用于端盖模块的铸造安装子结构的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种端盖模块，该端盖模块将两个排气部件连接在一起，并且该端盖模块刚性地附接至车辆结构。
【背景技术】
[0002]排气系统是众所周知的并且与燃烧式发动机一起使用。排气系统包括排气管，排气管将热的排气从发动机输送到其他排气系统部件，例如催化转化器、消音器、共振器等。如已知的，催化转化器容纳催化剂，排气和过剩的空气穿过该催化剂以使得一氧化碳和碳氢化合物污染物被氧化成二氧化碳和水。
[0003]端盖安装模块将催化转化器连接至排气管。端盖安装模块包括使得该模块能够被安装至车辆结构如底盘的安装结构。
[0004]在一个已知的构型中，端盖安装模块由焊接在一起的多个冲压金属板部分形成。在操作期间，高负载力施加到催化转化器中，并且端盖安装模块在焊接接头接口特别是用于安装结构的那些接口上施加相当大的应力水平。这些应力水平能够导致焊接接头接口处的破裂，这不利地影响了部件的耐久性，并且能够导致过早的失效。
[0005]在另一个已知的构型中，端盖安装模块包括铸造成单件式部件的端盖本体。该单件式部件包括用于与催化转化器连接的安装接口和用于与下游排气管连接的安装接口。这种铸造端盖安装模块克服了冲压端盖安装模块的缺点；然而，这是以增加部件的重量为代价的。此外，具有铸造结构要求对外表面进行喷漆以避免生锈，这进一步增加了成本。
【发明内容】
[0006]在一个不例性实施方式中，用于车辆排气系统的端盖模块包括外壳和内壳，外壳和内壳配合以限定内腔。外壳包括构造成用于附接至车辆结构的安装接口。铸造内部子结构安装在内腔内，使得铸造内部子结构定位在内壳与外壳之间。
[0007]在以上所述的进一步的实施方式中，外壳由未喷漆的金属板形成。
[0008]在任何以上所述的进一步的实施方式中，外壳包括至少第一部分和第二部分。第一部分包括基部表面，基部表面包括安装接口，并且第二部分包括用于连接至第一排气部件的第一连接接口和用于连接至第二排气部件的第二连接接口。
[0009]在任何以上所述的进一步的实施方式中，铸造内部子结构靠在基部表面上，使得外壳的第一部分夹在车辆结构与铸造内部子结构之间。
[0010]在另一示例性实施方式中，用于车辆排气系统的端盖模块包括外壳，该外壳包括至少第一外壳部分和第二外壳部分。第一外壳部分包括构造成用于附接至车辆结构的安装接口。第二外壳部分限定了第一连接接口和第二连接接口。铸造内部子结构安装至第一外壳部分。内壳安装在第一外壳部分与第二外壳部分之间以限定在第一连接接口与第二连接接口之间延伸的排气通道。铸造内部子结构定位在内壳与第一外壳部分之间。
[0011]在任何以上所述的进一步的实施方式中，内壳包括至少第一内壳部分和第二内壳部分。第一内壳部分包括限定了排气通道的基部表面。第二内壳部分包括与第一连接接口对准的第一开口以及与第二外壳部分中的第二连接接口对准的第二开口。
[0012]在任何以上所述的进一步的实施方式中，在铸造内部子结构与第一内壳部分之间具有第一层绝热体，并且在第二外壳部分与第二内壳部分之间具有第二层绝热体。
[0013]在另一示例性实施方式中，车辆排气系统包括催化转化器、排气管、以及将催化转化器连接至排气管的端盖模块。该端盖模块包括上述变型中的任一种。
【附图说明】
[0014]图1是包括安装至车辆结构并且将催化转化器连接至排气管的端盖模块的车辆排气系统的示意图。
[0015]图2是结合了本发明的端盖模块的分解图。
[0016]图3是图2的端盖模块的立体图。
[0017]图4是图3的端盖模块的截面图。
【具体实施方式】
[0018]图1示出了车辆排气系统10，其中，排气从车辆发动机12被引导至包括催化转化器14的下游排气部件。如已知的，催化转化器14通过催化化学反应将排气中有毒的副产物转化为毒性较小的物质。催化转化器14包括基材16，基材16定位在具有排气入口 20和排气出口 22的壳体18中。当排气流过基材16时，污染物例如一氧化碳、未燃烧的碳氢化合物以及氮的氧化物转化为毒性较小的物质，例如二氧化碳和水。
[0019]端盖模块24安装至催化转化器14的一端。端盖模块24包括接收来自排气管28的排气的入口 26。此外，端盖模块24包括使得端盖模块24能够安装至车辆结构32如底盘的安装接口 30。排气从发动机12流入排气管28中，然后流过端盖模块24并且进入催化转化器14中，气体在催化转化器14中离开出口 22。来自出口 22的排气随后被引导至另外的下游排气部件34，并且最终经由尾管排出至大气。
[0020]如图2所示，端盖模块24包括限定了内腔42 (图3)的外壳40和定位在内腔42内的内壳44。外壳40包括安装接口 30，安装接口 30构造成用于附接至车辆结构32(图1)。铸造内部子结构46也安装在内腔42内。可以使用能够耐受车辆排气系统10的高温和腐蚀环境的任何合适的铸造材料，例如铸铁。内壳44定位在内腔42内，使得铸造内部子结构46定位在内壳44与外壳40之间，即夹在内壳44与外壳40之间。内壳44提供了至少部分地限定排气通道48 (图4)的内表面。
[0021]在一个示例中，绝热体50安装在内壳44与外壳40之间的空气间隙中。适合于车辆排气系统10的高温和腐蚀环境的任何类型的绝热材料都可以在端盖模块24内使用。可选地，空气间隙本身也能够提供绝热效果。
[0022]外壳40包括至少第一部分40a和第二部分40b。第一部分40a包括基部表面52，基部表面52包括安装接口 30，第二部分40b包括用于连接催化转化器14的第一连接接口54和用于连接至排气管28的第二连接接口 56。第一连接接口 54由形成在外壳的第二部分40b内的开口 54a限定。第二连接接口 56由形成在外壳的第二部分40b内的开口 56a限定。
[0023]第一部分40a包括向上延伸的壁部58，壁部58从基部表面52的外周向外延伸以至少部分地限定内腔42。铸造内部子结构46靠在基部表面52上，使得外壳40的第一部分40a夹在车辆结构32与铸造内部子结构46之间。在一个示例中，外壳40包括金属板。该金属板优选地包括不锈钢，使得外壳40的外表面60无需喷漆，即，外表面60包括未喷漆表面。相比于先前的需要油漆涂层来防止生锈的铸造设计，这降低了成本。
[0024]内壳44至少包括第一部分44a和第二部分44b，第一部分44a和第二部分44b附接至彼此以形成排气通道48。第一部分44a包括基部表面62a和向上延伸的壁部62b，基部表面62a和壁部62b限定了排气通道48。第二部分44b限定了与外壳40的第二部分40b的第一连接接口 54对准的第一连接接口 64以及与外壳40的第二部分40b的第二连接接口 56对准的第二连接接口 66。第一连接接口 64由形成在内壳44的第二部分44b内的开口 64a限定。开口 64a与外壳40中的开口 54a对准。第二连接接口 66由形成在外壳44的第二部分44b内的开口 66a限定。开口 66a与外壳中的开口 56a对准。
[0025]在图2至图4中所示的示例中，外壳40的第一部分40a靠在车辆结构32的安装表面上。铸造内部子结构46靠在外壳40的第一部分40a的基部表面52上。第一层绝热体50a定位在铸造内部子结构46与内壳44的第一部分44a之间。内壳44的形成了内壳44的上部的第二部分44b随后装配到内壳44的第一部分44a上以形成排气通道48。第二层绝热体50b定位在内壳44的第二部分44b与外壳40的第二部分40b之间。因此，端盖模块24包括具有一体的铸造子结构的分层金属板的结构，相比于先前的全铸造设计，这种结构减轻了重量。此外，该铸造子结构通过将外壳40夹在车辆结构32上而将端盖模块刚性地保持在位。
[0026]在一个示例中，铸造内部子结构46包括具有第一组紧固件开口 72的多个紧固件凸部70。外壳40包括与第一组紧固件开口 72对准的第二组紧固件开口 74。多个紧固件76被接纳在第一组紧固件开口 72和第二组紧固件开口 74中以将铸造内部子结构46和外壳40紧固至车辆结构32。因此，紧固件76通过位于铸造内部子结构46与车辆结构32之间的金属板保护层即外壳40的第一部分40a而将铸造内部子结构46刚性地紧固至车辆结构32。这获得了这样的安装结构，即铸造内部子结构46:该安装结构将端盖模块24在高的轴向载荷、扭转载荷和弯曲载荷