的构件的变形补偿件，其通过螺纹凸缘(Gewindeflansche)如此安装到管路装置中，即，其使管路装置的两个邻接的独立的管节段可分离地相互连接。
在这种排气管中，必须为变型补偿件的每个连结(Einbindung)设置相应的连接器件(例如凸缘或夹紧卡箍联接件(Spannschellenanschluss))，这提高了排气管的复杂性。
发明内容
因此本发明的目的为，提供根据权利要求1的前序部分的排气管，其与现有技术相比起具有更小的复杂性。
该目的通过根据权利要求1的排气管实现。在从属权利要求中定义本发明的改进方案。
根据本发明，用于内燃机的排气管具有管路装置和至少一个布置在管路装置的纵向延伸之内的变形补偿件以用于吸收(Aufnehmen)管路装置的尤其地与温度相关的变形。根据本发明的排气管由此而出众，即，管路装置具有至少一个侧向地布置在管路装置的壁处的(或径向的)气缸联接部以用于内燃机的气缸的废气，并且管路装置和该至少一个变形补偿件彼此构造成单件，也就是说，由唯一的共同的材料结构制造成单一的构件。
根据本发明，通过管路装置与每个设置的变形补偿件的单件的设计方案，不需要设置连接器件，这通过更少的构件显著地减小了管路装置的复杂性，并且由此减小了其重量和成本。
通过减小重量减小了排气管的振动质量以及其热容量。通过更小的振动的质量减小对内燃机的气缸盖的振动影响以及每个变形补偿件的侧向激励(Lateralanregung)。利用更小的热容量，根据本发明的排气管使用于内燃机的更短的热运转阶段以及如有可能置于之后的催化器(Katalysator)的更短的响应时间成为可能。
根据本发明的一种实施形式，沿着管路装置的纵向延伸设置多个根据本发明的气缸联接部，从而管路装置构造成用于内燃机的多个气缸的废气的集气管(Sammelleitung)。
根据本发明的另一实施形式，沿着管路装置的纵向延伸以彼此成轴向的间距的方式布置多个根据本发明的变形补偿件。
根据本发明的再一实施形式，每个变形补偿件以补偿结构的形式通过变形(Umformung)形成(einformen)到管路装置的壁中，其中，管路装置的至少一个不带补偿结构的区段邻接到变形补偿件处。优选地，以波形结构或波纹管结构(Faltenbalgstruktur)的形式构造补偿结构。
优选地，例如可通过板材(Blech)的圆材轧制(Rundwalzen)和随后的焊接制造管路装置，其中，在圆材轧制时形成补偿结构，也就是说，结合到轧制区段中。
根据本发明的另一实施形式，沿着管路装置的纵向延伸以彼此成轴向的间距的方式布置多个根据本发明的不带补偿结构的区段。优选地，沿着管路装置的纵向延伸，变形补偿件和不带补偿结构的区段彼此交替。
相应地，根据本发明的一种实施形式，在管路装置中以单件的或作为整体的单元的方式设置多个与不带补偿结构的区段交替的变形补偿件。
根据本发明的另一实施形式，每个气缸联接部具有构造在管路装置的壁中的容纳孔，可将内燃机的气缸的废气管(Abgasrohr)***(einschiebbar)容纳孔中。
以这种方式，对于在废气管的待***的端部处的流入几何形状
Figure BSA00000566848300031
给出更大的设计上的自由度，其中，同时可实现小的公差。
根据本发明的再一实施形式，废气管以其预定的长度
Figure BSA00000566848300032
被***容纳孔中，从而其相对于管路装置的纵轴线以预定的角度、优选地大于0度且小于90度的角度径向地从管路装置中分支(abzweigen)，其中，废气管在外周缘处与管路装置焊接在一起。
优选地，如此构造每个气缸联接部，即，在气缸的废气管被***的状态中，废气管的流入方向在相对于管路装置的主流动方向大于0度且小于90度的角度中伸延。
根据本发明的再另一实施形式，每个气缸联接部作为管路装置的径向的管形的凸出部通过变形从管路装置的壁中成型出来(herausformen)，其中，由管形的凸出部形成容纳孔。
通过成型出气缸联接部，可以简单的方式相同地一起预定废气管的期望的流入方向，从而可取消复杂的铸件设计。
根据本发明的一种实施形式，至少一个气缸联接部构造成接合(einfuegen)到管路装置的壁中的管鞍形接头(Rohr-Sattelstutzen)，其中，由管鞍形接头形成容纳孔。
这种管鞍形接头可以简单的方式随后以鞍座的方式装到(aufsatteln)管装置上，并且可参考地例如作为标准件相同地一起预定废气管的期望的流入方向，从而可取消复杂的铸件设计。
根据本发明的再一实施形式，将导管分别轴向地***管路装置的每个变形补偿件的内周缘中，导管轴向地跨越(überbrücken)变形补偿件的补偿结构。以这种方式可通过补偿结构避免如有可能可引起的废气的涡流。
根据本发明的另一实施形式，每个不带补偿结构的区段具有预定的内直径，其中，其各个导管具有外直径，如此设定外直径的尺寸，即，导管无间隙地径向地支撑在不带补偿结构的区段的内直径处。
由此，可简单地且可靠地将每个导管径向地保持在管路装置中，并且仅仅还需要选择性地(punktuell)固定以防止移位。
根据本发明的再另一实施形式，每个气缸联接部构造在管路装置的不带补偿结构的区段中。
根据本发明的再一实施形式，管路装置构造成双壁的。以这种方式可防止排气管的过度加热并且在涡轮增压器置于之后时，防止废气的过高的能量损失。
本发明也明确地涉及这样的实施形式，即，没有通过来自权利要求的直接的回引(Rückbezügen)的特征组合给出这些实施形式，对此，本发明的公开的特征(只要其在技术上是有意义的)可任意相互组合。
附图说明
下面参考附图根据优选的实施形式更详细地描述本发明。
图1显示了单侧地设有用于内燃机的气缸的废气的气缸联接部的排气管的示意性的侧视图，
图2显示了双侧地设有用于内燃机的气缸的废气的气缸联接部的排气管的示意性的侧视图，
图3显示了根据本发明的一种实施形式的排气管的示意性的侧视图，
图4示了根据本发明的另一实施形式的排气管的示意性的侧视图，
图5显示了根据本发明的再另一实施形式的排气管的示意性的侧视图，
图6显示了根据本发明的再一实施形式的排气管的示意性的侧视图，
图7显示了根据本发明的另一实施形式的排气管的示意性的侧视图。
参考标号列表
1          排气管
1a         排气管
1b         排气管
1c         排气管
1d         排气管
10         管路装置
11         壁
20         变形补偿件
30         不带补偿结构的区段
31         内直径
40         气缸联接部
40a        气缸联接部
41         容纳孔
41a        容纳孔
50         废气管
60         导管
61         外直径
70         管加强部
100；100a  排气管
101；101a  管路装置
102；102a  管节段
103；103a  夹紧卡箍联接部
104；104a  夹紧卡箍
105；105a  变形补偿件
106；106a  气缸联接部
L          纵轴线
ER         流入方向
HR         主流动方向
具体实施方式
图1和图2显示了至今为止由申请者制造的用于内燃机(未显示)的排气管100，100a的两个示例。
如图1显示的那样，排气管100具有管路装置101，其具有多个由例如铸铁制成的独立的管节段102。在管路装置101的纵向延伸之内，分别在两个邻近的管节段102之间布置变形补偿件105(在图1中仅仅显示一个变形补偿件)以用于吸收管路装置101的变形。为了连接单个的管节段102和变形补偿件105，在这些构件的相应纵向端部处分别设置夹紧卡箍联接部103，其与夹紧卡箍104连结在一起。
每个管节段102侧向地在其壁处具有例如铸造(angiessen)的用于内燃机的气缸(未显示)的废气的气缸联接部106。
以相同的方式，图2的排气管100a具有管路装置101a，其具有多个由例如铸铁制成的独立的管节段102a。在管路装置101a的纵向延伸之内，分别在两个邻近的管节段102a之间布置有变形补偿件105a以用于吸收管路装置101a的变形。为了连接单个的管节段102a和变形补偿件105a，在这些构件的相应纵向端部处分别设置夹紧卡箍联接部103a，其与夹紧卡箍104a连结在一起。
每个管节段102双侧地在其壁处具有多个例如铸造的用于内燃机的气缸(未显示)的废气的气缸联接部106a。
通过本发明其中可取消夹紧卡箍联接部103，103a和夹紧卡箍104，104a以及相应的焊缝。
现在参考图3至7描述本发明的实施形式。
图3显示了根据本发明的用于内燃机(未显示)的排气管1的第一实施形式。
排气管1具有管路装置10，并且在管路装置10的纵向延伸之内具有多个变形补偿件20以用于吸收管路装置10的变形。
此外，变形补偿件用于补偿与温度相关的轴向的长度变化、径向的取向偏差(Fehlausrichtung)以及如有可能用于缓冲振动。例如，在文件DE 10 2004 021 799 B3中描述了用于变形补偿件的示例。
管路装置10和变形补偿件20彼此构造成单件，也就是说，从连续的管件中成形。
每个变形补偿件20例如通过轧制变形(Walzumformen)作为波形的或波纹管形的补偿结构形成到管路装置10的壁11中，其中，管路装置10的至少一个不带补偿结构的区段30邻接到每个变形补偿件20处。
如可从图3中看出的那样，相应地，沿着管路装置10的纵向延伸以彼此成轴向的间距的方式布置有多个根据本发明的变形补偿件20和多个根据本发明的不带补偿结构的区段30，其中，变形补偿件20和不带补偿结构的区段30彼此交替。
相应地，在管路装置10中以单件的或作为整体的单元的方式设置多个与不带补偿结构的区段30交替的变形补偿件20。
此外，如可从图3中看出的那样，每个不带补偿结构的区段30侧向地在管路装置10的壁11的单一的纵向侧处具有用于内燃机的气缸(未显示)的废气的气缸联接部40。
由此，沿着管路装置10的纵向延伸设置多个气缸联接部40，40，从而管路装置10构造成用于内燃机的多个气缸的废气的集气管。
每个气缸联接部40具有构造在管路装置10的壁11中的容纳孔41，可将内燃机的各个气缸的废气管50***容纳孔41中，具体而言，废气管50以其预定的长度***容纳孔41中，并且在外周缘处与管路装置10焊接在一起。
如可从图3中看出的那样，每个废气管50如此可被***或被***，即，其以预定的角度(在此例如以相对于管路装置10的纵轴线L约55度的角度)径向地从管路装置10中分支。由此，如此构造每个气缸联接部40，即，使得在废气管50被***的状态中，废气管50的流入方向ER在相对于管路装置10的主流动方向HR约55度的角度中伸延。
根据在图3中显示的本发明的第一实施形式，优选地，每个气缸联接部40作为管路装置10的径向的管形的凸出部或拱顶部(Dom)以液压的方式(hydraulisch)从管路装置10的壁11中成型出来，其中，由管形的凸出部形成容纳孔41。
将导管60轴向地***管路装置10的每个变形补偿件20的内周缘中，导管60轴向地或沿着纵向延伸跨越各个变形补偿件20的补偿结构。
不带补偿结构的区段30具有预定的内直径31，其中，导管60在其扩大的端部处分别具有外直径61，如此设定外直径61的尺寸，即，每个导管60无间隙地径向地支撑在各个不带补偿结构的区段30的内直径31处。为了位置固定，例如附加地借助于一个或多个螺栓(未显示)将导管60固定在管路装置10处。
图4显示了用于内燃机(未显示)的根据本发明的排气管1a的第二实施形式。除了几个很小的区别，根据图4的排气管1a与根据图3的排气管1相同。出于这一原因，以下仅仅描述不同点，其中，对于与图3相同的部件，在图4中使用相同的参考标号。
与图3不同地，根据图4，每个气缸联接部40a构造成接合到管路装置10的壁11中的管鞍形接头，其中，由管鞍形接头形成容纳孔41a。
图5显示了用于内燃机(未显示)的根据本发明的排气管1b的第三实施形式。除了几个很小的区别，根据图5的排气管1b与根据图3的排气管1或根据图4的排气管1a相同。出于这一原因，以下仅仅描述不同点，其中，对于与图3或图4相同的部件，在图5中使用相同的参考标号。
与图3和图4不同地，根据图5，每个不带补偿结构的区段30侧向地在管路装置10的壁11的两个彼此直径上(diametral)相对的纵向侧处分别具有用于内燃机的气缸(未显示)的废气的气缸联接部40(也就是说，两个相对的且轴向上彼此错位的气缸联接部40)。例如，气缸联接部40的这种布置方案适合用于构造成V型发动机的内燃机。
图6显示了用于内燃机(未显示)的根据本发明的排气管1c的第四实施形式。除了几个很小的区别，根据图6的排气管1c与根据图3的排气管1或根据图4的排气管1a相同。出于这一原因，以下仅仅描述不同点，其中，对于与图3或图4相同的部件，在图6中使用相同的参考标号。
与图3和图4不同地，根据图6，不带补偿结构的区段30的气缸联接部40在两个相反的方向上指向。换句话说，相继的不带补偿结构的区段30的各个气缸联接部40交替地侧向地布置在管路装置10的壁11的两个彼此直径上相对的纵向侧处。例如，气缸联接部40的这种布置方案同样适合用于构造成V型发动机的内燃机。
图7显示了用于内燃机(未显示)的根据本发明的排气管1d的第五实施形式。根据图7的排气管1d显示了本发明的第一至第四实施形式(图3-6)的可能的变型方案。因此以下仅仅描述不同点，其中，对于与图3至6相同的部件，在图7中使用相同的参考标号。
如可从图7中看出的那样，根据第一变型方案，可取消几个或所有导管60。此外附加地或备选地，根据第二变型方案对于高的废气压力，可在几个或所有不带补偿结构的区段30和/或几个或所有废气管50处在外周缘处安装管加强部70。
根据本发明的在图中未显示的第六实施形式，本发明的第一至第五实施形式的排气管1至1d或其管路装置10可构造成双壁的。

Claims (10)

1.一种用于内燃机的排气管(1，1a，1b，1c，1d)，所述排气管(1，1a，1b，1c，1d)带有管路装置(10)和至少一个布置在所述管路装置(10)的纵向延伸之内的变形补偿件(20)以用于吸收所述管路装置(10)的变形，
其特征在于，所述管路装置(10)具有至少一个侧向地布置在所述管路装置(10)的壁(11)处的气缸联接部(40；40a)以用于内燃机的气缸的废气，并且所述管路装置(10)和所述至少一个变形补偿件(20)彼此构造成单件。
2.根据权利要求1所述的排气管(1，1a，1b，1c，1d)，其特征在于，所述至少一个变形补偿件(20)以补偿结构的形式形成到所述管路装置(10)的壁(11)中，并且其中，所述管路装置(10)的至少一个不带补偿结构的区段(30)邻接到所述变形补偿件(20)处。
3.根据权利要求2所述的排气管(1，1a，1b，1c，1d)，其特征在于，所述至少一个气缸联接部(40；40a)具有构造在所述管路装置(10)的壁(11)中的容纳孔(41；41a)，可将内燃机的气缸的废气管(50)***所述容纳孔(41；41a)中。
4.根据权利要求3所述的排气管(1，1a，1b，1c，1d)，其特征在于，所述废气管(50)以其预定的长度被***所述容纳孔(41；41a)中，从而所述废气管(50)以预定的角度径向地从所述管路装置(10)中分支，并且其中，所述废气管(50)在外周缘处与所述管路装置(10)焊接在一起。
5.根据权利要求3或4所述的排气管(1，1a，1b，1c，1d)，其特征在于，所述至少一个气缸联接部(40)作为所述管路装置(10)的径向的管形的凸出部从所述管路装置(10)的壁中成型出来，并且其中，由所述管形的凸出部形成所述容纳孔(41)。
6.根据权利要求3或4所述的排气管(1a)，其特征在于，所述至少一个气缸联接部(40a)构造成接合到所述管路装置(10)的壁(11)中的管鞍形接头，并且其中，由所述管鞍形接头形成所述容纳孔(41a)。.
7.根据权利要求2至6中任一项所述的排气管(1，1a，1b，1c，1d)，其特征在于，将导管(60)轴向地***所述管路装置(10)的至少一个变形补偿件(20)的内周缘中，所述导管(60)轴向地跨越所述至少一个变形补偿件(20)的补偿结构。
8.根据权利要求7所述的排气管(1，1a，1b，1c，1d)，其特征在于，所述至少一个不带补偿结构的区段(30)具有预定的内直径(31)，并且其中，所述导管(60)具有外直径(61)，如此设定所述外直径(61)的尺寸，即，所述导管(60)无间隙地径向地支撑在所述不带补偿结构的区段(30)的内直径(31)处。
9.根据权利要求2至8中任一项所述的排气管(1，1a，1b，1c，1d)，其特征在于，所述至少一个气缸联接部(40；40a)构造在所述管路装置(10)的至少一个不带补偿结构的区段(30)中。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的排气管(1，1a，1b，1c，1d)，其特征在于，所述管路装置(10)构造成双壁的。
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