CN102168603B - 柴油机用承载型排气总管 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种柴油机用承载型排气总管，在管体的两端部分别焊接有消声器、排气歧管连接法兰，在管体的中段套接加强环，在管体的外侧面设外侧面加强筋，外侧面加强筋的两端分别与排气歧管连接法兰、加强环相焊接；在管体的内侧面设内侧面加强筋，在管体的前侧面设前侧面加强筋，在管体的后侧面设后侧面加强筋，内侧面加强筋、前侧面加强筋与后侧面加强筋的两端分别与排气歧管连接法兰、消声器连接法兰焊接，且上述三处加强筋的中段与加强环焊接；各加强筋均与该侧管体外壁面贴合并采用断续焊接，管体与消声器连接法兰、排气歧管连接法兰均采用插入焊接。本发明强度加强效果好、生产速度快、变型能力强。

Description

柴油机用承载型排气总管

技术领域

 本发明涉及一种配套在拖拉机或工程机械上的柴油机发动机用排气总管结构，尤其是一种柴油机用承载型排气总管。

背景技术

在已有技术中，由于发动机排气温度在450摄氏度以上，承载型排气接管普遍采用大壁厚结构和高强度的球墨铸铁材料铸造成型，并在排气总管外壁布置加强筋以提高强度。

1、在新品开发试制阶段，存在以下五个缺点:1）产生模具制作费用,新品制造成本大；2）生产周期长，可能耽误新品试验、试配进程；3）存在试制修改尺寸造成工装和模具退修或者报废的风险；4）生产厂需有铸造能力才能承制生产（或外协铸造），可生产厂家范围小；5）配不同主机厂不同车型需要不同的尺寸结构，需要制作各种不同的造型模具，所以不适合多品种生产，尤其不适合多品种少批量性生产。

2、在用户使用过程中，存在三个缺点：1）容易产生脆性断裂；2）断裂后由于铸铁材料焊接工艺性差造成无法修复，用户必须更换新零件；3）如果用户使用地附近没有配套的配件库存，需要等待零件的调拨，应用在使用季节性强的拖拉机上，会耽误农时，造成损失和用户抱怨。

3、材料特性上，存在两个缺点：1）铸件韧性差，在震动环境中没有“缓冲”作用，尤其是在有冲击负荷的场合，容易出现强度失效的破坏；2）铸造成型的误差大会造成局部壁薄，而且会有不可控制随机性的表面缺陷，产生应力集中，加重强度破坏、管体断裂出现的几率。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种强度高、生产灵活、能适应多品种小批量和单品种大批量生产的柴油机用承载型排气总管。

按照本发明提供的技术方案，所述柴油机用承载型排气总管，包括弯折成弧形的管体，在管体的一端部焊接的消声器连接法兰，在管体的另一端部焊接有排气歧管连接法兰，在管体的中段套接有加强环，在管体的外侧面设有外侧面加强筋，外侧面加强筋的一端与排气歧管连接法兰焊接，外侧面加强筋的另一端与加强环焊接；在管体的内侧面设有内侧面加强筋，内侧面加强筋的一端与排气歧管连接法兰焊接，内侧面加强筋的另一端与消声器连接法兰焊接，内侧面加强筋的中段与加强环焊接；在管体的前侧面设有前侧面加强筋，前侧面加强筋的一端与排气歧管连接法兰焊接，前侧面加强筋的另一端与消声器连接法兰焊接，前侧面加强筋的中段与加强环焊接；在管体的后侧面设有后侧面加强筋，后侧面加强筋的一端与排气歧管连接法兰焊接，后侧面加强筋的另一端与消声器连接法兰焊接，后侧面加强筋的中段与加强环焊接；外侧面加强筋、内侧面加强筋、前侧面加强筋和后侧面加强筋均与该侧的管体外壁面贴合并采用断续焊接连接固定，管体与消声器连接法兰、管体与排气歧管连接法兰均采用插入焊接连接固定。

本发明与已有技术相比，在以下四个方面各存在两个优点：

1、在开发试制阶段：1）不需要制作铸造造型模具，可以采用的都是常用型钢材料和通用生产方式，一日内日就能做出样品供实验或试配使用，制作速度快；2）由于生产办法简单，一般的机械加工厂都能制作。

2、在用户使用过程中：1）型钢件制作的各加强筋相对铸铁件有韧性强，不会产生脆性的瞬间断裂，造成用户措手不及；2）钢制件断裂需要一定时间的过程，用户有时间在发现有断裂趋势和彻底断裂期间找修理店焊补（主要是修补脱焊），或者再增加加强筋强化。

3、材料特性上：1）钢材韧性好，能缓振，削弱冲击负荷；2）钢管和各加强筋豆科采用型钢做原料，型钢按照目前国情都是标准性大批量商品化生产，表面基本没有缺陷。

4、在批量生产阶段：1）原材料资源丰富、生产周期短，型钢市场普及高、采购快，可满足市场随时增加计划的需求，而铸件需要专门铸造，在生产淡季需要等待毛坯铸造厂的集中开炉浇注；2）变型设计能力强，如改连接法兰尺寸或将管子加长，只要型钢下料时更改相应尺寸即可。

另外，以往也有采用加强筋对排气总管加强的设计办法，但是，采用缝焊焊接会产生表面缺陷和焊接应力，把管体的强度削弱，尤其是在应力最大的部位进行了焊接，更是对管体的强度造成致命性削弱，往往出现从该区域破裂的破坏。本发明在应力较大部位布置加强筋，焊接工艺上采用了断续焊，以及增加了加强环，实现了“好钢用在刀刃上”的最大化加强效果。

附图说明

图1是本发明的主视图。

图2是本发明的后视图。

具体实施方式

下面结合具体附图和实施例对本发明作进一步说明。

如图所示，本发明主要由消声器连接法兰1、管体2、内侧面加强筋3、前侧面加强筋4、后侧面加强筋5、加强环6、外侧面加强筋7与排气歧管连接法兰8等部件构成。

该柴油机用承载型排气总管，包括弯折成弧形的管体2，在管体2的一端部焊接的消声器连接法兰1，在管体2的另一端部焊接有排气歧管连接法兰8，在管体2的中段套接有加强环6，在管体2的外侧面设有外侧面加强筋7，外侧面加强筋7的一端与排气歧管连接法兰8焊接，外侧面加强筋7的另一端与加强环6焊接；在管体2的内侧面设有内侧面加强筋3，内侧面加强筋3的一端与排气歧管连接法兰8焊接，内侧面加强筋3的另一端与消声器连接法兰1焊接，内侧面加强筋3的中段与加强环6焊接；在管体2的前侧面设有前侧面加强筋4，前侧面加强筋4的一端与排气歧管连接法兰8焊接，前侧面加强筋4的另一端与消声器连接法兰1焊接，前侧面加强筋4的中段与加强环6焊接；在管体2的后侧面设有后侧面加强筋5，后侧面加强筋5的一端与排气歧管连接法兰8焊接，后侧面加强筋5的另一端与消声器连接法兰1焊接，后侧面加强筋5的中段与加强环6焊接；外侧面加强筋7、内侧面加强筋3、前侧面加强筋4和后侧面加强筋5均与该侧的管体2外壁面贴合并采用断续焊接连接固定，管体2与消声器连接法兰1、管体2与排气歧管连接法兰8均采用插入焊接连接固定。

消声器连接法兰1和排气歧管连接法兰8，外形和安装螺栓孔尺寸分别根据配合安装的消声器法兰和排气歧管口法兰尺寸设计，根据以往经验确定排气歧管连接法兰8的厚度。管体2，根据配套柴油机排气量和排气阻力以及消声器对排气总管的受力的应力分析，选用普通Φ51mm、壁厚3.5mm的Q235钢管，根据与拖拉机机罩不干涉的配套要求确定折弯成型尺寸，与消声器连接法兰1和排气歧管连接法兰8配合的外形尺寸，按照比排气歧管口内腔口尺寸大、不形成排气阻力、同时与法兰内孔贴合的要求设计。另外，管体2与消声器连接法兰1、排气歧管连接法兰8均采用插入焊结构。

内侧面加强筋3、前侧面加强筋4、后侧面加强筋5、加强环6、外侧面加强筋7都采用Q235的Φ10mm圆形钢筋，布置加强筋的位置为：内侧面加强筋3，布置在拉应力最大的上部；前侧面加强筋4和后侧面加强筋5布置在受整车行走消声器前后摆动产生应力的最大的两侧面；外侧面加强筋7，为一条短筋，应力不大的外侧面不布置加强筋以便节约材料。各加强筋的焊接方法为：各加强筋与该侧管体2的外壁面贴合，两端与消声器连接法兰1、排气歧管连接法兰8焊接，与管体2采用断续焊接。在加强环6水平横向应力最大位置，焊接一个加强环6，加强环6和各加强筋焊接，加强环6不得与管体2焊接。

最后，最好在管体2整体表面喷高温烤漆防锈。

Claims (2)

1. 一种柴油机用承载型排气总管，包括弯折成弧形的管体（2），在管体（2）的一端部焊接的消声器连接法兰（1），在管体（2）的另一端部焊接的排气歧管连接法兰（8），其特征是：在管体（2）的中段套接有加强环（6），在管体（2）的外侧面设有外侧面加强筋（7），外侧面加强筋（7）的一端与排气歧管连接法兰（8）焊接，外侧面加强筋（7）的另一端与加强环（6）焊接；在管体（2）的内侧面设有内侧面加强筋（3），内侧面加强筋（3）的一端与排气歧管连接法兰（8）焊接，内侧面加强筋（3）的另一端与消声器连接法兰（1）焊接，内侧面加强筋（3）的中段与加强环（6）焊接；在管体（2）的前侧面设有前侧面加强筋（4），前侧面加强筋（4）的一端与排气歧管连接法兰（8）焊接，前侧面加强筋（4）的另一端与消声器连接法兰（1）焊接，前侧面加强筋（4）的中段与加强环（6）焊接；在管体（2）的后侧面设有后侧面加强筋（5），后侧面加强筋（5）的一端与排气歧管连接法兰（8）焊接，后侧面加强筋（5）的另一端与消声器连接法兰（1）焊接，后侧面加强筋（5）的中段与加强环（6）焊接；外侧面加强筋（7）、内侧面加强筋（3）、前侧面加强筋（4）和后侧面加强筋（5）均与该侧的管体（2）外壁面贴合并采用断续焊接连接固定。

2.如权利要求1所述的柴油机用承载型排气总管，其特征是：所述管体（2）与消声器连接法兰（1）、管体（2）与排气歧管连接法兰（8）均采用插入焊接连接固定。

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