RU49907U1

RU49907U1 - EXHAUST MANIFOLD FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINE

Info

Publication number: RU49907U1
Application number: RU2005123764/22U
Authority: RU
Inventors: С.А. Орлов; Н.Е. Рябков
Original assignee: Открытое акционерное общество "Заволжский моторный завод"
Priority date: 2005-07-26
Filing date: 2005-07-26
Publication date: 2005-12-10

Abstract

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.The utility model relates to the field of engine building and can be used in the design and manufacture of manifolds of exhaust internal combustion engines. The technical result is to increase the reliability and durability of the exhaust manifold, maintaining the positional location of the axes of the mounting holes under prolonged temperature exposure. For this purpose, expansion jumpers are made between the flanges in the exhaust manifold, and a stiffener is made between the middle pipes, and the cross section of the bridge depends on the wall thickness F of the pipe and is determined by the formulas: C = 1.5 ÷ 4F; H = 2 ÷ 5F; where C is the thickness of the jumper, H is the height of the jumper, while the thickness of the stiffener G depends on the wall thickness F of the pipe and is determined by the formula G = 0.3 ÷ 1.8 F, in addition, the side walls of the jumpers are made inclined to the axis of the mounting holes.

Description

Полезная модель относится к области двигателестроения и может быть использована при проектировании и изготовлении коллекторов выпускных двигателей внутреннего сгорания.The utility model relates to the field of engine building and can be used in the design and manufacture of manifolds of exhaust internal combustion engines.

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. C1⁶ F 01 N 7/10).A known design of the exhaust manifold for engines with an in-line arrangement of at least four cylinders having separately formed pipe parts, and accordingly, two output flanges, with associated exhaust pipes and an output flange, form an interconnected part of the pipe (see Patent DE 19818390A1 of 04.24.98, 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.The reasons that impede the achievement of the technical result indicated below are the lack of connecting elements between the nozzles and common flanges, which leads to an increase in the vibration of the system and intense noise emission. When the known device operates in the high temperature zone, due to linear thermal expansion, it is possible to move the flanges relative to the plane of attachment to the cylinder head, thereby affecting the attachment points of the exhaust manifold. In addition, when using a collector with two separate parts, the installation of parts during assembly and repair of an internal combustion engine is complicated.

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, The closest device of the same purpose to the claimed utility model in terms of essential features is the design of the exhaust manifold for an internal combustion engine having an arrangement of exhaust nozzles in a row along the direction of movement of the car, of which two neighboring are connected together and are located in rear relative to the direction of movement, Besides,

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).they have thicker walls compared to those in front (see patent JP 64-12021 from 07/06/1987, 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.For reasons that impede the achievement of the following technical result when using the known device adopted for the prototype, is that this design creates hardening by increasing the wall thickness of the nozzles, only the channels of the third and fourth cylinders. Moreover, the difference in the channels of the exhaust manifold, as a result of temperature exposure, leads to uneven heating of the surfaces, which in turn leads to warpage of the part. When the collector is warped, the flanges move relative to the attachment plane to the cylinder head, which causes a negative impact on the attachment points of the exhaust manifold and the deterioration of its dismantling during engine repair. An unevenly distributed mass of the collector leads to an increase in the level of loads on the fasteners, and an uneven temperature distribution along the cross section due to different wall thicknesses of the outlet pipes leads to a high probability of formation of thermal cracks.

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.The essence of the utility model is to prevent cracking of the exhaust pipes due to thermal stress by introducing spacers between the flanges of the exhaust manifold and an additional stiffener between the pipes, and they have a certain section and configuration.

Технический результат - повышение надежности и долговечности работы выпускного коллектора, сохранение позиционного расположения осей крепежных отверстий под длительным температурным воздействием.The technical result is an increase in reliability and durability of the exhaust manifold, maintaining the positional location of the axes of the mounting holes under prolonged temperature exposure.

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 The specified technical result in the implementation of the utility model is achieved in that the exhaust manifold for the internal combustion engine includes mounting flanges of exhaust pipes arranged in a row along the direction of movement of the car, of which

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.the two are connected together, the peculiarity is that spacers are made between the flanges, and a stiffener is made between the middle nozzles, and the cross section of the jumper depends on the wall thickness F of the nozzle and is determined by the formulas: C = 1.5 ÷ 4F; H = 2 ÷ 5F; where C is the thickness of the jumper, H is the height of the jumper, while the thickness of the stiffener G depends on the wall thickness F of the pipe and is determined by the formula G = 0.3 ÷ 1.8 F, in addition, the side walls of the jumpers are made inclined to the axis of the mounting holes.

Для пояснения настоящей полезной модели приведены следующие иллюстрации:The following illustrations are provided to illustrate this utility model:

На фиг.1 - изображен общий вид выпускного коллектора, перпендикулярный плоскости крепления к головке цилиндров;Figure 1 - shows a General view of the exhaust manifold, perpendicular to the plane of attachment to the cylinder head;

На фиг.2 - изображено сечение распорных перемычек А-А;Figure 2 - shows a cross-section of the spacer jumpers AA;

На фиг.3 - изображено сечение ребра жесткости В-В;Figure 3 - shows a cross section of the stiffener BB;

На фиг.4 - изображен общий вид выпускного коллектора со стороны фланца крепления к головке цилиндров.Figure 4 - shows a General view of the exhaust manifold from the flange of the mount to the cylinder head.

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.The exhaust manifold for an internal combustion engine contains four flanges 11 with nozzles 1, 2, 3, 4, connected in pairs in two gas channels 7, 6. The channels have a common flange 8 for attaching a silencer receiving pipe. Between the flanges 11 there are three spacer bridges 9, the side walls 12 of which are inclined relative to the axes of the mounting holes 10, and a stiffener 5 is made between the pipes 2, 3.

Работа выпускного коллектора осуществляется следующим образом:The work of the exhaust manifold is as follows:

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 The exhaust gases from the outer cylinders pass through the exhaust pipes 1, 4, which are connected to the channel 7, while the exhaust gases from the middle cylinders pass through the exhaust pipes 2, 3 and are connected to the channel 6. Channels 6, 7 have a common receiving pipe mounting flange 8 silencer. With the passage of exhaust gases through pipes 1, 2, 3, 4, the walls of the exhaust manifold heat up. Thermal linear

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.expansions contribute to the displacement of the flanges 11 inward, but the spacer bridges 9 with the inclination of the side walls 12 relative to the axes of the holes 10 and the stiffener 5 do not allow movement, thereby eliminating warping of the mounting flanges to the cylinder head and eliminating the positional displacement of the axes of the mounting holes 10 under the influence of temperature .

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.The advantage of the claimed utility model is that, compared with the known designs of the exhaust manifolds, the reliability and durability of the exhaust manifold are increased, the position of the axes of the mounting holes of the exhaust manifold to the engine is maintained due to the introduction of spacers between the flanges, and stiffeners between the middle pipes this they have a certain cross section and configuration, depending on the wall thickness of the pipe.

Claims

1. The exhaust manifold for an internal combustion engine, consisting of mounting flanges of exhaust pipes arranged in a row along the direction of movement of the vehicle, of which two are connected together, characterized in that spacers are made between the flanges and a stiffener is made between the middle pipes.

2. The exhaust manifold according to claim 1, characterized in that the cross-section of the bridge is dependent on the wall thickness F of the pipe and is determined by the formulas

C = 1.5 ÷ 4F; H = 2 ÷ 5F,

where C is the thickness of the jumper;

H is the height of the jumper.

3. The exhaust manifold according to claim 1, characterized in that the thickness of the stiffener G depends on the wall thickness F of the pipe and is determined by the formula G = 0.3 ÷ 1.8F.

4. The exhaust manifold according to claim 1, characterized in that the side walls of the jumpers are made inclined to the axis of the mounting holes.