Теплозащитный экран

Заявляемая полезная модель относится к области двигателестроения, а именно, к теплозащитным экранам, устанавливаемым на двигатель внутреннего сгорания для предотвращения повреждения деталей в моторном отсеке транспортного средства от теплового излучения системы выпуска отработавших газов, например: выпускного коллектора, турбокомпрессора, нейтрализатора.
Известна конструкция экрана теплоизолирующего для двигателя внутреннего сгорания по патенту РФ №2310085 (F02B 77/11 20.06.2007), содержащего экранирующую поверхность, закрывающую выпускной коллектор, причем экран имеет как минимум два отверстия под болтовое крепление к выпускному коллектору, расположенные на одной оси, вдоль оси, проходящей через отверстия под болтовое крепление, выполнен желобообразный выступ, а экранирующая поверхность выполнена однослойной, толщина слоя которой находится в диапазоне от 0,5 до 1,5 мм и с обеих сторон имеет газотермическое напыление толщиной 0,02…0,05 мм при этом экранирующая поверхность содержит как минимум два ребра жесткости, выполненные поперек желобообразного выступа. Газотермическое напыление защищает экран от коррозионного воздействия внешней среды. Однако однослойная конструкция экрана может недостаточно снижать тепловое излучение от изолируемых деталей двигателя, так как металлический материал экрана обладает высокой теплопроводностью.
Наиболее близким аналогом заявляемого теплозащитного экрана является защитный металлический экран по авторскому свидетельству СССР №244806 (F02F 16/02 28.05/1969) выполненный в виде нескольких листов, разделенных зазорами. Применение экрана состоящего из нескольких металлически листов, разделенных воздушными зазорами, позволяет более эффективно снижать тепловое излучение, так как воздух является хорошим теплоизолятором. Однако соединение металлических листов с помощью планок и винтов не является надежным, так как от вибрации резьбовые соединения могут ослабнуть, что приведет к увеличению уровня шума. Отсутствие термостойкого антикоррозионного покрытия приведет к коррозии экрана от воздействия внешней среды.
Технический результат полезной модели - создание надежной в работе конструкции, обеспечивающей эффективную теплоизоляцию деталей системы выпуска отработавших газов.
Указанный технический результат достигается тем, что теплозащитный экран выполнен из нескольких металлических листов, между которыми имеются зазоры. Металлические листы выполнены из стали с двухсторонним алюминиевым покрытием. Кромка хотя бы одного металлического листа завальцована, по крайней мере, на части кромки. Алюминиевое покрытие имеет легирующую добавку кремния.
Зазоры между стальными листами позволяют значительно снизить теплопроводность экрана. Алюминиевое покрытие стальных листов надежно защищает экран от коррозии при воздействии и окружающей среды в условиях высокой температуры. Кроме этого алюминиевое покрытие с внутренней стороны теплозащитного экрана, обращенной к источнику тепла, позволяет частично отражать инфракрасное излучение и уменьшает нагрев теплозащитного экран. Добавление кремния в алюминий способствует более ровному нанесению покрытия на поверхность стальных листов, снизить микротвердость стали и увеличить ее способность к деформированию, что облегчает формование экранов сложной формы.
Кромка наружного металлического листа завальцована вокруг кромок внутренних металлических листов. Кромки всех металлических листов завальцованы.
Завальцованная кромка придает жесткость и прочность теплозащитному экрану, надежно соединяет металлические листы, и позволяет уменьшить толщину металлических слоев экрана по сравнению с экраном без завальцованной кромки.
Заявляемый теплозащитный экран иллюстрируется следующими рисунками.
На фиг. 1 представлен вид теплозащитного экрана, закрепленного на выпускном коллекторе двигателя внутреннего сгорания, на фиг. 2 представлен разрез по сечению 1-1 фиг. 1, на фиг. 3 изображена кромка с завальцовкой всех металлических слоев на увеличенном виде 2 фиг. 2, на фиг. 4 изображена кромка с завальцовкой наружного металлического листа вокруг нижних металлических листов на увеличенном виде 2 фиг. 2.
Теплозащитный экран 1 выполнен из нескольких металлических листов. Наружный металлический лист 2 и внутренний металлический лист 3 разделены воздушным зазором 4. Наружный металлический лист 2 и внутренний металлический лист 3 выполнены из стали с двухсторонним алюминиевым покрытием 5. Кромка металлических листов экрана имеет завальцовку 6, по крайней мере, на части кромки. Алюминиевое покрытие 4 имеет легирующую добавку кремния.
Работа теплозащитного экрана осуществляется следующим образом. Теплозащитный экран прикрепляют к выпускному коллектору 7 двигателя внутреннего сгорания 8. Как правило, в большинстве случаев достаточно, чтобы экран имел два стальных листа. Стальные листы теплозащитного экрана скреплены между собой с помощью завальцовки кромки (фиг. 3). При этом завальцовывают как кромку 9 наружного металлического листа, так и кромку 10 внутренних металлических листов. Кромка может быть завальцована по всей длине или может быть частично завальцована, например завальцовка может отсутствовать на участках с маленьким радиусом. Для облегчения завальцовки в теплозащитных экранах сложной формы завальцовывают только кромки 9 наружного металлического листа вокруг кромок 10 нижних металлических листов (фиг. 4).
Воздушные зазоры между стальными листами позволяют значительно снизить теплопроводность экрана. Эти воздушные зазоры могут быть образованы за счет отличий форм стальных листов теплозащитного экрана при отдельном формовании каждого стального листа, если требуется создать воздушные промежутки в несколько миллиметров. Чаще всего достаточно воздушного зазора около 0,1 мм, который может быть достигнут при одновременном формовании всех стальных листов за счет обратного пружинения стальных листов.
Алюминиевое покрытие стальных листов надежно защищает экран от коррозии при воздействии и окружающей среды в условиях высокой температуры. Кроме этого алюминиевое покрытие с внутренней стороны теплозащитного экрана, обращенной к источнику тепла, позволяет частично отражать инфракрасное излучение и уменьшает нагрев теплозащитного экран. Добавление кремния в алюминий способствует более ровному нанесению покрытия на поверхность стальных листов, снизить микротвердость стали и увеличить ее способность к деформированию, что облегчает формование экранов сложной формы.
Заявляемая полезная модель может быть выполнена имеющимися техническими средствами на имеющемся оборудовании.
Предложенный теплозащитный экран имеет надежную в работе конструкцию, обеспечивающую эффективную теплоизоляцию деталей системы выпуска отработавших газов.