Коллектор

Изобретение относится к двигателестроению и может быть использовано в коллекторах двигателей. Коллектор представляет собой оболочковый контур, разделенный на четыре отвода, причем торцы фланцев каждого отвода лежат в одной плоскости взаимодействия с пересекающими их поверхностями отверстий. Между парой близлежащих поверхностей оболочек отводов выполнена пространственная решетка с центральным отверстием. Поверхность коллектора покрыта попарно расположенными рядами ребер. Периферийные участки выступов фланцев снабжены ребрами жесткости. Оболочковый внешний профиль коллектора имеет с одной стороны выпуклый криволинейный контур, с другой стороны - выпуклые фрагменты торцевых поверхностей. Со стороны внешней проекции коллектор разделен на два разнонаправленных отвода с различной протяженностью оребрений. Выходной фланец снабжен фасонными карманами. Фасонный профиль конструкции коллектора выбран из условия максимальной компактности при размещении его на двигателе. Для соединения частей коллектора используют два вида замковых соединений. Изобретение позволяет расширить технологические возможности коллектора, снизить время его сборки и разборки, обеспечить более целесообразный теплоотвод. 11 ил.

 

Изобретение относится к области автомобилестроения и может быть использовано для приема и отвода обогащенной паро-воздушной бензиновой смеси от двигателя внутреннего сгорания - ДВС.

К прототипу /1/ следует отнести известный коллектор существующих моделей автомобилей, см. книгу: Косарев С.Н, Козлов П.А., Волгин С.Н., Яметов В.А. /Автомобили ВАЗ-2110, ВАЗ-21102, ВАЗ-21103, ВАЗ-2111, ВАЗ-2112. - Руководство по ремонту, эксплуатации и технологическому обслуживанию автомобилей. Изд. “Колесо”, М., 2000 г., рис.2-84, поз.1-5.

К недостаткам прототипа следует отнести невысокие конструктивно-технологические возможности.

Задачей нового технического решения является расширение технологических возможностей коллектора, снижающих время сборки и разборки узла в целом, включая более целесообразный теплоотвод обогащенной паро-воздушной бензиновой смеси от конструктивно дополнительно заданной поверхности патрубков и оребрения, причем в новом узле коллектора использована более совершенная система герметизации узлов стыковых соединений фланцев, что создает дополнительный комфорт по использованию нового технического решения.

Поставленная задача достигается тем, что коллектор, включающий в себя фасонный трубопровод с фланцами, отличающийся тем, что форма трубопроводного коллектора является массивом оболочкового контура, разделенным на четыре отвода, причем торцы фланцев каждого отвода лежат в одной плоскости взаимодействия с пересекающими их поверхностями отверстий, при этом каждая пара внутренних и/или удаленных к периферии поверхностей отверстий асимметрична по форме строения выходных сечений, при этом между парой близлежащих поверхностей оболочек отводов выполнена пространственная решетка с центральным отверстием, а для обеспечения гарантированного закрепления фланцев к контурам площадок, пересекаемых поверхностями отверстий двигателя внутреннего сгорания с аналогичными координатами их размещения в зеркальном отображении на фланцевых площадках, выполнено четыре вспомогательных отверстия, одновременно для монтажа коллектора в неметаллический корпус коллектора вмонтированы болты и резьбовые элементы армирования, поверхность коллектора покрыта попарно расположенными рядами ребер, контуры основания которых выполнены с условием максимального теплоотвода от основной поверхности оболочки совмещенных пар трубопроводов коллектора, причем прямолинейные ребра пересекают взаимодействующие с ним поверхности теплоотвода, с которыми сопряжены и вышеупомянутые ребра, одновременно в профильной проекции фланец взаимодействует с фасонным разъемом, имеющим криволинейный профиль, а периферийные участки выступов фланцев снабжены ребрами жесткости, расположенными относительно крепежных отверстий, причем оболочковый внешний профиль коллектора имеет с одной стороны выпуклый криволинейный контур, а с другой стороны - выпуклые фрагменты торцевых поверхностей, которые жестко связаны с прямолинейной формой выходного фланца и переходящих в волнообразный профиль изменяющихся по направлению трубопроводов, со связывающим их накрестлежащим оребрением, одновременно со стороны внешней проекции коллектор разделен на два разнонаправленных отвода с различной протяженностью накрестлежащих оребрений коллектора, снабженного вилкообразными выступами, обеспечивающими удержание и прохождение через них соответствующих проводников (кабелей), при этом со стороны фланца и поверхности выходного отверстия имеются два резьбовых элемента, установленных перпендикулярно фланцу, при этом один резьбовой элемент снабжен установочной базовой цилиндрической поверхностью, а для установа и монтажа вспомогательного крепежа на поверхности второй полуформы коллектора установлены резьбовые элементы армирования с возможностью использования их резьбовых и статически неподвижных резьбовых поверхностей для размерного вылета установочных элементов, а выходной фланец снабжен фасонными карманами, обеспечивающими отвод тепла за счет испарения из них конденсата, а фасонный профиль конструкции коллектора выбран из условий максимальной компактности при размещении его на двигателе внутреннего сгорания, причем вспомогательное оребрение на фланцах приемных отверстий способствует удержанию фасонных профилей прокладок относительно четырех поверхностей, пересеченных поверхностями отверстий приемных фланцев, одновременно нерабочая поверхность фланца снабжена десятью фасонными выемками, пять из которых находятся в зоне изоляции упругого и фасонного по профилю и в сечении элемента, причем для установки резьбовых элементов в основной оболочке корпуса коллектора выполняют отверстия с запрессованными в них кольцевыми вставками, а для соединения частей корпуса коллектора используют как минимум два вида замковых соединений, обеспечивающих технологическую целостность конструкции коллектора в процессе его эксплуатации.

Графические изображения: фиг.1 - Вид на коллектор со стороны рабочих всасывающих фланцев; фиг.2. - профильная проекция коллектора; фиг.3 - вид в плане на коллектор со стороны верхней крышки двигателя внутреннего сгорания; фиг.4 - вид по нормали к плоскости выпускного фланца 38; фиг.5 - профильная проекция коллектора в положении установа его на двигатель внутреннего сгорания; Фиг.6 - рабочее положение коллектора с показом ширины захвата фланцевых площадок; Фиг.7 - вид на фланец 38 со сложными формами карманов вокруг него; фиг.8 - фрагмент запрессовки втулки в отверстие коллектора; фиг.9 - фрагмент сечения комбинированного в сечении элемента 113, ограничивающего доступ к контуру поверхности отверстия 91; фиг.10 и 11 - сечения замковых переходных поверхностей являющих собой возможность взаимодействия сопрягаемых частей корпуса коллектора.

Перечень цифровых обозначений, используемых в графических материалах: трубопровод (1); фланцы (2-5); отводы (6-9); поверхности отверстий (10-13); пространственная решетка (14); центральное отверстие (15); вспомогательные отверстия (16-19); болты и резьбовые элементы армирования (20-26); ребра (27-34); прямолинейные ребра (35-37); фасонный разъем (39); криволинейный профиль (40); периферийные участки выступов (41, 42); ребра жесткости (43-47); выпуклый криволинейный контур (48); выпуклые фрагменты торцевых поверхностей (49-54); волнообразный профиль (55); оребрение (56-62); отводы (63, 64); оребрения (48, 66-88); вилкообразные выступы (89-90); поверхность (91); цилиндрическая поверхность (92); фасонные карманы (93-102); вспомогательное оребрение (103-112); фасонные выемки (93-102); элемент (113); кольцевые вставки (114); замковые соединения (115 и 116).

Описание коллектора с учетом отличительных от прототипа признаков.

Коллектор, включающий в себя фасонный трубопровод с фланцами, отличающийся тем, что:

- форма трубопроводного коллектора (1) является массивом оболочкового контура, разделенным на четыре отвода (6-9);

- торцы фланцев (2-5) каждого отвода лежат в одной плоскости взаимодействия с пересекающими их поверхностями отверстий (10-13);

- каждая пара внутренних и/или удаленных к периферии поверхностей отверстий (10-13) асимметрична по форме строения выходных сечений;

- между парой близлежащих поверхностей оболочек отводов выполнена пространственная решетка (14) с центральным отверстием (15);

- для обеспечения гарантированного закрепления фланцев (2-5) к контурам площадок, пересекаемых поверхностями отверстий двигателя внутреннего сгорания с аналогичными координатами их размещения в зеркальном отображении на фланцевых площадках (2-5), выполнено четыре вспомогательных отверстия (16-19);

- для монтажа коллектора в неметаллический корпус коллектора (1) вмонтированы болты и резьбовые элементы армирования (20-26);

- поверхность коллектора (1) покрыта попарно расположенными рядами ребер (27-34), контуры основания которых выполнены с условием максимального теплоотвода от основной поверхности оболочки совмещенных пар трубопроводов (6-9) коллектора(1);

- прямолинейные ребра (35-37) пересекают взаимодействующие с ним поверхности теплоотвода, с которыми сопряжены, и вышеупомянутые ребра (27-34);

- в профильной проекции фланец (38) взаимодействует с фасонным разъемом (39), имеющим криволинейный профиль (40);

- периферийные участки выступов (41, 42) фланцев (2-5) снабжены ребрами жесткости (43-47), расположенными относительно крепежных отверстий (16-19);

- оболочковый внешний профиль коллектора (I) имеет с одной стороны выпуклый криволинейный контур (48);

- выпуклые фрагменты торцевых поверхностей (49-54) жестко связаны с прямолинейной формой выходного фланца (38) и переходят в волнообразный профиль (55) изменяющихся по направлению трубопроводов (6-9), со связывающим их накрестлежащим оребрением (56-62);

- со стороны внешней проекции коллектор (1) разделен на два разнонаправленных отвода (63, 64) с различной протяженностью накрестлежащих оребрений (48, 66-88) коллектора (1), снабженного вилкообразными выступами (89-90), обеспечивающими удержание и прохождение через них соответствующих проводников (кабелей);

- со стороны фланца (38) и поверхности (91) выходного отверстия имеются два резьбовых элемента (20-21), установленных перпендикулярно фланцу (38);

- резьбовой элемент (21) снабжен установочной базовой цилиндрической поверхностью (92);

- для установа и монтажа вспомогательного крепежа на поверхности второй полуформы коллектора установлены резьбовые элементы армирования (24, 25) с возможностью использования их резьбовых и статически неподвижных поверхностей для размерного вылета установочных элементов;

- выходной фланец (38) снабжен фасонными карманами (93-102), обеспечивающими отвод тепла за счет испарения из них конденсата, а сложнофасонный профиль конструкции коллектора выбран из условий максимальной компактности при размещении его на двигателе внутреннего сгорания;

- вспомогательное оребрение (103-112) на фланцах (2-5) приемных отверстий способствует удержанию фасонных профилей прокладок относительно четырех поверхностей, пересеченных поверхностями отверстий (10-13) приемных фланцев;

- нерабочая поверхность фланца (38) снабжена десятью фасонными выемками (93-102), пять из которых (94-97, 100 и 102) находятся в зоне изоляции упругого и фасонного по профилю и в сечении элемента (113);

- для установки резьбовых элементов в основной оболочке корпуса коллектора (1) выполняют отверстия с запрессованными в них кольцевыми вставками (114);

- для соединения частей корпуса коллектора (1) используют как минимум два вида замковых соединений (115 и 116), обеспечивающих технологическую целостность конструкции коллектора в процессе его эксплуатации.

Пример выполнения коллектора

Коллектор, включающий в себя фасонный трубопровод с фланцами, выполняется таким образом, что:

1) форма трубопроводного коллектора (1) является массивом оболочкового контура, разделенным на четыре отвода (6-9);

2) торцы фланцев (2-5) каждого отвода лежат в одной плоскости взаимодействия с пересекающими их поверхностями отверстий (10-13);

3) каждая пара внутренних и/или удаленных к периферии поверхностей отверстий (10-13) асимметрична по форме строения выходных сечений;

4) между парой близлежащих поверхностей оболочек отводов выполнена пространственная решетка (14) с центральным отверстием (15);

5) для обеспечения гарантированного закрепления фланцев (2-5) к контурам площадок, пересекаемых поверхностями отверстий двигателя внутреннего сгорания с аналогичными координатами их размещения в зеркальном отображении на

фланцевых площадках (2-5), выполнено четыре вспомогательных отверстия (16-19);

6). для монтажа коллектора в неметаллический корпус коллектора (1) вмонтированы болты и резьбовые элементы армирования (20-26);

7). поверхность коллектора (1) покрыта попарно расположенными рядами ребер (27-34), контуры основания которых выполнены с условием максимального теплоотвода от основной поверхности оболочки совмещенных пар трубопроводов (6-9) коллектора(1);

8). прямолинейные ребра (35-37) пересекают взаимодействующие с ним поверхности теплоотвода, с которыми сопряжены и вышеупомянутые ребра (27-34);

9). в профильной проекции фланец (38) взаимодействует с фасонным разъемом (39), имеющим криволинейный профиль (40);

10). периферийные участки выступов (41, 42) фланцев (2-5) снабжены ребрами жесткости (43-47), расположенными относительно крепежных отверстий (16-19);

11). оболочковый внешний профиль коллектора (1) имеет с одной стороны выпуклый криволинейный контур (48);

12). выпуклые фрагменты торцевых поверхностей (49-54) жестко связаны с прямолинейной формой выходного фланца (38) и переходят в волнообразный профиль (55), изменяющихся по направлению трубопроводов (6-9), со связывающим их накрестлежащим оребрением (56-62);

13). со стороны внешней проекции коллектор (1) разделен на два разнонаправленных отвода (63, 64) с различной протяженностью накрестлежащих оребрений (48, 66-88) коллектора (1), снабженного вилкообразными выступами (89-90), обеспечивающими удержание и прохождение через них соответствующих проводников (кабелей);

14). со стороны фланца (38) и поверхности (91) выходного отверстия имеются два резьбовых элемента (20-21), установленных перпендикулярно фланцу (38);

15). резьбовой элемент (21) снабжен установочной базовой цилиндрической поверхностью (92);

16). для установа и монтажа вспомогательного крепежа на поверхности второй полуформы коллектора установлены резьбовые элементы армирования (24, 25) с возможностью использования их резьбовых и статически неподвижных поверхностей для размерного вылета установочных элементов;

17). выходной фланец (38) снабжен фасонными карманами (93-102), обеспечивающими отвод тепла за счет испарения из них конденсата, а сложнофасонный профиль конструкции коллектора выбран из условий максимальной компактности при размещении его на двигателе внутреннего сгорания;

18). вспомогательное оребрение (103-112) на фланцах (2-5) приемных отверстий способствует удержанию фасонных профилей прокладок относительно четырех поверхностей, пересеченных поверхностями отверстий (10-13) приемных фланцев;

19). нерабочая поверхность фланца (38) снабжена десятью фасонными выемками (93-102), пять из которых (94-97, 100 и 102) находятся в зоне изоляции упругого и фасонного по профилю и в сечении элемента (113);

20). для установки резьбовых элементов в основной оболочке корпуса коллектора (1) выполняют отверстия с запрессованными в них кольцевыми вставками (114);

21). для соединения частей корпуса коллектора (1) используют как минимум два вида замковых соединений (115 и 116), обеспечивающих технологическую целостность конструкции коллектора в процессе его эксплуатации.

Промышленная полезность нового технического решения заключается в выборе процесса проектирования, в котором учитываются не только конструктивные и геометрические параметры свободного пространства непосредственно под капотом автомобиля, но факторы долговечности и надежности коллектора при его эксплуатации.

Экономическая эффективность промышленного изделия выбрана из условий изготовления фасонного корпуса единым сборочным элементом, не требующим разборки для частичного контроля и замены его частей, что упрощает эксплуатацию двигателя внутреннего сгорания и экономит время автомобилистам при замене и переустановке коллектора.

Коллектор, включающий в себя фасонный трубопровод с фланцами, отличающийся тем, что форма трубопроводного коллектора является массивом оболочкового контура, разделенным на четыре отвода, причем торцы фланцев каждого отвода лежат в одной плоскости взаимодействия с пересекающими их поверхностями отверстий, при этом каждая пара внутренних и/или удаленных к периферии поверхностей отверстий асимметрична по форме строения выходных сечений, при этом между парой близлежащих поверхностей оболочек отводов выполнена пространственная решетка с центральным отверстием, а для обеспечения гарантированного закрепления фланцев к контурам площадок, пересекаемых поверхностями отверстий двигателя внутреннего сгорания с аналогичными координатами их размещения в зеркальном отображении на фланцевых площадках, выполнено четыре вспомогательных отверстия, одновременно для монтажа коллектора в неметаллический корпус коллектора вмонтированы болты и резьбовые элементы армирования, поверхность коллектора покрыта попарно расположенными рядами ребер, контуры основания которых выполнены с условием максимального теплоотвода от основной поверхности оболочки совмещенных пар трубопроводов коллектора, причем прямолинейные ребра пересекают взаимодействующие с ним поверхности теплоотвода, с которыми сопряжены и вышеупомянутые ребра, одновременно в профильной проекции фланец взаимодействует с фасонным разъемом, имеющим криволинейный профиль, а периферийные участки выступов фланцев снабжены ребрами жесткости, расположенными относительно крепежных отверстий, причем оболочковый внешний профиль коллектора имеет с одной стороны выпуклый криволинейный контур, а с другой стороны выпуклые фрагменты торцевых поверхностей, жестко связаны с прямолинейной формой выходного фланца и переходят в волнообразный профиль изменяющихся по направлению трубопроводов со связывающим их накрест лежащим оребрением, одновременно со стороны внешней проекции коллектор разделен на два разнонаправленных отвода с различной протяженностью накрестлежащих оребрений коллектора, снабженного вилкообразными выступами, обеспечивающими удержание и прохождение через них соответствующих проводников (кабелей), при этом со стороны фланца и поверхности выходного отверстия имеются два резьбовых элемента, установленных перпендикулярно фланцу, при этом один резьбовой элемент снабжен установочной базовой цилиндрической поверхностью, для установа и монтажа вспомогательного крепежа на поверхности второй полуформы коллектора установлены резьбовые элементы армирования (24, 25) с возможностью использования их резьбовых и статически неподвижных поверхностей для размерного вылета установочных элементов, а выходной фланец (38) снабжен фасонными карманами (93-102), обеспечивающими отвод тепла за счет испарения из них конденсата, а фасонный профиль конструкции коллектора выбран из условий максимальной компактности при размещении его на двигателе внутреннего сгорания, причем вспомогательное оребрение на фланцах приемных отверстий способствует удержанию фасонных профилей прокладок относительно четырех поверхностей, пересеченных поверхностями отверстий приемных фланцев, одновременно нерабочая поверхность фланца снабжена десятью фасонными выемками, пять из которых находятся в зоне изоляции упругого и фасонного по профилю и в сечении элемента, причем для установки резьбовых элементов в основной оболочке корпуса коллектора выполняют отверстия с запрессованными в них кольцевыми вставками, а для соединения частей корпуса коллектора используют, как минимум, два вида замковых соединений, обеспечивающих технологическую целостность конструкции коллектора в процессе его эксплуатации.