專利名稱：一種新型排氣歧管和三元催化器緊耦合的熱端總成的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于發(fā)動機排氣系統(tǒng)制造技術領域，具體地說，涉及一種新型 排氣歧管和三元催化器緊耦合的熱端總成。
背景技術：
目前，在發(fā)動機排氣系統(tǒng)制造技術領域中，排氣歧管和三元催化器緊耦合 的熱端總成包括排氣歧管和三元催化器，其中排氣歧管連接在汽車發(fā)動機的氣 缸和排氣管之間，其作用是將各氣缸排出的廢氣匯集起來，經排氣系統(tǒng)排入大 氣。排氣歧管的型線走向受缸蓋連接法蘭位置、排氣管位置、周邊零部件位置 及安裝工藝的影響，使得排氣歧管很難同時滿足排氣背壓小，各支管流動均勻 性好且流動干涉小的要求。
傳統(tǒng)的鑄造排氣歧管管壁厚且材質不均勻，容易產生熱應力集中。鑄造管 內壁粗糙度高，歧管引起的背壓高，增加發(fā)動機的功率損失。鑄造排氣歧管的 熱量損失較大，歧管出口氣流溫度降低較多，不利于后面三元催化轉化器內反 應溫度的提高，使得三元催化轉化效率不高。排氣歧管和三元催化器距離的遠 近對三元催化器催化轉化效率有著重要影響。非緊耦合式三元催化器在發(fā)動機
啟動初期的催化轉化效率較低，排放的尾氣難以滿足歐3、歐4排放標準的環(huán)保 要求。
焊接式排氣歧管焊縫處的材料性能發(fā)生了變化，材料剛度減弱，強度降低。 排氣歧管的工作溫度高，氣流速度大，熱應力及高速氣流的沖擊，在焊縫附近 容易出現斷裂。另外，焊縫個數多，焊接次數多，將耗費大量的人力、物力和 時間。因此，盡可能減小排氣歧管焊縫個數和焊接次數有利于排氣歧管結構強 度的提高，并利于大規(guī)模批量生產。
實用新型內容
本實用新型所提供的技術方案所要解決的技術問題是，在發(fā)動機排氣系統(tǒng) 制造技術領域中，采用傳統(tǒng)的鑄造排氣歧管管壁厚且材質不均勻，容易產生熱 應力集中，鑄造管內壁粗糙度高，歧管引起的背壓高，增加發(fā)動機的功率損失， 鑄造排氣歧管的熱量損失較大，歧管出口氣流溫度降低較多，不利于后面三元
催化轉化器內反應溫度的提高，使得三元催化轉化效率不高；采用焊接式排氣 歧管焊縫處的材料性能發(fā)生了變化，材料剛度減弱，強度降低，在焊縫附近容 易出現斷裂，耗費大量的人力、物力等技術問題，而提供了一種新型排氣歧管 和三元催化器緊耦合的熱端總成。
本實用新型所提供的技術方案是， 一種新型排氣歧管和三元催化器緊耦合 的熱端總成，包括排氣歧管和與所述排氣歧管緊耦合的三元催化器，所述排氣 歧管為由薄壁鋼板沖壓成型的排氣歧管。
所述的排氣歧管包括由上殼體、下殼體組成的排氣支管及匯合管。
所述上殼體與下殼體之間通過焊接連接。
所述三元催化器上設有前錐端和后錐端。
所述前錐端與排氣歧管之間通過焊接連接；所述后錐端與出氣管之間通過 焊接連接。
采用本實用新型所提供的技術方案，采用沖壓結合焊接的排氣歧管和三元 催化轉化器緊耦合的熱端總成，既降低了歧管的排氣背壓，提高了排氣歧管各 支管流量的均勻性，減小了各支管間的氣流干涉；又利用排氣歧管和三元催化 器的緊耦合布置的結構特點，使得通過三元催化器的廢氣保持較高的溫度，三 元催化器能在較短時間內達到起燃溫度，能較大幅度地提高三元催化器的轉化 效率，從而可以滿足歐3、歐4甚至更高排放標準。
結合附圖，對本實用新型作進一步的說明；
圖1為本實用新型結構示意圖2為本實用新型側面結構示意其中，l為進氣法蘭；2為隔熱罩支架A; 3為隔熱罩支架B; 4為 上殼體；5為氧傳感器座；6為前端錐；7為三元催化器；8為隔熱罩支架C; 9 為隔熱罩支架D; IO為后端錐；ll為出氣管；12為出氣法蘭；13為下殼體。
具體實施方式
如圖1-2所示，本實用新型所提供的技術方案， 一種新型排氣歧管和三元催
化器緊耦合的熱端總成，包括排氣歧管和與所述排氣歧管緊耦合的三元催化器
7，所述排氣歧管為由薄壁鋼板沖壓成型的排氣歧管；所述的排氣歧管包括由上 殼體4、下殼體13組成的排氣支管及匯合管；所述上殼體4與下殼體13之間通 過焊接連接；所述三元催化器7上設有前端錐6和后端錐10;所述前端錐6與 排氣歧管之間通過焊接連接；所述后端錐10與出氣管11之間通過焊接連接。
本實用新型的排氣歧管是由薄壁板材沖壓成型的上殼體4和下殼體13組 成，殼體的型線和走向充分滿足流體流動的要求，并且具有成本低，適合大規(guī) 模批量生產。
本實用新型首次利用沖壓成型排氣歧管的上殼體4、下殼體13來組成三個 排氣支管及匯合管。沖壓成型殼體的型線和走向首先以滿足氣流流動阻力小、 各支管流動均勻性好、各支管流動干涉小為目標，同時充分考慮排氣歧管進口 法蘭位置、排氣管位置及安裝工藝的要求。在型線設計過程中充分利用計算流 體動力學(CFD)和有限元(FEM)軟件進行分析。該排氣歧管具有排氣背壓 小，各支管流動均勻性好，流動干涉小的優(yōu)點。三個支管的氣流經過匯合管的匯集整流作用后進入緊耦合的三元催化轉化
器內，三元催化器7載體過流截面上速度分布的均勻性高，能充分發(fā)揮三元催 化劑的作用。同時，由于排氣歧管與三元催化器7是緊耦合的，尾氣的熱量損 失小，尾氣以較高溫度通過三元催化器7，三元催化器7能在較短時間內達到起 燃溫度，大幅度提高了三元催化器7的轉化效率，有效的將排氣歧管內有害氣 體轉化為無害氣體再排放到大氣中，從而凈化了廢氣，改善了廢氣排放，大大 減小了對環(huán)境的污染。
本實用新型的排氣歧管是薄壁板材沖壓成型的上殼體4和下殼體13,上下 殼體13之間、殼體和三元催化器7之間通過焊接連接。既充分利用了沖壓容易 成型、便于批量生產、結構強度高的優(yōu)點，又充分利用焊接簡單、靈活的特點。 本實用新型的流動條件好，結構強度高，尾氣凈化效率高。
排氣歧管及其緊耦合的三元催化器7結構如圖1和2所示。發(fā)動機氣缸排 出的氣流經過進氣法蘭1進入由上殼體4和下殼體13組成的排氣歧管，三股氣 流在排氣歧管末端匯合整流后，經過前端錐6進入三元催化器7載體進行催化 轉化，尾氣經過催化轉化后通過后端錐10流向出氣管11。后面的排氣系統(tǒng)通過 出氣法蘭12與排氣歧管和三元催化器7連接。
薄板沖壓成型的上下殼體13焊接在一起構成了排氣歧管的三個進氣支管和 匯合區(qū)，利用計算流體動力學(CFD)優(yōu)化歧管上下殼體13的型線和走向，充 分滿足排氣歧管背壓小、流動均勻性好及流動干涉小的要求。三元催化器7前 后端錐10的型線也用CFD進行了充分的優(yōu)化。
為避免排氣歧管和三元催化器7高溫對周邊零部件的影響，在排氣歧管和 三元催化器7的外面安裝了隔熱罩和氧傳感器座5，圖1中為隔熱罩支架A2、 隔熱罩支架B3、隔熱罩支架C8、隔熱罩支架D9是隔熱罩的四個支架。本實用新型排氣歧管的上下殼體13之間、排氣歧管三元催化器7的進氣端 之間、三元催化器7的出氣端與出氣管11之間均通過焊接連接。這樣可以充分 利用了沖壓容易成型、便于批量生產、結構強度高的優(yōu)點，又可以充分利用焊 接簡單、靈活的特點。
權利要求1、一種新型排氣歧管和三元催化器緊耦合的熱端總成，包括排氣歧管和與所述排氣歧管緊耦合的三元催化器(7)，其特征在于，所述排氣歧管為由薄壁鋼板沖壓成型的排氣歧管。
2、 如權利要求1所述的一種新型排氣歧管和三元催化器緊耦合的熱端總成， 其特征在于，所述的排氣歧管包括由上殼體(4)、下殼體(13)組成的排氣支 管及匯合管。
3、 如權利要求2所述的一種新型排氣歧管和三元催化器緊耦合的熱端總成， 其特征在于，所述上殼體(4)與下殼體(13)之間通過焊接連接。
4、 如權利要求1或2或3所述的一種新型排氣歧管和三元催化器緊耦合的 熱端總成，其特征在于，所述三元催化器(7)上設有前端錐(6)和后端錐(10)。
5、 如權利要求4所述的一種新型排氣歧管和三元催化器緊耦合的熱端總成， 其特征在于，所述前端錐(6)與排氣歧管之間通過焊接連接；所述后端錐(10) 與出氣管(11)之間通過焊接連接。
專利摘要本實用新型公開了一種新型排氣歧管和三元催化器緊耦合的熱端總成，包括排氣歧管和與所述排氣歧管緊耦合的三元催化器，所述排氣歧管為由薄壁鋼板沖壓成型的排氣歧管；所述的排氣歧管包括由上殼體、下殼體組成的排氣支管及匯合管。采用沖壓結合焊接的排氣歧管和三元催化轉化器緊耦合的熱端總成，既降低了歧管的排氣背壓，提高了排氣歧管各支管流量的均勻性，減小了各支管間的氣流干涉；又利用排氣歧管和三元催化器的緊耦合布置的結構特點，使得通過三元催化器的廢氣保持較高的溫度，三元催化器能在較短時間內達到起燃溫度，能較大幅度地提高三元催化器的轉化效率，從而可以滿足歐3、歐4甚至更高排放標準。
文檔編號F01N13/16GK201133275SQ20072013146
公開日2008年10月15日 申請日期2007年12月14日 優(yōu)先權日2007年12月14日
發(fā)明者施法佳, 胡于富, 安 鮑 申請人:蕪湖杰鋒汽車動力系統(tǒng)有限公司