发动机排气管、发动机及发动机排气管的铸造方法与流程

本发明属于发动机排气管制造技术领域，具体涉及发动机排气管、发动机及发动机排气管的铸造方法。

背景技术：

目前，为了解决发动机排气管的内部粗糙度的问题，在发动机排气管的制造过程中通常采用灰铸铁、球墨铸铁以及其它等单一材料进行铸造，排气管内部腔道的表面粗糙度取决于制造排气管时所使用的芯砂的颗粒大小。由于高温铁水在浇注和流动的过程中势必会对芯砂有一定的冲击破坏，因此实际制造出来的排气管内部腔道表面一般比较粗糙。因此铸造完成后，一般排气管内部还会通过喷丸处理的方式进行清砂及表面处理。即使这样，仍然无法真正有效的提高排气管内壁的光滑度。而排气管内腔道越粗糙，排气阻力越大，越不利于发动机排气，从而影响发动机的性能以及油耗。

由于排放技术的不断升级，各大发动机厂商都在不断的升级排放后处理装置。由于金属制排气管本身具有导热性好的特点，单一材料铸造的排气管在使用过程中，排气温度在随着从缸盖排气门到最后整车的后处理装置一点点的流失。而越来越先进的排放后处理装置对于排温的要求要越来越高，因此现有的排气管制造方式越来越不能满足排放温度的要求，甚至有些厂家在后处理时要对排气温度进行再次加热。对于排气管的保温，现有的排气管生产厂家主要是从外部进行隔热,如外部包泥、包裹隔热层以及在排气管外层涂覆其他基材的隔热材料。包泥的方式比较传统,但不美观,渐渐被淘汰,包裹隔热层以及涂覆其他基材也会影响外观,且成本增加很多,最主要的是内部腔道并没有因此得到改善,对于发动机性能方面没有本质的提升。

综上所述，现有的发动机排气管有以下几个方面的不足：

1、由传统工艺制造的发动机排气管内表面比较粗糙，阻力较大，影响法定及排气性能及油耗。

2、纯金属铸造的排气管，拥有金属导热性快的特点，因此，在保温方面存在一定的缺陷。

技术实现要素：

为解决上述现有技术问题中的至少一个问题，本发明提出了一种发动机排气管、发动机及发动机排气管的铸造方法，通过使用本发明所述的发动机排气管、发动机及发动机排气管的铸造方法，能够提高发动机排气管内表面的表面质量，减少发动机的排气阻力，从而降低发动机排气时的温度损失，提高发动机的排气性能，同时降低了发动机排气管的热传导性，防止温度扩散。

本发明所述的发动机排气管，其中包括排气管体和陶瓷管，所述陶瓷管设于所述排气管体的内部，所述陶瓷管的内部形成排气通道，从发动机排出的废气能够通过所述陶瓷管的内部排气通道排放至后处理装置。

进一步地，所述陶瓷管的外表面与所述排气管体的内表面相贴合。

进一步地，所述陶瓷管的壁厚为3～5mm。

进一步地，所述陶瓷管的材料是碳化硅。

进一步地，所述陶瓷管渗透到所述排气管体内的厚度为0.2～0.5mm。

本发明所述的发动机，包括上述任一项所述的发动机排气管。

本发明所述的铸造方法，其中包括以下步骤：

铸造陶瓷型芯：将陶瓷型芯的粉体材料进行混合，并加入硅溶胶，经搅拌后获得所述陶瓷型芯浇注成型用的浆料，将所获得的浆料浇注到用于进行所述陶瓷型芯固化的型腔内，经固化后获得固体陶瓷型芯；

浇注排气管体：将所述固体陶瓷型芯作为排气管体浇注模具的型芯，向所述排气管体浇注模具内浇注铁水，浇注的所述铁水的温度为1350℃～1450℃；

成型发动机排气管：铁水浇注完成后，对进行铁水浇注后的所述排气管体浇注模具进行自然冷却，待模具内的铁水完全冷却后，打开模具，获得成型后的发动机排气管。

进一步地，所述排气管体浇注模具进行自然冷却的时间为一小时以上。

进一步地，固化后的所述固体陶瓷型芯的壁厚为3～5mm。

进一步地，所述硅溶胶中二氧化硅的含量≥28wt.％。

通过使用本发明所述的发动机排气管及铸造方法，在排气管体内设置相应的陶瓷管，能够提高发动机排气管内表面的表面质量，减少发动机的排气阻力，提高发动机的排气性能，同时降低了发动机排气管的热传导性，防止温度扩散，从而降低发动机排气时的温度损失，促进了后处理装置的高效工作。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1为本发明实施例的结构示意图；

图2为图1中实施例的发动机排气管的沿a-a线截取的剖面结构示意图；

图3为本发明是实施例的发动机排气管的铸造流程图。

附图中各标记表示如下：

10：排气管体、20：陶瓷管。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

图1为本发明实施例的结构示意图。图2为图1中实施例的发动机排气管的剖面结构示意图。如图所示，本实施例中的发动机排气管包括排气管体10和陶瓷管20，陶瓷管20设于排气管体10的内部，陶瓷管20的内部形成排气通道，从发动机排出的废气能够通过陶瓷管20的内部排气通道排放至后处理装置。

在排气管体10内设置相应的陶瓷管20，能够提高排气管内表面的表面质量，减少发动机的排气阻力，从而降低发动机排气时的温度损失，提高发动机的排气性能，同时降低了发动机排气管的热传导性，防止温度扩散。

进一步地，为了更好的进行发动机的排气，合理利用发动机排气管的内部空间，减少热损失，陶瓷管20的外表面与排气管体10的内表面相贴合。

陶瓷管20的外形与排气管体10的内壁形状完全一样。发动机排气管可以采用以陶瓷管20为型芯浇注铁水的方式将陶瓷管20和排气管体10进行一体铸造，同时也可以采用在加工好的排气管体10的内壁上进行陶瓷渗透，将一部分陶瓷渗透到排气管体10的内部，同时排气管体10的内壁上也设有一定厚度的陶瓷材料。

本实施例中，采用以陶瓷管20为型芯浇注铁水的方式将陶瓷管20和排气管体10进行一体铸造，其中，作为型芯的陶瓷管20的壁厚为3～5mm，陶瓷管20的材料为碳化硅。

若采用在排气管体10内壁上渗透陶瓷的方式，其中陶瓷管20渗透到排气管体10内的厚度为0.2～0.5mm。

本发明还提出了一种发动机，其中包括上述任一项所述的发动机排气管。

图3为本发明是实施例的发动机排气管的铸造流程图。本实施例中的发动机排气管的铸造过程包括以下步骤：

铸造陶瓷型芯：将陶瓷型芯的粉体材料进行混合，并加入硅溶胶，经搅拌后获得陶瓷型芯浇注成型用的浆料，将所获得的浆料浇注到用于进行陶瓷型芯固化的型腔内，经固化后获得固体陶瓷型芯。

浇注排气管体：将所述固体陶瓷型芯作为排气管体浇注模具的型芯，向排气管体浇注模具内浇注铁水，浇注的铁水的温度为1350℃～1450℃。

成型发动机排气管：铁水浇注完成后，对进行铁水浇注后的排气管体浇注模具进行自然冷却，待模具内的铁水完全冷却后，打开模具，获得成型后的发动机排气管。

其中，排气管体浇注模具进行自然冷却的时间为一小时以上。

当模具冷却后，打开模具，模具内的铁水经过冷却形成排气管体10，同时作为型芯的陶瓷管20被排气管体10包覆在内部，二者相互贴合，一体形成发动机排气管。

其中，用于将陶瓷型芯的粉体材料进行混合的硅溶胶中二氧化硅的含量≥28wt.％。

进一步地，为了提高保温效果和铸造的可靠性，其中固体陶瓷型芯的壁厚为3～5mm。

通过使用本发明中的发动机排气管的铸造方法，在排气管体10内设置相应的陶瓷管20，能够提高发动机排气管内表面的表面质量，减少发动机的排气阻力，从而降低发动机排气时的温度损失，提高发动机的排气性能，同时降低了发动机排气管的热传导性，防止温度扩散，促进了后处理装置(例如，scr装置、egr装置、doc装置或pdf装置或其组合等)的高效工作。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。