專利名稱：歧管組件的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種用于內燃機的歧管組件，所述歧管組件帶有至少一個歧管法蘭和至少一個固定在該歧管法蘭上的歧管。
背景技術：
已從DE 15 76 357B2中已知內燃機的排氣管的收集部分。所述排氣管包括多個歧管法蘭和每個由兩個歧管半殼形成的出口歧管，所述歧管半殼通過管件連接。為保證低重量、節約空間的構造以及低的可運動性，建議使得出口歧管由奧氏體高耐熱板件形成，而各歧管法蘭由可鍛鑄件形成
發明內容
本發明所要解決的技術問題在于形成且布置帶有歧管的歧管法蘭，使得保證了更簡單的制造。根據本發明，此技術問題通過使歧管法蘭作為歧管組件的部分由板件形成且使得固定在歧管法蘭上的歧管設計為鑄件而解決。板件簡單快速地制造為鑄件。歧管法蘭作為歧管組件的部分能以更少的加工費用和更低的工具成本制造，這最終在歧管組件上反應出來。最后，歧管設計為鑄件且形成鑄件所必須的制造費用。此外，板件通常比相應的鑄件更薄，以此導致了相應的重量節約。對此，有利的也可以是將歧管法蘭和/或排氣系統側提供的排氣管法蘭設計為深沖或沖壓的薄板件。各歧管法蘭和排氣系統側提供的排氣管法蘭在后文中稱為法蘭。專業人員稱壁厚直至20_的件為薄板件。此壁厚也能以相對低的費用加工。此外，可能有利的是歧管法蘭和/或排氣管法蘭由例如I. 4511或I. 4301的低合金鋼制成，或由例如St 37或St 52的非合金鋼形成。低合金鋼和非合金鋼上比高合金鋼明顯更廉價。它們雖然具有更低的耐熱性，但這對于歧管法蘭恰好不形成缺點。因為歧管法蘭一方面不直接以熱排氣加載，且另一方面歧管法蘭靠放在被冷卻的氣缸蓋上。排氣管法蘭可由比歧管法蘭合金程度更高的合金鋼形成，因為對于排氣管法蘭，更高的耐熱性可能是具有優點的。也可能有利的是歧管法蘭和/或排氣管法蘭耐熱或耐高溫直至最大40(TC至600°C。這對于歧管法蘭由于前述原因是足夠的。不需要具有更高的生產成本的耐熱材料。在此，可有利地建議使得鑄造歧管由比歧管法蘭和/或排氣管法蘭合金程度更高的合金鋼制成。鑄造歧管直接以熱排氣加載。到氣缸的直接導熱也是不可能的。歧管組件的此部分為保證耐久性由高合金鋼制成。進一步有利的是將排氣管法蘭鑄造在鑄造歧管上，和/或使排氣管法蘭由比歧管法蘭或鑄造歧管合金程度更高的合金鋼形成。排氣管法蘭比各自靠放在被冷卻的氣缸蓋上的歧管法蘭受到更高的溫度。因此，由合金程度更高的合金鋼形成的設計盡管由于與此相關的生產成本但由于更好的耐熱性而是有利的。排氣管法蘭也可以由比鑄造歧管合金程度更高的合金鋼形成。鋼的選擇取決于希望的耐熱性，且可根據本發明為歧管組件的各個部件選擇，即對于鑄造歧管、各歧管法蘭和排氣管法蘭不同地選擇。對于本發明可具有特別意義的是鑄造歧管由硅錳鑄件、例如I. 4828、I. 4835、
I.4849的奧氏體鑄鋼或例如INC0NEL2. xxxx的鎳基合金形成。也可以提供類似的合金或比前述情況合金程度更高的合金來形成鑄造歧管。與根據本發明的設計和組件相結合，可能具有優點的是鑄造歧管耐熱直至至少700°C至1100°C。鑄造歧管如上所述直接以熱排氣加載。特別提出的是限制鑄造歧管的向外散熱的可能的隔熱措施應耐受此溫度。
可進一步有利的是每個歧管法蘭提供一個或多個鑄造歧管。將鑄造歧管分配到一個或多個歧管法蘭當然在根據本發明的材料配對中也是可以的。可進一步有利的是鑄造歧管在端側上具有凸肩，所述凸肩用于連接或貼靠法蘭。凸肩保證了有利于隨后的成型過程的形狀配合。可進一步有利地使鑄造歧管的壁厚在I. 5mm至8mm之間,最大為10_。壁厚通常是恒定的。壁厚因此與期待的載荷機械匹配且熱匹配。替代地，可有利的是將鑄造歧管設計為多件式歧管，且根據選擇將鑄造歧管的至少一個第一鑄造歧管設計為排氣渦輪增壓器的一部分。因此，實現了對于結構空間關系的更大的適應性。利用排氣渦輪增壓器的集成，一方面降低了部件的數量，另一方面降低了結構體積。為此，可有利的是將第一鑄造歧管設計為排氣渦輪增壓器的入口接管，且優選地與排氣渦輪增壓器連接為單個部件。排氣渦輪增壓器的殼體因此也由鑄件形成，使得實現了此鑄件部件的一體性。第一鑄造歧管或排氣渦輪增壓器的入口接管也可焊接或以通常的方式聯接。此外，可有利的是使歧管的至少一個另外的歧管連接在第一鑄造歧管上且開口到第一鑄造歧管內。第一鑄造歧管作為渦輪增壓器的一部分形成了用于至少一個另外的歧管的連接件，使得避免了在渦輪增壓器上的多重聯接。前述歧管之間的連接位置可被焊接，或設計為插接連接或法蘭連接。另外的歧管也可部分地或整體地由板件形成或形成為排氣管歧管。可供選擇的是，可有利的是將第一鑄造歧管作為排氣渦輪增壓器的一部分連接在排氣渦輪增壓器上，例如焊接在其上。如果應使用不同的渦輪增壓器或涉及不同的安裝情況，則可能有利的是排氣渦輪增壓器和第一鑄造歧管之間的另外的連接位置。排氣渦輪增壓器和第一鑄造歧管的單件性因而不是強制性的。
本發明的另外的優點和細節在權利要求中且在描述中解釋，且在附圖中圖示。各圖為圖I示出了帶有多個鑄造歧管和多個歧管法蘭的歧管組件；圖2在分解透視圖中示出了根據圖I的歧管組件；圖3在俯視圖中以截面圖示出了根據圖I的歧管組件；圖4示出了根據圖3的連接有排氣管法蘭的歧管組件；
圖5示出了帶有渦輪增壓器和歧管的作為整體解決方案的替代的歧管組件。
具體實施例方式在圖I中圖示的歧管組件I在此具有提供在發動機側的三個歧管法蘭2. 1,2. 2、
2.3，以及提供在排氣系統側的排氣管法蘭4，所述排氣管法蘭通過多個鑄造歧管3. 1,3. 2、
3.3、3. 4在流動技術上連接。鑄造歧管3. I至3. 3在此連接在歧管法蘭2. 1、2. 2、2. 3上，而鑄造歧管3. 4連接在排氣管法蘭4上。根據圖2將鑄造歧管3. I至3. 4形成單部件式的鑄造部件，而歧管法蘭2. I至2. 3以及排氣管法蘭4分別形成為單部件式的板件。為將排氣管法蘭4與鑄造歧管3. 4連接，所述鑄造歧管3. 4具有凸肩3a，所述凸肩3a可插入排氣管法蘭4的空隙4a內。歧管法蘭2. I至2. 3分別具有中心空隙2a至2c，所述中心空隙2a至2c用于接收各鑄造歧管3. I至3. 3的各端側。各鑄造歧管3. I至3. 3在端側的壁厚SI為例如5mm。各歧管法蘭2. I至2. 3的厚度d2例如為3mm。排氣管法蘭4的厚度dl例如為10mm。通常壁厚SI是恒定的。在圖3和圖4中，截面平面和各鑄造歧管之間的相對位置發生變化，使得壁厚SI表現為可變。在此實施例中并非此情況。為將排氣管法蘭4固定在未圖示的排氣管上，所述排氣管在上部區域內具有兩個孔4b、4b’，且在下部區域內也具有兩個孔4c、4c’，其中下部孔4c、4c’設計為直徑小于上部孔 4b、4b’。為將各歧管法蘭2. I至2. 3固定在未示出的發動機組上，各歧管法蘭2. I至2. 3分別具有兩個孔2d、2d’至2f、2f ’，通過所述孔可將各歧管法蘭2. I至2. 3固定在未圖示的保持螺栓上。根據圖3的實施例，在凸肩3a的區域內，排氣管法蘭4的空隙4a的內徑di對應于鑄造歧管3. 4的外徑da，其中在外徑da和內徑di之間提供了間隙配合。各空隙2a至2c具有內徑Di，其中各鑄造歧管3. I至3. 3在端側具有外徑Da，且在內徑Di和外徑Da之間提供了間隙配合。各歧管法蘭2. I至2. 3和各鑄造歧管3. I至3. 3之間的連接通過氣密的接縫過程或焊接、釬焊或粘合過程實現。這同樣適用于鑄造歧管3. 4和排氣管歧管4之間的連接。根據圖4的實施例，鑄造排氣管法蘭4。排氣管法蘭4和鑄造歧管3. I至3. 3因此材料相同地形成，且由比板件制成的歧管法蘭2. I至2. 3合金程度更高的合金鋼形成。根據圖5的實施例，提供了帶有用于未進一步圖示的排氣管路的排氣口 5. I的排氣渦輪增壓器5，歧管組件I以整體結構形式連接在所述排氣渦輪增壓器5上。第一鑄造歧管3. 2因此被集成為排氣渦輪增壓器5的一部分，即，排氣渦輪增壓器5的殼體和第一鑄造歧管3. 2設計為單個部件。第一鑄造歧管3. 2此外具有多個用于另外的歧管3. 1,3. 3的連接接管3. 2a、3. 2b,且因此設計為用于另外的歧管3. 1,3. 3的連接件。另外的歧管3. 1,3. 3可設計為鑄造歧管或板件歧管。連接接管3. 2a、3. 2b的數量可根據該處連接多少另外的歧管3. 1、3. 3而變化。另外的歧管3. 1、3. 3也可作為二合一或三合一變體而整體地開口到連接接管3. 2a,3. 2b處。根據圖5，可供選擇的是，在第一鑄造歧管3. 2和排氣渦輪增壓器5之間提供連接位置5.3。特別地，當使用不同的渦輪增壓器或涉及排氣渦輪增壓器的不同的安裝情況時，排氣渦輪增壓器5和第一鑄造歧管3. 2之間的連接位置5. 3保證了更高的構造自由度。第一鑄造歧管3. 2可在連接位置5. 3上連接在排氣渦輪增壓器5上，優選地焊接在其上，且在此情況中也成為排氣渦輪增壓器5的一部分。附圖標記列表I歧管組件2. I歧管法蘭，法蘭2. 2歧管法蘭，法蘭2. 3歧管法蘭，法蘭2a 空隙 2b 空隙2c 空隙2d 孔2d，孔2e 孔2e，孔2f 孔2f，孔3. I鑄造歧管，另外的鑄造歧管3. 2鑄造歧管，第一鑄造歧管3. 2a連接接管3. 2b連接接管3. 3鑄造歧管，另外的鑄造歧管 3. 4鑄造歧管3a 凸肩4 排氣管法蘭，法蘭4a 空隙4b 孔4b，孔4c 孔4c，孔5 (排氣)渦輪增壓器5. I排氣口渦輪增壓器5.2分離位置，可供選擇的5.3分離位置da 3. 4 的外徑di 4a 的內徑Da 3. I、3. 2、3. 3 的外徑Di 2a、2b、2c 的內徑童聶 TS [1^00]萆童 zp [ez.oo]
權利要求
1.一種用于往復式內燃機的歧管組件(I)，所述歧管組件(I)帶有至少一個歧管法蘭(2. I)和至少一個固定在該歧管法蘭上的歧管(3. 1)，其特征在于，歧管法蘭(2. I至2. 3)由板件形成且固定在該歧管法蘭上的至少一個歧管(3. I至3. 4)設計為鑄件。
2.根據權利要求I所述的歧管組件(1)，其特征在于，歧管法蘭(2.I至2. 3)和/或提供在排氣系統側的排氣管法蘭(4)設計為深沖或沖壓的薄板部件。
3.根據權利要求I或2所述的歧管組件(I)，其特征在于，歧管法蘭(2.I至2. 3)和/或排氣管法蘭(4)由例如I. 4511或I. 4301的奧氏體低合金鋼制成，或由例如St 37或St52的非合金鋼形成。
4.根據前述權利要求中任一項所述的歧管組件(1)，其特征在于，歧管法蘭(2.I至2.3)和/或排氣管法蘭(4)耐熱直至最大400°C至600°C。
5.根據前述權利要求中任一項所述的歧管組件(1)，其特征在于，該至少一個歧管(3. I至3. 4)由比歧管法蘭(2. I至2. 3)和/或排氣管歧管(4)合金程度更高的合金鋼形成。
6.根據權利要求I至5中任一項所述的歧管組件(1)，其特征在于，排氣管歧管(4)鑄造在鑄造歧管(3. 4)上和/或排氣管歧管(4)由比歧管法蘭(2. I至2. 3)或鑄造歧管(3. I至3. 4)合金程度更高的合金鋼形成。
7.根據前述權利要求中任一項所述的歧管組件(I)，其特征在于，該至少一個鑄造歧管(3. I至3. 4)由硅錳鑄件、由例如I. 4828,1. 4835,1. 4849的奧氏體鑄鋼或由鎳基合金形成。
8.根據前述權利要求中任一項所述的歧管組件(1)，其特征在于，該至少一個鑄造歧管(3. I至3. 4)耐熱直至至少700°C至1100°C。
9.根據前述權利要求中任一項所述的歧管組件(1)，其特征在于，每個法蘭(2.I至2.3，4)提供一個或多個鑄造歧管(3. I至3. 3)。
10.根據前述權利要求中任一項所述的歧管組件(I)，其特征在于，該至少一個鑄造歧管(3. I至3. 3)在端側上具有凸肩(3a)，所述凸肩(3a)用于連接或貼靠法蘭(2. I至2. 3，4)。
11.根據前述權利要求中任一項所述的歧管組件(1)，其特征在于，鑄造歧管(3.I至3.4)設計為多件式。
12.根據權利要求11所述的歧管組件(1)，其特征在于，所述鑄造歧管(3.I至3. 3)中的至少一個第一鑄造歧管(3. 2)設計為排氣渦輪增壓器(5)的一部分。
13.根據權利要求12所述的歧管組件(1)，其特征在于，該第一鑄造歧管(3.2)設計為排氣渦輪增壓器(5 )的入口接管且與排氣渦輪增壓器(5 )連接。
14.根據權利要求11、12或13所述的歧管組件(I)，其特征在于，所述鑄造歧管(3. I至3.3)中的至少另一個歧管(3. 1,3. 3)連接在該第一鑄造歧管(3. 2)上且開口到該第一鑄造歧管(3. 2)內。
15.根據權利要求12至14中一項所述的歧管組件(I)，其特征在于，該第一鑄造歧管(3. 2)作為排氣渦輪增壓器(5)的一部分連接在該排氣渦輪增壓器(5)上。
全文摘要
本發明涉及用于內燃機的歧管組件1，所述歧管組件1帶有至少一個歧管法蘭2.1、2.2、2.3和至少一個固定在該歧管法蘭上的歧管3.1、3.2、3.3，其中歧管法蘭2.1由板件形成且固定在該歧管法蘭上的至少一個歧管3.1設計為鑄件。
文檔編號F01N13/18GK102770632SQ201080064368
公開日2012年11月7日 申請日期2010年12月21日 優先權日2009年12月21日
發明者A.馮朱恩特, A.斯泰格特, M.格米恩, T.維德納 申請人:田納科有限責任公司