專利名稱：改進(jìn)的排氣歧管到殼體的連接結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上涉及排氣歧管，尤其涉及用于將排氣歧管固定(secure)到配合部 件的裝置和方法。
背景技術(shù)：
如本領(lǐng)域眾所周知的那樣，通常使用內(nèi)焊(internal weld)以在例如排氣歧管、 渦輪殼體等各種汽車部件之間產(chǎn)生密封連接。但是，在很多應(yīng)用中，內(nèi)焊由于例如焊渣 (weld spatter)、翹曲、變形等各種原因而存在問題。另外，由于接觸部件受到限制或者由 于部件的尺寸和形狀的限制，即使能夠進(jìn)行內(nèi)焊，進(jìn)行內(nèi)焊也很困難。例如，當(dāng)使歧管總成 (manifold assembly)與渦輪殼體一體化時(shí)，由于典型的渦輪殼體、歧管總成或其它各種部 件的尺寸、形狀和配置，通常沒有內(nèi)焊用的入口。因此，本領(lǐng)域存在如下的需求提供一種用 于在排氣歧管和配合部件之間提供合格的、耐用的并且有成本低廉的接頭(joint)的改進(jìn) 的裝置和方法。將排氣歧管安裝到配合部件的其它方法涉及使用雙法蘭連接(double flange connection) 0雙法蘭連接典型地包括至少兩個(gè)法蘭、墊圈和連接部件用的緊固件 (fastener)。例如雙法蘭等多個(gè)部件的使用使得制造成本高并且裝配費(fèi)時(shí)。因此，本領(lǐng)域 需要用于將排氣歧管安裝到配合部件的裝置和方法，以減少所使用的部件數(shù)量并且降低制 造成本。

發(fā)明內(nèi)容
提供一種改進(jìn)的用于將排氣歧管配合到例如殼體等配合部件的裝置和方法。排氣 歧管通過一系列外部焊接接頭被連接到殼體。該裝置可包括用于將排氣歧管連接到殼體的 管構(gòu)件和部分地位于殼體中的插入構(gòu)件。在一個(gè)實(shí)施方式中，插入構(gòu)件包括槽口，以使插入 構(gòu)件的一部分定位在殼體中并且使插入構(gòu)件的外部定位到殼體的外部。


通過下面的結(jié)合附圖的詳細(xì)說明，將更好地理解本發(fā)明的目的、優(yōu)點(diǎn)和操作，其 中圖IA示出了在本發(fā)明的實(shí)施方式中第一部件被固定到第二部件的的立體圖。圖IB示出了圖IA的局部剖切視圖。
圖IC示出了圖IB的放大圖。圖2A示出了在本發(fā)明的實(shí)施方式中第一部件利用第一接頭和第二接頭被固定到
第二部件。圖2B示出了圖2A的局部剖切視圖。圖2C示出了圖2B的近視圖。圖3A示出了在本發(fā)明的實(shí)施方式中第一部件在兩個(gè)位置處被固定到第二部件。圖;3B示出了圖3A的局部剖切視圖。圖3C示出了圖;3B的近視圖。圖4A示出了在本發(fā)明的實(shí)施方式中第一部件在三個(gè)位置處被固定到第二部件和
第三部件。圖4B示出了圖4A的局部剖切視圖。圖4C示出了圖4B的近視圖。圖5A示出了在本發(fā)明的實(shí)施方式中第一部件在三個(gè)替代位置處被固定到第二部 件和第三部件。圖5B示出了在本發(fā)明的實(shí)施方式中第一部件在兩個(gè)位置處被固定到第二部件和
第三部件。圖5C示出了在本發(fā)明的實(shí)施方式中第一部件在三個(gè)替代位置處被固定到第二部 件和第三部件。圖5D示出了在本發(fā)明的實(shí)施方式中第一部件在三個(gè)替代位置處被固定到第二部 件和第三部件。
具體實(shí)施例方式雖然這里參照幾個(gè)實(shí)施方式說明了本發(fā)明，但是應(yīng)該清楚，本發(fā)明不僅僅限于所 公開或討論的實(shí)施方式。這里的實(shí)施方式的描述是本發(fā)明的示例，并且不應(yīng)該限制所述或 所要求的本發(fā)明的范圍。本發(fā)明提供一種改進(jìn)的用于將兩個(gè)以上的部件連接在一起的裝置和方法。例如， 在排氣歧管總成和配合部件(mating component)之間可以形成接頭?？墒褂帽景l(fā)明以實(shí)現(xiàn) 兩個(gè)部件之間、例如排氣歧管總成和配合部件之間的合格的、耐用的并且成本低廉的接頭。 配合部件可以是任意合適類型的部件，例如渦輪殼體。本發(fā)明也可以適用于多種其它部件， 包括但不限于，管、法蘭、鑄件等。如圖IA至圖IC所示，概略地示出了第一部件10和第二部件18。第一部件10和 第二部件18可以是需要例如通過焊接來連接的任意部件。在一個(gè)實(shí)施方式中，第一部件10 是歧管總成，第二部件18是渦輪殼體。僅僅出于說明的目的，第一部件10在下文中被稱為 歧管總成10，第二部件18在下文中被稱為渦輪殼體18。但是，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以 理解第一部件10和第二部件18可以是其它類型的部件。歧管總成10例如可安裝在內(nèi)燃機(jī)和/或車輛中。渦輪殼體18例如可安裝在渦輪 增壓器中。如本領(lǐng)域眾所周知的那樣，渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)可典型地在高溫、高壓、高負(fù)荷等條 件下運(yùn)轉(zhuǎn)。這里描述的實(shí)施方式提供創(chuàng)新的、耐用且性能更好的連接。參照?qǐng)DIA至圖1C，如圖IC中最佳示出的那樣，可利用接頭2 將歧管總成10接合并固定到渦輪殼體18。歧管總成10可包括一個(gè)以上的插入構(gòu)件7、歧管上部外殼14和 歧管下部外殼16。歧管上部外殼14、歧管下部外殼16和/或插入構(gòu)件7可形成流動(dòng)腔12。 插入構(gòu)件7可由歧管上部外殼14的輪廓(contour)和歧管下部外殼16的輪廓形成，或者 插入構(gòu)件7可以是插入或連接到歧管總成10的單獨(dú)的管。但是，可理解的是，插入構(gòu)件7 可以是任意的形狀和尺寸，包括管狀、卵狀、半殼狀，或者其它配置或構(gòu)造。接頭2 可以是焊接接頭或者可由用于將歧管總成10連接到渦輪殼體18的任意 材料、物質(zhì)或裝置形成。如圖IC所示，接頭2 可以將一個(gè)以上的插入構(gòu)件7固定到歧管 下部外殼16和/或歧管上部外殼14。在一個(gè)實(shí)施方式中，插入構(gòu)件7可在接頭2 處焊 接到歧管下部外殼16和/或歧管上部外殼14。在該實(shí)施方式中，歧管下部外殼16和歧管 上部外殼14可沿著接頭2 被焊接。渦輪殼體18可沿著接頭2 被焊接到歧管總成10。 例如，可以以繞歧管總成10和/或渦輪殼體18整周360度的方式圍繞歧管總成形成接頭 24a0在一個(gè)實(shí)施例中，可以通過將插入構(gòu)件7焊接到歧管總成10、然后將歧管下部外殼16 焊接到歧管上部外殼14、最后將渦輪殼體18焊接到歧管總成10而形成接頭Ma?？梢栽谝粋€(gè)以上的插入構(gòu)件7中和/或在歧管總成10的內(nèi)部形成槽口 20。槽口 20可以是狹縫、切口(cutout)、間隙等。槽口 20可允許插入構(gòu)件7的一部分和/或歧管總 成10的一部分延伸到渦輪殼體18的外部，從而可在渦輪殼體18的外側(cè)形成接頭Ma。例 如，插入構(gòu)件7的第一部分可延伸至渦輪殼體18的內(nèi)部，而插入構(gòu)件7的靠近槽口 20的第 二部分可延伸至渦輪殼體18的外部。插入構(gòu)件7的外部允許接頭2 在單個(gè)連接點(diǎn)、例如 單個(gè)焊點(diǎn)處連接渦輪殼體18、插入構(gòu)件7和下部外殼16。當(dāng)使雙渦形渦輪(twin scroll turbo)與雙渦形歧管(twin scroll manifold) — 體化時(shí)，由于各流動(dòng)腔12可以突出到渦輪殼體18的內(nèi)部，圖IA至圖IC中所示的接頭2 可能特別有利。使流動(dòng)腔12的突出到渦輪殼體18中的部分獨(dú)立地定位可防止流動(dòng)腔12 之間的串?dāng)_(cross-talk)或流體連通，這可改進(jìn)渦輪增壓器的效率。圖2A至圖2C示出了本發(fā)明的另一實(shí)施方式。如圖2C中最佳示出的那樣，槽口 20 可設(shè)置于至少一個(gè)插入構(gòu)件7。槽口 20可允許插入構(gòu)件7的一部分定位到渦輪殼體18的 外部。插入構(gòu)件7可沿著接頭24b被固定到渦輪殼體18。接頭24b優(yōu)選為焊接接頭，但是 也可以是用于將插入構(gòu)件7固定到渦輪殼體18的任意物質(zhì)或裝置。插入構(gòu)件7可沿著接 頭2 被焊接到和/或以其它方式固定到歧管下部外殼16。應(yīng)理解的是，插入構(gòu)件7可固 定到歧管上部外殼14，而不是固定到歧管下部外殼16，或者同時(shí)焊接到歧管上部外殼14和 歧管下部外殼16。在一個(gè)實(shí)施方式中，插入構(gòu)件7可與歧管上部外殼14和歧管下部外殼 16中的一方或二者一體地形成。歧管上部外殼14可沿著接頭2 被焊接到和/或以其它 方式固定到渦輪殼體18。參照?qǐng)D3A至圖3C，說明第三實(shí)施方式。在第三實(shí)施方式中，內(nèi)部流動(dòng)腔12可基本 上位于或者甚至完全位于渦輪殼體18內(nèi)。在該實(shí)施方式中，一個(gè)以上的插入構(gòu)件7可至少 部分地到位到或者完全定位到渦輪殼體18內(nèi)。例如，插入構(gòu)件7可插入渦輪殼體18中并 且接觸或抵接渦輪殼體18的肩部50。肩部50可允許插入構(gòu)件7適當(dāng)?shù)囟ㄎ挥跍u輪殼體 18內(nèi)，例如定位于渦輪殼體18內(nèi)的預(yù)定距離處。如圖3C中最佳示出的那樣，一個(gè)以上的插入構(gòu)件7可沿著接頭24b被固定到渦輪 殼體18。插入構(gòu)件7優(yōu)選地沿著插入構(gòu)件7的外表面被焊接到渦輪殼體18。歧管下部外殼16可定位于渦輪殼體18的外側(cè)/外表面并且沿著接頭2 被固定。歧管上部外殼14 可沿著接頭2 被固定到歧管下部外殼16和/或渦輪殼體18。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可 以理解，歧管上部外殼16可在歧管下部外殼14之前、之后或者甚至與歧管下部外殼14同 時(shí)被固定到渦輪殼體18。在圖3A至圖3C的實(shí)施方式中，例如，與圖1和圖2所示的實(shí)施方式相比，歧管上 部外殼14和歧管下部外殼16可定位于從流動(dòng)腔12向外較大距離處。在圖2A至圖2C和 圖3A至圖3C的實(shí)施方式中，歧管上部外殼14和歧管下部外殼16可允許在組裝歧管總成 10之前接觸(access)流動(dòng)腔12。例如，圖2A至圖2C和圖3A至圖3C的實(shí)施方式可使用 兩件式歧管下部外殼16。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解，對(duì)于本發(fā)明的任何一個(gè)實(shí)施方 式，歧管上部外殼14和歧管下部外殼16都可設(shè)計(jì)成多種構(gòu)造。在圖3A至圖3C中，用于將歧管總成10固定到渦輪殼體18的方法的示例可按下 面的順序進(jìn)行(1)將插入構(gòu)件7沿著接頭24b焊接到或者以其它方式固定到渦輪殼體18 ； (2)可以將歧管上部外殼14沿著接頭2 或者鄰近接頭2 固定到或者焊接到歧管下部外 殼16和/或渦輪殼體18 ；以及( 可以將歧管下部外殼16沿著接頭2 焊接到或者以其 它方式固定到渦輪殼體18。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解，上面的步驟可以以不同的順 序進(jìn)行、可包括其它步驟、和/或可減少一個(gè)以上的步驟地完成。作為非限制性實(shí)施例，例 如，如果歧管上部外殼14和渦輪殼體18尚未固定或焊接在一起，歧管下部外殼16可僅部 分地固定到渦輪殼體18。歧管上部外殼14的焊接可涉及歧管下部外殼16與渦輪殼體18 的焊接或可完成歧管下部外殼16與渦輪殼體18的焊接。參照?qǐng)D4A至圖4C，說明第四實(shí)施方式。第四實(shí)施方式可使用可固定到歧管下部外 殼16和/或渦輪殼體18的浮管(floating tube)22。浮管22可以是可允許將渦輪殼體 18連接到歧管總成10而不影響或最小限度地影響歧管總成10和渦輪殼體18之間的流體 流動(dòng)的任何部件。在一個(gè)實(shí)施方式中，浮管22可以包圍或大致包圍流動(dòng)腔12。如圖4C最 佳示出的那樣，浮管22可以沿著接頭Ma、2k被焊接到或以其它方式被固定到歧管總成10 和渦輪殼體18。在一個(gè)實(shí)施方式中，浮管22可定位于歧管下部外殼16和渦輪殼體18之 間。參照?qǐng)D5A至圖5D，可改變浮管22的大小和形狀，從而以不直接焊接到渦輪殼體 18的任何內(nèi)表面的方式將歧管下部外殼16固定到渦輪殼體18。具體地，如圖5A最佳示出 的那樣，浮管22可在接頭2 處被焊接到或以其它方式被固定到插入構(gòu)件7，并且在接頭 24b處被焊接到或以其它方式被固定到渦輪殼體18。歧管下部外殼16可在接頭2 處被 焊接到或以其它方式被固定到浮管22。在圖5B所示的實(shí)施方式中，浮管22和歧管下部外 殼16可在單個(gè)接頭、即接頭2 處一起被焊接到或固定到渦輪殼體18。浮管22可位于歧管下部外殼16的內(nèi)部或外部。在圖5C所示的實(shí)施方式中，浮管 22可分別在接頭2 和24b處被焊接到或固定到歧管下部外殼16的內(nèi)部和插入構(gòu)件7之 間。歧管下部外殼16可在接頭2 處被焊接到渦輪殼體18?？蛇x地，如圖5D所示，插入構(gòu) 件7可在接頭2 處被焊接到或以其它方式被固定到渦輪殼體18。然后浮管22可在接頭 24b處被焊接到或固定到歧管下部外殼16的外部，并且在接頭2 處被焊接到或固定到渦 輪殼體18的外部。插入構(gòu)件7可至少部分地定位到渦輪殼體18內(nèi)，并且可插入直到接觸肩部50。插入構(gòu)件7可沿著接頭24b例如通過焊接被固定到渦輪殼體18。在一個(gè)實(shí)施方式中，接頭24b 是部分的焊接，以適當(dāng)?shù)叵鄬?duì)于渦輪殼體18定位歧管總成。浮管22可插入歧管總成10 (或 渦輪殼體18)以允許接觸接頭Mb?？蔂坷蛞云渌绞蕉ㄎ桓」?2，使得浮管22可被固 定到渦輪殼體18和歧管下部外殼16。例如，可牽拉或以其它方式移動(dòng)浮管22，以使其被部 分地移出歧管下部外殼16。歧管上部外殼14和歧管下部外殼16可通過接頭2 被固定 或焊接在一起，并且浮管22也可通過接頭2 被固定到歧管上部外殼14和歧管下部外殼 16。浮管22和渦輪殼體18然后可沿著接頭2 被固定或焊接在一起。在該實(shí)施方式 中，接頭Ma、2k可以如整周360度的方式圍繞整個(gè)歧管總成連續(xù)?？梢砸远喾N步驟順序 完成圖4A至圖4C所示的實(shí)施方式。一個(gè)實(shí)施例包括在將浮管22和歧管上部外殼14和 歧管下部外殼16固定到渦輪殼體18之前，將插入構(gòu)件7固定到渦輪殼體18。本領(lǐng)域的普 通技術(shù)人員可以理解實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的多種步驟順序。本發(fā)明可解決所設(shè)計(jì)的零部件的裝配問題。例如，浮管22可允許接觸歧管上部外 殼14和歧管下部外殼16以進(jìn)行焊接。該設(shè)計(jì)例如通過簡(jiǎn)化裝配過程可增大設(shè)計(jì)彈性，甚 至可以允許某些之前不能制造或者成本高昂的設(shè)計(jì)變?yōu)榭芍圃斓?。另外，上述每個(gè)實(shí)施方 式還可在其范圍內(nèi)包括小變型，例如可以設(shè)置流動(dòng)、密封用的沉孔和倒角等。上面已經(jīng)說明了本發(fā)明的實(shí)施方式，顯而易見地，其他人通過閱讀和理解本說明 書可進(jìn)行修改和變型。所附權(quán)利要求書試圖包括所有落在該權(quán)利要求書范圍內(nèi)的修改和變 型或者其等同例。
權(quán)利要求
1.一種歧管到殼體的連接結(jié)構(gòu)，其包括歧管；管構(gòu)件，其位于所述歧管和所述殼體之間；第一接頭，其將所述管構(gòu)件連接到所述殼體的外表面；以及第二接頭，其將所述歧管連接到所述管構(gòu)件的外表面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的歧管到殼體的連接結(jié)構(gòu)，其特征在于，還包括至少部分地位 于所述殼體中的插入構(gòu)件。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的歧管到殼體的連接結(jié)構(gòu)，其特征在于，還包括將所述插入構(gòu) 件的外表面連接到所述殼體的第三接頭。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的歧管到殼體的連接結(jié)構(gòu)，其特征在于，還包括將所述管構(gòu)件 連接到所述插入構(gòu)件的外表面的第三接頭。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的歧管到殼體的連接結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第一接頭和所述 第二接頭為焊接接頭。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的歧管到殼體的連接結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第一接頭和所述 第二接頭是繞所述管構(gòu)件的圓周形成的焊接接頭。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的歧管到殼體的連接結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述歧管是排氣歧管。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的歧管到殼體的連接結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述排氣歧管是雙渦 形歧管。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的歧管到殼體的連接結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述排氣歧管包括上 部和下部。
10.一種歧管到殼體的連接結(jié)構(gòu)，其包括歧管；第一接頭，其將所述歧管連接到管構(gòu)件；第二接頭，其將所述管構(gòu)件連接到殼體；以及插入構(gòu)件，其至少部分地位于所述殼體中。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的歧管到殼體的連接結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述管構(gòu)件定位在 所述歧管和所述插入構(gòu)件之間。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的歧管到殼體的連接結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述管構(gòu)件位于所 述歧管和所述殼體的外部。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的歧管到殼體的連接結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第一接頭和所 述第二接頭是一體的。
14.根據(jù)權(quán)利要求10所述的歧管到殼體的連接結(jié)構(gòu)，其特征在于，還包括將所述殼體 連接到所述插入構(gòu)件的外表面的第三接頭。
15.根據(jù)權(quán)利要求10所述的歧管到殼體的連接結(jié)構(gòu)，其特征在于，還包括將所述管構(gòu) 件連接到所述插入構(gòu)件的外表面的第三接頭。
16.一種歧管到殼體的連接結(jié)構(gòu)，其包括歧管；插入構(gòu)件，其具有槽口，其中，所述插入構(gòu)件的內(nèi)部部分位于所述殼體中，并且所述插 入構(gòu)件的外部部分位于所述殼體的外部；第一接頭，其將所述歧管連接到所述殼體；以及 第二接頭，其將所述插入構(gòu)件的所述外部部分連接到所述殼體。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的歧管到殼體的連接結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第一接頭和所 述第二接頭是一體的。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的歧管到殼體的連接結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第一接頭和所 述第二接頭為焊接接頭。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的歧管到殼體的連接結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述歧管是排氣歧管。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的歧管到殼體的連接結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述排氣歧管包括 上部外殼和下部外殼。
全文摘要
提供一種改進(jìn)的用于將排氣歧管配合到例如殼體等配合部件的裝置和方法。排氣歧管通過一系列的焊接接頭被連接到殼體。該裝置可包括用于將排氣歧管連接到殼體的管構(gòu)件和部分地位于殼體中的插入構(gòu)件。在一個(gè)實(shí)施方式中，插入構(gòu)件包括槽口，以允許插入構(gòu)件的一部分位于殼體中而插入構(gòu)件的外部部分位于殼體的外部。
文檔編號(hào)F01N13/10GK102149906SQ200980136032
公開日2011年8月10日 申請(qǐng)日期2009年8月14日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月14日
發(fā)明者M·布萊基, M·施密特, R·菲利普斯, V·斯坦姆佩恩 申請(qǐng)人:柔性金屬有限公司