ЭЛАСТИЧНЫЙ РУКАВ СИСТЕМЫ ТУРБОНАДДУВА ДВИГАТЕЛЯ АВТОМОБИЛЯ

Полезная модель относится к области машиностроения, а именно, к устройству соединения эластичных рукавов с патрубками и штуцерами системы турбонаддува.
Известны технические решения, в которых в системе турбонаддува двигателя при соединении патрубков и подводящих-отводящих рукавов для закрепления используются зажимные устройства - механические хомуты различной конструкции.
Известен зажим для соединения гибких шлангов с жесткими патрубками (а.с. СССР №523236, 1976 г.), выполненный в виде зажимного кольца и двух подвижно соединенных с ним крайних зажимных колец с отверстиями по диаметру шланга. Конструкция зажима достаточно проста, однако под действием возникающих в процессе работы вибраций незафиксированные кольца постепенно разжимаются, что делает работу данной конструкции в системе охлаждения двигателя автомобиля ненадежной.
Также известно техническое решение (В.И.Анурьев. Справочник конструктора машиностроителя, 1999 г., т.3, стр.473), в котором соединение рукава к жесткому элементу (ниппелю или штуцеру) выполнено с помощью зажимного элемента в виде хомута. В известном решении колебания наружного диаметра рукава компенсируются затяжкой ленты с помощью поворота элемента для затягивания, например, шплинта, с защемленной лентой в ушке хомута.
Недостатком таких соединений является то, что рукав при этом не охватывается по всему периметру и в месте соединения ветвей хомута на рукаве образуется гофр, а также то, что они недостаточно надежны из-за того, что в соединении имеется выступающая часть, из-за которой соединение может нарушиться, например, при задевании во время перемещения. Кроме того, в таком соединении элемент для затягивания - шплинт имеет тенденцию раскручиваться, что делает соединение также ненадежным.
Задачей полезной модели является повышение герметичности соединения патрубков системы турбонаддува с эластичными рукавами.
Поставленная задача решается тем, что эластичный рукав системы турбонаддува двигателя автомобиля, содержащей соединительные патрубки, эластичный рукав, обжатый на патрубках с помощью зажимного устройства, отличается тем, что на внутренней поверхности рукава, в зоне, соответствующей установке зажимного устройства, выполнены радиальные выступы.
Наличие радиальных выступов на внутренней поверхности эластичного рукава при его обжатии зажимным устройством, установленным на наружной поверхности рукава, приводит к увеличению контактного напряжения в зоне выступов на поверхности металл-эластомер. При этом обеспечивается плотное прилегание и обжатие эластомером сопрягаемого участка патрубка. Выступы, сформированные из эластичного материала, испытывая усиленное давление, при наличии свободного места рядом (расстояние между соседними выступами), деформируются. При этом деформируемая резина заполняет все риски, неровности и шероховатости поверхности патрубка, надежно герметизируя место соединения рукава с патрубком.
На фигуре изображено устройство соединения эластичного рукава с патрубком системы турбонаддува в разрезе, где: 1 - эластичный рукав; 2 - радиальные выступы на внутренней поверхности эластичного рукава; 3 - зона установки зажимного устройства; 4 - зажимное устройство; 5 - патрубок.
Эластичный рукав 1, имеющий радиальные выступы 2, зажимное устройство 4, размещенное в зоне 3 на наружной поверхности рукава, надет на патрубок 5 и зажат зажимным устройством 4.
В качестве зажимного устройства используется, например, ленточный хомут.
Радиальные выступы на внутренней поверхности эластичного рукава выполнены по его длине только на той части, которая надевается на соединительный патрубок.
Радиальные выступы формируют любым технологически приемлемым способом, например, выполнением канавок на технологической оснастке, используемой для изготовления рукава. Количество, форму и размер радиальных выступов определяют исходя из физико-химических свойств материала, технологической целесообразности (удешевления способа их формирования) и обеспечения возможности их деформирования.
При обжатии рукава, например, с помощью ленточного хомута происходит деформирование радиальных выступов на внутренней поверхности рукава вследствие передачи на внутренний слой рукава усилия обжима. Поскольку выступы выполнены из эластичного материала, деформируясь, они заполняют неровности, шероховатости, присутствующие на поверхности металлического патрубка, обеспечивая герметизацию соединения и повышая надежность работы системы.
В системах турбонаддува, как правило, используются рукава, армированные тканью или нитями. Наружный и внутренний слои такого рукава выполнены из эластомерного материала, например, силиконовой резины. Расположенный между ними промежуточный армированный слой препятствует передаче усилия обжима от наружного слоя, на который устанавливается зажимной элемент, к внутреннему слою, в большей степени отвечающему за герметичность соединения. В армированном рукаве модуль упругости конструкции становится более высоким, что приводит к уменьшению деформации внутренних слоев резинового рукава и негерметичности соединения.
Таким образом, радиальные выступы на внутренней поверхности эластичного рукава увеличивают слой сжимаемого материала с относительно более низким модулем упругости. Деформируясь, выступы заполняют неровности поверхности патрубка (или штуцера), плотно прилегая к поверхности, и тем самым, повышая герметичность соединения, что позволяет избежать возможного выхода из строя системы турбонаддува автомобиля и обеспечить стабильную работу двигателя.
Источники информации
1. Авторское свидетельство СССР №523236, 1976 г.
2. В.И.Анурьев. Справочник конструктора машиностроителя, 1999 г., т.3, стр.473