发动机排气管的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种发动机排气管，包括：第一法兰，其位于发动机排气管中心位置的左侧或右侧，第一法兰的一端设有限位孔，且第一法兰的另一端设有普通孔，限位孔的直径小于普通孔；第二法兰，其位于发动机排气管右端或左端，第二法兰的一端设有变形补偿孔，变形补偿孔与限位孔位于法兰的同一端，且发动机排气管的重心位于变形补偿孔与限位孔之间，变形补偿孔的宽度与限位孔的直径相同，且变形补偿孔的长度为计算出的排气管的最大伸长量；第二法兰的另一端设有普通孔；第三法兰，其两端设有普通孔。不同的螺栓孔处的变形量与其直径和形状相匹配，减小了排气管受热时各个螺栓孔所受的剪力，且变形补偿孔的预留变形量大于排气管的变形量，避免漏气。
【专利说明】 发动机排气管
【技术领域】
[0001]本发明涉及发动机领域，特别涉及一种发动机排气管。
【背景技术】
[0002]发动机作为机动设备的动力，其可靠性与设备的性能息息相关。发动机工作时，排气管受热膨胀伸长，使螺栓孔发生位移。现有的排气管上所有的螺栓孔直径相同，在螺栓孔较小，其预设位移量小于实际位移量时，所有的螺栓均受其安装孔的局部剪力，容易使排气管产生裂纹，或导致螺栓被剪断；当螺栓孔较大时，螺栓孔的移动容易导致漏气、盖孔、排气阻力大等故障。
【发明内容】
[0003]本发明是为了克服上述现有技术中缺陷，通过将部分安装螺栓孔的直径缩小作为限位，另一部分螺栓孔采用长孔形式，在保证密封性的基础上为排气管提供一定的预设位移量，防止安装螺栓的剪断和排气管的漏气发生。
[0004]为实现上述发明目的，本发明提供了一种发动机排气管，包括:第一法兰，其位于发动机排气管中心位置的左侧或右侧，第一法兰的一端设有限位孔，且第一法兰的另一端设有普通孔，限位孔的直径小于普通孔；第二法兰，其位于发动机排气管右端或左端，第二法兰的一端设有变形补偿孔，变形补偿孔与限位孔位于法兰的同一端，且发动机排气管的重心位于变形补偿孔与限位孔之间，变形补偿孔的宽度与限位孔的直径相同，且变形补偿孔的长度为计算出的排气管的最大伸长量；第二法兰的另一端设有普通孔；第三法兰，其两端设有普通孔。
[0005]采用不同直径以及形状的螺栓孔组合，使不同的螺栓孔处的变形量与其直径和形状相匹配，大大减小了排气管受热时各个螺栓孔处所受的剪力，减少了螺栓被剪断的几率，并且由于变形补偿孔的预留变形量大于排气管的变形量，可以避免漏气等故障的发生。
[0006]上述技术方案中，变形补偿孔为阶梯孔，变形补偿孔上靠近气缸一端的圆孔的直径大于变形补偿孔的宽度。阶梯孔可减小排气管的安装孔壁与螺栓的接触面积，从而减少因排气管的热量传递给螺栓引起的螺栓热疲劳产生的断裂故障。
[0007]上述技术方案中，发动机排气管设有四个法兰，第一法兰为自左向右第二个法兰，第二法兰为自左向右第四个法兰，第一法兰和第二法兰的同一端分别设有限位孔和变形补偿孔。
[0008]上述技术方案中，发动机排气管设有四个法兰，第一法兰为自左向右第三个法兰，第二法兰为自左向右第一个法兰，第一法兰和第二法兰的同一端分别设有限位孔和变形补偿孔。
[0009]上述技术方案中，发动机排气管设有六个法兰，第一法兰为自左向右第三个法兰，第二法兰为自左向右第六个法兰，第一法兰和第二法兰的同一端分别设有限位孔和变形补偿孔。[0010]第一法兰和第二法兰分别位于排气管中心的两侧，使得排气管的重心位于限位孔和变形补偿孔之间，可以避免装配时排气管在重力作用下绕限位孔旋转，而远离限位孔处的螺栓孔错位较大导致排气管漏气、盖孔等故障。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]图1是本发明的实施例1的发动机排气管正视图；
[0012]图2是图1的左视图；
[0013]图3是图1的俯视图；
[0014]图4是本发明的实施例2的发动机排气管示意图；
[0015]图5是本发明的实施例3的发动机排气管示意图。
[0016]结合附图在其上标记以下附图标记:
[0017]1-第一法兰，11-限位孔，2-第二法兰，21-变形补偿孔3-第三法兰，31-普通孔。【具体实施方式】
[0018]下面结合附图，对本发明的【具体实施方式】进行详细描述，其中的上、下、左、右等方位为参照附图所确定的方位，但应当理解本发明的保护范围并不受【具体实施方式】的限制。
[0019]为了使排气管的变形位置和变形量达到理想状态，本发明缩小靠近排气管中心位置的第一法兰一端的螺栓孔的直径，作为限位孔。同时，将排气管的其中一端或两端处的第二法兰一端的螺栓孔设置为变形补偿孔，其他法兰作为第三法兰，其上螺栓孔的直径与现有技术中的螺栓孔的直径一致，作为普通孔。变形补偿孔的宽度为限位孔的直径，其长度为排气管在最高温度下的伸长量，依据为材料力学公式:
[0020]Lt=L0 [1+a (T1-T0)]............[I]
[0021]AL=LT-L0=L0a (Tl-TO).......[2]
[0022]其中:a为零件材料的线性膨胀系数；
[0023]T0为受热前零件的温度J1为受热后零件的温度；
[0024]L0为受热前零件的长度；LT为受热后零件的长度；
[0025]Δ L为零件的伸长量。
[0026]对于不同法兰数量的排气管，三种类型螺栓孔在排气管上的位置确定遵循以下原则:
[0027]I)限位孔位于靠近排气管中心位置的法兰上；
[0028]2)变形补偿孔位于排气管一端或两端处的法兰上；
[0029]3)排气管的重心位于限位孔和变形补偿孔之间。
[0030]实施例1:
[0031]本实施例适用于四缸发动机。如图1、图3所示，排气管具有四个法兰:第一法兰1，第二法兰2，以及两个第三法兰3。第三法兰3两端、以及第二法兰2和第一法兰I的下端的螺栓孔的直径均与现有技术中的螺栓孔的直径一致，作为普通孔31 ;第一法兰I上端的螺栓孔的直径小于普通孔31的直径，作为限位孔11 ;第二法兰2上端的螺栓孔为长孔，作为变形补偿孔21，变形补偿孔21的宽度与限位孔11的直径相同，变形补偿孔21的长度为利用上述材料力学公式确定的排气管伸长量AL。[0032]由于限位孔11的直径较小，在排气管受热时限位孔11中螺栓对排气管的变形阻力较大，而变形补偿孔21中螺栓为排气管的变形预留一定的空间，变形阻力小。因此，在排气管受热时，排气管在限位孔11处的变形量很小，对螺栓的剪力很小，而变形补偿孔21处的变形量较大，但不会对螺栓形成剪力，同时，尽管变形补偿孔21处的变形量较大，但由于变形补偿孔21的预留变形量大于排气管的变形量，因此不会引起漏气、盖孔、排气阻力大等故障。由于排气管的重心位于限位孔11和变形补偿孔21之间，可以避免装配时排气管在重力作用下绕限位孔11旋转，而远离限位孔11处的螺栓孔错位较大导致排气管漏气、盖孔等故障。
[0033]如图2所示，变形补偿孔21为阶梯孔，靠近气缸一端的圆孔的直径大于变形补偿孔21的宽度，减小了排气管的安装孔壁与螺栓的接触面积，从而减少因排气管的热量传递给螺栓引起的螺栓热疲劳产生的断裂故障。
[0034]实施例2:
[0035]如图4所示，本实施例为分段排气管的一段，具有四个法兰，第一法兰I位于排气管的中心位置的右侧(自左向右第三个法兰)，限位孔11位于第一法兰的上端，第二法兰2位于排气管左端(自左向右第一个法兰)，变形补偿孔21位于第二法兰2的上端，排气管的重心位于限位孔11和变形补偿孔21之间。
[0036]实施例3:
[0037]如图5所示，本实施例为另一种分段排气管的一段，具有六个法兰，第一法兰I位于排气管的中心位置的左侧(自左向右第三个法兰)，限位孔11位于第一法兰的上端，第二法兰2位于排气管右端(自左向右第六个法兰)，变形补偿孔21位于第二法兰2的上端，排气管的重心位于限位孔11和变形补偿孔21之间。
[0038]作为另一个实施例，限位孔11和变形补偿孔21可以分别设置在第一法兰I和第二法兰2的下端。
[0039]本发明的发动机排气管，采用不同直径以及形状的螺栓孔组合，使不同的螺栓孔处的变形量与其直径和形状相匹配，大大减小了排气管受热时各个螺栓孔处所受的剪力，减少了螺栓被剪断的几率，并且由于变形补偿孔的预留变形量大于排气管的变形量，可以避免漏气等故障的发生。
[0040]以上公开的仅为本发明的几个具体实施例，但是，本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。
【权利要求】
1.一种发动机排气管，其特征在于，包括: 第一法兰，其位于发动机排气管中心位置的左侧或右侧，所述第一法兰的一端设有限位孔，且所述第一法兰的另一端设有普通孔，所述限位孔的直径小于所述普通孔； 第二法兰，其位于所述发动机排气管右端或左端，所述第二法兰的一端设有变形补偿孔，所述变形补偿孔与所述限位孔位于法兰的同一端，且所述发动机排气管的重心位于所述变形补偿孔与所述限位孔之间，所述变形补偿孔的宽度与所述限位孔的直径相同，且所述变形补偿孔的长度为计算出的排气管的最大伸长量；所述第二法兰的另一端设有普通孔； 第三法兰，其两端设有普通孔。
2.根据权利要求1所述的发动机排气管，其特征在于，所述变形补偿孔为阶梯孔，所述变形补偿孔上靠近气缸一端的圆孔的直径大于变形补偿孔的宽度。
3.根据权利要求1或2所述的发动机排气管，其特征在于，所述发动机排气管设有四个法兰，所述第一法兰为自左向右第二个法兰，所述第二法兰为自左向右第四个法兰，所述第一法兰和所述第二法兰的同一端分别设有所述限位孔和所述变形补偿孔。
4.根据权利要求1或2所述的发动机排气管，其特征在于，所述发动机排气管设有四个法兰，所述第一法兰为自左向右第三个法兰，所述第二法兰为自左向右第一个法兰，所述第一法兰和所述第二法兰的同一端分别设有所述限位孔和所述变形补偿孔。
5.根据权利要求1或2所述的发动机排气管，其特征在于，所述发动机排气管设有六个法兰，所述第一法兰为自左向右第三个法兰，所述第二法兰为自左向右第六个法兰，所述第一法兰和所述第二法兰的同一端分别设有所述限位孔和所述变形补偿孔。
【文档编号】F01N13/08GK103498719SQ201310394824
【公开日】2014年1月8日 申请日期:2013年8月30日 优先权日:2013年8月30日
【发明者】刘文元, 唐克远, 张振平, 黄弟云 申请人:广西玉柴机器股份有限公司