[go: up one dir, main page]

RU2249708C1 - Exhaust gas system of internal combustion engine - Google Patents

Exhaust gas system of internal combustion engine Download PDF

Info

Publication number
RU2249708C1
RU2249708C1 RU2003119990/06A RU2003119990A RU2249708C1 RU 2249708 C1 RU2249708 C1 RU 2249708C1 RU 2003119990/06 A RU2003119990/06 A RU 2003119990/06A RU 2003119990 A RU2003119990 A RU 2003119990A RU 2249708 C1 RU2249708 C1 RU 2249708C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
manifold
cylinder head
collector
load
exhaust gas
Prior art date
Application number
RU2003119990/06A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2003119990A (en
Inventor
К.А. Котов (RU)
К.А. Котов
А.А. Федорочев (RU)
А.А. Федорочев
Г.Д. Афанасьев (RU)
Г.Д. Афанасьев
Е.Б. Березин (RU)
Е.Б. Березин
Original Assignee
ОАО "Волжские моторы"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ОАО "Волжские моторы" filed Critical ОАО "Волжские моторы"
Priority to RU2003119990/06A priority Critical patent/RU2249708C1/en
Publication of RU2003119990A publication Critical patent/RU2003119990A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2249708C1 publication Critical patent/RU2249708C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Exhaust Silencers (AREA)

Abstract

FIELD: mechanical engineering; internal combustion engines.
SUBSTANCE: proposed exhaust gas system contains cylinder head, manifold, fasteners by means of which manifold is secured to cylinder head and at least two load-baring members made square to plane of manifold-to-cylinder head connection taking up load caused by thermal deformations of manifold directed parallel to plane of connection of manifold and cylinder head. Additional load-bearing member can be made both in cylinder head and in manifold. Proposed exhaust gas system using simple in design and easy to made load-bearing members makes it possible to limit deformation of manifold, thus preventing violation of tightness of manifold-to-cylinder head joint and unload fastening parts.
EFFECT: enhanced reliability in operation.
2 dwg

Description

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в двигателестроении.The invention relates to the field of mechanical engineering and can be used in engine building.

Известно, что температура отработавших газов в системе выпуска двигателей внутреннего сгорания достигает 980°С. В случае изготовления выпускного коллектора из чугуна (обычно он изготавливается из серых чугунов с пластинчатым графитом, которые не относятся к жаростойким) наблюдается следующее. Деталям из чугуна, работающим при высоких температурах, присуще необратимое увеличение размеров (объема). У отливок с толщиной стенок меньше 12 мм выдержка 1...2 часа при 980°С вызывает рост размеров до 1%, при толщине стенок свыше 12 мм - до 0,5%. Рост необратим и является следствием изменения микроструктуры чугуна (Материалы в машиностроении. Выбор и применение. Т.4. Чугун. Колл. авторов под ред. Жукова А.А. и Шермана А.Д. М.: Машиностроение. 1969. Стр.123, 202, 205, 215).It is known that the temperature of the exhaust gases in the exhaust system of internal combustion engines reaches 980 ° C. In the case of manufacturing an exhaust manifold of cast iron (usually it is made of gray cast iron with plate graphite, which are not heat-resistant), the following is observed. Parts made of cast iron operating at high temperatures are characterized by an irreversible increase in size (volume). For castings with a wall thickness of less than 12 mm, an exposure of 1 ... 2 hours at 980 ° C causes a size increase of up to 1%, with a wall thickness of more than 12 mm - up to 0.5%. Growth is irreversible and is a consequence of changes in the microstructure of cast iron (Materials in mechanical engineering. Selection and application. T.4. Cast iron. Coll. Authors edited by A. Zhukov and A. Sherman M .: Engineering. 1969. P.123 , 202, 205, 215).

Связанные с высокой температурой деформации коллектора (далее по тексту - деформация коллектора) приводят к короблению плоскости коллектора, по которой он соединяется с головкой цилиндров. Кроме того, при деформации коллектора увеличиваются нагрузки на детали крепления, что способствует ослаблению затяжки, а нередко и разрушению деталей крепления.The deformation of the collector associated with high temperature (hereinafter referred to as the deformation of the collector) leads to warping of the plane of the collector, along which it connects to the cylinder head. In addition, when the deformation of the collector increases the load on the fasteners, which helps to weaken the tightening, and often the destruction of the fasteners.

Деформация коллектора и ослабление затяжки приводит к нарушению герметичности соединения коллектора и головки цилиндров. Воздух, поступающий в выпускную систему двигателя из-за негерметичности соединения, является причиной неустойчивой работы двигателя на режиме холостого хода и нерасчетного режима работы датчика кислорода, используемого для управления двигателем.The deformation of the collector and the weakening of the tightening leads to a violation of the tightness of the connection of the collector and cylinder head. The air entering the exhaust system of the engine due to leaks in the connection is the cause of unstable operation of the engine at idle and the non-calculated mode of operation of the oxygen sensor used to control the engine.

Известна система выпуска отработавших газов, в которой выпускной коллектор отлит из чугуна и через четыре стальные прокладки восемью шпильками крепится к головке цилиндров (Автомобиль ГАЗ-3110 "Волга". Устройство, особенности эксплуатации и руководство по ремонту двигателей ЗМЗ 4062.10, 402.10, 4021.10. М.: ООО "Атласы автомобилей", 2000. Стр.21).There is a known exhaust gas system in which the exhaust manifold is cast from cast iron and, through four steel gaskets, is attached with eight studs to the cylinder head (GAZ-3110 Volga automobile. Device, operating features and repair manual for ZMZ 4062.10, 402.10, 4021.10. M engines .: LLC Atlases of automobiles, 2000. Page 21).

Известна также система выпуска отработавших газов, в которой впускные и выпускные трубопроводы изготавливают из чугуна в виде одной общей или двух отдельных отливок. У ряда двигателей (например, ЗИЛ-130, ГАЗ-53) впускные трубопроводы отлиты из алюминиевого сплава. Фланцами патрубков выпускные трубопроводы на металлоасбестовой прокладке, а впускные - на паронитовой присоединены к блок-картеру или головке цилиндров при помощи шпилек и гаек. (Гуревач А.М., Сорокин Е.М. Тракторы и автомобили. - Изд. 4-е, перераб. и доп. - М.: Колос, 1979. Стр.120.).Also known is the exhaust system, in which the inlet and outlet pipes are made of cast iron in the form of one common or two separate castings. For a number of engines (for example, ZIL-130, GAZ-53), the intake pipes are cast from an aluminum alloy. The outlet flanges on the asbestos gasket are the flanges of the nozzles, and the inlet pipes on the paronite are connected to the crankcase or cylinder head with the help of studs and nuts. (Gurevach A.M., Sorokin E.M. Tractors and automobiles. - Ed. 4th, revised and enlarged. - M.: Kolos, 1979. P. 120.).

Указанные системы выпуска отработавших газов имеют следующие недостатки.These exhaust systems have the following disadvantages.

Деформацию коллектора сдерживают только детали крепления. На детали крепления при этом действует нагрузка, направленная перпендикулярно плоскости соединения и параллельно ей. Дополнительная нагрузка на детали крепления от деформации коллектора приводит к ослаблению затяжки, вследствие чего нарушается герметичность соединения.The deformation of the collector is restrained only by the mounting details. At the same time, the load is acted upon by the load directed perpendicularly to the connection plane and parallel to it. Additional load on the mounting parts from deformation of the collector leads to a weakening of the tightening, as a result of which the tightness of the connection is violated.

Кроме того, деформация коллектора приводит к уменьшению зазора между шпильками крепления и отверстиями коллектора. Отсутствие зазора увеличивает нагрузки на шпильки и гайки крепления, что способствует их разрушению.In addition, deformation of the collector leads to a decrease in the gap between the mounting studs and the holes of the collector. The lack of clearance increases the load on the studs and fastening nuts, which contributes to their destruction.

В случае совместного закрепления коллектора и впускной трубы силовое воздействие на впускную трубу от деформации коллектора является причиной, приводящей к появлению негерметичности в соединении головка цилиндров - впускная труба.In the case of joint fixing of the collector and the inlet pipe, the force on the inlet pipe from the deformation of the collector is the cause leading to leaks in the connection between the cylinder head and the inlet pipe.

Задачей предлагаемого изобретения является исключение негерметичности соединения и снижение нагрузок на детали крепления, возникающих от деформации коллектора.The objective of the invention is the elimination of leaks in the connection and the reduction of loads on the mounting parts arising from deformation of the collector.

Достигается это тем, что система выпуска отработавших газов двигателя внутреннего сгорания, содержащая головку цилиндров, коллектор, крепежные детали, посредством которых коллектор прикреплен к головке цилиндров, дополнительно содержит как минимум два силовых элемента, воспринимающих нагрузку от деформации коллектора, направленную параллельно плоскости соединения коллектора и головки цилиндров, причем силовые элементы выполнены перпендикулярно плоскости соединения коллектора и головки цилиндров.This is achieved by the fact that the exhaust system of the internal combustion engine, comprising a cylinder head, a manifold, fasteners by means of which the collector is attached to the cylinder head, additionally contains at least two power elements that absorb the load from the deformation of the collector, parallel to the connection plane of the collector and cylinder heads, and the power elements are perpendicular to the plane of connection of the manifold and cylinder head.

Силовые элементы могут быть размещены как на головке цилиндров, так и на выпускном коллекторе.Power elements can be placed both on the cylinder head and on the exhaust manifold.

Сущность изобретения поясняется чертежами.The invention is illustrated by drawings.

На фиг.1 изображена система выпуска отработавших газов с силовыми элементами, выполненными на головке цилиндров.Figure 1 shows the exhaust system with power elements made on the cylinder head.

На фиг.2 изображена система выпуска отработавших газов с силовыми элементами, выполненными на коллекторе.Figure 2 shows the exhaust system with power elements made on the manifold.

Система выпуска отработавших газов содержит головку цилиндров 1, коллектор 2, крепежные детали 3, в качестве которых могут быть использованы болты или шпильки с гайками, прокладку 4, через которую коллектор 2 крепится к головке цилиндров 1, а также силовые элементы 5. Посредством крепежных деталей коллектор 2 прикреплен к головке цилиндров 1.The exhaust system includes a cylinder head 1, a manifold 2, fasteners 3, which can be used as bolts or studs with nuts, a gasket 4 through which the manifold 2 is attached to the cylinder head 1, as well as power elements 5. By means of fasteners the manifold 2 is attached to the cylinder head 1.

Система выпуска отработавших газов работает следующим образом.The exhaust system works as follows.

Коллектор 2, как правило, имеет различную толщину стенок, а также при работе нагревается неравномерно. Поэтому изменение размеров (объема) вследствие изменения микроструктуры чугуна под действием высоких температур приводит к необратимой деформации коллектора 2. Кроме того, закрепленный на головке цилиндров 1 коллектор 2 деформируется от расширения при нагревании до рабочей температуры.The collector 2, as a rule, has a different wall thickness, and also heats unevenly during operation. Therefore, a change in size (volume) due to a change in the microstructure of cast iron under the influence of high temperatures leads to irreversible deformation of the collector 2. In addition, the collector 2 fixed to the cylinder head 1 deforms from expansion when heated to operating temperature.

Силовые элементы 5, выполненные в головке цилиндров 1 или в коллекторе 2 перпендикулярно плоскости соединения коллектора 2 и головки цилиндров 1, ограничивают деформацию коллектора 2 и воспринимают нагрузку, направленную параллельно плоскости соединения. Крепежные детали 3 при этом воспринимают только нагрузку, направленную перпендикулярно плоскости соединения коллектора 2 и головки цилиндров 1. Таким образом достигается сохранение плоскости коллектора 2, по которой он соединяется с головкой цилиндров 1, а также разгружаются детали крепления от нагрузок, направленных параллельно плоскости соединения коллектора 2 и головки цилиндров 1.Power elements 5, made in the cylinder head 1 or in the collector 2 perpendicular to the plane of connection of the collector 2 and the cylinder head 1, limit the deformation of the collector 2 and perceive the load directed parallel to the plane of the connection. In this case, the fasteners 3 only perceive the load directed perpendicular to the plane of connection of the collector 2 and the cylinder head 1. Thus, the plane of the collector 2 is maintained, along which it connects to the cylinder head 1, and the fasteners are unloaded from loads directed parallel to the plane of the collector connection 2 and cylinder heads 1.

Предлагаемая система выпуска отработавших газов позволяет, имея простые по конструкции и в изготовлении силовые элементы, ограничить деформацию коллектора, исключив тем самым нарушение герметичности соединения коллектора и головки цилиндров, а также разгрузить детали крепления.The proposed exhaust system allows, having simple in design and manufacturing power elements, to limit the deformation of the collector, thereby eliminating the violation of the tightness of the connection of the collector and cylinder head, as well as unload the mounting parts.

Claims (3)

1. Система выпуска отработавших газов двигателя внутреннего сгорания, содержащая головку цилиндров, коллектор, крепежные детали, посредством которых коллектор прикреплен к головке цилиндров, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит как минимум два силовых элемента, воспринимающих нагрузку от термических деформаций коллектора, направленную параллельно плоскости соединения коллектора и головки цилиндров, причем силовые элементы выполнены перпендикулярно плоскости соединения коллектора и головки цилиндров.1. The exhaust system of an internal combustion engine comprising a cylinder head, a manifold, fasteners by means of which the collector is attached to the cylinder head, characterized in that it further comprises at least two power elements that absorb the load from the thermal deformation of the manifold, parallel to the plane the connection of the collector and cylinder head, and the power elements are perpendicular to the plane of the connection of the collector and cylinder head. 2. Система выпуска отработавших газов по п.1, отличающаяся тем, что силовые элементы выполнены на головке цилиндров.2. The exhaust system according to claim 1, characterized in that the power elements are made on the cylinder head. 3. Система выпуска отработавших газов по п.1, отличающаяся тем, что силовые элементы выполнены на коллекторе.3. The exhaust system according to claim 1, characterized in that the power elements are made on the manifold.
RU2003119990/06A 2003-07-01 2003-07-01 Exhaust gas system of internal combustion engine RU2249708C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003119990/06A RU2249708C1 (en) 2003-07-01 2003-07-01 Exhaust gas system of internal combustion engine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003119990/06A RU2249708C1 (en) 2003-07-01 2003-07-01 Exhaust gas system of internal combustion engine

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2003119990A RU2003119990A (en) 2004-12-27
RU2249708C1 true RU2249708C1 (en) 2005-04-10

Family

ID=35611774

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2003119990/06A RU2249708C1 (en) 2003-07-01 2003-07-01 Exhaust gas system of internal combustion engine

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2249708C1 (en)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4214444A (en) * 1977-08-01 1980-07-29 Toyota Jidosha Kogyo Kabushiki Kaisha Exhaust manifold for an internal combustion engine
EP1039108A1 (en) * 1999-03-13 2000-09-27 Rover Group Limited Engine and exhaust pipe attachment

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4214444A (en) * 1977-08-01 1980-07-29 Toyota Jidosha Kogyo Kabushiki Kaisha Exhaust manifold for an internal combustion engine
EP1039108A1 (en) * 1999-03-13 2000-09-27 Rover Group Limited Engine and exhaust pipe attachment

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102099558A (en) Engine equipment with integrated exhaust manifold
US8733088B2 (en) Exhaust manifold system and collar coolant jacket
US6688103B2 (en) Apparatus for fastening an exhaust gas turbocharger on an exhaust chamber of a combustion engine
JPH0926135A (en) Combustion apparatus for gas turbine engine
US8850805B2 (en) Exhaust manifold
US11236660B2 (en) Sealing gasket, for sealing the connection between an exhaust manifold and a turbine
RU2249708C1 (en) Exhaust gas system of internal combustion engine
US10670148B2 (en) Gasket for internal combustion engine
RU2266424C2 (en) Rocket engine nozzle
US10390971B2 (en) Cylinder head, element and flange of a piston engine
JPH07293236A (en) Exhaust device for internal combustion engine
EP2075429B1 (en) An engine and exhaust manifold assembly
JP7155770B2 (en) fastening structure
US7165402B2 (en) Combustion engine
US11746677B2 (en) Bearing housing and method of manufacture
JPS61187511A (en) Construction of gasket for exhaust system of engine
CN203742762U (en) Turbine supercharger
RU2832559C1 (en) Exhaust system of v-shaped 12-cylinder internal combustion engine with gas turbine supercharging
Ashida et al. Development of a Sheet Metal Turbine Housing for a Diesel Engine
JP7264785B2 (en) engine exhaust system
KR100727708B1 (en) Vehicle exhaust manifold
Finol et al. Thermal profile of a modern passenger car diesel engine
JPH0515533Y2 (en)
EP2110535B1 (en) Method for controlling the temperature of the exhaust gas in an internal combustion engine
Nanthagopal et al. Design considerations and overview of an engine exhaust manifold gasket

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20050702