用于发动机的排气尾管及具有该排气尾管的机器的制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种用于发动机(1)的排气尾管(4)及具有该排气尾管的机器。所述排气尾管安装在发动机排气系统的末端以供发动机尾气沿其排入大气。所述排气尾管包括降温器(8)，所述降温器包括横向于所述排气尾管(4)的延伸方向设置在所述排气尾管内的拱形的多孔板(11)。
【专利说明】用于发动机的排气尾管及具有该排气尾管的机器
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种用于发动机的排气尾管，更为具体地，涉及一种能够降低发动机尾气的排放温度的排气尾管。本实用新型还涉及为发动机配备有这种排气尾管的机器。
【背景技术】
[0002]机器、例如作业机械(如轮式装载机)配备有动力系统如发动机来为机器提供动力，以便驱控机器的运行及转向等。发动机尾气的排放温度一般很高，例如能达到500°C的高温，从而给一些特殊的机器工作场合(如干草运输、石化厂区等)带来消防隐患。
[0003]在现有技术中，为了避免发动机尾气的排放温度过高的问题，往往在发动机的尾气管上添加防火帽，以降低尾气的温度。然而，防火帽的结构复杂，并且会带来额外的排气背压，从而影响发动机性能。另外，安装防火帽对于发动机排气尾管的直径有要求，不适合用于排气尾管较粗的作业机械，因而对于这类机器的尾气排放缺乏有效的消防措施。
[0004]本实用新型旨在解决现有技术中的上述一个或多个问题。
实用新型内容
[0005]一方面，本实用新型提供了一种用于发动机的排气尾管，其安装在发动机排气系统的末端以供发动机尾气沿其排入大气。所述排气尾管包括降温器，所述降温器包括横向于所述排气尾管的延伸方向设置在所述排气尾管内的拱形的多孔板。
[0006]另一方面，本实用新型提供了一种机器，其包括提供动力的发动机和用于发动机的排气尾管。所述排气尾管安装在发动机排气系统的末端以供发动机尾气沿其排入大气。所述排气尾管包括降温器，所述降温器包括横向于所述排气尾管的延伸方向设置在所述排气尾管内的拱形的多孔板。
【专利附图】
【附图说明】
[0007]图1是根据本实用新型的一种示例性机器的立体图。
[0008]图2是根据本实用新型【具体实施方式】的示例性排气尾管安装在发动机上的示意图。
[0009]图3是图2中的排气尾管的侧视图和立体图。
[0010]图4是示出图3中的排气尾管的降温器的示例性构型的立体图。
【具体实施方式】
[0011]图1显示了一种示例性的机器100。机器100可以例如为轮式装载机。机器100也可以是执行与特定行业(例如采矿、建筑、农业、运输等)相关的操作并在各种作业环境(例如矿场、建筑工地、农场和道路等)中工作的任何其它类型的机器，特别是作业机械，例如履带式挖掘机、轮式平地机等。[0012]机器100可包括主机架30、操作人员容纳空间如驾驶室35、和工作机具36。在一个实施例中，工作机具36可以是应用于装载机的铲斗。机器100可包括至少一个与工作机具36操作连接并用来控制工作机具36动作的油缸37。在机器100的下部布置有行走装置40，用来支撑和移动机器100。在一个实施例中，行走装置40包括车轮41。
[0013]为了向机器100提供行走和操纵工作机具等所需的动力，机器100可例如在后部安装有容纳在发动机罩3中的发动机作为动力系统。发动机运转所产生的尾气最终经排气尾管排入大气环境中。为了有效降低发动机尾气的排放温度以提高消防安全性，机器100可采用根据本实用新型的用于发动机的排气尾管4。这里应注意，图1所示的排气尾管4仅为示意性的，并未示出根据本实用新型的任何特定结构特征。
[0014]图2示出根据本实用新型一实施例的排气尾管4安装在发动机I上的状态。发动机I被封盖在发动机罩3中，并且可以是诸如柴油机、汽油机、气体燃料发动机等的各种类型的会产生尾气的发动机。为此，发动机I包括排气系统，而排气尾管4安装在排气系统的末端以供发动机尾气沿其排入大气。在本实施例中，排气系统的末端可为排气管2。排气管2的出口端可例如从发动机罩3伸出一定长度，而排气尾管4可围绕排气管2的出口端固定在发动机罩3上。优选地，排气尾管4与排气管2同轴设置，并且排气尾管4的内径大于排气管2的外径，以有利于发动机尾气从排气管2沿排气尾管4顺畅排出。
[0015]图3示出图2中的排气尾管4的详细结构。排气尾管4可包括围绕排气管2的出口端安装的入口管段6。由于入口管段6围绕排气管2的出口端，故入口管段6的内径大于排气管2的外径而在它们之间形成有间隙，此间隙可供气流通过。在入口管段6的内壁上可沿周向布置有多个相对于排气尾管4的延伸方向(图2和3中的上下方向)倾斜的导流片5。在图2和3所示的实施例中，导流片5有利地设置在入口管段6的下端(自由端)，即位于入口管段6的内壁和排气管2的外壁之间的间隙中，因此可对流过此间隙的所有气流产生导向作用。当然，导流片5的位置不限于此，而是也可从入口管段6的下端向上偏移，在这种情况下只要适当设定(延长)导流片5从入口管段的内壁突出的长度，也能对气流产生导向作用。有利地，入口管段6可朝其上端渐缩地延伸而总体呈锥形，由此对从其通过的气流形成会聚作用。这里，在图2和3中，入口管段6的设置了导流片5的下端为等径的圆筒形段，但下端也为向上渐缩的锥形段。
[0016]在入口管段6的下端可固定有安装法兰10，以便将整个排气尾管4安装到相应的结构上。排气尾管4还包括与入口管段6的上端连接且直径比入口管段6小的中间管段7。中间管段7可呈圆筒形，并且在上端可连接有排气尾管的出口管段9。出口管段9可向机器的后方弯曲，以将发动机尾气向后排入大气。安装法兰10、入口管段6、中间管段7和出口管段9可例如通过焊接形成为一体。
[0017]在中间管段7上设置有降温器8。如图4所示，降温器8可包括横向于(即，大致垂直于)排气尾管4的延伸方向设置在排气尾管4内的拱形的多孔板11。多孔板11可具有朝与排气尾管4内的气流方向相反的方向(即，在图2和3中向下)拱起的凸面。该凸面可增大与多孔板与气流接触时的传热面积，并促进气流的混合。另选地，该凸面也可设计成朝与气流方向相同的方向拱起。降温器8还可包括围绕多孔板11并与之相连以传导热量的散热部12，散热部12从多孔板11延伸到排气尾管4的外部。为了增强散热效果，在散热部12上可设置有多个翅片13。优选地，多个翅片13沿周向均布于散热部12的上表面。如图3所示，有利地，在排气尾管4的延伸方向上可依次布置有彼此间隔开的两个或更多个降温器8，以提高降温效果。应指出，降温器8的位置并不限于都在中间管段7上，而是也可例如设置在入口管段6上。另外，降温器不限于上述的多层形式，而是可内置螺旋导风通道，而降温器的散热部也可做成内加冷却液的盘形。
[0018]工业实用性
[0019]在根据本实用新型的排气尾管4如图2所示在机器的发动机I上安装就位后，当发动机I运转以使机器工作时，将有高温、高速的尾气从排气管2冲出。此时，根据文丘里原理，发动机罩3内的温度较低的冷空气会经排气管2和排气尾管4之间的间隙被吸入排气尾管4中并与尾气一起排出。发动机罩3内的冷空气从排气管2和排气尾管4之间的间隙通过时会被入口管段6的内壁上形成的倾斜导流片5引导成螺旋上升的运动状态，并被锥形的入口管段6会聚，由此冷空气能够与从排气管2喷出的高温尾气良好地混合以降低尾气的温度。当混合气体沿排气尾管4向上流动到降温器8时，尾气与降温器之间发生传热，降温器的多孔板的凸面会进一步促使高温尾气和冷空气混合并增大多孔板与尾气接触时的传热面积，促进尾气的热量传递到降温器的散热部12和翅片13上，并进而被外界环境中的低温空气所吸热，从而降低尾气的温度。高温尾气通过在排气尾管4中与冷空气的混合和多个降温器的顺次降温，最终以较低的温度排入大气中。
[0020]根据本实用新型的用于发动机的排气尾管结构简单、便于安装，有效地解决了发动机尾气的排放温度过高的问题，防火性能显著，大大降低了消防隐患。
[0021]应当指出，本实用新型并不限于如上所述的排气尾管的示例性实施方式，其中所述的各种结构特征(如导流片5、锥形的入口管段6、降温器8的拱形多孔板11和散热部12等)中的一者或多者可单独地或任意组合地使用。
[0022]显然，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型的范围或精神的情况下，可对上文所公开的实施例作出各种修改和变型。根据本说明书所公开的对本实用新型的实践，本实用新型的其它实施例对于本领域技术人员而言是显而易见的。本说明书及其公开的示例应被认为只是例示性的，本实用新型的真正范围由所附权利要求及其等同物指定。
【权利要求】
1.一种用于发动机(I)的排气尾管(4)，其安装在发动机排气系统的末端以供发动机尾气沿其排入大气，其特征在于包括降温器(8)，所述降温器包括横向于所述排气尾管(4)的延伸方向设置在所述排气尾管内的拱形的多孔板(11)。
2.根据权利要求1所述的排气尾管，其特征在于，所述多孔板(11)具有朝与所述排气尾管(4)内的气流方向相反的方向拱起的凸面。
3.根据权利要求2所述的排气尾管，其特征在于，所述降温器(8)还包括从所述多孔板(11)延伸到所述排气尾管(4)外部并围绕所述多孔板的散热部(12)，所述散热部包括多个翅片(13)。
4.根据权利要求3所述的排气尾管，其特征在于，在所述排气尾管(4)的延伸方向上布置有彼此间隔开的多个所述降温器(8)。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的排气尾管，其特征在于，所述排气尾管⑷具有围绕发动机排气系统的排气管(2)的出口端安装的入口管段(6)，在所述入口管段的内壁上沿周向布置有多个相对于所述排气尾管的延伸方向倾斜的导流片(5)。
6.根据权利要求5所述的排气尾管，其特征在于，所述排气尾管(4)还包括与所述入口管段(6)连接且管径小于所述入口管段的中间管段(7)，所述降温器(8)安装在所述中间管段上，并且所述入口管段(6)的与所述中间管段(7)相连的至少一部分呈朝所述中间管段渐缩的锥形。
7.一种机器(100)，包括提供动力的发动机(I)和用于发动机的排气尾管(4)，所述排气尾管安装在发动机排气 系统的末端以供发动机尾气沿其排入大气，所述机器的特征在于，所述排气尾管⑷包括降温器(8)，所述降温器包括横向于所述排气尾管的延伸方向设置在所述排气尾管内的拱形的多孔板(11)。
8.根据权利要求7所述的机器，其特征在于，所述多孔板(11)具有朝与所述排气尾管(4)内的气流方向相反的方向拱起的凸面。
9.根据权利要求8所述的机器，其特征在于，所述降温器(8)还包括从所述多孔板(11)延伸到所述排气尾管(4)外部并围绕所述多孔板的散热部(12)，所述散热部包括多个翅片(13)。
10.根据权利要求9所述的机器，其特征在于，在所述排气尾管(4)的延伸方向上布置有彼此间隔开的多个所述降温器(8)。
11.根据权利要求7至10中任一项所述的机器，其特征在于，所述机器还包括发动机罩(3)，发动机排气系统的排气管(2)的出口端从所述发动机罩伸出，所述排气尾管(4)具有围绕所述排气管(2)的出口端安装在所述发动机罩(7)上的入口管段(6)，在所述入口管段的内壁上沿周向布置有多个相对于所述排气尾管(4)的延伸方向倾斜的导流片(5)。
12.根据权利要求11所述的机器，其特征在于，所述排气尾管(4)还包括与所述入口管段(6)连接且管径小于所述入口管段的中间管段(7)，所述降温器(8)安装在所述中间管段上，并且所述入口管段(6)的与所述中间管段(7)相连的至少一部分呈朝所述中间管段渐缩的锥形。
【文档编号】F01N13/08GK203822436SQ201420264947
【公开日】2014年9月10日 申请日期:2014年5月22日 优先权日:2014年5月22日
【发明者】周游, 刘墩利, 韩双江, 杨春永 申请人:卡特彼勒（青州）有限公司