包括由不同材料制成的部件并具有改進的耐久性的排氣系統(tǒng)組裝單元的制作方法
【專利說明】包括由不同材料制成的部件并具有改進的耐久性的排氣系統(tǒng)組裝單元
[0001]相關申請的交叉引用
[0002]本申請要求于2014年I月16日提交的德國專利申請DE 10 2014 100472.8的優(yōu)先權，該申請的全部內容在此作為參考并入。
技術領域
[0003]本發(fā)明涉及一種用于排氣系統(tǒng)的組裝單元，該組裝單元包括不同材料制成的部件，該組裝單元具有改進的耐久性。
【背景技術】
[0004]排氣系統(tǒng)中使用由鑄造材料、特別是鑄鐵以及金屬板材制成的部件。由鑄造材料制成的部件特別在應當形成連續(xù)可變傳輸或復雜流路時使用，而由金屬板材制成的部件是當需要在特定長度上保持恒定的截面時使用的。由鑄造材料制成的部件的一個例子是排氣肘管，由金屬板材制成的部件的一個例子是排氣管。由鑄造材料制成的部件與由金屬板材制成的部件之間的連接經常通過釬焊或焊接的方式建立。由鑄造材料制成并且與由金屬板材制成的部件永久連接的部件在本文中指定為組裝單元。
[0005]由于用鑄造材料制成的部件與用金屬板材制成的部件的熱膨脹特性不同一這也可以歸因于不同的壁厚，經常在用鑄造材料制成的部件與用金屬板材制成的部件之間的連接處出現(xiàn)可導致整體組裝單元泄漏的問題。

【發(fā)明內容】

[0006]在此基礎上，本發(fā)明的目的是提供一種排氣系統(tǒng)的組裝單元，該組裝單元包括由不同材料制成的部件，該組裝單元具有改進的耐久性。
[0007]該排氣系統(tǒng)組裝單元的實施例具有至少一個由鑄造材料制成的連接漏斗和至少一個管，其中，該至少一個連接漏斗和該至少一個管兩者都設計用于使熱的廢氣流動穿過它們。所述至少一個連接漏斗具有管座(管插座，管插口)和至少一個支架。該支架布置在該管座的外側。該管的連接部段緊固至該至少一個連接漏斗的支架。管座在這種情況下延伸超出該管的連接部段進入該管的內部，并且還與該管的內壁間隔開一個至少該管的單個壁厚的距離。
[0008]通過使所述管座延伸超出所述連接部段進入該管的內部并且與該管的內壁間隔開，所述管座充當相對于該連接部段的隔熱件，因為在該管中被引導的熱的廢氣被引導成了與該連接部段成一距離處穿過管座。在試驗中，連接部段的溫度因此可以降低100°c的絕對值或13%的相對值。
[0009]在本文中，管的連接部段限定成這樣的管部段:該管部段平坦地抵靠連接漏斗的支架(該部段的表面位于其上或沿其延伸)或平行于該支架延伸。此外，連接部段包括所述管的這樣的部段，即，該部段中有使該管緊固至該連接漏斗的支架的輔助劑例如釬焊或焊接的焊縫。
[0010]根據(jù)一個實施例，相應設計的連接漏斗在該管的兩端的每一端處均被緊固，使得該組裝單元總共具有兩個連接漏斗。
[0011]根據(jù)一個實施例，所述至少一個連接漏斗具有三個或更多支架，這些支架布置成圍繞所述管均勻分布。如果使用多個支架，則連接漏斗和管之間的連接部的氣密性可以經由連接漏斗的主體來保證。
[0012]根據(jù)一個實施例，所述至少一個連接漏斗確切地具有一個支架，該支架具有環(huán)形或橢圓形(卵形)的橫截面。這種支架非常適于保持具有圓形或橢圓形的橫截面的管。
[0013]根據(jù)一個實施例，該管座具有環(huán)形或橢圓形的橫截面，并因此非常適于布置在圓形或橢圓形橫截面的管中。
[0014]根據(jù)一個實施例，所述至少一個連接漏斗的管座延伸超過所述管的連接部段進入該管的內部至少0.8cm，特別地至少1cm，特別地至少1.5cm，特別地至少2cm，更特別地至少3cm。根據(jù)一個實施例，連接部段和連接漏斗的長度是沿著平行于所述管的軸向方向或該管的對稱軸線延伸的直線在所述連接漏斗的區(qū)域中測量的。已發(fā)現(xiàn)，這種確定尺寸的連接漏斗特別適于用作由鑄造材料制成連接漏斗和管之間的連接部的隔熱件。
[0015]根據(jù)一個實施例，所述至少一個連接漏斗的管座延伸超出所述管的連接部段進入該管的內部小于10cm，特別是不超過3cm。已發(fā)現(xiàn)，使管座的長度更長并不能使所述管和連接漏斗之間的連接部的隔熱性進一步顯著改進。根據(jù)一個實施例，所述至少一個連接漏斗的管座延伸超過所述管的連接部段進入該管的內部至少1cm，并且不超過2cm。
[0016]根據(jù)一個實施例，所述至少一個連接漏斗的管座與所述管的內壁隔開至少0.8mm,特別地至少1mm，特別地至少1.5mm，特別地至少3mm，特別地至少5mm，更特別地至少7mm。在這些距離處，可以防止由管座傳送到連接部段的輻射熱變得過大。
[0017]根據(jù)一個實施例，所述至少一個連接漏斗的管座與所述管的內壁分隔開小于3cm，特別地不超過7mm。已發(fā)現(xiàn)，更大的距離不再使隔熱性進一步顯著提高。此外，當管座和管的內壁之間的距離更大時，更強的廢氣渦流進入該處，從而可能出現(xiàn)向連接部段的增大的熱傳導。根據(jù)一個實施例，所述至少一個連接漏斗的管座與所述管的內壁間隔開至少1_，并且不超過5mm。
[0018]根據(jù)一個實施例，所述至少一個連接漏斗的管座具有第一部段，在該第一部段處該管座與該管的內壁相距恒定的距離。此外，所述至少一個連接漏斗的管座還具有第二部段，在該第二部段中該管座與該管的內壁相距一個相對于第一部段中的距離持續(xù)增大的距離。這里，第二部段鄰近第一部段并且該第二部段布置于第一部段與所述連接漏斗的主體之間，管座的主體經由該第二部段與支架連接。這導致管座和支架之間的距離朝向所述管的端部增大，并在所述管的端部達到最大值。因此，可以保證的是，管座和支架之間的熱輸出是低的。
[0019]根據(jù)一個實施例，所述至少一個連接漏斗的管座具有這樣的壁厚:該壁厚對應于所述管的壁厚的至少兩倍、特別地至少五倍、更特別地至少10倍。因此，所述管的壁厚和所述管座的壁厚彼此有很大的不同。
[0020]根據(jù)一個實施例，所述至少一個連接漏斗的所述至少一個支架與管座共同具有U形橫截面，由此，該“U”具有一個短的腿和一個長的腿。“U”的短腿形成支架，并且“U”的長腿形成管座。這兩個腿都指向所述管，該U形的底部與所述管的內部流體連接。
[0021]根據(jù)一個實施例，所述管的連接部段和所述連接漏斗的支架之間的連接通過焊縫或釬焊縫建立。這樣的連接能以成本有效且氣密的方式建立。
[0022]根據(jù)一個實施例，所述至少一個連接漏斗的所述至少一個支架布置在該管的內側或外側，并與所述管在該管的縱向方向上重疊至少1mm，特別地至少2mm，更特別地至少3_。這種重疊有利于支架在所述管上的布置以及在連接漏斗與所述管之間提供氣密連接。
[0023]根據(jù)一個實施例，所述管與所述至少一個連接漏斗的所述至少一個支架間隔開小于1.5mm、特別地小于1.0mm、更特別地小于0.5mm的距離。因此，在所述管和支架之間，僅存在微小的間隙，這有利于將所述管插入支架。如果該間隙過大，將難以使所述管氣密地緊固至支架。此外，管在支架上的良好適配減少了焊縫或釬焊縫的負荷。
[0024]根據(jù)一個實施例，所述管座與所述至少一個連接漏斗的支架在它們的整個圓周上彼此連接，并且特別地以氣密方式連接。
[0025]根據(jù)一個實施例，所述管由金屬板材制成，特別地由鋼板制成，更特別地由低合金鋼板制成。這樣的管的重量低，能以成本有效的方式制造，并因此被廣泛應用于排氣系統(tǒng)。
[0026]根據(jù)一個實施方案，所述至少一個連接漏斗的管座具有這樣的長度:該長度對應于所述至少一個支架的長度的至少1.25倍，特別地至少1.5倍，特別地至少兩倍、更特別地至少三倍。此處，該長度是平行于所述管的軸向方向或該管的對稱軸線在所述連接漏斗的區(qū)域中測量的。
[0027]用于通過內燃機運行的車輛的排氣系統(tǒng)的實施例具有排氣肘管、尾管和上述組裝單元。在這種情況下，該排氣肘管設計成用于連接至內燃機，該尾管經由排氣管與該排氣肘管流體連接。此外，該組裝單元的所述管和所述至少一個連接漏斗沿排氣管線布置于該排氣肘管和該尾管之間，因而與該排氣肘管和該尾管都流體連接。
[0028]盡管上述排氣系統(tǒng)的組裝單元特別適于在乘用車中使用，但本發(fā)明并不限于在乘用車中的組裝單元的使用。例如，排氣系統(tǒng)的組裝單元也可以用于機動卡車(貨運卡車)。如果在機動卡車中使用，則上述限定的直徑可以增加2.5倍至3倍。
[0029]在此，應該指出的是，用于列出本說明書和權利要求中的特征的術語“包含”、“有”、“包括”，“含有”和“具有”以及它們的語法變型可總的視為特征一例如工藝步驟、裝置、區(qū)域、尺寸等一的非排他性列舉，并且絕不排除其它或附加的特征或其它附加特征組的存在。