后端锥、车辆的排气系统和车辆的制作方法

1.本实用新型涉及车辆排气系统技术领域，特别涉及一种后端锥、车辆的排气系统和车辆。


背景技术：

2.随着排放要求的日益严苛，混合动力汽车及节能动力电气化发展，整车前舱布置越来越紧凑，排气系统布置空间随之越来越小，催化转化器后端锥作为连接催化转化器分总成与出气管的重要零部件，其主要作用是连接导流，保证尾气顺畅导出至出气管，无漏气、断裂等风险。
3.汽车在行驶过程中，发动机尾气经前催进气法兰导入排气系统，流经催化转化器分总成后由催化转化器后端锥导出至出气管，为保证国六排放，催化转化器分总成采用三元催化转化器(twc)与颗粒捕集器(gpf)耦合封装，催化转化器分总成的加长导致z向长度增加的同时x向减短，甚至出现催化转化器分总成出气端与出气管进气端平齐(z1＝0mm)，甚至低于出气管(如图1所示，z1＞0mm)的情况。
4.现有催化转化器后端锥，多采用一体冲压结构或左右半壳焊接结，对z向及x向布置空间要求较高(催化转化器分总成出气端高于出气管进气端)，为保证催化转化器后端锥连接耐久性的同时保证气流导出均匀顺畅，端锥形面布置及工艺可行性是关键。
5.现有设计结构无法满足整车周边保安防灾要求，与周边件间隙≥30mm，如图1所示，z2尺寸较小，催化转化器分总成出气端低于出气管进气端，现有端锥无法满足最低点布置要求；按照传统催化转化器后端锥形状布置后，导出气流偏心率及均匀性差，均匀性系数在0.8-0.9之间，偏心率0.95，不满足设计标准要求。端锥受高温气流不均匀冲击焊缝局部易开裂，导致连接失效，漏气、排放超标、寿命不足等问题。


技术实现要素：

6.本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型在于提出一种后端锥，所述后端锥结构简单，制作工艺可行。
7.本实用新型还提出一种具有上述后端锥的车辆的排气系统。
8.本实用新型还提出一种具有上述排气系统的车辆。
9.根据本实用新型第一方面的后端锥，所述后端锥用于连接催化转化器的出气端，所述后端锥包括：端锥本体，所述端锥本体内形成有气流腔，所述端锥本体上形成有间隔布置的第一接口和第二接口，所述第一接口和所述第二接口均与所述气流腔连通，所述第一接口形成于所述端锥本体的顶部用于与所述出气端相连，所述第二接口形成于所述端锥本体的侧壁；导向管，所述导向管内形成有通气通道，所述导向管的两端分别形成有与所述通气通道连通的进气口和出气口，所述导向管的所述进气口所在的一端穿过所述第二接口伸入所述气流腔内并与所述端锥本体固定连接。
10.根据本实用新型的后端锥，通过设置将导气管的进气口所在的一端穿过端锥本体
的第二接口并伸入气流腔内，制作工艺可行，防止了催化转化器内产生涡流，增加了排气的流畅性，使得气流偏心率和均匀性均满足设计标准(均匀性系数在＞0.9，偏心率＜0.7)，避免了端锥本体受高温气流不均匀冲击焊缝局部开裂，导致连接失效漏气，结构设计巧妙，满足了后端锥最低点布置的要求，使用寿命长，并且连接结构简单，便于生产制造。
11.在一些实施例中，所述导向管包括：第一管段，所述第一管段水平延伸，所述第一管段的一端伸入所述气流腔内；第二管段，所述第二管段的一端与所述第一管段的另一端相连，所述第二管段的另一端背离所述端锥本体向上倾斜延伸。
12.在一些实施例中，所述第一管段的横截面为圆形或长圆形，和/或，在所述第一管段的长度方向上，所述第一管段为横截面不变的直管。
13.在一些实施例中，所述进气口在水平方向上的宽度a与所述气流腔在水平方向的最大径向尺寸b之间满足：a≥0.5b。
14.在一些实施例中，所述导向管包括：第一半管和第二半管，所述第一半管在所述导向管周向上的两端分别与所述第二半管在所述导向管周向上的两端相连，以使所述第一半管与所述第二半管配合限定出所述通气通道。
15.在一些实施例中，第一半管和第二半管焊接连接，所述端锥本体与所述导向管焊接连接。
16.在一些实施例中，所述端锥本体的顶部敞开形成为与所述第一接口，在从上往下的方向上，所述气流腔的截面积逐渐减小，且所述气流腔的内壁形成为向下凹陷的弧面。
17.在一些实施例中，所述第二接口的周沿形设有翻边，所述翻边沿所述第二接口的周向延伸为环形。
18.根据本实用新型第二方面的车辆的排气系统，包括：催化转化器，催化转化器具有出气端和进气端；前端锥，前端锥与进气端相连；根据本实用新型第一方面实施例的后端锥，后端锥的第一接口连接出气端。
19.根据本实用新型的车辆的排气系统，通过设置本实用新型第一方面实施例的后单锥，保证了制作工艺的可行性，防止了催化转化器内产生涡流，增加了排气的流畅性，使得气流偏心率和均匀性均满足设计标准，延长了使用寿命。
20.根据本实用新型第三方面的车辆，包括根据本实用新型上述第二方面的车辆的排气系统。
21.根据本实用新型的车辆，通过设置上述第二方面的车辆的排气系统，提高了车辆的产品性能和质量，使得车辆的内部空间设计更合理，结构更紧凑，且经济可靠。
22.本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。
附图说明
23.构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：
24.图1为背景技术中的排气系统的示意图；
25.图2根据本实用新型实施例的后端锥的示意图；
26.图3为图2中所示的后端锥的示意图；
27.图4为图2中所示的后端锥的俯视图的示意图；
28.图5为图2中所示的后端锥的截面图的示意图。
29.附图标记说明：
30.100、排气系统；
31.1、后端锥；101、端锥本体；1011、第一接口；1012、第二接口；
32.1013、气流腔；1014、翻边；
33.102、导向管；1021、第一管段；1022、第二管段；
34.1023、第一半管；1024、第二半管；
35.1025、进气口；1026、出气口；1027、通气通道；
36.2、催化转化器；201、出气端；202、进气端；
37.3、出气管；4、法兰。
具体实施方式
38.需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
39.下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
40.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
41.下面将参考附图1-图5并结合实施例来详细说明本实用新型第一方面实施例的后端锥1。
42.如图2所示，根据本实用新型第一方面实施例的后端锥1，包括：端锥本体101和导向管102。
43.具体地，后端锥1用于连接催化转化器2的出气端201，端锥本体101内形成有气流腔1013，端锥本体101上形成有间隔布置的第一接口1011和第二接口1012，第一接口1011和第二接口1012均与气流腔1013连通，第一接口1011形成于端锥本体101的顶部用于与出气端201相连，第二接口1012形成于端锥本体101的侧壁，导向管102内形成有通气通道1027，导向管102的两端分别形成有与通气通道1027连通的进气口1025和出气口1026，导向管102的进气口1025所在的一端穿过第二接口1012伸入气流腔1013内并与端锥本体101固定连接。
44.也就是说，气流腔1013形成于端锥本体101内，端锥本体101的顶部形成有第一接口1011，端锥本体101的侧壁形成有第二接口1012，第一接口1011和第二接口1012间隔布
置，并且第一接口1011和第二接口1012均与气流腔1013连通，第一接口1011形成于端锥本体101的顶部，第一接口1011用于与出气端201相连，通气通道1027形成于导向管102内，导向管102的两端分别形成有进气口1025和出气口1026，并且进气口1025和出气口1026均与通气通道1027连通，导向管102的进气口1025所在的一端穿过第二接口1012伸入气流腔1013内，并且导向管102的进气口1025所在的一端与端锥本体101固定连接。由此，后端锥1的结构设计巧妙，有效防止催化转化器2内产生涡流，并且降低了后端锥1的制作工艺难度。
45.参照图2和图4所示，端锥本体101的顶部形成有第一接口1011，第一接口1011与气流腔1013和出气端201连通，端锥本体101的左侧壁形成有第二接口1012，第二接口1012与气流腔1013连通，通气通道1027形成于导向管102内，进气口1025形成于导向管102的右端，出气口1026形成于导向管102的左端，并且进气口1025和出气口1026均与通气通道1027连通，导气管的右端穿过第二接口1012伸入气流腔1013内，并且导气管与端锥本体101固定连接。
46.根据本实用新型实施例的后端锥1，通过设置将导气管的进气口1025所在的一端穿过端锥本体101的第二接口1012并伸入气流腔1013内，制作工艺可行，防止了催化转化器2内产生涡流，增加了排气的流畅性，使得气流偏心率和均匀性均满足设计标准(均匀性系数在＞0.9，偏心率＜0.7)，避免了端锥本体101受高温气流不均匀冲击焊缝局部开裂，导致连接失效漏气，结构设计巧妙，满足了后端锥1最低点布置的要求，使用寿命长，并且连接结构简单，便于生产制造。
47.在本实用新型的一些实施例中，导向管102包括：第一管段1021，第一管段1021水平延伸，第一管段1021的一端伸入气流腔1013内；第二管段1022，第二管段1022的一端与第一管段1021的另一端相连，第二管段1022的另一端背离端锥本体101向上倾斜延伸。参照图2所示，第二管段1022的右端与第一管段1021的左端相连，第二管段1022的左端朝向背离端锥本体101的方向倾斜向上延伸。由此，导向管102的结构简单，实现了在催化转化器2的出气端201低于导向管102的出气口1026的情况下气流导出均匀流畅，气流的偏心率和均匀性均满足设计标准。
48.在本实用新型的一些实施例中，第一管段1021的横截面为圆形或长圆形，和/或，在第一管段1021的长度方向上，第一管段1021为横截面不变的直管。如图5所示，第一管段1021的横截面为长圆形，且第一管段1021为横截面不变的直管。由此，第一管段1021的结构简单，长圆形设计使得气流偏心率和均匀性均达到设计标准。
49.在一些实验中证明，使用本实用新型实施例的后端锥1的气流均匀性可达0.99，且偏心率小于0.5，充分满足了后端锥1的设计标准。
50.这里需要说明的是，长圆形为长是直线宽是半圆的形状。
51.在本实用新型的一些实施例中，进气口1025在水平方向上的宽度a与气流腔1013在水平方向的最大径向尺寸b之间满足：a≥0.5b。可以理解的是，伸入气流腔1013的第一管段1021的横截面积设计的尽可能大，从而保证气流顺畅导出的同时，不影响气流偏心率和均匀性。
52.例如，进气口1025在水平方向上的宽度a可以为：0.5b、0.55b、0.6b、0.65b、0.7b、0.75b、0.8b、0.85b、0.9b、0.95b、1b等等。
53.在本实用新型的一些实施例中，如图3所示，导向管102包括：第一半管1023和第二
半管1024，第一半管1023在导向管102周向上的两端分别与第二半管1024在导向管102周向上的两端相连，以使第一半管1023与第二半管1024配合限定出通气通道1027。由此，设计第一半管1023和第二半管1024保证了产品设计工艺的可行性，降低了生产的难度。
54.在本实用新型的一些实施例中，第一半管1023和第二半管1024焊接连接，端锥本体101与导向管102焊接连接。由此，保证了产品设计工艺的可行性，且焊接连接方式简单，保证了后端锥1的结构强度，提高了第一半管1023与第二半管1024之间和导向管102与端锥本体101之间的连接强度。
55.为了保证后端锥1的结构强度和连接强度，优选地，第一半管1023与第二半管1024之间采用3系不锈钢焊丝，导向管102与端锥本体101之间采用3系不锈钢焊丝。
56.在本实用新型的一些实施例中，如图3所示，端锥本体101的顶部敞开形成为第一接口1011，在从上往下的方向上，气流腔1013的截面积逐渐减小，且气流腔1013的内壁形成为向下凹陷的弧面。由此，端锥本体101的结构简单，能够使得气流的偏心率和均匀性均满足设计标准，避免了端锥本体101受高温气流不均匀冲击焊缝局部开裂，导致连接失效漏气。
57.在本实用新型的一些实施例中，如图3所示，第二接口1012的周沿设有翻边1014，翻边1014沿第二接口1012的周向延伸为环形。由此，翻边1014增大了导向管102与端锥本体101之间的连接面积，提高了连接强度，并且翻边1014增强了端锥本体101的整体结构强度。
58.下面将参考图1-图5所示描述根据本实用新型一个具体实施例的后端锥1。
59.参照图2-图5所示，后端锥1包括：端锥本体101和导向管102。
60.具体地，端锥本体101内形成有气流腔1013，端锥本体101的顶部形成有第一接口1011，第一接口1011与气流腔1013和出气端201连通，端锥本体101的左侧壁形成有第二接口1012，第二接口1012与气流腔1013连通，第二接口1012的形状与第一管段1021适配，第二接口1012的周沿形成有环绕第二接口1012的周向延伸的翻边1014。
61.导向管102形成有进气口1025、出气口1026和通气通道1027，导向管102包括第一管段1021和第二管段1022，第二管段1022的右端与第一管段1021的左端相连，第二管段1022的左端朝向背离端锥本体101的方向倾斜向上延伸，第一管段1021的横截面为长圆形，且第一管段1021为横截面不变的直管，进气口1025形成于第一管段1021的右端，出气口1026形成于第二管段1022的左端，进气口1025和出气口1026与通气通道1027连通。导向管102包括第一半管1023和第二半管1024，第一半管1023在导向管102周向上的两端分别与第二半管1024在导向管102周向上的两端相连限定出通气通道1027。
62.在一些实施例中，导向管102伸入端锥本体101的长度l可根据实际需要进行调整，从而保证气流的偏心率和均匀性满足设计标准。
63.根据本实用新型第二方面实施例的车辆的排气系统100，包括：催化转化器2，催化转化器2具有出气端201和进气端202；前端锥，前端锥与进气端202相连；根据本实用新型第一方面实施例的后端锥1，后端锥1的第一接口1011连接出气端201。
64.根据本实用新型实施例的车辆的排气系统100，通过设置本实用新型第一方面实施例的后单锥，保证了制作工艺的可行性，防止了催化转化器2内产生涡流，增加了排气的流畅性，使得气流偏心率和均匀性均满足设计标准，延长了使用寿命。
65.在一些实施例中，后端锥1的第二管段1022的另一端与出气管3相连，前端锥连接
有法兰4。由此，排气系统100的结构简单，便于装配，提高了生产速度。
66.根据本实用新型第三方面实施例的车辆，包括根据本实用新型上述第二方面实施例的车辆的排气系统100。
67.根据本实用新型实施例的车辆，通过设置上述第二方面实施例的车辆的排气系统100，提高了车辆的产品性能和质量，使得车辆的内部空间设计更合理，结构更紧凑，且经济可靠。
68.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
69.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。
70.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。