用于多缸气体－和柴油发动机的排气管路系统

摘要

为了由多个基本相同结构的管路分段构成一种用于多缸气体－和柴油发动机的排气管路系统，以尽量防止热废气造成的能量损失，使排气管路系统的元件的不同的热膨胀部分不出现损坏性的作用，使得与现有技术相比可以使制造成本更加有利并使排气管路系统能够容易而快速地进行装配，在维护作业时能容易地获知受损的管路部段并在避免产生密封问题的情况下容易进行更换，根据本发明，每个管路分段是双壁的，因此一在中央延伸的管路元件在形成一纵向腔室时大致同轴地被一外部的管路元件包围，纵向腔室借助陶瓷泡沫浇铸，各个管路分段借助于耐高温管接头或轴向被偿件来连接，后者也允许通过热膨胀使纵向腔室封闭住。

说明书

技术领域

本发明涉及一种按权利要求1的前序部分所述的由多个基本相同结构的管路分段所组成的用于多缸气体-和柴油发动机的排气管路系统。

背景技术

由DE 38 15 406 A1已知一种属于此类的排气管路系统，其中由管路元件所组成的排气管路附带地借助于一外部绝热装置、例如以绝热垫的形式一般用玻璃纤维材料加衬覆盖。因为排气管路相比来说经受大的热膨胀，这可能会引起在气缸盖之内的夹卡或者甚至是破坏，因此各个管子构件借助于插接连接而连接起来，这样使得这些管子构件可以有相对的轴向运动。这种排气管路系统的装配和拆卸是很费事的，因为排气管路成型在气缸盖里。

在本专利申请人的排气管路系统中各个管子零件也已经相互借助于与已述的插接连接相比较更为可靠的膨胀构件、也就是说轴向的-和/或径向的补偿件而连接了起来，因为它们在加热时能够自由地膨胀。各个管子构件和膨胀构件是绝热的，其中绝热装置例如由矿物棉、一层铝膜和可能的话石棉布组成，后者用支承织物遮盖住。排气管路用一个罩壳形状的外壳向外覆盖住。

这样一种排气管路系统当然与按照内燃发动机的紧凑结构形式的要求相反。排气管路的绝热虽然是有效的，但很费钱而且寿命短。此外这些膨胀构件、所谓的膨胀补偿件对于排气管路系统是一种重要的成本因素。

径向-和/或轴向补偿件，也就是说排气补偿件例如已在DE 10 2004021 799 B3中作了说明。

上面所述的排气管路系统的缺点是明摆着的。这要求有多种多样的零件，有许多通过较为复杂的几何形状、至少是管路接头零件的几何形状所形成的热桥。

此外总是可能在由板制成的外壳罩的交接区上发生热空气的外喷。由玻璃纤维材料制成的绝热垫的使用寿命也不高，玻璃纤维材料容易发生分解。

与之相比当然对绝热装置有一定的要求。排气管路系统的外部温度不应超过220℃。此外绝热装置还必须对油和燃料是密封的，当在排气管路上可能有漏损时。尽管能绝热，但排气管路必须可以拆卸。要求有多年的使用寿命，而且所有零部件包括连接件必须抗振。对于大的发动机来说最好所述排气管路是抗踩踏的，而且在拆卸气缸盖时可以使排气管路固定。

发明内容

因而本发明的任务是设计提出一种开头所述型式的排气管路系统，使热的废气尽量防止产生能量损失；使得不对于排气管路系统的元件的不同的热膨胀部位产生损伤性的作用；与现有技术相比较可以使制造成本更加有利，并使排气管路系统能够快速而容易地进行装配，在维护作业时能容易地获知受损的管路部段，并在避免产生密封问题的情况下可以容易地进行更换。

此任务按照本发明用权利要求1特征部分的特征来解决。本发明的其它设计方案见从属权利要求所述的特征。

利用本发明所实现的优点尤其在于：所建议的排气管路系统尽管借助于吸收着径向和轴向运动的、耐高温的管子接头实现了可靠的连接和密封，但可以不采用相比来说昂贵的用于在各个排气管路部段之间热膨胀的轴向补偿件，它正如在DE 10 2004 021 799 B3中所描述的那样。

可以看作为完全特别的优点是：排气管路的绝热装置的使用寿命受结构限制地与排气管路系统的使用寿命相同，而且与以前的绝热装置相比是无须维护的。此外作为与现有技术相比的优点是，装配时间更短，结构形式更紧凑，尤其是有更清洁的发动机印象。

集成于管路分段中的、由陶瓷泡沫制成的绝热层将排气管路系统外壁的表面温度减小至200℃以下。

由于排气管路系统以特别有利的方式采用一种由板材制成的接触防护装置包覆起来，因此还使流通部位中的温度下降至约60℃。

为了对于绝热的纵向腔室进行封闭，以有利的方式应用了集成到管子接头或轴向补偿件里的封板，以便吸收在优选设计成整体铸件铸造壁的管路分段管子构件之间的变形以及因此而产生的应力。

本发明的一种实施例概略地表示于附图中，并在下面进行详细说明。

附图说明

唯一的附图表示了用于一个多缸内燃发动机的按照本发明的排气管路系统的一个局部视图，其中绝热腔室通过简单的轴向补偿件进行封闭。

附图表示了一种用于多缸气体-和柴油发动机的、由多个基本相同构造的管路分段1或2所组成的排气管路系统的一个部分。每个管路分段1，2包括一用于一气缸的管路连接件3，4。

所述双壁的管路分段1，2制成整体的铸件，它们分别可以借助于一个商业上通用的、在这里未示出的管子接头连接起来。

每个管路分段1，2包括一在中央延伸的管路元件6，它在形成一纵向腔室7的情况下大致同轴地用一外部的管路元件12包围起来。

所有的纵向腔室7都具有由一种陶瓷泡沫形式的绝热材料制成的填充物8。

陶瓷泡沫优选由一种混合物制成，该混合物包括金属氧化物化合物、尤其是铝氧化物和/或硅氧化物，该氧化物是无机的起泡的和变硬的成型物质的形式。一种这样的陶瓷泡沫可以以优选的方式由99％的铝和硅氧化物和1％的不同的金属氧化物组成。

但也可以考虑是一种粒料，其中将由不同的金属氧化物所组成的混合物加工成了颗粒。这样的材料例如在DE 101 50 057 A1中已知作为防火材料。

管路分段1，2以优选的方式用一种由薄板制成的接触防护装置包围起来。在外面的管路元件12上为此布置了用于排气管路系统的支撑元件，在其上面设置了接触防护装置，而且该接触防护装置本身就是排气管路系统的一种支撑。

对于绝热腔室7的封闭，借助于一集成在一轴向补偿件11里的封板13来实现。但也可以考虑一种按照本发明的排气管路系统，其中借助于一管子接头来进行对于管路分段1，2的连接和密封，并用封板将绝热腔室7封住。

另外也可以考虑一种按照本发明的仿照以前所述的排气管路系统，其唯一的区别在于：在管路分段1，2的所述两个绝热腔室7之间只设有一管子接头或一轴向补偿件，绝热腔室7分别通过一在绝热腔室7的每个端面上的切有槽的横向壁20来封闭住，它通过热膨胀使该腔室封闭。

在所示的实施例中，所述管路分段2设计成端部件，它在端面处借助于一种双壁而封闭住。每个分段1，2制成一整体铸件形式的结构单元，并具有在中央延伸的用于输送废气的管子构件6、一将内管子构件6在形成环形纵向腔室7的情况下有间距地同轴包围住的外部管路元件12和一种弯曲零件形状的气缸管路连接件3，4，该弯曲零件连接于一气缸30上。

在轴向方向上按此方式为排气和绝热设有贯通的通道。在管路分段1，2的各自轴向邻接的端面之间设有环形管子接头或轴向补偿件11和/或切槽的横向壁20，从而在这些位置上为铸件壁在部段的轴向和径向方向上的热膨胀提供了空间。