专利名称：流体冷却排气歧管的制作方法
技术领域：
本公开涉及排气部件，该排气部件具有流体通路以调节排气部件的材料温度和/ 或从废气流提取能量。
背景技术：
本部分提供了涉及本公开的背景信息并且并非必须是现有技术。汽车制造商和整个交通运输领域正在面对日益严厉的对于燃料效率和排放的法规的限制。而且，这里存在来自车辆驾驶者的要求提高燃料效率以减低运行成本的压力。为了达到这些目的，汽车制造商正在采用新的技术，例如涡轮增压汽油直喷发动机和稀薄燃烧，这些技术倾向于将废气升高至更高温度。最传统的内燃机具有接近或者低于900°C的最大时间平均废气温度。对于这些应用，低成本铸铁合金(例如钼化硅(SiMo)铸铁)通常足以满足对于应用在排气部件中的耐用性要求。对于具有耐用性问题或者稍高的废气温度的应用，镍铸铁合金(例如D5S耐蚀镍( 35%镍))通常被专门用于铸造部件，但使成本增加。很多新型发动机，特别是涡轮增压汽油直喷发动机，能够达到高于950°C的废气温度。汽车工业中目前的实际情况是采用锻造不锈钢或者铸造不锈钢来用于要求最严格的应用。这些是制造起来最昂贵类型的部件。本公开是一种解决需要对排气部件采用更昂贵的材料而低成本材料不能满足该应用中的耐久性要求时所产生的问题的方法。为了通过低成本材料实现期望的耐用性，使用中的部件的温度可以被调节并且保持在用于该应用的特定材料的临界值极限以下。通常临界值极限在特定材料的Acl相变温度(transformation temperature)以下，并且对于具有高工作应力或应变的情况可以充分地处于所述相变温度以下。排气部件的水冷是调节排气部件材料温度的一种方法。水套(water jacket)可以通过采用泡沫型式(foam pattern)来产生，所述泡沫型式在铸造过程期间蒸发以形成用于排气歧管以及围绕的水套的期望几何形状。在铸造排气歧管中产生水套的另一种过程是在制造期间采用水套型芯(core)。在此情况下，整个水套是通过在铸造之前在铸模中组装的一个或者多个内部砂芯来产生的。
发明内容
本部分提供了本公开的总体性摘要，并且并不是本公开的全部范围或者本公开的全部特征的全面公开。
本公开提供了一种排气部件，所述排气部件具有在排气部件的外表面上产生腔的方法以及以低成本、强固的方式形成所述腔的方法，以便实现废气与热传递介质(例如发动机冷却剂)之间的热交换的目的。虽然以下实例和论述一般性地涉及排气歧管的冷却， 应当理解，通过非限制性实例的方式，在此所论述的一般性概念同样也适用于其他排气部件和/或系统，例如涡轮增压器壳体和废气热回收系统。本公开涉及一种用于排气部件的在铸造过程期间不需要采用传统的内部水套型芯的流体冷却腔。对于术语“流体”或“冷却剂”，意思是适于实现本公开的一个或者多个目的的多种液体或气体中的任一种。例如，流体或者冷却剂可以是水、制冷剂、发动机冷却剂或者任何其他合适的流体。本公开说明了在排气部件的外部上产生局部腔的方法，通常不需要任何额外的外部型芯。在铸造过程完成后，局部腔随后通过将分离部件(piece)焊接或者钎焊至排气部件来封闭以形成流体套，即，水套。流体冷却排气部件对于耐用性和/或热提取的目的是期望的。在出于耐用性原因冷却部件的情况下，低成本的材料可以被应用在排气部件的构造中而非其他可能的材料。 本公开的流体冷却排气歧管通过在歧管的表面上通过铸造特征与焊接板的组合来产生流体冷却腔而形成。焊接板可以具有或者可以不具有用以调整冷却剂流体的流动的附加几何特征。控制外部铸造几何形状以形成套腔(jacket cavity)的部分并且为将被焊接上的板提供合适的界面。优选实施方式是产生铸造界面几何形状以使焊上(weld-on)板是平的， 然而所述板还能被成形为依循铸造部件上的弯曲界面或者被成形为形成腔壁的部分。在一些实施方式中，一个盖板可以对应由上模箱(cope)或者下模箱(drag)模具形成的每一个腔。例如，在图1和图2中示出的构造中，提供两个盖板，因为流体冷却腔形成在所述部分的两侧上(分型线的任一侧上)。这可以通过参考图3和图4而变得清晰，所述图示出了形成在分型线PL的两侧上的腔，以及用于这些腔中的每一个的分离盖板4和8。然而对于图1和图2中示出的实施方式可以提供多个盖板，如果需要的仅是冷却排气部件的由工装的一部分所形成的一个部分，则此情况可以有利地采用例如具有图7中所示实施方式的单个盖板。理想地，铸造界面几何形状仅在模制和铸造过程期间通过模制模型来产生。当能够如此做时，不需要额外的型芯并且模制模型产生界面几何形状，以避免生产和使用外部型芯来形成水套腔的部件的成本。另外，本公开的冷却腔避免了通过内部铸造型芯来产生水套的主要问题。对于内部铸造型芯的情况，型芯砂在铸造后从盲通路(blind passageway)移除。由内部铸造型芯产生的内腔非常难于清理或者甚至是检查。通路的清洁度对于车辆的冷却系统可靠性是首要的。本公开的冷却腔在铸造后是打开的，以易于在板的焊接之前进行清洁和检查。在图1的流体冷却排气歧管中，冷却腔形成具有一个冷却剂入口、一个冷却剂出口、两盒焊接板、以及铸造歧管的外表面。一个替换实施方式是对于每一个焊接板均具有一个冷却剂入口和一个冷却剂出口。在该情况下，每一个焊接板将与独立的流体冷却腔相关联。独立冷却腔的数量可以取决于应用的热传递的目的。在设计冷却腔的尺寸、形状和位置时，很多变量将被考虑。例如，铸造材料的温度极限和/或由冷却剂流体所吸收的能量的量是关键考虑因素。冷却水中过多的热能可能需要被车辆的冷却系统排除。包装约束还对流体套能够位于的位置施加限制并且还对进出冷却腔的冷却剂连接的约束位置施加限制。
在出于耐用性目的用流体冷却排气部件的情况下，期望的是将冷却腔仅置于需要冷却的区域以提高耐用性。例如，在图1的流体冷却排气歧管中，能够看见水冷腔仅位于排气歧管的出口附近。此出口区域是此部件的最热部分，因为来自于所有发动机缸体的废气在此位置汇集。除了是最热区域外，出口附近的此区域还与典型非冷却排气歧管中的耐用性最密切相关。然而，对于流体冷却，此几何形状的铸铁排气歧管能够承受在无冷却条件下的需要耐热不锈钢的工作条件。对于图1和图2中示出的流体冷却部件，冷却腔和对应的盖板被布置在歧管出口的两侧上。对于例如热电废能回收系统和主动加热(AWU)系统的应用，存在对于低成本、强固流体冷却排气部件的额外机会。由将废气能量直接转化成电力的热电装置产生的电力能够被用于为电池充电或者补偿车辆中的用电负载。AWU系统利用来自于排气系统的废热能并且使用该废热能加热其他车辆流体系统(发动机冷却剂、发动机油、和变速器和驱动桥流体)。这些流体系统的热调节能够降低在启动期间的粘滞损失，导致提高的燃料效率和提高的驾驶室加热。如果流体冷却排气歧管的目的是尽可能多地回收废气热量，则冷却腔将被设计为尽量实际地且具有成本效率地结合尽可能的多的排气歧管。为了达到最大成本降低，用于流体冷却铸造排气歧管的优选材料是铸铁合金，例如低成本硅合金球墨铸铁。用于焊接板的优选材料是铁素体不锈钢。此材料组合是最低成本选择方案之一，并且作为构造材料的非限制性实例提出。在一种形式中，本公开提供了一种排气系统，所述排气系统可以包括排气部件、 板、至少一个入口和至少一个出口。所述排气部件可以包括至少一个废气通路并且可以部分限定出至少一个流体腔。所述板可以附接至排气部件并且至少部分地封闭所述至少一个流体腔以限定出至少一个流体通路。所述至少一个流体通路可以与所述至少一个废气通路流体隔离。流体可以通过所述至少一个入口进入流体通路。流体可以通过所述至少一个出口流出流体通路。在另一个形式中，本公开提供了一种用于车辆的可以包括排气部件和板的排气系统。所述排气部件可以包括整体成形的废气通路和整体成形的流体腔。所述板可以附接至排气部件并且至少部分封闭流体腔以限定出流体管道。流体管道可以与废气通路流体隔离。所述板可以包括整体成形的入口和整体成形的出口。所述入口和出口可以与流体管道流体连通。在又一个形式中，本公开提供了一种方法，该方法可以包括铸造排气部件以包括具有限定出流体腔的外表面的废气通路。可以提供板，所述板可以包括第一端口和第二端口。所述板可以附接至排气部件以使所述板和流体腔配合以形成与第一端口和第二端口流体连通的流体管道。其他应用性将通过此处所提供的描述而变得显而易见。在本概述说明中的描述和特定实例仅用于说明性目的并且并不旨在限制本公开的范围。
在此描述的图仅用于说明所选实施方式而并非所有可能应用方式的目的，并且并不旨在限制本公开的范围。
图1示出了根据本公开的教导的组装流体冷却排气歧管的外部立体图；图2示出了流体冷却排气歧管的剖开截面；图3示出了图1的流体冷却歧管的横截面AA ；图4示出了图1的流体冷却歧管的横截面BB ；图5示出了被设计为与热电装置一起使用的流体冷却铸造排气部件组件的横截面，所述热电装置不利用外部型芯制造；图6示出了被设计为与热电装置一起使用的流体冷却铸造排气部件组件的横截面，所述热电装置利用能够将热电装置放置在垂直于分型平面的表面上的外部型芯制造；图7描绘了被设计为特别用于热提取以达到有效加热目的的流体冷却铸造排气歧管组件的另一个实施方式；图8是图7的歧管，其中焊接板被移除以示出流体通路；图9是图7的歧管组件剖面，以示出盖板与铸件的相互作用以形成成型 (profiled)流体通路；图10示出了用于通过改变气体通路几何形状来增强从废气到冷却剂的热传递的结构特征；图11是根据本公开的原理的具有盖板的另一个排气部件的立体图；图12是图11的排气部件的立体图，其中盖板被移除；图13是图11的排气部件的另一个立体图；图14是根据本公开的原理的具有盖板的另一个排气部件的立体图；图15是图14的排气部件的立体图，其中盖板被移除；图16是根据本公开的原理的另一个排气部件的立体图；图17是根据本公开的原理的又一个排气部件的立体图；图18是图17的排气部件的部分横截面立体图；图19是根据本公开的原理的具有盖板的又一个排气部件的立体图；图20是图19的排气部件的立体图，其中盖板被移除以示出穿过盖板流体流动路径；图21是根据本公开的原理的具有盖板的再一个排气部件的部分横截面立体图；图22是根据本公开的原理的又一个排气部件的立体图，其中盖板部分切除以示出流体流动路径；图23是根据本公开的原理的另一个排气部件的立体图，其中盖板部分切除以示出流体流动路径；图M是图23的排气部件的横截面视图；以及图25是根据本公开的原理的又一个排气部件的立体图，其中盖板部分切除以示出流体流动路径。在附图的多个视图中，相应的参考标号代表相应的部件。
具体实施例方式现将参照附图对示例性实施方式进行更全面的描述。提供示例性实施方式以使本公开更完全，并且将本公开的范围完全传达给本领域的普通技术人员。阐明了多个特定细部，例如特定部件、装置、和方法的实例，以提供对本公开的实施方式的详细理解。对于本领域普通技术人员显而易见的是，特定细部并不必需被实施，示例性实施方式可以以多种不同形式实施，并且这些实施方式不能被理解为限制本公开的范围。在一些示例性实施方式中，众所周知的过程、众所周知的装置结构、和众所周知的技术不再被详细描述。在此应用的术语仅用于描述特定示例性实施方式的目的，并且不旨在要限制性的。如在此所应用的，单数形式“一”、“一个”、和“所述”也可以旨在包括复数形式，除非文中另有清晰指示。术语“包括”、“包括了”、“包含”和“具有”是非排他性的，并且因此明确指明了所述的特征、整体、步骤、操作、元件、和/或部件的存在，但不排除一个或者多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、部件、和/或其组群的存在或者增加。在此所描述的方法步骤、过程、和操作并不能被理解为必须要求它们按照所讨论或说明的特定顺序来施行，除非特别确定为一种施行顺序。还应当理解的是，可以采用增加或者替换的步骤。当元件或者层被称为“位于...上”、“接合至”、“连接至”、或者“耦接至”另一元件或者层时，该元件或层可以直接位于所述另一元件或层上，直接接合、连接或者耦接至所述另一元件或者层，或者可以存在居间元件或者层。相对地，当元件被称为“直接位于另一元件或层上”、“直接接合至”、“直接连接至”、或者“直接耦接至”另一元件或者层时，可以不存在居间元件或者层。用于描述元件之间的关系的其它词语应当以类似方式解释(例如， “在...之间”与“直接在...之间”，“相邻”与“直接相邻”，等)。如在此所应用的，术语 “和/或”包含相关所列项目的一个或者多个的任意和所有组合。虽然术语第一、第二、第三等在此可以被用于描述多个元件、部件、区域、层和/或部分，这些元件、部件、区域、层和/或者部分不应当被这些术语限制。这些术语可以仅用于将一个元件、部件、区域、层或者部分与另一个区域、层或者部分区分。当例如“第一”、“第二”和其他数字术语的术语在此使用时并不意指次序或者顺序，除非文中明确指出。因此， 接下来描述的第一元件、部件、区域、层或者部分可以被称为第二元件、部件、区域、层或者部分，这不背离示例性实施方式的教导。空间相关的术语，例如“内部”、“外部”、“在下面”、“在下方”、“下部”、“在上方”、“上
部”等，在此可以用于方便描述以描述如图中所示的一个元件或者特征与另一个元件或者特征的关系。空间相关的术语可以旨在包含除了图中所示的方位之外的使用或操作中的装置的不同方位。例如，如果图中的装置被翻转，被描述为在其它元件或者特征“下方”或者 “下面”的元件此时的方位将为在其它元件或者特征“上方”。因此，示例性术语“下面”可以包含上方和下方两个方位。所述装置可以是其它方位(旋转90度或者处于其它方位)并且由此来解释在此所采用的空间相关的描述符。参考图1，一种流体冷却排气歧管组件1被提供，该组件可以包括冷却剂入口 2和冷却剂出口 3。在此实施方式中，冷却剂出口 3焊接至板4并且冷却剂入口 2直接附接至铸造排气歧管5。板4的周边沿着界面6被焊接至铸造排气歧管5。界面6形成在铸造流体冷却排气歧管1的外部上，优选地通过在铸造之前的模制过程中的模型加工(pattern tooling)来实现。此外部铸造几何形状形成了冷却腔壁的部分并且在界面6处终止以便附接板4。形成的冷却腔允许水或者冷却剂从废气中提取能量和/或在歧管出口 7的区域中调节铸造歧管5的材料温度。
图2示出了冷却介质和废气的流动路径。在发动机的废气从排气歧管5的入口 11 行进至排气系统时，由铸造排气歧管5的壁形成的内腔9被用于传送发动机的废气。铸造歧管壁5的外部，与铸造界面几何形状6以及板4和8 一起形成了冷却剂在其中流动的互连腔10。可以提供两个盖板，因为冷却腔被提供在由铸模的布局和分型面确定的部分的分离侧上。排气歧管的铸造壁12被用于将歧管9的内部中废气的流动与叠置在铸造歧管5 的外部上的腔10中的冷却流体分离。通过铸造歧管壁12在热的废气与冷却流体之间进行热交换。在图1和图2中示出的实施方式中，当流体冷却排气歧管被安装在发动机上时，冷却剂在歧管的底部上的废气出口 7附近的冷却剂入口 2处进入并且经过而到达歧管的顶侧上的冷却腔。冷却剂(在此实例中是用在发动机冷却系统中的水-乙二醇溶液)然后经过歧管顶部上的冷却腔行进到达歧管的底部。冷却剂然后行进经过形成在歧管的底部上的冷却腔并且流出冷却剂出口 3。冷却腔的形状和路线将取决于应用。在图1中示出的铸造流体冷却排气歧管1中，冷却腔被定位成避免与紧固孔13和14干涉同时保持出口 7的区域中的材料温度很好地处于铸铁材料的工作温度范围内。图3和图4示出了图1中限定出的横截面视图AA和BB。这些横截面视图清楚地示出了能够通过一个或者多个冷却腔10来部分地冷却或者完全围绕内部废气通路9。另外， 显然地，流体套腔几何形状能够利用被绘制成分型面PL的加工表面来形成，因此在铸造过程中不需要外部型芯。焊接部16将板4连接至铸造排气歧管5。图5是一种替换构造，其中腔几何形状已经改变以便与热电装置15 —起使用。热电装置15通过利用排气歧管的热壁12与冷却腔10中更低的温度之间产生的温度差来工作。如在此所示出的，平行于分型面的两个主要表面能够与热电装置一起使用。图6描绘了流体冷却铸造排气歧管的一个实施方式，其中热电装置15布置在内部废气通路9的基本垂直于铸模分型面的表面上。在此情况下，包封分型线PL的冷却腔在铸造之前的模制过程期间通过分离的外部型芯形成或者通过机加工腔形成。图7是流体冷却铸造排气歧管1的另一个实施方式，该实施方式被设计为从废气中提取热能以加热发动机冷却剂。盖板20沿焊接界面25焊接至排气歧管1。在盖板20内提供冷却剂入口 21和冷却剂出口 22。可替换地，如果需要的话，冷却剂入口和出口与铸造歧管整体形成。盖板20具有几何特征23，所述几何特征帮助引导冷却剂流动穿过冷却通道。随着废气经过歧管流道对，热能从废气传递至冷却剂。冷却剂通道27的一个示例性路径在图8中示出。中间壁或肋沈形成为铸件的一部分，以达到引导和分配通过冷却剂通道 27的冷却剂流动的目的。图9示出了铸造歧管1与盖板23的几何形状之间的关系以形成冷却通道27的期望几何形状。图10描绘了通过改变气体通路几何形状来增强从废气至冷却剂的热传递的方法。废气通路30具有几何不规则性，例如内部扇形31、内部鳍或肋32、和/或内部销33，这些几何不规则性提供额外的表面区域以增强从废气到冷却槽中的冷却剂的热传递率。图11、图12和图13示出了流体冷却排气歧管50，其中在该部件的两侧上具有冷却腔51。图11示出了顶部盖板52就位的组件。图12是与图11相同的实施方式，其中顶部盖板被移除。图13是相同的实施方式的仰视图，其中底部盖板被移除。冷却流体通过通路53在冷却腔之间经过。
图14是流体冷却排气歧管60的一个替换实施方式，其中在该部件的顶侧上只有单个冷却腔。图15是与图14相同的实施方式，仅示出了盖板61被移除。要注意到，提供了小型排放通路62以允许冷却剂在冷却系统工作的情况下完全排出冷却腔。此实施方式具有的优点是，完全覆盖了排气部件的一侧的热表面的全部范围。因此，能够省略隔屏障， 所述热屏障可能在其他情况被提供以将附近的部件与排气部件60的热屏蔽开。图16是具有单个冷却腔的另一个可替换实施方式，其中示出了盖板被移除。要注意到，冷却腔的此构造有利于一些应用，因为该构造具有专门设计用以消除不期望的袋区中的受困气体或液体的连续冷却，特别是当竖直安装时。参考图17，提供了流体冷却排气歧管组件100，并且该流体冷却排气歧管组件可以包括冷却剂入口 102和冷却剂出口 103。在图18中示出的特定实施方式中，冷却剂出口 103连接至盖板104并且冷却剂入口 102直接附接至铸造排气歧管111。盖板104的周边沿着界面112焊接至铸造排气歧管111。界面112形成在铸造流体冷却排气歧管111的外部上并且在模制/铸造过程中通过模型加工而产生。此外部铸造几何形状形成了冷却腔壁的一部分并且在界面112处终止以便附接盖板104。所形成的冷却剂通路允许冷却剂从废气提取能量和/或调节所关注的区域中铸造歧管111的材料温度，在此情况下最高温度的区域产生在歧管出口 107附近。图18示出了用于图17的相同流体冷却排气歧管组件的冷却介质的流动路径108。 冷却剂通路109由铸造排气歧管111的壁113的外表面以及盖板104和盖板105形成。铸造排气歧管壁113的内表面形成了分离的废气通路106，随着废气从排气歧管的入口向排气歧管的出口 107行进，所述废气通路从发动机传送废气。可以提供两个盖板，因为冷却腔布置在铸造部件的由特定铸造模具的布局和分型面确定的分离侧上。热交换通过铸造歧管壁113在热废气与冷却剂之间发生。在图17和图18中示出的实施方式中，当流体冷却排气歧管被安装在发动机上时， 冷却剂通过废气出口 107附近的冷却剂入口 102进入并且穿过而到达歧管的冷却剂通路 109。冷却剂(例如，用于发动机冷却系统中的水-乙二醇溶液)然后行进穿过冷却剂通路并穿过冷却剂出口 103。冷却通路的形状和路径可以取决于应用。在图17中所示的铸造流体冷却排气歧管100中，冷却腔可以定位成避免与入口凸缘115中的紧固孔114干涉同时保持出口 107的区域中的材料温度很好地处于铸铁材料的工作温度范围内。此布置的制造优点在于，在铸造过程期间不需要额外的型芯来形成冷却腔壁并且冷却腔完全开放以便铸造后的清洁和检查。图19和图20示出了流体冷却排气部件的另一个实施方式。此实施方式示出了能够根据需要通过冷却腔136a-f来部分地冷却或者完全围绕排气部件131。另外，显然地，此水套腔几何形状的全部能够用被绘制为分型面的加工表面和外部型芯来形成，而在铸造过程中不需要额外的内部型芯。这有助于清洁和检查，同时避免了与铸造排气部件整个且一体形成的水套的定位、清洁、和检查复杂性。图19和图20中示出的实施方式可以包括围绕排气歧管131的一系列腔，所述腔被布置为提供总体上螺旋状的冷却剂通路135，冷却剂可以通过所述冷却剂通路行进。冷却剂通过冷却剂入口 132从发动机冷却系统进入排气部件131。从此处，冷却剂进入冷却腔136c，流至冷却腔136d，并且经过类似的相邻冷却腔进而经过连接孔口 138而进入冷腔136b。从此处，冷却剂采用相似的路径进入冷却腔136e，并且另一个相邻的冷却腔将冷却剂返回至孔口 139并进入冷却腔136a。最后，冷却剂进入冷却腔136f并且穿过冷却剂出口 133。冷却剂入口 132连接至盖板13 并且冷却剂出口连接至盖板134d。可以提供界面140a-140d以便将盖板134a-134d连接至铸造排气部件。可以提供多个冷却腔以避免发动机组件间隙区141。这些间隙区141可以对应于入口凸缘143中的安装孔142。参考图21，提供铸造排气歧管或者其他排气部件161，所述铸造排气歧管可以包括排气歧管流道169，所述排气歧管流道容纳并且传送废气至排气部件161的出口 168。将来自每个歧管流道169的废气通路布置在一起以轴向对准在出口 168前面。螺旋状冷却剂通道170沿排气部件161的外表面在出口 168的上游区域中形成。螺旋状通道170通过螺旋状肋167形成，所述螺旋状肋被铸造成铸造排气部件161的一部分。螺旋状冷却通路170 由锻钢管状套筒封闭，所述管状套筒是盖板166的形式。螺旋状肋167以一种方式布置以控制和引导冷却流体164从冷却剂入口 163流动至冷却剂出口 165。冷却剂入口 163和冷却剂出口 165被连接至盖板166。管状盖板166可以在设置在管状盖板166的任一端处的界面171处连接至铸造排气部件161。图22是流体冷却铸造排气歧管191的另一个实施方式，该实施方式被设计为从废气提取热能以加热发动机冷却剂。盖板198沿焊接界面196焊接至排气歧管191。冷却剂入口 193连接盖板198并且冷却剂出口 194与铸造排气歧管整体成形。随着废气在流入废气出口收集器197之前流动经过歧管流道195，热能从废气传递给冷却剂。中间壁或肋199 形成为铸件的一部分以便引导和分配穿过冷却剂通路200的冷却剂192的流动。由盖板98 提供的相对较冷的表面可以降低或者消除对排气部件191进行热屏蔽的任何需要。几何不规则性(例如扇形、鳍和/或肋)例如可以形成在废气通路200内以增强从废气向冷却剂的热传递。参考图23和图对，提供了涡轮增压器壳体121，并且所述壳体可以包括基本形成在涡轮增压器蜗壳228的任一侧上的一对径向凸出壁225和226，由于流经所述一对径向凸出壁的速度相对高，所述一对径向凸出壁可能是涡轮增压器壳体的最热部分。来自于发动机冷却系统的冷却剂流230依循可以由壁225和226以及盖板224限定出的冷却剂通路 2 行进。冷却剂进口管222和冷却剂出口管223附接至盖板224。附接至盖板224的冷却剂导流板227可以沿着涡轮增压器壳体的热表面来指引冷却剂230的流动并且保持局部壳体温度相对低。参考图25，提供排气部件251，所述排气部件可以包括一个或者多个热电装置 255。热电装置255利用排气部件251的热壁与冷却通路258中相对较低的温度之间产生的温度差来工作。排气部件251可以包括具有冷却剂入口 253和冷却剂出口 257的圆柱形盖板252。冷却剂流动路径259可以布置为使得通过入口 253进入排气部件251的冷却剂流经圆周冷却剂集流管(header) 254并且可以通过一系列平行通路258分布。通路258可以通过铸造肋特征分隔开。来自于通道的冷却剂被收集在类似的圆周冷却剂集流管(未示出)中并且通过冷却剂出口 257离开排气部件251。前面已经提供了对实施方式的描述以用于说明和描述的目的。这并不是要穷尽或者限制本公开。特定实施方式的单独元件或者特征一般不限于该特定实施方式，而是在可应用时，是可互换的并且能够被用在所选择的实施方式中，即使这些实施方式未被特别示出或者描述。所述元件或特征也可以以多种方式改变。这些变化不应当被认为是背离了本公开，并且所有这些修改将包含在本公开的范围内。
权利要求
1.一种排气系统，包括排气部件，包括至少一个废气通路并且部分限定至少一个流体腔；至少一个板，附接至所述排气部件并且至少部分地封闭所述至少一个流体腔，以限定至少一个流体通路，所述至少一个流体通路与所述至少一个废气通路流体隔离；至少一个入口，流体通过所述至少一个入口进入所述至少一个流体通路；以及至少一个出口，所述流体通过所述至少一个出口离开所述至少一个流体通路。
2.根据权利要求1所述的排气系统，其中，所述排气部件是排气歧管或者涡轮增压器壳体的其中之一。
3.根据权利要求1所述的排气系统，其中，所述流体腔与所述排气部件整体形成。
4.根据权利要求3所述的排气系统，其中，所述至少一个板焊接至所述排气部件。
5.根据权利要求1所述的排气系统，其中，所述流体包括水、发动机冷却剂、和制冷剂中的至少一个。
6.根据权利要求1所述的排气系统，其中，所述流体从流经所述至少一个废气通路的废气中吸收热。
7.根据权利要求1所述的排气系统，进一步包括与所述排气部件有热传递关系的热电直ο
8.一种用于车辆的排气系统，包括排气部件，包括整体成型的废气通路以及整体成型的流体腔；以及板，附接至所述排气部件并且至少部分地封闭所述流体腔以限定流体管道，所述流体管道与所述废气通路流体隔离，所述板包括整体成型的入口和整体成型的出口，所述入口和出口与所述流体管道流体连通。
9.根据权利要求8所述的排气系统，其中，所述排气部件是排气歧管或者涡轮增压器壳体的其中一个。
10.根据权利要求8所述的排气系统，其中，所述板焊接至所述排气部件。
11.根据权利要求8所述的排气系统，其中，所述流体包括水、发动机冷却剂、和制冷剂中的至少一个。
12.根据权利要求8所述的排气系统，其中，所述流体从流经所述废气通路的废气中吸收热。
13.根据权利要求8所述的排气系统，进一步包括与所述排气部件有热传递关系的热电装置。
14.根据权利要求8所述的排气系统，其中，所述排气部件由铸铁形成并且所述板由不锈钢形成。
15.一种方法，包括铸造排气部件以包括废气通路，所述废气通路具有限定流体腔的外表面；提供包括第一端口和第二端口的板；以及将所述板附接至所述排气部件，以使所述板和所述流体腔配合而形成与所述第一端口和所述第二端口流体连通的流体管道。
16.根据权利要求15所述的方法，进一步包括将流体供应至所述第一端口，以使所述流体流经所述流体管道；以及将热从流经所述废气通路的废气传递至所述流体。
17.根据权利要求16所述的方法，进一步包括提供与所述废气有热传递关系的热电装置。
18.根据权利要求16所述的方法，其中，所述流体和所述废气彼此流体隔离。
19.根据权利要求15所述的方法，其中，将所述板附接至所述排气部件包括将所述板焊接至所述流体腔的周边。
20.根据权利要求15所述的方法，其中，所述排气部件包括排气歧管和涡轮增压器壳体中的至少一个。
全文摘要
一种排气系统的部件，可以在一个或多个入口与一个或多个出口之间传送废气，并且可以包括与废气热连通的至少一个流体路径。流体路径可以由所述部件的外表面和附接至外表面的盖板限定。流体路径可以与冷却剂源连接。
文档编号F01N3/02GK102597441SQ201080046729
公开日2012年7月18日 申请日期2010年10月13日 优先权日2009年10月14日
发明者克莱顿·A·斯洛斯 申请人:威斯卡特工业有限公司