Выхлопной трубопровод многоцилиндрового поршневого двигателя внутреннего сгорания с наддувом Советский патент 1990 года по МПК F02B37/02 F01N7/08 

Изобретение относится к машиностроению, а именно к двигателестрое- нию, в частности к выпускным системам двигателей.

Цель изобретения - повышение надежности путем компенсации предварительно созданных в конструкции трубопровода напряжений за счет его теплового расширения.

На фиг. 1 представлен смонтированный коллектор, вид сверху; на фиг.2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 2; на фиг, 4 - разрез В-В на фиг, 2; на фиг. 5 - коллектор с крышкой, вид с торца; на фиг. 6 - коллектор с крышкой, состоящей из двух половин, вид с торца; на фиг. 7 - разрез Г-Г на фиг. 5; на фиг, 8 - разрез Д-Д на фиг. 6; на фиг. 9 - коллектор с крышкой, состоящей из четырех частей, вид с торца; на фиг. 40 - разрез Е-Е на фиг. 9; на фиг. 11 - разрез Ж-Ж на фиг, 1.

Выхлопной трубопровод содержит по меньшей мере.один коллектор 1. Герметичный кожух, в который заключен коллектор , состоящий из охлаждаемых во-, дои деталей 2 и 3. Коллектор 1 составлен из отдельных участков 4, 5 и 6, причем в случае многоцилиндрового двигателя коллектор 1 расположен в объеме картера 7 двигателя между V-об- разно расположенными рядами цилиндров. Каждый участок 4, 5 и 6 состоит из двух лоткообразных деталей 8 и 9, которые, прилегая друг к другу отбортованными параллельно оси участка фланцами 10 и 11, образуют между собой поперечное сечение трубопровода,

0

5

причем длина каждого участка выполнена равной расстоянию между цилиндрами. Лоткообразные детали каждого из участков 4, 5 и 6 установлены с обраr зованием компенсационных зазоров, которые прикрыты защитными полосами 12 и 13, перекрывающими концы соседних участков и закрепленными при ломощи винтов. 14, а сами участки 4, 5 и 6 закреплены от перемещений в продольном и поперечном направлениях при помощи фиксирующих винтов 15, Между фланцами и кожухом в местах их соединения винт.ами 14 и 15 установлены прокладки 16, которые могут быть выполнены из теплоизоляционного материала. В месте крепления защитных полос 12 и 13 к кожуху установлена промежуточная плита 17, обеспечивающая в зоне перекрытия зазор и возможность теплового расширения участков 4, 5 и 6, Участки коллектора 1 выполнены с отверстиями 18, к которым подключены газовыхлопные патрубки, сообщенные с турбиной, и закреплены на консолях 19 кожуха, К каждому участку подключен индивидуальный выпускной патрубок 20 цилиндра. Фиксирующие

винты 15 расположены в зоне подключения индивидуальных патрубков 20,

0 На обоих торцах коллектора 1 установлены съемные крышки 21-23, каждая из которых выполнена выпуклой и снабжена фланцем, отформованным внутрь коллектора и контактирующим с торца5 ми крайних лоткообразных участков.

Крышка 21 выполнена цельной и закреплена на крайнем участке 4 в двух местах, причем в одном месте жестко.

0

5

э 16

а в другом - е возможностью перемещения .

Крышка может быть разделена на две половины 22 и 23 с образованием компенсационного зазора, при этом каж дан половина 22 и 23 крышки жестко за креплена на торце коллектора 1 при помощи винтов 24 и 25.

Крышка может быть разделена на четыре части 26-29, на каждой из которых отформован фланец, направленный внутрь коллектора и снабженный отогнутым участком, которым совместно с фланцами лоткообразных крайних участков коллектора 1 закреплен на кожухе при помощи винтов 30.

Выхлопной трубопровод работает следующим образом.

При выпуске газов из цилиндров они по индивидуальным выпускным патрубкам 20 поступают внутрь коллектора 1 и удаляются из него через отверстия 18 в турбину. При прохождении горячих газов конструкция выхлопного трубопровода нагревается, что вызывает изменение длины ее элементов. Частично компенсация термических напряжений в конструкции трубопровода обеспечивается за счет создания предварительных напряжений при распираний лот- кообразных участков 4, 5 и 6 при монтаже трубопровода. Распирание осуществляют на величину, которая соответствует ожидаемому при рабочей температуре тепловому расширению. Предварительное напряжение, производимое в лоткообразных участках за счет расширения, представляет собой в холодном состоянии полностью некритическую нагрузку, которая при достижении рабочей температуры вследствие теплового расширения компенсируется.

Также компенсируется за счет теплового расширения создаваемое в крышке предварительное напряжение за счет деформации выпуклости согласованной с контуром торца коллектора 1.

Кроме компенсации предварительных напряжений, лоткообразные участки перемещаются в осевом направлении, что обеспечивается креплением защитных полос 12 и 13. Выполнение защитных полос обеспечивает их установку с усилием, которое позволяет гасить вибрацию лоткообразных участков.

Выполнение сборной конструкции выхлопного трубопровода позволяет повысить его надежность за счет компенса18284. 6

ции напряжений., уменьшить вибрацию

при прохождении потоков газа по проточной части и обеспечить надежное крепление коллектора в кожухе.

„5

Формула изобретения

1. Выхлопной трубопровод многоцилиндрового поршневого двигателя внутреннего сгорания с наддувом, содержащий по меньшей мере один коллектор, составленный из отдельных участков и снабженный по меньшей мере одним 1

газовыхлопным патрубком, подключен- - ным к турбине, индивидуальные выпускные патрубки цилиндров, подключенные к участкам коллектора, герметичный кожух, в котором размещен коллектор,

и съемную крышку, установленную на одном из торцов коллектора, причем длина каждого участка равна расстоянию между цилиндрами и участки установлены с компенсационным зазором

между ними, который перекрыт защитной полосой, закрепленной на кожухе при помощи винтов, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности путем компенсации предварительно созданных в конструкции трубопровода напряжений за счет его теплового расширения, трубопровод снабжен дополнительной съемной крышкой, установленной на другом его торце, газовыхлопные патрубки подключены к участкам коллектора, каждый из которых выполнен в виде лотка с отбортованными параллельно его оси фланцами, . закрепленными на кожухе при помощи

фиксирующих винтов, причем фиксирующие винты размещены в зоне подключения индивидуальных выпускных патрубков цилиндров, обе съемные крышки закреплены с возможностью контакта с

торцами крайних лоткообразных участков, а между фланцами и кожухом в местах их соединения винтами установлены прокладки из теплоизоляционного материала.

2. Трубопровод до п. 1, о т л и чающийся тем, что каждая съемная крышка выполнена выпуклой и снабжена фланцем, отформованным внутрь коллектора и контактирующим с торцами крайних лоткообразных участков.

3. Трубопровод по пп. 1 и 2, о т- личающи.йся тем, что каждая съёмная крышка закреплена в двух

местах, причем в одном месте жестко, а в другом -. с возможностью перемещения.

4. Трубопровод по пп. 1 и 2, о т- личающийся тем, что каждая кр ышка разделена пополам с образованием между половинками компенсационного зазора и каждая половина крышки жестко закреплена на торце коллектора

5. Трубопровод по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что каждая

крышка разделена на четыре части, на каждой из которых отформован фланец, направленный внутрь коллектора.

6, Трубопровод по п. 5, о т л и - чающийся тем, что фланцы частичных крышек выполнены с отогнутыми участками, которыми совместно с фланцами лоткообразных крайних участков коллектора закреплены на кожухе при помощи винтов.

Изобретение относится к машиностроению, а именно к двигателестроению. Цель изобретения - повысить надежность выхлопного трубопровода путем компенсации предварительно созданных в его конструкции напряжений за счет его теплового расширения. Трубопровод содержит по меньшей мере один коллектор 1, заключенный в герметичный кожух, состоящий из охлаждаемых водой деталей 2 и 3. Коллектор составлен из отдельных участков лоткообразной формы, которые прилегают друг к другу отбортованными фланцами и образуют между собой поперечное сечение трубопровода. Участки установлены с образованием между ними компенсационных зазоров, которые прикрыты защитными полосами 12, 13, закрепленными при помощи винтов, а сами участки закреплены при помощи фиксирующих винтов. Между фланцами и кожухом в местах их соединения винтами установлены прокладки. На обоих торцах коллектора расположены съемные крышки. Одна из крышек 21 выполнена цельной и закреплена в двух местах, причем в одном месте жестко, а в другом - с возможностью перемещения. Крышка может также быть выполнена из двух половинок, разделенных компенсационным зазором, или из четырех частей. Предварительные напряжения создают при установке участков и при креплении крышек, что позволяет повысить надежность и уменьшить вибрацию конструкции. 5 з.п. ф-лы, 11 ил.

27

27

Фие.1

Б-Б

--.

24

м

Фиг. 6

1618284 &-&

фиг. h

2/

f

г

Фиг. 7

вг

х

о о

6 гпф

вг

вг

LI

о о

а

9г

V-V.

Ш81Чж-ж

фи г. 17