Выпускной коллектор для двигателя внутреннего сгорания

Полезная модель относится к области двигателестроения и может быть использована при проектировании и изготовлении коллекторов выпускных двигателей внутреннего сгорания. Технический результат -повышение надежности и долговечности работы выпускного коллектора, сохранение позиционного расположения осей крепежных отверстий под длительным температурным воздействием. Для этого в выпускном коллекторе между фланцами выполнены распорные перемычки, а между средними патрубками выполнено ребро жесткости, причем поперечное сечение перемычки находится в зависимости от толщины стенки F патрубка и определяется формулами: C=1,5÷4F; H=2÷5F; где С - толщина перемычки, Н - высота перемычки, при этом толщина ребра жесткости G находится в зависимости от толщины стенки F патрубка и определяется формулой G=0,3÷1,8F, кроме этого боковые стенки перемычек выполнены наклонными к оси крепежных отверстий.

Полезная модель относится к области двигателестроения и может быть использована при проектировании и изготовлении коллекторов выпускных двигателей внутреннего сгорания.

Известна конструкция коллектора выпускного для двигателей с рядным расположением, как минимум четырех цилиндров, имеющая отдельно образованные детали патрубка, причем соответственно два выходных фланца, с относящимся к ним патрубкам для отработавших газов и выходным фланцем, образуют взаимосвязанную, между ними, часть патрубка (см. патент DE 19818390A1 от 24.04.98г, Int. C1 ⁶ F 01 N 7/10).

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата, является отсутствие связующих элементов между патрубками и общих фланцев, что приводит к увеличению вибрации системы, интенсивному шумоизлучению. При работе известного устройства в зоне высоких температур, вследствие тепловых линейных расширений, имеется возможность перемещения фланцев относительно плоскости крепления к головке цилиндров, тем самым, воздействуя на точки крепления выпускного коллектора. Кроме этого, при использовании коллектора с двумя отдельными частями усложняется монтаж деталей при сборке и ремонте двигателя внутреннего сгорания.

Наиболее близким устройством того же назначения к заявленной полезной модели по совокупности существенных признаков является конструкция коллектора выпускного для двигателя внутреннего сгорания, имеющего расположение выпускных патрубков в ряд, вдоль направления движения автомобиля, из которых два соседних соединены вместе и расположены сзади по отношению к направлению движения, кроме этого,

они имеют более толстые стенки, по сравнению с находящимися спереди (см. патент JP 64-12021 от 06.07.1987 г, Int.C1.⁴ F 01 N 7/10).

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного устройства, принятого за прототип, является то, что указанная конструкция создает упрочнение за счет увеличения толщины стенки патрубков, только каналов третьего и четвертого цилиндров. При этом разностенность каналов выпускного коллектора, в результате температурного воздействия, приводит к неравномерному нагреву поверхностей, что в свою очередь приводит к короблению детали. При короблении коллектора происходит перемещение фланцев относительно плоскости крепления к головке цилиндров, что вызывает негативное воздействие на точки крепления выпускного коллектора и ухудшение его демонтажа при ремонте двигателя. Так же неравномерно распределенная масса коллектора приводит к росту уровня нагрузок на крепежные элементы, а неравномерное температурное распределение вдоль поперечного сечения из-за разной толщины стенок выпускных патрубков ведет к высокой вероятности образования трещин термического характера.

Сущность полезной модели - препятствовать образованию трещин выпускных патрубков из-за теплового напряжения за счет введения между фланцами выпускного коллектора распорных перемычек, а между патрубками дополнительного ребра жесткости, при этом они имеют определенное сечение и конфигурацию.

Технический результат - повышение надежности и долговечности работы выпускного коллектора, сохранение позиционного расположения осей крепежных отверстий под длительным температурным воздействием.

Указанный технический результат при осуществлении полезной модели достигается тем, что выпускной коллектор для двигателя внутреннего сгорания включает фланцы крепления выпускных патрубков, расположенных в ряд, вдоль направления движения автомобиля, из которых

два соединены вместе, особенностью является то, что между фланцами выполнены распорные перемычки, а между средними патрубками выполнено ребро жесткости, причем поперечное сечение перемычки находится в зависимости от толщины стенки F патрубка и определяется формулами: C=1,5÷4F; H=2÷5F; где С - толщина перемычки, Н - высота перемычки, при этом толщина ребра жесткости G находится в зависимости от толщины стенки F патрубка и определяется формулой G=0,3÷1,8F, кроме этого боковые стенки перемычек выполнены наклонными к оси крепежных отверстий.

Для пояснения настоящей полезной модели приведены следующие иллюстрации:

На фиг.1 - изображен общий вид выпускного коллектора, перпендикулярный плоскости крепления к головке цилиндров;

На фиг.2 - изображено сечение распорных перемычек А-А;

На фиг.3 - изображено сечение ребра жесткости В-В;

На фиг.4 - изображен общий вид выпускного коллектора со стороны фланца крепления к головке цилиндров.

Выпускной коллектор для двигателя внутреннего сгорания содержит четыре фланца 11 с патрубками 1, 2, 3, 4, соединенными попарно в два газовых канала 7, 6. Каналы имеют общий фланец 8 крепления приемной трубы глушителя. Между фланцами 11 расположены три распорных перемычки 9, боковые стенки 12 которых имеют наклон относительно осей крепежных отверстий 10, а между патрубками 2, 3 выполнено ребро жесткости 5.

Работа выпускного коллектора осуществляется следующим образом:

Отработавшие газы из крайних цилиндров проходят по выпускным патрубкам 1, 4, которые соединяются в канал 7, при этом отработавшие газы из средних цилиндров проходят по выпускным патрубкам 2, 3 и соединяются в канал 6. Каналы 6, 7 имеют общий фланец 8 крепления приемной трубы глушителя. При прохождении отработавших газов по патрубкам 1, 2, 3, 4 стенки выпускного коллектора нагреваются. Тепловые линейные

расширения способствуют смещению фланцев 11 внутрь, но распорные перемычки 9 с наклоном боковых стенок 12 относительно осей отверстий 10 и перемычка жесткости 5 не дают возможности перемещения, тем самым, устраняя коробление фланцев крепления к головке цилиндров и исключая позиционное смещение осей крепежных отверстий 10 под температурным воздействием.

Преимущество заявленной полезной модели состоит в том, что по сравнению с известными конструкциями выпускных коллекторов повышается надежность и долговечность работы выпускного коллектора, сохраняется позиционное расположение осей отверстий крепления выпускного коллектора к двигателю, благодаря введению между фланцами распорных перемычек, а между средними патрубками ребра жесткости, при этом они имеют определенное сечение и конфигурацию, находящиеся в зависимости от толщины стенки патрубка.

1. Выпускной коллектор для двигателя внутреннего сгорания, состоящий из фланцев крепления выпускных патрубков, расположенных в ряд, вдоль направления движения автомобиля, из которых два соединены вместе, отличающийся тем, что между фланцами выполнены распорные перемычки, а между средними патрубками выполнено ребро жесткости.

2. Выпускной коллектор по п.1, отличающийся тем, что поперечное сечение перемычки находится в зависимости от толщины стенки F патрубка и определяется формулами

C=1,5÷4F; H=2÷5F,

где С - толщина перемычки;

Н - высота перемычки.

3. Выпускной коллектор по п.1, отличающийся тем, что толщина ребра жесткости G находится в зависимости от толщины стенки F патрубка и определяется формулой G=0,3÷1,8F.

4. Выпускной коллектор по п.1, отличающийся тем, что боковые стенки перемычек выполнены наклонными к оси крепежных отверстий.