RU2310085C2 - Internal combustion engine heat-insulating screen - Google Patents

Abstract

FIELD: mechanical engineering; internal combustion engines.

SUBSTANCE: invention can be used at designing and manufacturing of heat-insulating screens with improved heat protection and damping properties. In proposed heat-insulating screen at least two holes for bolt joint are made on one axle. Chute-like projection of trapezoidal form is made along axle passing through hole for bolt joint. Shielding surface covering exhaust manifold is made single-layer, with thickness of layer from 0.5 to 1.5 mm and is provided with coating, thickness 0.02-0.50 mm, formed by gas-thermal spraying. Said shielding surface has at least two stiffening ribs directed across chute-like projection to preclude deformation of surface in transverse direction.

EFFECT: provision of reliable protection of parts in vehicle engine compartment against high temperature during long temperature action, effective damping of vibrations, reduced radiated sound energy and noise.

10 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к области двигателестроения и может быть использовано при проектировании и изготовлении теплозащитных экранов с улучшенными теплозащитными и демпфирующими свойствами.The invention relates to the field of engine building and can be used in the design and manufacture of heat shields with improved heat shielding and damping properties.

Известна конструкция теплозащитного экрана выпускного коллектора, включающего самостоятельные внешний и внутренний слои различной толщины, принимающие форму экрана, расположенного в непосредственной близости от высокотемпературного участка (см. патент US №5347810, опубликованный 20 09 1994 г., кл. Int. Cl⁵ F01N 7/10).The known design of the heat shield of the exhaust manifold, which includes independent external and internal layers of various thicknesses, taking the form of a screen located in the immediate vicinity of the high-temperature section (see US patent No. 5447810, published 20 09 1994, class Int. Cl ⁵ F01N 7 /10).

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата, при использовании известного устройства является то, что при работе в зоне высоких температур данное устройство имеет свойство деформироваться вследствие тепловых линейных расширений относительно плоскости крепления к выпускному коллектору, тем самым воздействуя на точки крепления экрана. Кроме этого, при использовании экрана с двумя отдельными слоями усложняется конструкция детали, а также его сборка.For reasons that impede the achievement of the technical result indicated below, when using the known device, this device tends to deform due to linear thermal expansion relative to the plane of attachment to the exhaust manifold when operating in the high temperature zone, thereby affecting the attachment points of the screen. In addition, when using a screen with two separate layers, the construction of the part, as well as its assembly, is complicated.

Наиболее близким устройством того же назначения к заявленному изобретению по совокупности существенных признаков является конструкция изолирующего теплозащитного экрана для узлов двигателя, типа выпускных коллекторов двс, включающего экранирующую поверхность, закрывающую выпускной коллектор, состоящую из нескольких отдельных теплозащитных слоев и находящуюся в непосредственной близости от выпускного коллектора. Кроме этого, экран содержит как минимум два отверстия под болтовое крепление к выпускному коллектору, расположенные на одной оси, причем вокруг каждого отверстия выполнена кольцевая волнистость, служащая для удобства крепления к экранированному узлу, например выпускному коллектору (см. патент US №6581720, опубликованный 05.06.2003 г., Int. Cl⁷ G10K 11/00).The closest device of the same purpose to the claimed invention in terms of essential features is the design of an insulating heat shield for engine assemblies, such as exhaust manifolds of an internal combustion engine, including a shielding surface covering the exhaust manifold, consisting of several separate heat-shielding layers and located in close proximity to the exhaust manifold. In addition, the screen contains at least two holes for bolting to the exhaust manifold, located on the same axis, and around each hole there is an annular undulation, which serves to facilitate attachment to a shielded assembly, such as an exhaust manifold (see US patent No. 6581720, published 05.06 .2003, Int. Cl ⁷ G10K 11/00).

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного устройства, принятого за прототип, является то, что кольцевую волнистость, определяющую выпуклость, необходимо выполнять вокруг каждого болтового отверстия для крепления к экранируемому узлу, например выпускному коллектору, кроме этого усложняется конструкция теплозащитной экранирующей поверхности, состоящей из нескольких отдельных теплозащитных слоев, т.к. увеличивается трудоемкость позиционирования при сборке слоев в сборочную единицу.For reasons that impede the achievement of the following technical result when using the known device adopted for the prototype, is that the annular undulation defining the convexity, it is necessary to perform around each bolt hole for attachment to a shielded node, such as an exhaust manifold, in addition, the design of heat-shielding shielding is complicated a surface consisting of several separate heat-shielding layers, as the complexity of positioning increases when assembling layers in an assembly unit.

Сущность изобретения - обеспечить надежную теплозащиту выпускного коллектора и деталей, находящихся в моторном отсеке.The essence of the invention is to provide reliable thermal protection of the exhaust manifold and parts located in the engine compartment.

Технический результат - защита от высоких температур деталей, находящихся в моторном отсеке транспортного средства в течение длительного температурного воздействия, эффективное гашение колебаний, уменьшение излучаемой звуковой энергии и шума, кроме этого защита поверхности экрана от коррозийного воздействия внешней среды за счет газотермического напыления.EFFECT: protection against high temperatures of parts located in the engine compartment of a vehicle during a prolonged temperature exposure, effective damping of vibrations, reduction of radiated sound energy and noise, in addition, protection of the screen surface from the corrosive effects of the environment due to thermal spraying.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, в экране теплоизолирующем для двигателя внутреннего сгорания, содержащем экранирующую поверхность, закрывающую выпускной коллектор, как минимум два отверстия под болтовое крепление к выпускному коллектору, расположенные на одной оси, особенностью является то, что вдоль оси, проходящей через отверстия под болтовое крепление, выполнен желобообразный выступ, имеющий трапецеидальную форму и служащий для эффективного демпфирования колебаний и гашения напряжений вследствие температурных деформаций поверхности, кроме этого экранирующая поверхность с обеих сторон имеет газотермическое напыление толщиной 0,020-0,050 мм, которое выполняет защитную функцию экрана от коррозийного воздействия внешней среды и отражает инфракрасное излучение выпускного коллектора с одновременным поглощением акустических волн выпускной системы двигателя, при этом экранирующая поверхность содержит как минимум два ребра жесткости, выполненные поперек желобообразного выступа и служащие для исключения деформации поверхности в поперечном направлении. Кроме этого экранирующая поверхность выполнена однослойной, толщина слоя которой находится в диапазоне от 0,5 мм до 1,5 мм.The specified technical result during the implementation of the invention is achieved by the fact that in the heat-insulating screen for the internal combustion engine containing a shielding surface covering the exhaust manifold, at least two bolt holes for the exhaust manifold located on one axis, the feature is that along the axis passing through the holes for the bolt fastening, a gutter-shaped protrusion is made having a trapezoidal shape and serving to effectively damp vibration and damp the voltage due to thermal deformations of the surface, in addition, the shielding surface on both sides has gas thermal spraying with a thickness of 0.020-0.050 mm, which performs the protective function of the screen from the corrosive effects of the external environment and reflects infrared radiation from the exhaust manifold with simultaneous absorption of acoustic waves from the exhaust system of the engine, while shielding the surface contains at least two stiffening ribs made across the trough-like protrusion and used to exclude deformation rhnosti transversely. In addition, the shielding surface is single-layer, the layer thickness of which is in the range from 0.5 mm to 1.5 mm.

Для пояснения настоящего изобретения приведены следующие чертежи:To explain the present invention, the following drawings:

на фиг.1 изображен общий вид экрана, установленного на выпускной коллектор;figure 1 shows a General view of the screen mounted on the exhaust manifold;

на фиг.2 изображен вид на желобообразный выступ трапецеидальной формы над плоскостью для крепления экрана;figure 2 shows a view of a gutter-shaped protrusion of a trapezoidal shape above the plane for mounting the screen;

на фиг.3 изображена экранирующая поверхность с ребрами жесткости;figure 3 shows a shielding surface with stiffeners;

на фиг.4 изображено сечение А-А ребра жесткости.figure 4 shows a section aa stiffeners.

Экран теплоизолирующий содержит экранирующую поверхность 1, закрывающую выпускной коллектор 2, как минимум два отверстия под болтовое крепление 3, расположенные на одной оси 7, вдоль которой выполнен желобообразный выступ 4. Экранирующая поверхность 1 с обеих сторон имеет газотермическое напыление 5 и содержит как минимум два ребра жесткости 6, выполненные поперек желобообразного выступа 4.The heat-insulating screen contains a shielding surface 1 that covers the exhaust manifold 2, at least two bolt holes 3 located on one axis 7, along which a grooved protrusion 4 is made. The shielding surface 1 has a thermal spray coating 5 on both sides and contains at least two ribs stiffness 6, made across the grooved protrusion 4.

Работа экрана теплоизолирующего осуществляется следующим образом.The operation of the heat-insulating screen is as follows.

Крепление экрана к выпускному коллектору 2 двигателя внутреннего сгорания осуществляется посредством как минимум двух крепежных болтовых отверстий 3, расположенных на одной оси относительно друг друга на расстоянии, позволяющем обеспечить надежное крепление экранирующей поверхности к выпускному коллектору, причем экранирующая поверхность 1 огибает поверхность выпускного коллектора 2 и располагается напротив двигателя, частично ограждая детали, находящиеся в моторном отсеке транспортного средства, в течение длительного температурного воздействия, при этом между экранирующей поверхностью 1 и высокотемпературным участком остается воздушная прослойка для усиления изоляционного эффекта в дополнение к теплозащитным свойствам экрана. Вдоль оси, проходящей через как минимум два отверстия под болтовое соединение 3, выполнен желобообразный выступ 4, который комбинирует в себе работу эффективного демпфирования колебаний и гашения напряжений вследствие температурных деформаций поверхности, кроме этого, ребра жесткости 6, расположенные на экранирующей поверхности 1, исключают ее деформацию в поперечном направлении.The screen is fastened to the exhaust manifold 2 of the internal combustion engine by means of at least two fixing bolt holes 3 located on the same axis relative to each other at a distance, which allows reliable fastening of the shielding surface to the exhaust manifold, and the shielding surface 1 envelops the surface of the exhaust manifold 2 and is located opposite the engine, partially fencing parts located in the engine compartment of the vehicle for a long temperature of exposure, the surface between the shield 1 and the high temperature portion of the air layer is to enhance the insulating effect in addition to the heat shield properties. Along the axis passing through at least two holes for the bolt connection 3, a gutter-shaped protrusion 4 is made, which combines the work of effective damping of vibrations and damping stresses due to temperature deformations of the surface, in addition, stiffeners 6 located on the shielding surface 1 exclude it deformation in the transverse direction.

Преимущество изобретения состоит в том, что по сравнению с известными аналогами предложенная конструкция теплозащитного экрана имеет более эффективное демпфирование колебаний, гашения шумоизлучения и уменьшения величины напряжений вследствие температурных деформаций поверхности.An advantage of the invention is that, in comparison with the known analogues, the proposed design of the heat shield has a more effective damping of vibrations, damping noise and reducing stress due to thermal deformations of the surface.

Claims (4)

1. Экран теплоизолирующий для двигателя внутреннего сгорания, содержащий экранирующую поверхность, закрывающую выпускной коллектор, причем экран имеет как минимум два отверстия под болтовое крепление к выпускному коллектору, расположенные на одной оси, отличающийся тем, что вдоль оси, проходящей через отверстия под болтовое крепление, выполнен желобообразный выступ, а экранирующая поверхность с обеих сторон имеет газотермическое напыление и содержит как минимум два ребра жесткости, выполненные поперек желобообразного выступа.1. The heat-insulating screen for an internal combustion engine, comprising a shielding surface covering the exhaust manifold, the screen having at least two bolt holes for the exhaust manifold located on one axis, characterized in that along the axis passing through the bolt holes, a gutter-like protrusion is made, and the shielding surface on both sides has a thermal spraying and contains at least two stiffening ribs made across the gutter-like protrusion. 2. Экран по п.1, отличающийся тем, что форма желобообразного выступа выполнена трапецеидальной.2. The screen according to claim 1, characterized in that the shape of the grooved protrusion is made trapezoidal. 3. Экран по п.1, отличающийся тем, что экранирующая поверхность выполнена однослойной, толщина слоя которой находится в диапазоне от 0,5 мм до 1,5 мм.3. The screen according to claim 1, characterized in that the screening surface is single-layer, the layer thickness of which is in the range from 0.5 mm to 1.5 mm. 4. Экран по п.1, отличающийся тем, что газотермическое напыление имеет толщину 0,020÷0,050 мм.4. The screen according to claim 1, characterized in that the thermal spraying has a thickness of 0.020 ÷ 0.050 mm

Images