[發(fā)明專(zhuān)利]一種新型帶限位結(jié)構(gòu)的裝配式排氣管

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011066348.2
• 申請(qǐng)日: 2020-09-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112145275A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-12-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張敏;張宏飛;李繼林;歐陽(yáng)鳳霞;覃歡歡
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 東風(fēng)商用車(chē)有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): F01N13/18
• 分類(lèi)號(hào): F01N13/18;F01N13/08
• 代理公司: 武漢開(kāi)元知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 42104
• 代理人: 黃行軍

本發(fā)明公開(kāi)了一種新型帶限位結(jié)構(gòu)的裝配式排氣管。它包括排氣管和缸蓋，所述排氣管與缸蓋連接處設(shè)有一個(gè)或多個(gè)C型限位結(jié)構(gòu)。本發(fā)明通過(guò)增加限位結(jié)構(gòu)，改變排氣管法蘭面結(jié)構(gòu)，調(diào)整緊固裝配形式，在保證系統(tǒng)剛度的前提下，盡可能釋放發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管橫向和縱向的位移，降低其由熱膨脹無(wú)法釋放產(chǎn)生的高應(yīng)力、高應(yīng)變，降低低周疲勞失效，提升低周疲勞壽命。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于柴油機(jī)排氣系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種新型帶限位結(jié)構(gòu)的裝配式排氣管。

背景技術(shù)

排氣管作為柴油機(jī)設(shè)計(jì)領(lǐng)域的重要部件，所處的工作環(huán)境極其惡劣，不僅要作為承重件，承擔(dān)增壓器系統(tǒng)、進(jìn)排氣管路等由沖擊帶來(lái)的沖擊載荷；而且要作為密封承壓件，承受氣體壓力帶來(lái)的壓力載荷，保證整個(gè)系統(tǒng)的密封特性；更要承擔(dān)由高溫工作環(huán)境帶來(lái)的低周疲勞失效風(fēng)險(xiǎn)；作為承重件、密封承壓件必須要保證排氣系統(tǒng)有足夠的剛度，結(jié)構(gòu)盡可能緊湊剛強(qiáng)；但為了預(yù)防排氣管更大范圍的低周疲勞失效問(wèn)題，又必須使得排氣管結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，有更大的柔性，能夠釋放由高溫帶來(lái)的熱應(yīng)力。這是一對(duì)相互作用，相互矛盾的設(shè)計(jì)理念，需要找準(zhǔn)其平衡點(diǎn)。

目前主流排氣管緊固安裝主要是由螺栓、隔套、排氣管、墊片與缸蓋等部件組成。緊固螺栓經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)由于高溫、振動(dòng)導(dǎo)致的軸力衰減，導(dǎo)致密封失效，所以現(xiàn)階段都是通過(guò)增加空氣隔套降低溫度、增大螺栓軸力或增加螺栓數(shù)量等方式；基于降溫、增大系統(tǒng)的剛度來(lái)解決密封問(wèn)題，但同時(shí)帶來(lái)了很大的風(fēng)險(xiǎn)，大剛度系統(tǒng)降低了系統(tǒng)釋放熱膨脹的能力，高應(yīng)變隨之產(chǎn)生，疲勞失效風(fēng)險(xiǎn)很大。目前試驗(yàn)臺(tái)架和市場(chǎng)上出現(xiàn)的大范圍排氣管失效案例，分析其根本原因很大程度是由于高溫帶來(lái)的低周疲勞失效。

如實(shí)用新型專(zhuān)利CN203796387U，提供一種內(nèi)燃機(jī)排氣管，但必須基于布置形式生成一定量的彎曲形式使得結(jié)構(gòu)有一定的彈性，其缺點(diǎn)一：裝配性、通用性、可行性較差；缺點(diǎn)二：通過(guò)排氣管本身的結(jié)構(gòu)能夠釋放的變形量有限不足以從根本上消除排氣管由于熱膨脹產(chǎn)生的熱應(yīng)力。

又如發(fā)明專(zhuān)利CN111188678A，涉及一種用于單缸柴油機(jī)的平衡型排氣支管組件，通過(guò)雙波紋管柔性結(jié)構(gòu)來(lái)彌補(bǔ)排氣管熱膨脹；采用雙波紋管結(jié)構(gòu)，成本較高；系統(tǒng)剛度降低，波紋管易產(chǎn)生疲勞損傷；此項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用在單缸試驗(yàn)機(jī)技術(shù)中，應(yīng)用整機(jī)中比較困難。

故設(shè)計(jì)一種新型的既能便宜裝配，通用性較強(qiáng)，成本較低，又能從根本上解決由于熱膨脹無(wú)法釋放產(chǎn)生的低周疲勞問(wèn)題的裝配式排氣管是非常必要的。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就是為了解決上述背景技術(shù)存在的不足，提供一種新型帶限位結(jié)構(gòu)的裝配式排氣管。盡可能釋放排氣系統(tǒng)由于高溫工作環(huán)境帶來(lái)的熱膨脹，降低低周疲勞失效風(fēng)險(xiǎn)。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種新型帶限位結(jié)構(gòu)的裝配式排氣管，包括排氣管和缸蓋，所述排氣管與缸蓋連接處設(shè)有一個(gè)或多個(gè)C型限位結(jié)構(gòu)。

進(jìn)一步優(yōu)選的結(jié)構(gòu)，所述缸蓋與排氣管通過(guò)螺栓和C型限位結(jié)構(gòu)緊固連接。

進(jìn)一步優(yōu)選的結(jié)構(gòu)，所述C型限位結(jié)構(gòu)為C型或U型。

此結(jié)構(gòu)使得系統(tǒng)彈性相對(duì)更大，能夠釋放更大的變形；限位結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單便于加工，控制平面度便于安裝，大過(guò)渡圓角保證其強(qiáng)度；可在其與排氣管安裝面噴涂抗熱涂層，進(jìn)一步降低溫度。

所述C型限位結(jié)構(gòu)采用高強(qiáng)度材料，保證其剛度與強(qiáng)度，其熱膨脹系數(shù)小于排氣管體材料。

進(jìn)一步優(yōu)選的結(jié)構(gòu)，所述排氣管底部連接排氣法蘭，所述C型限位結(jié)構(gòu)位于接排氣法蘭上端面并通過(guò)螺栓緊固連接。

進(jìn)一步優(yōu)選的結(jié)構(gòu)，所述C型限位結(jié)構(gòu)包括上端限位面和下端限位面，所述上端限位面和下端限位面之間設(shè)有開(kāi)口，所述上端限位面和下端限位面之間通過(guò)豎向連接部分連接。

進(jìn)一步優(yōu)選的結(jié)構(gòu)，所述上端限位面和下端限位面中心開(kāi)設(shè)同軸的安裝通孔。