Неохлаждаемый выпускной коллектордВигАТЕля ВНуТРЕННЕгО СгОРАНия СгАзОТуРбиННыМ НАддуВОМ Советский патент 1981 года по МПК F02B37/02 

Изобретение относится к машиностроению, в частности двигателестроениюД именно к устройству выпускных кол лекторов двигателей внутреннего сгорания с газотурбинным наддувом. Известны неохлаждаемые выпускные коллекторы двигателей внутреннего сгорания, содержалще выпускной трубо1аровод, снабженный секциямои, каждая из которых подключена через компенсатор к соседней секции и через привалочную поверхность фланца выпуск ного патрубка - к крьшке цилиндра, и газоподводящий патрубок турбокомпрессора, снабженный компенсатором и подсоединенш 1й под углом к крайней сект ции выпускного трубопровода СО при работе двигателя неохлаждаемый выпускной коллектор, значительно нагреваясь, расширяется. При этом ось коллектора стремится к параллельному перемещению в плоскости,проходя щей через эту ось и центры привалочных поверхностей фланцев крепления выпускных патрубков к цилиндрам, а секции удлиняются вдоль оси коллектора. Удлинения компенсируются осевым . сжатием компенсаторов, расположенных между секциями коллектора. Параллельному же перемещению оси коллектора препятствует его связь с турбокомпрессором, что щ)иводит к возникновению неосевых усилий, вызывающих деформацию,и, как следствие этого, напряженное состояние и разрушение элементов конструкции коллектора в особенности компенсаторов сильфонного типа, наиболее широко примёняе «.пс в современш 1х конструкциях неохлаждавмых ВЫПУСК1ШХ коллекторов. Это п роисходит из-за несовпадения угла подсоединения газоподводяще1к патрубка к крайней секции выпускного трубопровода с направлением результирующей теплового перемещения точки пересечения оси коллектора с осью газоподводящего патрубка.

Цель изобретения - уменьшение напряжений в выпускном коллекторе от темических деформаций.

Поставленная цель достигается тем что ось газоподводящего патрубка расположена на линии, проходящей.через центр привалочной поверхности фланца выпускного патрубка крайней секции.

На фиг.1 и 2 представлена принципиальная схема выпускного коллектора в проекциях.

Выпускной коллектор включает в себя выпускной трубопровод, снабженный секциями 1,2 и 3, компенсаторами 4 и 5 и выпускными патрубками 6,7 и 8 и газоподводящим патрубком 9 турбокомпрессора 10, снабженный компенсатором П, и подсоединенный под углом к крайней секции 3 выпускного трубопровода. Секции 1,2 и 3 подключены к крьппке 12 цилиндра через привалочные поверхности 13,14 и 15 фланцев 16,17 и 18 выпускных патрубков 6,7 и 8.

Газоподводящий патрубок 9 подключен к турбокомпрессору 10 через привадочную поверхность 19 фланца 20. При этом ось YY газоподводящего патрубка 9 наклонена под углом к оси XX выпускного трубопровода и расположена на линии, проходящей через центр 21 привалочной поверхности 15 фланца 18 выпускного патрубка 8 крайней секции 3.

Неоклаждаемый выпускной коллектор работает следуницим образом.

При работе двигателя выпускной коллектор нагревается и за счет линейных расширений выпускных патрубков 6-8 и секций 1,2 и 3 начинает перемещаться в сторону от крышек цилиндров. Осевые перемещения секций 1,2 и 3 воспринимаются компенсаторами 4 и 5, а осевое перемещение крайней секции 3 в сторону газоподводящего патрубка 9 приводит к возникновению неосевых термических напряжений.

Направление перемещения точки А определяется результирующей АВ, составляющих АС. и С B,f соответственно осевого и перпендикулярного к оси XX (параллельного перемещения оси коллектора XX) температурного расширеюся коллектора от точки Б до точки А..

Результирующая АВ. теплового перемещения точки А легко определяется как гипотенуза прямоугольного треугольника АВ С/1, катетами которого являются составляющие АС и С В, перемещения точки А соответственно по оси XX.и перпендикуляру к ней. Так как тепловое перемещение точки А

по оси XX и перпендикуляру к ней пропорционально соответствующим ее координатам СА и ВСотносительно точки В, то прямоугольные треугольники ABC и АВ., С., подобны и поэтому

результирующая АВ перемещения точки А расположена на линии, проходящей через точки А,В и Д, т.е. на оси YY газоподводящего патрубка 9 турбокомпрессора 10.

Такая связь выпускного коллектора с турбокомпрессором 10 не препятствует параллельному перемещению оси XX коллектора при его термическом расширении, так как точка А в этом

случае перемещается по оси YY перехода коллектора к турбокомпрессору.

Таким образом, неОсевые термичес- кие деформации и напряжения в предлагаемой конструкции снижаются, а

осевые перемещения полностью воспринимаются компенсаторами, работающими на сжатие. Это существенно повышает ресурс выпускного коллектора и его эксплуатационную надежность и,

следовательно, значительно снижает эксплуатационные расходы.

fФормула изобретения

Ееоклаждаемый выпускной коллектор

двигателя внутреннего сгорания с газотурбинным наддувом, содержаний выпускной трубопровод, снабженньй секциями, каждая из которых подключена через компенсатор к соседней

секции и через привалочную поверх-, ность фланца выпускного патрубка к крышке цилиндра, и газоподводящий патрубок турбокомпрессора, снабженный компенсатором и подсоединенный под углом к крайней секции выпускного трубопровода, отличающийся тем, что, с. целью уменьшения напряжения от термических деформаций, ось газоподводящего патрубка расположена на линии, проходя- . щей через центр привалочной поверхности фланца выпускного патрубка крайней секции.

Источники информации,

приняты е во внимание при экспертизе

1. Заявка ФРГ № 2625788,кл. F 02 В 37/02, опублик. 1977 Гпрототип.