[发明专利]集成有催化剂壳体的排气歧管及其制造方法

说明书

技术领域

(相关申请的交叉引用)

本申请基于2013年9月18日提交的日本专利申请No.2013-192682要求享有优先权，该日本专利申请的全部公开内容通过参引并入本文。

本发明涉及用于车辆发动机的集成有催化剂壳体的排气歧管及其制造方法。

背景技术

集成有催化剂壳体的排气歧管(也称为歧管转化器)是用于车辆的发动机的其中一个排气部件，其具有用于收集来自发动机的气缸的排气的排气歧管(也缩写为“ekimani”)、以及与排气歧管直接连通的催化转化器。例如，专利文献1(日本专利未审特开No.2000-204945A)的图8示出了排气系统的结构；在该排气系统中，催化剂壳体布置在用于V型多缸发动机的排气歧管的紧下游。专利文献1详细地公开了排气歧管的结构，但没有公开催化剂壳体的结构。例如，如本公开的图15中示出的，常规的歧管转化器由下述一些部件组成：排气歧管壳91、壳体主体96、锥形部(入口侧壳)97以及出口侧壳98。排气歧管过去惯于被提供为一体式铸造产品。近来，为了满足对轻量化的一般要求，通过金属压制而制造出的排气歧管变得普及，从而现今主要使用的是下述类型的排气歧管，其中：通过压制而形成的两个半壳(91A、91B)被焊接在一起以形成歧管壳91的整个外壳。这同样适用于布置在壳体主体96的下游侧的外侧壳98，从而可以看到两个压制的半壳(98A、98B)被焊接在一起以形成外侧壳98的整个壳这样的设计。应当指出的是，大致筒状的壳体主体96可以通过钢板的滚轧加工而形成，大致锥形部97可以通过金属筒状件的压制而形成。

引用列表

专利文献

专利文献1：日本专利未审特开No.2000-204945A

发明内容

技术问题

本公开提出了以下分析。

在示出为图15中的示例的常规的歧管转化器中，使用了多达六个组成部件，即，形成排气歧管的两个半壳91A、91B；锥形部97；壳体主体96；以及形成出口侧壳的半壳98A、98B。由于组成部件的数量较多，因此用于相互连接的焊接点(焊缝)的数量以及焊接长度必然会增加。另外，还需要例如用于提供相邻的部件之间的焊缝的搭接公差的操作。在这些情况下，根据制造歧管转化器的常规方法，操作步骤的数量增加，从而难以降低制造成本。

此外，为了满足现在变得更加严格的针对排气的规定，并且为了满足日益增加的对降低燃料成本的需求，在排气系统的最上游侧中流动的、特别是在歧管转化器的情况下在排气歧管和锥状(锥形)部中流动的排气的温度不可避免地被设定得较高。这种高温设定会导致歧管转化器部件的表面温度升高。因此，迫切需要使用具有优异的高温强度的SUS(不锈钢)。然而，通常而言，由高温强度优异的SUS制成的板(或片材)难以成型。因此，为了使用由SUS制成的这种(难以成型的)板作为形状复杂的歧管转化器部件的坯件，本领域中需要确立一种新的成型技术。

本公开的目的在于提供这样的一种集成有催化剂壳体的排气歧管(歧管转化器)，该集成有催化剂壳体的排气歧管能够减少其部件以及其部件之间的焊接点的数量，由此能够节省制造成本。本公开的另一目的在于提供这样的一种制造集成有催化剂壳体的排气歧管的方法，该方法能够通过使用高温性能优异但难以成型的铁基材料而减少排气歧管的部件的数量。

问题的解决方案

本公开的第一方面涉及集成有催化剂壳体的排气歧管。该集成有催化剂壳体的排气歧管包括排气歧管部段和催化剂壳体部段。催化剂壳体部段具有保持催化剂载体的大致筒状的壳体主体、将壳体主体与排气歧管部段相互连接的锥形(锥状)部、以及连接至壳体主体的下游侧的出口侧壳。

排气歧管部段和催化剂壳体部段通过特制坯件的压制成型而形成，所述特制坯件通过焊接材料种类不同和/或厚度不同的至少两个金属坯件而形成。排气歧管部段和催化剂壳体部段的锥形部由同一金属坯件形成。

更优选地，在上述集成有催化剂壳体的排气歧管中，催化剂壳体部段的壳体主体和出口侧壳由与形成排气歧管部段和锥形部的金属坯件不同的至少一个金属坯件形成。