ВЫПУСКНОЙ ТРУБОПРОВОД ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

ВЫПУСКНОЙ ТРУБОПРОВОД ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ
Полезная модель относится к машиностроению, а именно к выпускным трубопроводам двигателя внутреннего сгорания транспортного средства, в частности, к устройствам для подвижного соединения трубопровода выхлопной системы автомобиля с двигателем.
Известен трубопровод двигателя внутреннего сгорания транспортного средства (А,с. N 800398, МКИ 3 F 01 N 7/08, 1981 г.). Трубопровод содержит две трубы, первая из которых соединена с двигателем, а вторая - с рамой транспортного средства, проставку, установленную между трубами и состоящую из двух трубчатых секций, и два шарнира, первый из которых установлен меаду первой трубой и проставкой, а второй - между секциями проставки. Причем одна их секций проставки зафиксирована от осевого перемещения при помощи шарнира. Другая секция проставки имеет скользящее соединение со второй трубой. Обе секции зафиксированы при помощи шарнира от осевого перемещения.
К недостаткам данного трубопровода следует отнести низкую его герметичность из-за наличия трех пар скользящих поверхностей (два шарнира и телескопический скользящий узел). Кроме того, данная конструкция имеет низкую надежность из-за наличия пружин.
Известен выпускной трубопровод двигателя внутреннего сгорания (А. с. N 1348540, МКИ 4 F 01 N 7/14, 1987 г.), который выбран в качестве прототипа. Трубопровод содержит выхлопной патрубок.
6 F 01 М 7/08
трубу выпуска отработавших газов в атмосферу и соединяющий их осевой сильфонный компенсатор. Осевая податливость сильфона вполне достаточна для компенсации осевых нагрузок выпускного трубопровода. Однако, выполнение сильфона металлическим в выпускных трубопроводах для транспортных средств, не позволяет ему в достаточной степени компенсировать поперечные и крутильные нагрузки без разрушения.
Полезная моджель решает задачу повышения угловой податливости выпускного трубопровода с обеспечением компенсации взаимных перемещений труб выпускного трубопровода при колебаниях двигателя на раме транспортного средства (как осевых, поперечных, так и крутильных), а также повышения эксплуатационной надежности трубопровода.
Для решения данной задачи в выпускном трубопроводе двигателя внутреннего сгорания, содержащем две трубы, первая из которых предназначена для соединения с двигателем, а вторая - для закрепления на раме транспортного средства, и металлический сильфонный компенсатор установленный между трубами, по крайней мере один конец сильфонного компенсатора соединен с одной из труб посредством неразъемной шарнирной муфты со сферической кинематической парой, звенья которой выполнены в виде полых шаровых слоев.
В целях минимизации изгибательных нагрузок на металлический сильфонный компенсатор, последний может быть соединен шарнирными муфтами с обеими трубами.
В каждой шарнирной муфте звено, ближайшее к первой трубе (первое по ходу движения газов), целесообразно выполнять внутренним. Для усиления эффекта эжекции на данном звене может быть закреплен патрубок, свободный торец которого выступает за торец
внутреннего звена и расположен во внутренней сферической полости шарнира, не препятствуя взаимному перемещению звеньев шарнирной муфты.
В случае использования одной шарнирной муфты, она может быть установлена таким образом, что ее центр вращения расположен в центре выпускного трубопровода, что позволяет компенсировать монтажный угол меаду выхлопной трубой двигателя и трубой выпуска отработавших газов, значения которого могут доходить до 8° Если монтажный угол отсутствует, то муфту целесообразнее устанавливать таким образом, чтобы ее центр вращения был расположен как можно ближе к соответствующей трубе, что позволяет снизить изгибательные нагрузки на сильфонный компенсатор при прочих равных условиях.
Сущность полезной модели поясняется чертежами.
На Фиг.1 представлен общий вид выпускного трубопровода с одной шарнирной муфтой; на Фиг.2 - трубопровод с двумя шарнирными муфтами.
Выпускной трубопровод двигателя внутреннего сгорания содержит первую трубу 1, предназначенную для соединения с выхлопной трубой двигателя (на чертеже не показана), например, с помощью фланца 2 (Фиг.1). Труба 1 может быть выполнена и без фланца 2 (Фиг.2), в зтом случае она соединяется с выхлопной трубой двигателя сваркой; и вторую трубу 3 с фланцем 4 для соединения с трубой выпуска отработавших газов (глушителем), закрепленной на раме транспортного средства (на чертеже не показана). Между трубами 1 и 3 установлен металлический сильфонный компенсатор 5, соединенный с одной из труб, например, первой трубой 1 непосредственно, а со второй трубой 3 - посредством неразъемной шарнирной муфты 6. Шарнирная муфта б имеет сферическую кинематическую пару, состоящую из двух полых сферических слоев, расположенных один в другом: внутреннее звено 7 и нарулшее звено 8, Внутреннее звено 7 сориентировано в сторону первой трубы 1 и расположено первым по ходу движения выхлопных газов. Внутри шарнирной муфты 6 на внутреннем звене 7 закреплен патрубок 9, свободный торец 10 которого выступает за торец 11 внутреннего звена 7 и расположен в сферической полости шарнирной муфты 6. Шарнирную муфту 6 располагают таким образом, чтобы ее центр вращения 12 был максимально приближен к трубе, с которой он непосредственно соединен (труба 3) и максимально удален от трубы, с которой он соединен через сильфонный компенсатор 5 (труба 1).
В выпускном трубопроводе оба конца сильфонного компенсатора могут быть соединены с соответствующими трубами посредством шарнирных муфт. Первая труба 1 соединена с сильфонным компенсатором 5 посредством шщ)нирной муфты 13, а вторая труба 3 - посредством шарнирной муфты 6. Конструктивное исполнение обеих муфт идентичное, и все конструктивные уточнения справедливы для обеих муфт.
При работе двигателя внутреннего сгорания соединенная с ним труба 1 может перемещаться в различных направлениях относительно рамы транспортного средства, а значит - и относительно трубы 3.
Взаимные угловые и крутильные перемещения труб 1 и 3 компенсируются шарнирной муфтой 6, а взаимные осевые перемещения - металлическим сильфонным компенсатором 5.
Металлические сильфоны хорошо себя зарекомендовали в качестве осевых компенсаторов в выпускных трубопроводах транспортных средств, так как они выдерживают высокую температуру выхлопных газов. Однако, они не способны выдерживать значительные изгибательные и крутильные нагрузки. Использование шарнирной муфты в
системе выпускного трубопровода позволяет исключить влияние крутильных нагрузок на сильфонный компенсатор и значительно уменьшить изгибательные нагрузки. Если оба конца сильфонного компенсатора соединены с соответствующими трубами выпускного трубопровода посредством двух шарнирных муфт, то и изгибательные нагрузки не влияют на сильфонный компенсатор.
Выполнение шарнирных муфт неразъемными из двух полых сферических слоев, вложенных один в другой (изготовленных, например, методом совместной раздачи трубных заготовок с помощью эластичной среды) позволяет упростить конструкцию трубопровода в целом, облегчить его сборку и обеспечить надежное функционирование шарнира.
Заявленное конструктивное исполнение выпускного трубопровода существенно повышает его податливость при восприятии нагрузок различных направлений и повышает его эксплуатационную надежность.