ВЫПУСКНОЙ КОЛЛЕКТОР ДЛЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

Выпускной коллектор для двигателя внутреннего сгорания Полезная модель относится к области двигателестроения и может быть использована при проектировании и изготовлении выпускных коллекторов двигателей внутреннего сгорания.
Известна конструкция выпускного коллектора 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 19818390 А1 от 24.04.98 г, F01N 7/10).
Недостатком данной конструкции является отсутствие связующих элементов между патрубками и общих фланцев, что приводит к увеличению вибрации системы и интенсивной шумности. 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.
Известно устройство того же назначения к заявленной полезной модели по совокупности существенных признаков является конструкция выпускного коллектора 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 JPS 6412021 от 17.01.1989 г. F01N 7/10).
Недостатком данной конструкции 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.
Наиболее близким устройством того же назначения к заявленной полезной модели принятого за прототип, является конструкция выпускного коллектора для двигателя внутреннего сгорания, имеющего расположение выпускных патрубков в ряд, вдоль направления движения автомобиля, по техническому решению по патенту РФ №49907, публ. 10.12.2005, F01N 7/10.
Выпускной коллектор для двигателя внутреннего сгорания, состоит из четырех фланцев крепления выпускных патрубков, расположенных в ряд вдоль направления движения автомобиля, два из которых являются крайними, а два - средними, между фланцами выполнены распорные перемычки, а между патрубками выполнено ребро жесткости.
Недостатком данного решения является неравномерность снятия тепла с выпускного коллектора, что повышает тепловое напряжение и способствует образованию трещин в выпускных патрубках.
Задача полезной модели - повышение препятствования образованию трещин выпускных патрубков из-за теплового напряжения и сохранение позиционного расположения осей крепежных отверстий под длительным температурным воздействием.
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 за счет того, что выпускной коллектор для двигателя внутреннего сгорания, состоящий из четырех фланцев крепления выпускных патрубков, расположенных в ряд, два из которых являются крайними, а два -внутренними, между фланцами выполнены распорные перемычки, а между патрубками выполнено ребро жесткости, согласно полезной модели между патрубками выполнено еще одно ребро жесткости, причем ребра жесткости расположены между крайними и внутренними патрубками.
Толщина H ребер жесткости может находиться в зависимости от толщины стенки F и определяться формулой H=0,25-1,5F
Предпочтительно, чтобы толщина ребер жесткости была одинаковой.
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 А-А фиг. 1;
На фиг. 3 - изображен общий вид выпускного коллектора со стороны фланца крепления к головке цилиндров.
Выпускной коллектор для двигателя внутреннего сгорания содержит четыре фланца 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, а между патрубками 1 и 2, выполнено ребро жесткости, а также между патрубками 3 и 4 выполнено ребро жесткости 5. Толщина H ребер жесткости может находиться в зависимости от толщины стенки F и определяться формулой H=0,25-1,5F. Предпочтительно, чтобы толщина ребер жесткости была одинаковой.
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 и каждое ребро жесткости не дают возможности перемещения, тем самым, не позволяют создать коробление фланцев крепления к головке цилиндров и исключают позиционное смещение осей крепежных отверстий 10 под температурным воздействием. Предложенное расположение ребер жесткости 5 позволяет более равномерно снимать температурное воздействие и тем самым увеличить срок работы выпускного коллектора.
Преимущество заявленной полезной модели состоит в том, что по сравнению с прототипом предлагаемый выпускной коллектор имеет повышенную надежность и долговечность работы, сохраняется устойчивое позиционное расположение осей отверстий крепления выпускного коллектора к двигателю. Это достигается благодаря введению между фланцами не только распорных перемычек, но и ребер жесткости, расположенных между крайними и средними патрубками, при этом ребра жесткости имеют определенную толщину. Толщина каждого ребра жесткости H находится в зависимости от толщины стенки F патрубка и определяется формулой Н=0,25-1,5F. Предпочтительно, чтобы толщина ребер жесткости была одинаковой.
Промышленная применимость очевидна. Опытное изготовление выпускного коллектора и его испытание доказало осуществимость поставленной задачи и эффективность по сравнению с прототипом, причем эксперименты доказали, что толщину каждого ребра жесткости H не целесообразно делать менее 0,25 толщины стенки патрубка, так как снижается его прочность, а выполнение толщины каждого ребра жесткости более 1,5 толщины стенки патрубка F не целесообразно из-за увеличения металлоемкости выпускного коллектора и его неоправданного повышения стоимости. Предпочтительно, чтобы толщины ребер жесткости были равны.