Каталитический нейтрализатор отработавших газов двигателя внутреннего сгорания

 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в выпускных системах ДВС для снижения содержания токсичных веществ в отработавших газах. Изобретение направлено на повышение эффективности очистки газов, улучшение топливной экономичности двигателя внутреннего сгорания, упрощение конструкции нейтрализатора, продление срока его службы путем автоматического распределения потока газов. Для достижения указанного в конструкцию нейтрализатора введено автоматическое распределительное устройство потока газов, состоящее из соединительного патрубка и пружины, при этом соединительный патрубок поджимается пружиной к первому реактору, в свою очередь, первый реактор сообщен через соединительный патрубок с выпускным патрубком, причем перегородка, расположенная между соединительным патрубком и выпускным патрубком, позволяет потоку газов проходить и не создавать противодавления выпуску отработавших газов больше номинального при работе двигателя на режимах холостого хода и частичных нагрузок. 2 ил.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в выпускных системах двигателей внутреннего сгорания для снижения содержания токсичных веществ в отработавших газах.

Известен нейтрализатор отработавших газов двигателя внутреннего сгорания (патент РФ N2075605, кл. F 01 N 3/28, от 1997 г.), содержащий корпус с входным и выходным патрубками, первый и второй реакторы с катализаторами, которые размещены последовательно по потоку газов, перегородку и автоматическое распределительное устройство потока газов.

Изобретение направлено на повышение эффективности очистки газов, улучшение топливной экономичности двигателя внутреннего сгорания, упрощение конструкции нейтрализатора, продления срока его службы путем автоматического распределения потока газов.

Решение поставленной задачи достигается тем, что в конструкцию нейтрализатора дополнительно введено автоматическое распределительное устройство потока газов, состоящее из соединительного патрубка и пружины, при этом соединительный патрубок поджимается пружиной к первому реактору, причем перегородка, расположенная между соединительным патрубком и выпускным патрубком, позволяет потоку газов проходить и не создавать противодавления выпуску отработавших газов больше номинального при работе двигателя на режимах холостого хода и частичных нагрузок.

Отличительными признаками от прототипа является то, что в устройство нейтрализатора дополнительно введено автоматическое распределительное устройство потока газов, кроме того, исключено распределительное устройство потока газов.

Изменение расхода отработавших газов происходит в зависимости от нагрузки на двигатель внутреннего сгорания. При этом частота вращения коленчатого вала двигателя может не меняться, поэтому применение распределительного устройства потока газов с механическим приводом в зависимости от частоты вращения коленчатого вала двигателя не обеспечивает своевременного включения и выключения второго реактора нейтрализатора.

На фиг. 1 показан нейтрализатор, продольный разрез при включенном первом реакторе, на фиг. 2 - продольный разрез при включенных двух реакторах.

Нейтрализатор отработавших газов для двигателя внутреннего сгорания содержит корпус 2 с входным 9 и выходным 1 патрубками. В корпусе 2 расположены катализаторы 8 и 4, фиксируемые распорками 10. Разделительная перегородка 11 образует камеру первого реактора 7, соединенную с выходным патрубком 1 посредством автоматического распределительного устройства потока газов, состоящего из поджимаемого к камере первого реактора 7 пружиной 5 соединительного патрубка 6, который плотно прилегает к отверстию в разделительной перегородке 11. Перегородка 3 включения второго реактора, расположенная между соединительным патрубком 6 и выходным патрубком 1, образует камеру второго реактора 12 и позволяет потоку газов проходить и не создавать противодавления выпуску отработавших газов больше номинального при работе двигателя на режимах холостого хода и частичных нагрузок.

Работает каталитический нейтрализатор следующим образом.

При работе двигателя внутреннего сгорания на режимах холостого хода и частичных нагрузок отработавшие газы поступают в корпус нейтрализатора 2 через входной патрубок 9, проходят первый реактор 7, очищаясь, и через соединительный патрубок 6 и выходной патрубок 1 выходят из нейтрализатора. Это обеспечивает очистку отработавших газов при малом противодавлении выпуску отработавших газов, тем самым улучшая топливную экономичность двигателя внутреннего сгорания; повышается срок службы нейтрализатора за счет отключения второго реактора 12.

При работе двигателя на режимах средних и полных нагрузок, т.е. при увеличении расхода отработавших газов, отработавшие газы, преодолевая сопротивление пружины 5, отодвигают соединительный патрубок 6 от отверстия в разделительной перегородке 11, причем соединительный патрубок 6 упирается торцом в перегородку 3 включения второго реактора, прекращая прохождение отработавших газов через соединительный патрубок 6. При этом отработавшие газы, прошедшие первый реактор 7, через отверстие в разделительной перегородке 11 поступают во второй реактор 12, проходят дополнительную очистку, а затем выходят из нейтрализатора через выходной патрубок 1.

Отключение второго реактора 12 при двухступенчатой очистке отработавших газов используется в целях снижения противодавления выпуску отработавших газов при работе двигателя внутреннего сгорания на режимах холостого хода и частичных нагрузок для улучшения экономичности двигателя. Кроме того, уменьшается загрязнение катализатора 4 нейтрализатора токсичными компонентами отработавших газов, тем самым продлевая срок его службы.

При слишком раннем включении второго реактора 12 нейтрализатора, когда расход отработавших газов незначителен, рост противодавления выпуску отработавших газов увеличивает расход топлива; дополнительное загрязнение катализатора 4 второго реактора 12 сокращает срок службы нейтрализатора. При запаздывании включения второго реактора 12, когда расход отработавших газов значителен, а работает только один реактор нейтрализатора 7, ухудшается очистка отработавших газов.

Применение автоматического распределительного устройства потока газов позволяет обеспечить своевременное включение и выключение второго реактора 12 нейтрализатора.

Формула изобретения

Каталитический нейтрализатор отработавших газов двигателя внутреннего сгорания, состоящий из корпуса с входным и выходным патрубками, первого и второго реакторов с катализаторами, которые размещены последовательно по потоку газов, перегородки и автоматического распределительного устройства потока газов, отличающийся тем, что автоматическое распределительное устройство потока газов состоит из соединительного патрубка и пружины, при этом соединительный патрубок поджимается пружиной к первому реактору, в свою очередь, первый реактор сообщен через соединительный патрубок с выпускным патрубком, причем перегородка, расположенная между соединительным патрубком и выпускным патрубком, позволяет потоку газов проходить и не создавать противодавления выпуску отработавших газов больше номинального при работе двигателя на режимах холостого хода и частичных нагрузок.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2