Устройство для очистки отработавших газов двигателя внутреннего сгорания

 

Использование: для уменьшения загрязнения атмосферы отработавшими газами двигателя. Сущность изобретения: испаритель 3, каталитический блок 5 выполнены из коаксиальных обечаек, причем между обечайками первого дополнительно размещена пористая структура, а между обечайками второго - катализатор из пористого никель-алюминиевого сплава, пропитанного нитратами никеля и алюминия, при этом испаритель 3 снабжен патрубками подвода воды и углеводородного топлива, а выход из испарителя 3 сообщен с входом каталитического блока 5 и между ними дополнительно установлен турбулизатор 4. 2 ил.

Изобретение относится к области машиностроения, в частности, к системам дожигания топлива в выхлопных устройствах двигателей, с целью уменьшения загрязнения атмосферы отработавшими газами.

Известно устройство для сжигания, уменьшающее степень загрязнения атмосферы отработавшими газами двигателей внутреннего сгорания, содержащее в выхлопном тракте пустотелый кожух с фильтрующим элементом, на который нанесен металлический катализатор /1/.

Недостатком данного устройства являются необходимость периодической замены фильтрующего элемента и возможность сжигания выбросов углекислого газа не более чем в 1,25 1,5 раза.

Известно устройство для очистки отработавших газов двигателей внутреннего сгорания, содержащее установленные последовательно, по ходу движения отработавших газов, каталитический блок и испаритель с патрубками входа и выхода газов /2/.

Недостатком данного устройства является быстрое выгорание катализатора, сложная система подачи воздуха непосредственно в выходной тракт и сжигание выбросов углекислого газа, которое поступает в атмосферу, не более чем в 2 раза.

Техническим результатом данного изобретения является: снижение выбросов углекислого газа в атмосферу в 2,0 3,0 раза. выбросов углеводородов в 5 10 раз: экономия топлива от 25% до 40% в зависимости от конструктивного выполнения системы топливопитания двигателя.

Указанные преимущества и технический результат достигается тем, что углеводородное топливо посредством термокаталитической реакции разлагается на метан и окись углерода и направляется на дожигание в двигатель внутреннего сгорания, что позволяет использовать низкоактановые бензины в любом двигателе, т. к. обеспечивается полнота сгорания, что и приводит не только к экономичности двигателя, но и к экологической чистоте современных автомобилей.

Конструктивно технический результат достигается тем, что испаритель выполнен из двух коаксиально установленных тонкостенных обечаек, между которыми дополнительно размещена пористая структура, выполняющая роль капиллярного насоса, по которой вода и углеводородное топливо подается к внутренней обечайке, разогреваемой отработавшими газами. Испаритель снабжен патрубками подвода воды и углеводородного топлива. Каталитический блок выполнен из аналогичных, тонкостенных коаксиально установленных обечаек, между которыми расположен катализатор из пористого никель-алюминиевого сплава, пропитанного нитратами никеля и алюминия. При этом выход из испарителя сообщен с входом каталитического блока, и между ними дополнительно установлен турбулизатор, а выход каталитического блока соединен с карбюратором двигателя внутреннего сгорания.

На фиг.1 в аксонометрической проекции представлен общий вид устройства, где для простоты восприятия указаны основные элементы, а именно: 1 вход для бензина, 2 вход для воды.

3 пористый испаритель, 4 турбулизатор в виде шайбы с прорезями между фланцевыми соединениями.

5 пористый катализатор, 6 выход газов после термокаталитической реакции, 7 соединительный патрубок с приемной трубой двигателя внутреннего сгорания.

Испаритель 3 и катализатор 5 могут быть расположены и в параллельных каналах в зависимости от типа автомобиля. При этом может меняться конструктивное исполнение турболизатора 4, но это не меняет существа технического решения.

На фиг.2 представлена структурная схема соединения устройства для очистки отработавших газов двигателя внутреннего сгорания с элементами топливной системы и выхлопным трактом, а именно: 8 топливный насос, соединенный непосредственно с карбюратором 9 и через трубопровод 10, с испарителем 3 и карбюратором 9. Топливный насос 8 связан с топливным баком 11 с углеводородным топливом, а помпа 12 соединена с баком с водой 13. Пористый испаритель 3 и катализатор /каталитический блок/ 5 является частью выхлопного тракта двигателя и соединены с выхлопным коллектором 14.

Устройство работает следующим образом. От топливного насоса 8 и помпы - 12 часть топлива /от 10 до 20/ и вода по трубопроводам 10 подается в пористый испаритель 3, где в результате капиллярного эффекта происходит перемещение смеси воды и углеводородного топлива к турбулизатору 4. В результате нагрева выхлопными газами эта смесь под давлением, проходя через турбулизатор 4 становится гомогенной и поступает в катализаторный блок, где под действием катализатора 5 происходит термохимическое разложение смеси на метан и окись углерода. Выбранный катализатор пористый никель алюминиевый сплав, пропитанный нитратами никеля и алюминия, при разогреве отработавшими газами до температуры 320 390^oС позволяет стабильно поддерживать реакцию разложения и высокое давление паровой фракции из воды и углеводородного топлива для дальнейшей подачи метаносодержащей смеси в карбюратор 9 через выход 6.

В результате повышается общая теплотворная способность исходного топлива, обеспечивается полнота сгорания независимо от октанового числа бензина, уменьшается температура и токсичность отработавших газов.

Формула изобретения

Устройство для очистки отработавших rases двигателя внутреннего сгорания, содержащее установленные последовательно по ходу движения отработавших газов, каталитический блок и испаритель с патрубками входа и выхода газов, отличающееся тем, что испаритель и каталитический блок выполнены из коаксиально установленных обечаек, причем между обечайками первого дополнительно размещена пористая структура, а между обечайками второго - катализатор из пористого никель-алюминиевого сплава, пропитанного нитратами никеля и алюминия, при этом испаритель снабжен патрубками подвода воды и углеводородного топлива, а выход из испарителя сообщен с входом каталитического блока и между ними дополнительно установлен турбулизатор.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2