SU1766274A3 - Выхлопной трубопровод двигател внутреннего сгорани - Google Patents

Abstract

Изобретение позвол ет повысить надежность конструкции выхлопного трубопровода . Выхлопной трубопровод содержит тонкостенную жаровую трубу 1 и охватывающий ее с зазором кожух 2, охлаждаемый жидкостью. Одним торцом 3 выхлопной трубопровод подключен к выхлопному коллектору 4, а другим пристыкован к турбине 5, работающей на отработавших газах. Жарова  труба 1 соединена с кожухом 2 на торце 3 выхлопного трубопровода при помощи четырех винтов 6, расположенных радиально и в одной плоскости поперечного сечени  и вход щих в гаечную резьбу в местах закреплени  жаровой трубы 1, стенки которой выполнены в виде утолщений 7. При прохождении по выхлопному трубопроводу гор чих отработавших газов происходит расширение жаровой трубы 1, что обеспечивает уменьшение первоначально имеющихс  напр жений, св занных со сборкой выхлопного трубопровода в холодном состо нии . Уменьшение напр жений в конструкции выхлопного трубопровода повышает его надежность и долговечность. 2 з.п. ф-лы, 6 ил. со С

Description

Изобретение относитс  к двигателест- роению, в частности к выпускным системам двигателей внутреннего сгорани .

Известен трубопровод 1 , направл ющий гор чие газы и имеющий несколько вы- полненных в виде фланца подпорок, распределенных по длине и расположенных на каждой продольной стороне тонкостенного трубопровода. Подпорки прилегают к соответствующей фланцевой поверхности кожуха, охлаждаемого жидкостью. Крепел- ние трубопровода осуществл етс  винтами, вставл емыми перпендикул рно фланцевой поверхности.

Возникающие при работе высокие температуры гор чих газов привод т к существенным различи м теплового расширени  между трубопроводом и кожухом, которые лишь частично конмпенсируютс  креплением . Некомпенсируемые тепловые расширени  привод т к принудительным усили м сжати , следствием которых  вл ютс  неучтенные нагрузки материала Не воздействи  от возникающих усилий сжати  накладываютс  напр жени  от нагрузки двигател  внутреннего сгорани , такие как следствие вибраций и пульсаций газа.

Известен также выхлопной трубопровод двигател  внутреннего сгорани  2 , выполненный тонкостенным и окруженный газонепроницаемым кожухом, охлаждаемым жидкостью, трубопровод расположен

VI

О О

,ю

Х|

со

на рассто нии от кожуха и закреплен на нем только в одной плоскости поперечного сечени , остава сь свободным в местах присоединени , места закреплени  расположены по окружности с несимметричным распределением и крепежные средства выполнены в виде винтов, вход щих в гаечную резьбу в выступах крепежных средств.

Недостатки конструкции заключаютс  в наличии нескомпенсированных термических напр жений, возникающих при работе двигател .

Поэтому задачей изобретени   вл етс  создание трубопровода, направл ющего гор чие газы двигател  внутреннего сгорани  и обеспечивающего надежное в эксплуатации соединение между жаровой трубой и охлаждаемым жидкостью кожухом.

Эта задача решаетс  следующим образом . После установки жаровой трубы в кожух участки стенки между подпорками, по меньшей мере в зонах по обеим сторонам от плоскости поперечного сечени  винтов, деформируют за счет напр жений раст жени . Деформаци  имеет величину пор дка ожидаемого при рабочей температуре теплового расширени . Деформаци  жаровой трубы, произведенна  в холодном состо нии , при нагреве уменьшаетс , при этом снижаютс  напр жени  раст жени . В определенной степени запрограммированным тепловым расширением жаровой трубы предупреждаетс  опасность некалькулированных нагрузок материала за счет принудительных усилий.

Достигаемые при этом преимущества состо т, в частности, в том, что производство деформации трубопровода принудительно происходит при монтаже крепежных средств, что крепежные средства могут контролироватьс  снаружи, что заниженный размер обеспечивающий деформацию жаровой трубы, может однозначно измер тьс  при монтаже, что обеспечивает благопри тное по расходам производство закреплени  трубопровода.

На фиг. 1 представлен продольный разрез выхлопного трубопровода; на фиг. 2 - поперечный разрез выхлопного трубопровода в плоскости закреплени ; на фиг. 3 - продольный разрез закреплени  жаровой трубы при помощи зажимного кольца; на фиг. 4 - поперечный разрез креплени  жаровой трубы при помощи зажимного кольца; на фиг. 5 - вариант креплени  жаровой трубы к стенкам кожуха; на фиг. 6 - поперечный разрез в плоскости креплени  на фиг. 5.

Выхлопной трубопровод двигател  внутреннего сгорани  содержит тонкостенную жаровую трубу 1 и охватывающий ее с

зазором кожух 2, охлаждаемый жидкостью. Одним торцом 3 выхлопной трубопровод подключен к выхлопному коллектору 4, а другим пристыкован к турбине 5, работающей на отработавших газах. Жарова  труба 1 соединена с кожухом 2 на торце 3 выхлопного трубопровода при помощи четырех винтов 6, расположенных радиально и в одной плоскости попереченого сечени  и вхо0 д щих в гаечную резьбу в местах закреплени  жаровой трубы 1, стенки которой выполнены в виде утолщений 7.

В начальном состо нии монтажа, когда жарова  труба 1 вставлена в кожух 2, каж5 дое утолщение 7 имеет заниженный радиальный размер по сравнению с размером кожуха 2. При зат гивании винтов 6, вход щих в гаечную резьбу утолщений 7, жарова  - труба 1 деформируетс  и прит гиваетс  к

0 кожуху 2. При этом выбираетс  первоначально изменившийс  радиальный зазор, а жарова  труба 1 деформируетс  с образованием контура, изображенного на фиг. 2 сплошными лини ми. Радиальный зазор вы5 бираетс  таким образом, чтобы устанавливалась деформаци  жаровой трубы 1, пор док величины которой равен ожидаемому при рабочей температуре жаровой v трубы 1 тепловому расширению, которое

0 компенсирует напр жени , возникшие при деформации жаровой трубы 1 при монтаже. Стенки жаровой трубы 1 между утолщени ми 7 в этом случае принимают контур, показанный штрихпунктирной линией на фиг. 2.

5 Неравномерное по окружности расположение утолщений 7 показано на фиг. 6. Такое расположение утолщений 7 улучшает вибрационные характеристики жаровой трубы, так как неодинаковые по длине уча0 стки стенок жаровой трубы 1 между утолщени ми 7 имеют различные собственные частоты, поэтому возбужденные пульсирующим потоком отработавших газов колебани  жаровой трубы 1 не могут нарастать до

5 угрожающих резонансных величин.

На фиг. 3 и 4 покзан вариант выхлопного трубопровода, который выполнен с составной жаровой трубой 1 в виде гладкостенной проточной части и разме0 щенного внутри проточной части зажимного кольца 8. Крепление жаровой трубы 1 к кожуху 2 осуществл етс  при помощи двух расположенных радиально в одной плоскости поперечного сечени  винтов б, которые

5 размещены приблизительно в середине длины жаровой трубы 1. Зажимное кольцо 8 снабжено в местахзакреплени  утолщени ми 7 с выполненной в них гаечной резьбой. Дл  более надежного закреплени  жаровой трубы 1 в кожухе 2 выполнены выемки 9,

соответствующие размеру утолщений 7, причем кажда  выемка 9 снабжена двум  полками 10 и 11, при помощи которых жарова  труба 1 фиксируетс  в осевом направлении .

Claims (3)

1. Формула изобретени  1. Выхлопной трубопровод двигател  внутреннего сгорани , содержащий тонкостенную жаровую трубу и охватывающий ее с зазором, охлаждаемый жидкостью, причем жарова  труба по меньшей мере в одном месте своей поверхности прикреплена к кожуху при помощи крепежных элементов , выполненных в виде винтов, вход щих в местах закреплени  в гаечную резьбу, отличающийс  тем, что, с целью повыше0

   5

   ни  надежности, места закреплени  винтов выполнены в виде утолщени  стенок жаровой трубы в плоскости, перпендикул рной ее оси.
2. 2.Трубопровод по п. отличающийс  тем, что жарова  труба выполнена составной в виде проточной части и зажимного кольца, размещенного внутри проточной части, причем места закреплени  винтов в виде утолщений выполнены в стенках зажимного кольца.
3. 3.Трубопровод по пп. 1 и 2, отличающий с   тем, что угловые рассто ни  между крепежными элементами выполнены разной величины.

   Фиг.з

   Фиг. Ь

   Фиг. 5

   Фиг.6