Устройство для очистки от сажи отработавших газов и уменьшения шума двигателя внутреннего сгорания

 

Использование: в области двигателестроения, в частности в системах выпуска отработавших газов двигателей внутреннего сгорания. Сущность изобретения: отработавшие газы двигателя внутреннего сгорания направляются во входной патрубок 7, в котором размещены ионизирующие электроды 6. К электродам 6 подается высокое напряжение и через определенный интервал времени между ними проскакивает искра. Между электродами 6 возникает электрическое поле, благодаря которому происходит предварительная зарядка взвешенных в отработавших газах твердых частиц. Затем отработавшие газы поступают в рабочую зону электроцентробежного фильтра 2. Коронирующий электрод 4 подключен к отрицательному полюсу блока питания 10. Твердые частицы в зоне коронирующего разряда приобретают отрицательный заряд /вследствие адсорбции на них отрицательных ионов/ и под действием электрических и центробежных сил перемещаются к внутренней поверхности камеры 3. В непосредственной близости от нее они транспортируются потоком газа в бункер 9, где и оседают вследствие дополнительного воздействия на них сил, возникающих в результате поворота газового потока, направляющегося в выходной патрубок. Электроцентробежный фильтр 2 установлен в корпусе глушителя. 2 ил.

Изобретение относится к области двигателестроения, в частности к системам выпуска отработавших газов двигателей внутреннего сгорания.

Известно устройство для очистки от сажи отработавших газов и уменьшения шума дизелей [1], состоящее из большого количества перфорированных трубок, обмотанных керамическими волокнами. Трубки установлены параллельно друг другу в стальном корпусе глушителя системы выпуска. Эффективность очистки составляет примерно 35%.

Недостатком такой конструктивной схемы является быстрое засорение элементов фильтра и необходимость его периодической регенерации, что усложняет конструкцию и обслуживание сажевого фильтра. Кроме того, фильтры такого типа создают большое сопротивление на выпуске, что ухудшает технико-экономические показатели двигателя.

Известна конструкция сажевого фильтра [2], выбранная в качестве ближайшего аналога. Фильтр содержит осадительную камеру циклона, коронирующий электрод, впускной тангенциальный патрубок и выпускной патрубок, бункер, блок питания. Двигатель имеет глушитель с корпусом. Поступающие в электроцентробежный фильтр отработавшими газами твердые частицы в зоне коронного разряда приобретают отрицательный заряд /вследствие адсорбции на них отрицательных ионов/ и под действием электрических и центробежных сил перемещаются к внутренней поверхности корпуса. Приблизившись к ней, далее они транспортируются потоком газа в бункер, где и оседают вследствие поворота газового потока. При этом необходимо отметить, что основную роль в улавливании частиц играют электрические силы, величина которых зависит от конфигурации и расположения коронирующих электродов. Саморегенерация осадительных поверхностей идет за счет газодинамики циклонного процесса и не сопровождается дополнительным выделением продуктов неполного сгорания, как при термической регенерации.

Однако раздельное исполнение сажевого фильтра и глушителя увеличивает габариты системы выпуска, создает проблему крепления и обслуживания сажеуловителя. Установка сажевого фильтра после глушителя, когда снижаются скорости отработавших газов, приводит к снижению эффективности очистки.

Ужесточение норм на выбросы твердых частиц с отработавшими газами двигателей, а также норм на интенсивность шума требует применения все более совершенных систем, одновременно включающих в себя решение этих двух проблем.

Изобретение решает задачу повышения эффективности очистки от сажи отработавших газов двигателей внутреннего сгорания при одновременном снижении уровня шума.

Сущность изобретения заключается в том, что устройство для очистки сажи отработавших газов и уменьшения шума содержит электроцентробежный фильтр, расположенный в корпусе глушителя, причем электроцентробежный фильтр содержит осадительную камеру с расположенным в ней коронирующим электродом, подключенные к разным полюсам блока питания входной патрубок с расположенным в нем ионизирующими электродами, выходной патрубок и бункер.

Расположение электроцентробежного фильтра в корпусе глушителя уменьшает интенсивность шума отработавших газов путем снижения скорости отработавших газов при прохождении их через центробежный фильтр без существенного увеличения сопротивления и засорения.

Расположение во входном патрубке ионизирующих электродов повышает эффективность очистки от сажи отработавших газов путем предварительной ионизации отработавших газов электродами.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлен электроцентробежный фильтр устройства для очистки от сажи отработавших газов и уменьшения шума дизеля, а на фиг. 2 - общий вид устройства.

Устройство содержит корпус 1 глушителя, размещенный в нем фильтр 2, который представляет собой осадительную камеру 3 циклона, коронирующий электрод 4, закрепленный в камере 3 циклона и изолированный от него с помощью изолирующих прокладок 5, ионизирующие электроды 6 ионизатора, входной патрубок 7 и выходной патрубок 8, бункер 9, блок 10 питания. Глушитель имеет резонансные и расширительные камеры 11.

Устройство для очистки от сажи отработавших газов и уменьшения шума двигателей внутреннего сгорания работает следующим образом.

Отработавшие газы двигателя внутреннего сгорания направляются во входной патрубок 7, в котором размещены ионизирующие электроды 6. К электродам 6 подается высокое напряжение и через определенный интервал времени между ними проскакивает искра. Между ионизирующими электродами 6 возникает электрическое поле, благодаря которому происходит предварительная зарядка взвешенных твердых частиц отработавших газов /сажи/. Затем отработавшие газы поступают в рабочую зону электроцентробежного фильтра. Коронирующий электрод 4 подключен к отрицательному полюсу блока 10 питания. Твердые частицы в зоне коронирующего разряда приобретают отрицательный заряд /вследствие адсорбции на них отрицательных ионов/ и под действием электрических и центробежных сил перемещаются к внутренней поверхности камеры 3. В непосредственной близости от нее они транспортируются потоком газа в бункер 9, где и оседают вследствие дополнительного воздействия на них сил, возникающих в результате поворота газового потока, направляющегося в выходной патрубок 8.

Таким образом, происходит очистка отработавших газов от сажи. Степень очистки отработавших газов от сажи существенно повышается /до 86%/ по сравнению с аналогами.

Снижение уровня шума отработавших газов дополнительно происходит за счет снижения скорости отработавших газов вследствие поворота газового потока при прохождении через устройство. Кроме того, уменьшаются габариты системы выпуска газов двигателя.

Формула изобретения

Устройство для очистки от сажи отработавших газов и уменьшения шума двигателей внутреннего сгорания, содержащее электроцентробежный фильтр, состоящий из осадительной камеры и расположенного в ней коронирующего электрода, подключенных к разным полюсам блока питания, а также входного и выходного патрубка и бункера, отличающееся тем, что электроцентробежный фильтр установлен в корпусе глушителя, а во входном патрубке фильтра расположены ионизирующие электроды.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2