专利名称：用于机动车辆的排气管路的制作方法
技术领域：
本发明通常涉及用于机动车辆的排气管路。更准确地，本发明涉及一种设置用于连接到机动车辆的发动机的排气管路，该排 气管路是这样的类型，其包括-歧管，该歧管在内部具有带有排放气体出口的排放气体的流动通道，所述歧管包 括被排放气体出口穿过的出口法兰；-下游装置，该下游装置具有连接到所述歧管的排放气体出口的排放气体入口，所 述下游装置被刚性固定到所述歧管的出口法兰。所述下游装置典型地为一涡轮压缩机，其本身连接到一催化净化元件。这两个装 置具有相当大的质量。
背景技术：
在FR 2 856 735中，设置一支撑结构，以将催化净化元件和涡轮压缩机固定到发 动机本体上。这个支撑结构接收催化净化元件和涡轮压缩机的一部分重量并将该部分重量 传递到发动机本体。另一部分重量被歧管的出口法兰接收。这个歧管通过一入口法兰被固 定到发动机的汽缸盖上。接收涡轮压缩机和催化净化元件的一部分重量的出口法兰，具有 相对于入口法兰相当大的悬突体(porte afaux)。由此，必须确定歧管以及因此确定上游法 兰和下游法兰的尺寸。此外，固定到发动机本体的支撑件复杂且昂贵。在本文中，本发明旨在提出一种排气管路，该排气管路更简单且更便宜，同时确保 位于歧管下游的(多个)装置的有效维护。
发明内容
为此，本发明涉及一种前述类型的排气管路，其特征在于，发动机包括发动机本体 和汽缸盖，排气管路包括用于将歧管的出口法兰直接固定到发动机本体或汽缸盖的固定部 件。排气管路也可以具有一个或多个下面的特征，单独地考虑或根据所有技术上可能 的组合考虑的以下特征-固定部件包括至少一个伸长的固定元件，具有连接到出口法兰的第一端部部分 和连接到发动机本体或汽缸盖的第二端部部分；-固定部件包括至少一个隔离件，该隔离件沿着所述或每个固定元件间置在出口 法兰和发动机本体或汽缸盖之间，其中间置有或不间置有歧管的入口法兰；-伸长的固定元件为在包括螺杆、螺纹杆、双头螺栓或紧固杆的组中选择的类型；-排放气体的流动通道具有至少一个能够连接到发动机的燃烧室的出口的排放气 体入口，歧管包括被排放气体入口穿过的至少一个入口法兰，固定元件穿过入口法兰；-出口法兰基本平行于所述或每个入口法兰；-出口法兰相对于所述或每个入口法兰倾斜；
-歧管包括外壳，该外壳在内部限定排放气体的流动通道，出口法兰被焊接到外壳 (enveloppe)；-下游装置具有被下游装置的排放气体入口穿过的配对法兰，配对法兰被刚性固 定到歧管的出口法兰；-配对法兰通过固定部件被固定到歧管的出口法兰，所述固定部件用于将出口法 兰固定到发动机本体或汽缸盖；-下游装置具有限定排放气体入口的入口管，入口管被焊接到歧管的出口法兰上； 并且-歧管包括外壳和焊接到外壳的中间法兰，所述外壳在内部限定排放气体流动通 道，出口法兰被刚性固定到歧管的中间法兰。
本发明其它的特征和优点通过下面以示例和非限制性并参考附图给出的详细说 明将显现出来，其中图1是本发明的第一实施方式的顶视图；图2是与图1类似针对本发明的第二实施方式的附图；图3是与图1类似针对本发明的第三实施方式的附图；图4是与图1类似针对本发明的第四实施方式的附图；图5是本发明的一实施变型的侧视图，其中出口法兰垂直于入口法兰；图6是图5的上游法兰和下游法兰的透视图；图7是图6上游法兰和下游法兰的正视图。
具体实施例方式图1中示出的排气管路1设置为连接到机动车辆的发动机3。排气管路在排放气体流动方向中从上游到下游包括歧管5，该歧管设置用于捕 获离开发动机的燃烧室的排放气体；涡轮压缩机7 ；催化净化元件(未示出)；以及其它未 示出的装置，例如消声器。在其下游端，排气管路包括一套管(未示出)，该套管能够将净化 的排放气体排放到大气中。歧管5包括用于固定到发动机的入口法兰9，外壳11和用于固定到涡轮压缩机7 的出口法兰13。入口法兰9被刚性固定到发动机的汽缸盖15上。外壳11在内部限定一排放气体流动通道16，该排放气体流动通道具有四个入口 17和一个出口 19。每个入口 17设置为放置与发动机的一个燃烧室的排放气体出口相重合。 因此，每个入口 17连接到发动机的燃烧室之一的出口，并且能够捕获离开相应燃烧室的排 放气体。内部通道16包括四个入口段(tr0nC0n)21，其每个限定一入口 17。入口段21通 到限定出口 19的出口段23中。入口 17穿过入口法兰9。出口 19穿过出口法兰13。涡轮压缩机7包括入口管25，该入口管25在内部限定一排放气体入口 27。入口27放置为与歧管的排放气体出口 19重合且以密封方式连接。在图1的实施方式中，涡轮压缩机7包括刚性固定到出口法兰13的配对法兰四。 法兰13和配对法兰四典型地通过螺栓31被互相固定。入口管25例如被焊接到配对法兰 29上。排放气体入口 27穿过配对法兰四。法兰13和配对法兰四被互相推靠并且互相平 行。为了确保施加到出口法兰13的压力被发动机直接接收，排气管路包括固定部件 33，所述固定部件33用于将歧管的出口法兰13直接固定到汽缸盖15。部件33包括至少一个伸长的固定元件35，并优选包括多个伸长的固定元件35。所 述部件33例如包括三个或四个固定元件35，每个固定元件35确保将出口法兰13直接固定 到汽缸盖15。每个固定元件通过第一端部37连接到出口法兰13，并且通过第二端部39连接到 汽缸盖15。固定元件35例如为螺杆或螺纹杆或螺栓或双头螺栓或紧固杆。在第一实施变型中，每个固定元件35通过为此设置的孔41穿过入口法兰9。在这 种情况中，固定装置33包括隔离件(entretoise)43，该隔离件43沿着每个固定元件35间 置在入口法兰9和出口法兰13之间。隔离件43例如是一刚性的金属圆柱，元件35接合在 该隔离件中。元件35在整个长度上穿过隔离件43。隔离件43通过一端部支靠在入口法兰 9上，并且通过其相对末端支靠在出口法兰13上。每个固定元件35通过为此设置的孔45穿过出口法兰13。在固定元件是螺杆的情 况中，端部37为螺杆的头部，而端部39对应于螺杆的螺纹部分。头部37支靠在出口法兰 的表面47上，该表面47与汽缸盖15相对。螺纹端部39被拧入汽缸盖15的相应的攻丝槽 (Iogement) 49中。设置在上游法兰和下游法兰中以允许螺杆35通过的孔41和45未被攻 丝。因此，螺杆相对于入口法兰是自由的。在图1的实施方式中，螺杆35由其端部39被拧入攻丝槽49中。由于由螺杆的头 部37施加的朝向汽缸盖15的拉力，隔离件35在法兰9和13之间被夹紧。入口法兰9典型地通过螺杆被固定到汽缸盖15，螺杆接合到为此设置的孔52中并 在图6中示出。固定元件35可以不是螺杆，而是螺栓。在这种情况下，元件35包括螺杆和螺母。 螺杆的头部如图1中所示安装。相反，螺杆的螺纹端部贯穿设置在汽缸盖的覆板(voile) 中的孔，螺母被被拧到螺杆的螺纹端部上，以便将汽缸盖的覆板和入口法兰9互相压靠。在 固定元件35是具有两个螺纹端部的杆的情况下，一个螺纹端部这样安装以便贯穿出口法 兰13的一个孔45，螺母被拧到杆的螺纹端部上。螺纹杆的相对端部可以如图1中所示被拧 入攻丝槽中。所述端部也可以穿过汽缸盖的覆板的未攻丝孔，并接受一螺母。替换地，固定元件的端部37可以是带螺纹的，并且孔45被攻丝，端部37因此被拧 入孔45中。优选地，孔45围绕法兰13的孔分布，所述法兰13的孔对应于出口 19。例如，固定 部件33可以包括四个固定元件35，所述固定元件35接合在占据正方形的顶点的四个孔45 中，出口 19占据所述正方形的中心。同样地，用于将配对法兰四固定到出口法兰13的螺栓31的数量例如可以为四个，并且所述螺栓31可以被布置在正方形的顶点处，而出口 19构成中心部分。螺栓31比 固定元件35更接近出口 19。本发明的第二实施方式在图2中示出。在下面将仅描述第二实施方式不同于第一 实施方式的点。两个实施方式中相同或确保相同作用的元件将由相同的附图标记表示。在第一实施方式中，配对法兰四的尺寸比出口法兰13的尺寸更小。在第二实施 方式中，配对法兰四具有与出口法兰13基本相同的尺寸。此外，排气管路不包括用于确保 将出口法兰13固定到配对法兰的特定部件。实际上，出口法兰13通过固定元件35被固定 到配对法兰四。为此，配对法兰四包括布置为与出口法兰13的孔45重合的孔51。固定元件35 同时穿过孔51和孔45。例如当固定元件为螺杆时，螺杆的头部37支靠在配对法兰的表面53上，该表面53 与汽缸盖15相对。因此，法兰和配对法兰一方面在螺杆的头部47而另一方面在隔离件43之间被夹紧。在变型中，孔51可以被攻丝，并且固定元件35可以包括一个要被车螺纹的端部部 分37，该端部部分37被拧入攻丝孔51中。本发明的第三实施方式在图3中示出。此处将仅描述第三实施方式不同于第一实 施方式的点。两个实施方式中相同或确保相同作用的元件将由相同的附图标记表示。在图3的实施方式中，涡轮压缩机不包括配对法兰四。管25被直接焊接到出口法 兰13上。相反地，歧管包括焊接到外壳11的中间法兰55。出口 19同时穿过中间法兰55和 出口法兰13。出口法兰13贴靠中间法兰55的一表面，该表面与汽缸盖15相对。出口法兰和法 兰55通过螺栓57彼此刚性固定到一起。中间法兰55的尺寸比出口法兰13的尺寸更小。 螺栓57布置为比固定元件35更靠近出口 19。例如螺栓57如与第一实施方式的螺栓31 — 样布置。本发明的第四实施方式在图4中示出。下面将仅描述该第四实施方式不同于第一 实施方式的点。两个实施方式中相同或确保相同作用的元件将由相同的附图标记表示。在第四实施方式中，涡轮压缩机不包括配对法兰四，并且歧管不包括中间法兰 阳。歧管的外壳11被直接焊接到出口法兰13的一表面59上，该表面59朝向汽缸盖。涡 轮压缩机的管25例如通过滚焊刚性固定到出口法兰13的一表面61上，该表面61与汽缸 盖15相对。在图1-4的实施方式中，出口法兰13是平面的，入口法兰9也一样。上游法兰和 下游法兰基本互相平行。相反地，在图5-7的实施方式中，出口法兰13基本垂直于入口法兰9延伸。例如， 入口法兰9在一基本竖直且横向的平面中延伸，出口法兰13为一基本水平且横向的平面。 在这种情况中，穿过歧管的排放气体的流动通道的入口 17被基本纵向地定向。出口法兰13 被放置在外壳11的上方，出口 19被竖直向上地定向。涡轮歧管的入口管25位于出口法兰 13的上方。
因此，出口法兰13具有较大的相对面63和65。法兰13也由一朝着汽缸盖15的 表面67侧向地限定。表面67与法兰9平行地且与法兰9相对地延伸。在图5-7的实施方 式中，隔离件43间置在表面67和法兰9之间。此外，在图1-4的实施方式中，固定元件35基本垂直于法兰9和13。在图5_7的 实施方式中，固定元件35基本平行于出口法兰13，也就是平行于较大的表面63和65。固 定元件35保持垂直于入口法兰9。出口法兰13包括两个孔69，该孔69用于接收固定元件35。这些孔69从与汽缸 盖15相对的表面71完全穿过出口法兰直到表面67。在固定元件是螺杆的情况中，螺杆的 头部37支靠在表面71上。上述的排放气体管路具有多个优点。因为排气管路包括用于将歧管的出口法兰直接固定到发动机本体或汽缸盖的固 定部件，施加到出口法兰的压力通过固定部件被汽缸盖或发动机本体接收。这些压力没有 穿过外壳或上游法兰。如果需要，这使得能够减小入口法兰的厚度，并能够减小歧管的外壳的厚度。这也 使得能够确定用于将入口法兰固定到汽缸盖或发动机本体上的固定部件的尺寸。这是更重要的，因为出口法兰通常相对于上游法兰是错开的，具有显著的悬突体。 因此，施加到出口法兰的压力在入口法兰与发动机的固定点处产生一大的扭转力矩。使用伸长的固定元件，例如螺杆、双头螺栓或任意其它类似的固定元件，使得能够 特别简单地进行固定。固定部件不包括复杂形状的支撑件。固定部件不会显著地增加排放 气体管路的重量。优选地，使用已经设置在发动机上的固定双头螺栓以固定上游法兰。在这种情况 中，用于将出口法兰固定到发动机的固定部件特别地根本不会增加排放气体管路的重量。出口法兰可以具有上游法兰的任何类型的方向。出口法兰不必平行于上游法兰。此外，具有多种可能性以实现出口法兰和歧管的外壳之间的连接，以及出口法兰 和位于下游的装置——例如涡轮压缩机——之间的连接。因此，本发明使得能够简单且经济地获得在出口法兰和汽缸盖或发动机本体之间 的连接。上面描述的排放气体管路可以具有多种变型。出口法兰可以被固定到发动机本体或发动机的汽缸盖。固定元件的数目是可变化的。用于固定出口法兰的固定部件可以包括单个的固定 元件或者两个、三个或甚至四个或更多的固定元件。固定元件可被布置在相对于出口法兰可变化的位置中。因此，两个固定元件可以 被布置在排放气体出口的上方。根据另一实施变型，两个固定元件可以被放置在排放气体 出口的下方。也可以将两个固定元件设置在排放气体出口两侧的一侧上，或者三个固定元 件布置为三角形等等。固定元件的数目和它们的布置由被出口法兰接收并被传递到汽缸盖 或发动机本体的压力决定。应该注意到用于将歧管的出口法兰直接固定到发动机本体或汽 缸盖的固定部件此处指能够将出口法兰经受的大部分压力传递到汽缸盖或发动机本体而 不穿过歧管的其它元件——如外壳或上游法兰——的部件。根据情况，用于将出口法兰固定到发动机本体或汽缸盖的元件穿过或不穿过上游法兰。实际上，在许多发动机上，设置双头螺栓以固定上游法兰。入口法兰因此包括在适当 位置与设置在发动机上的双头螺栓相关联的孔。优选地，将双头螺栓用作固定出口法兰的 元件。因此在出口法兰中设置孔，该孔与入口法兰的孔相对并与发动机的双头螺栓相关联。 在这种情况中，由固定元件的端部朝着发动机施加到出口法兰上的压力被传递到隔离件， 然后传递到上游法兰。上游法兰因此贴靠汽缸盖或发动机本体。此外，其它的双头螺栓可以专门地用于将入口法兰固定到发动机本体或汽缸盖 上。为了固定出口法兰，有可能同时具有穿过入口法兰的固定元件和不穿过上游法兰 的固定元件。也有可能仅具有穿过入口法兰的固定元件，或仅具有不穿过上游法兰的固定 元件。刚性固定到歧管的出口法兰的下游装置并不必须是涡轮压缩机。该装置也可以是 催化净化装置或任何其它的排放气体管路的元件。歧管可以不包括单个的入口法兰，而可以包括多个分开的法兰，歧管中的每个排 放气体入口一个法兰。歧管可以包括四个、五个或多于五个的入口，或者少于四个的入口。隔离件43可以具有任意类型的截面。隔离件可以具有圆形、正方形、矩形等截面。 该截面可以是开放的或封闭的。在固定元件穿过上游法兰的情况中，隔离件一方面支靠在入口法兰上，另一方面 支靠在出口法兰上。在固定元件不穿过上游法兰的情况中，隔离件可以一方面支靠在汽缸盖或发动机 本体上，另一方面支靠在出口法兰上。隔离件可以通过任意适合的方法——例如滚焊——被刚性固定到出口法兰上和/ 或上游法兰上。此外，歧管可以包括使下游歧管与上游歧管连在一起的爪齿(patte)。每个爪齿因 此具有第一端部和第二端部，该第一端部例如通过焊接刚性固定到下游歧管上，该第二端 部例如通过焊接固定到上游歧管上。这些爪齿使得能够将出口法兰经受的压力直接传递到 上游法兰。根据制造的限制，隔离件嵌接到法兰或与法兰连成一体。
权利要求
1.设置用于连接到机动车辆的发动机的排气管路，该排气管路(1)包括-歧管(5)，该歧管在内部具有带有排放气体出口(19)的至少一个排放气体的流动通 道(16)，所述歧管(5)包括被所述排放气体出口(19)穿过的出口法兰(13)；-下游装置(7)，该下游装置具有连接到所述歧管(5)的排放气体出口(19)的排放气 体入口(27)，所述下游装置(7)被刚性固定到所述歧管(5)的出口法兰(13)；其特征在于，所述发动机C3)包括发动机本体和汽缸盖(15)，所述排气管路(1)包括固 定部件(33)，该固定部件用于将所述歧管( 的出口法兰(1 直接固定到所述发动机本体 或汽缸盖(15)。
2.根据权利要求1所述的排气管路，其特征在于，所述固定部件(33)包括至少一个伸 长的固定元件(35)，该固定元件具有连接到所述出口法兰(1 的第一端部部分(37)和连 接到所述发动机本体或汽缸盖(1 的第二端部部分(39)。
3.根据权利要求2所述的排气管路，其特征在于，所述固定部件(3 包括至少一个隔 离件(43)，该隔离件沿着所述或每个固定元件(3 间置在所述出口法兰(1 和所述发动 机本体或汽缸盖(1 之间，其中间置有或不间置有所述歧管(5)的入口法兰(9)。
4.根据权利要求2或3所述的排气管路，其特征在于，所述伸长的固定元件(35)为在 包括螺杆、螺纹杆、双头螺栓或紧固杆的组中选择的类型。
5.根据权利要求2至4中任一项所述的排气管路，其特征在于，所述排放气体的流动通 道(16)具有至少一个排放气体入口(17)，该排放气体入口能够连接到发动机的燃烧室的 出口，所述歧管( 包括被所述排放气体入口(17)穿过的至少一个入口法兰(9)，所述固定 元件(3 穿过所述入口法兰(9)。
6.根据权利要求5所述的排气管路，其特征在于，所述出口法兰(1 基本平行于所述 或每个入口法兰(9)。
7.根据权利要求5所述的排气管路，其特征在于，所述出口法兰(1 相对于所述或每 个入口法兰(9)倾斜。
8.根据前述权利要求中任一项所述的排气管路，其特征在于，所述歧管( 包括外壳 (11)，该外壳在内部限定所述排放气体的流动通道(16)，所述出口法兰(1 被焊接到所述 外壳(11)。
9.根据权利要求8所述的排气管路，其特征在于，所述下游装置(7)具有被所述下游装 置(7)的排放气体入口 (XT)穿过的配对法兰( ),所述配对法兰08)被刚性固定到所述 歧管的出口法兰(13)。
10.根据权利要求9所述的排气管路，其特征在于，所述配对法兰09)通过固定部件 (33)被固定到所述歧管(5)的出口法兰(18)，所述固定部件用于将所述出口法兰(13)固 定到所述发动机本体或汽缸盖(15)。
11.根据权利要求8所述的排气管路，其特征在于，所述下游装置(7)具有限定所述排 放气体入口、2Τ)的入口管(25)，所述入口管、2Τ)被焊接到所述歧管(5)的出口法兰(13) 上。
12.根据前述权利要求中任一项所述的排气管路，其特征在于，所述歧管(5)包括外壳 (11)和焊接到所述外壳(11)的中间法兰65)，所述外壳在内部限定所述排放气体的流动 通道(16)，所述出口法兰(13)被刚性固定到所述歧管(5)的中间法兰(55)。
全文摘要
连接到机动车辆的发动机的排气管路，所述排气管路(1)包括歧管(5)，该歧管在内部具有带有排放气体出口(19)的至少一个排放气体的流动通道(16)，所述歧管(5)包括被排放气体出口(19)穿过的出口法兰(13)；下游装置(7)，该下游装置具有连接到歧管(5)的排放气体出口(19)的排放气体入口(27)，下游装置(7)被刚性固定到歧管(5)的出口法兰(13)。发动机(3)包括发动机本体和汽缸盖(15)，排气管路(1)包括固定部件(33)，该固定部件用于将歧管(5)的出口法兰(13)直接固定到发动机本体或汽缸盖(15)。
文档编号F01N13/08GK102084098SQ200980121426
公开日2011年6月1日 申请日期2009年4月15日 优先权日2008年4月16日
发明者M·卡丹达勒, V·勒鲁瓦 申请人:富尔西亚排气系统公司