發動機排氣管、發動機及發動機排氣管的鑄造方法與流程

2023-11-03 19:26:37

本發明屬於發動機排氣管制造技術領域，具體涉及發動機排氣管、發動機及發動機排氣管的鑄造方法。

背景技術：

目前，為了解決發動機排氣管的內部粗糙度的問題，在發動機排氣管的製造過程中通常採用灰鑄鐵、球墨鑄鐵以及其它等單一材料進行鑄造，排氣管內部腔道的表面粗糙度取決於製造排氣管時所使用的芯砂的顆粒大小。由於高溫鐵水在澆注和流動的過程中勢必會對芯砂有一定的衝擊破壞，因此實際製造出來的排氣管內部腔道表面一般比較粗糙。因此鑄造完成後，一般排氣管內部還會通過噴丸處理的方式進行清砂及表面處理。即使這樣，仍然無法真正有效的提高排氣管內壁的光滑度。而排氣管內腔道越粗糙，排氣阻力越大，越不利於發動機排氣，從而影響發動機的性能以及油耗。

由於排放技術的不斷升級，各大發動機廠商都在不斷的升級排放後處理裝置。由於金屬制排氣管本身具有導熱性好的特點，單一材料鑄造的排氣管在使用過程中，排氣溫度在隨著從缸蓋排氣門到最後整車的後處理裝置一點點的流失。而越來越先進的排放後處理裝置對於排溫的要求要越來越高，因此現有的排氣管制造方式越來越不能滿足排放溫度的要求，甚至有些廠家在後處理時要對排氣溫度進行再次加熱。對於排氣管的保溫，現有的排氣管生產廠家主要是從外部進行隔熱,如外部包泥、包裹隔熱層以及在排氣管外層塗覆其他基材的隔熱材料。包泥的方式比較傳統,但不美觀,漸漸被淘汰,包裹隔熱層以及塗覆其他基材也會影響外觀,且成本增加很多,最主要的是內部腔道並沒有因此得到改善,對於發動機性能方面沒有本質的提升。

綜上所述，現有的發動機排氣管有以下幾個方面的不足：

1、由傳統工藝製造的發動機排氣管內表面比較粗糙，阻力較大，影響法定及排氣性能及油耗。

2、純金屬鑄造的排氣管，擁有金屬導熱性快的特點，因此，在保溫方面存在一定的缺陷。

技術實現要素：

為解決上述現有技術問題中的至少一個問題，本發明提出了一種發動機排氣管、發動機及發動機排氣管的鑄造方法，通過使用本發明所述的發動機排氣管、發動機及發動機排氣管的鑄造方法，能夠提高發動機排氣管內表面的表面質量，減少發動機的排氣阻力，從而降低發動機排氣時的溫度損失，提高發動機的排氣性能，同時降低了發動機排氣管的熱傳導性，防止溫度擴散。

本發明所述的發動機排氣管，其中包括排氣管體和陶瓷管，所述陶瓷管設於所述排氣管體的內部，所述陶瓷管的內部形成排氣通道，從發動機排出的廢氣能夠通過所述陶瓷管的內部排氣通道排放至後處理裝置。

進一步地，所述陶瓷管的外表面與所述排氣管體的內表面相貼合。

進一步地，所述陶瓷管的壁厚為3～5mm。

進一步地，所述陶瓷管的材料是碳化矽。

進一步地，所述陶瓷管滲透到所述排氣管體內的厚度為0.2～0.5mm。

本發明所述的發動機，包括上述任一項所述的發動機排氣管。

本發明所述的鑄造方法，其中包括以下步驟：

鑄造陶瓷型芯：將陶瓷型芯的粉體材料進行混合，並加入矽溶膠，經攪拌後獲得所述陶瓷型芯澆注成型用的漿料，將所獲得的漿料澆注到用於進行所述陶瓷型芯固化的型腔內，經固化後獲得固體陶瓷型芯；

澆注排氣管體：將所述固體陶瓷型芯作為排氣管體澆注模具的型芯，向所述排氣管體澆注模具內澆注鐵水，澆注的所述鐵水的溫度為1350℃～1450℃；

成型發動機排氣管：鐵水澆注完成後，對進行鐵水澆注後的所述排氣管體澆注模具進行自然冷卻，待模具內的鐵水完全冷卻後，打開模具，獲得成型後的發動機排氣管。

進一步地，所述排氣管體澆注模具進行自然冷卻的時間為一小時以上。

進一步地，固化後的所述固體陶瓷型芯的壁厚為3～5mm。

進一步地，所述矽溶膠中二氧化矽的含量≥28wt.％。

通過使用本發明所述的發動機排氣管及鑄造方法，在排氣管體內設置相應的陶瓷管，能夠提高發動機排氣管內表面的表面質量，減少發動機的排氣阻力，提高發動機的排氣性能，同時降低了發動機排氣管的熱傳導性，防止溫度擴散，從而降低發動機排氣時的溫度損失，促進了後處理裝置的高效工作。

附圖說明

通過閱讀下文優選實施方式的詳細描述，各種其他的優點和益處對於本領域普通技術人員將變得清楚明了。附圖僅用於示出優選實施方式的目的，而並不認為是對本發明的限制。而且在整個附圖中，用相同的參考符號表示相同的部件。在附圖中：

圖1為本發明實施例的結構示意圖；

圖2為圖1中實施例的發動機排氣管的沿a-a線截取的剖面結構示意圖；

圖3為本發明是實施例的發動機排氣管的鑄造流程圖。

附圖中各標記表示如下：

10：排氣管體、20：陶瓷管。

具體實施方式

下面將參照附圖更詳細地描述本公開的示例性實施方式。雖然附圖中顯示了本公開的示例性實施方式，然而應當理解，可以以各種形式實現本公開而不應被這裡闡述的實施方式所限制。相反，提供這些實施方式是為了能夠更透徹地理解本公開，並且能夠將本公開的範圍完整的傳達給本領域的技術人員。

圖1為本發明實施例的結構示意圖。圖2為圖1中實施例的發動機排氣管的剖面結構示意圖。如圖所示，本實施例中的發動機排氣管包括排氣管體10和陶瓷管20，陶瓷管20設於排氣管體10的內部，陶瓷管20的內部形成排氣通道，從發動機排出的廢氣能夠通過陶瓷管20的內部排氣通道排放至後處理裝置。

在排氣管體10內設置相應的陶瓷管20，能夠提高排氣管內表面的表面質量，減少發動機的排氣阻力，從而降低發動機排氣時的溫度損失，提高發動機的排氣性能，同時降低了發動機排氣管的熱傳導性，防止溫度擴散。

進一步地，為了更好的進行發動機的排氣，合理利用發動機排氣管的內部空間，減少熱損失，陶瓷管20的外表面與排氣管體10的內表面相貼合。

陶瓷管20的外形與排氣管體10的內壁形狀完全一樣。發動機排氣管可以採用以陶瓷管20為型芯澆注鐵水的方式將陶瓷管20和排氣管體10進行一體鑄造，同時也可以採用在加工好的排氣管體10的內壁上進行陶瓷滲透，將一部分陶瓷滲透到排氣管體10的內部，同時排氣管體10的內壁上也設有一定厚度的陶瓷材料。

本實施例中，採用以陶瓷管20為型芯澆注鐵水的方式將陶瓷管20和排氣管體10進行一體鑄造，其中，作為型芯的陶瓷管20的壁厚為3～5mm，陶瓷管20的材料為碳化矽。

若採用在排氣管體10內壁上滲透陶瓷的方式，其中陶瓷管20滲透到排氣管體10內的厚度為0.2～0.5mm。

本發明還提出了一種發動機，其中包括上述任一項所述的發動機排氣管。

圖3為本發明是實施例的發動機排氣管的鑄造流程圖。本實施例中的發動機排氣管的鑄造過程包括以下步驟：

鑄造陶瓷型芯：將陶瓷型芯的粉體材料進行混合，並加入矽溶膠，經攪拌後獲得陶瓷型芯澆注成型用的漿料，將所獲得的漿料澆注到用於進行陶瓷型芯固化的型腔內，經固化後獲得固體陶瓷型芯。

澆注排氣管體：將所述固體陶瓷型芯作為排氣管體澆注模具的型芯，向排氣管體澆注模具內澆注鐵水，澆注的鐵水的溫度為1350℃～1450℃。

成型發動機排氣管：鐵水澆注完成後，對進行鐵水澆注後的排氣管體澆注模具進行自然冷卻，待模具內的鐵水完全冷卻後，打開模具，獲得成型後的發動機排氣管。

其中，排氣管體澆注模具進行自然冷卻的時間為一小時以上。

當模具冷卻後，打開模具，模具內的鐵水經過冷卻形成排氣管體10，同時作為型芯的陶瓷管20被排氣管體10包覆在內部，二者相互貼合，一體形成發動機排氣管。

其中，用於將陶瓷型芯的粉體材料進行混合的矽溶膠中二氧化矽的含量≥28wt.％。

進一步地，為了提高保溫效果和鑄造的可靠性，其中固體陶瓷型芯的壁厚為3～5mm。

通過使用本發明中的發動機排氣管的鑄造方法，在排氣管體10內設置相應的陶瓷管20，能夠提高發動機排氣管內表面的表面質量，減少發動機的排氣阻力，從而降低發動機排氣時的溫度損失，提高發動機的排氣性能，同時降低了發動機排氣管的熱傳導性，防止溫度擴散，促進了後處理裝置(例如，scr裝置、egr裝置、doc裝置或pdf裝置或其組合等)的高效工作。

以上所述，僅為本發明較佳的具體實施方式，但本發明的保護範圍並不局限於此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明揭露的技術範圍內，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本發明的保護範圍之內。因此，本發明的保護範圍應以所述權利要求的保護範圍為準。