Устройство для дожигания отработавших газов двигателя внутреннего сгорания

 

Использование: устройства для обезвреживания отработавших газов (ОГ) двигателя внутреннего сгорания путем их дожигания. Сущность изобретения: упомянутое устройство, содержащее камеру дожигания (КД) 2 с впускным и воздушным патрубками 5, 6, топливной форсункой 3, запальной свечой 4, сообщенную с резонансной трубой 10 содержит дополнительно воздушную камеру 7 с перфорированным диском 8, обводной трубопровод 9 и наклонные перегородки 12, причем КД и резонансная труба размещены в выхлопном коллекторе 1 и образуют кольцевую полость , которая в свою очередь сообщена с резонансной трубой 10 через эжекционные отверстия 11, выполненные на последней перед наклонными перегородками 12, ограничивающими кольцевую полость по потоку ОГ. Впускной патрубок 5 установлен соосно выхлопному коллектору 1, на последнем размещена воздушная камера 7, связанная обводным трубопроводом 9 с резонансной трубой 10, и привоздушный патрубок 6 с камерой дожигания 2. Сопло обводного трубопровода расположено в воздушной камере 7 соосно воздушному патрубкуД 1 ил.

союз советских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (юпэ F 01 N 3/26

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

? 1709 2

1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4878534/06 (22) 29,10,90 (46) 30.07,92. Бюл. М 28 (71) Научна-производственный центр йри

Николаевском кораблестроительном институте (72) С.И.Сербин, Г.Ф,Романовский и И.А.Ратушняк (56) Авторское свидетельство СССР

М 914782, кл, F 01 N 3/26, 1980, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДОЖИГАНИЯ ОТРАБОТАВШИХ ГАЗОВ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ (57) Использование: устройства для обезвреживания отработавших газов (ОГ) двигателя внутреннего сгорания путем их дожигания. Сущность изобретения: упомянутое устройство, содержащее камеру дожигания (КД) 2 с впускным и воздушным патрубками 5, 6, топливной форсункой 3, Изобретение относится к энергетике, как стационарной, так и транспортной, в частности к устройствам обезвреживания отработавших газов двигателя внутреннего сгорания. путем их дожигания.

Известно устройство для дожигания отработавших газов двигателя внутреннего сгорания, содержащее камеру дожигания с трубопроводом подвода отработавших газов, патрубком подвода воздуха, магистрального подвода топлива и запальной свечой.

Однако известное устройство создает большое противодавление на выходе отработавших газов из двигателя, что приводит

„„5U„„1751369 А1 запальной свечой 4, сообщенную с резонансной трубой 10 содержит дополнительно воздушную камеру 7 с перфорированным диском 8, обводной трубопровод 9 и наклонные перегородки 12, причем КД и резонансная труба размещены в выхлопном коллекторе 1 и образуют кольцевую полость, которая в свою очередь сообщена с резонансной трубой 10 через эжекционные отверстия 11, выполненные на последней перед наклонными перегородками 12, ограничивающими кольцевую полость по потоку ОГ, Впускной патрубок 5 установлен соосно выхлопному коллектору 1, на последнем размещена воздушная камера 7, связанная обводным трубопроводом 9 с. резонансной трубой 10, и привоздушный патрубок 6 с камерой дожигания 2. Сопло 3 обводного трубопровода расположено в воздушной камере 7 соосно воздушному патрубку,б. 1 ил. к ухудшению эксплуатационных характеристик двигателя.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для дожигания отработавших газов двигателя внутреннего сгорания, содержащее выравниватель пульсаций, золотниковый регулятор, камеру дожигания с трубопроводами, магистрального подвода топлива и запальной свечой.

Недостатками указанного устройства являются малая степень использования энергии пульсирующего потока и низкая эффективность дожигания отработавших газов. 4

1751369

Целью изобретения является повыше- ними наклонныхперегородокспособствуют ние эффективности дожигания отработав- дожиганию отработавших газов в высокоскоростном направленном и высокотемпеДля достижения этой цели камера до- ратурном потоке продуктов сгорания, атакжигания расположена внутри выхлопного 5 же выравнивают поля скоростей как на коллектора с образованием, кольцевой по- входе в отверстие, так и за торцом резонанлости и снабжена двумя патрубками, один сной трубы. иэ которйх устанЬвлен на оси выхлопного На чертеже изображено предлагаемое коллектора и является, впускным, а второй . устройстводлядожигания отработавшихгасообщен с воздушной камерой расположен- 10 зов двигателя вйутреннего сгорания, ной на стенке выхлопного коллектора и Устройство для дожигания отработавснабженной перфорированнйм диском и ших газов расположено в коллекторе 1 двиобводным трубопроводом, сопло которого гателя внутреннего сгорания и содержит установлено соосно воздушному клапану, а камеру дожигания 2, снабженную топливвыходной торец сообщен с резонансной 15 ной форсункой 3, запальником 4 и двумя трубой на половине ее длины, а кроме того, патрубками 5 и 6, впускной патрубок 5 камерезонансная труба выполнена с эжекцион- ры 2 расположен на оси выхлопного коллекнйми отверстиями, расположенными заме- тора, воздушный патрубок сообщен с стом соединения резонансной трубы с воздушной камерой 7, которая установлена обводным трубопроводом, за которыми раэ- 20 на боковой стенке выхлопного коллектора 1 мещены наклонные перегородки." и содержит перфорированный диск 8 и обПри сравнении заявляемого устройства водной трубопровод 9, сопло трубопровода с прототйпом новым является расположе- 9 расположено соосно воздушному патрубние камеры дожигания внутри коллектора с ку 6, а выходной торец трубопровода сообобразованием кольцевой полости, камера 25 щен с резонансной трубой 10 камеры. дожигания снабжена двумя патрубками, дожигания 2. Резонансная труба 10 камеры один из которых установлен на оси выхлоп- 2 имеет эжекционные отверстия 11, распоного коллектора, а второй сообщен с воз- ложенные за местом соединения резонансдушной камерой, расположенной на стенке ной трубы 10 с обводным трубопроводом 9, выхлопного коллектора и снабженной пер- 30 за которыми размещены наклонные перегофорированным диском и обводным тру- родки 12 от стенки выхлопного коллектора бопроводом. Сопло установлено соос- 1 до резонанснойтрубы 10. но воздушному патрубку, а выходной Устройство для дожигания отработавторец сообщен с резонансной трубой на ших газов двигателя внутреннего сгорания половине ее длины. Это позволяет равно- 35 работает следующим образом. . мерно распределить весь объем отработав- . Запуск устройства для дожигания отраших газов двигателя внутреннего сгорания ботавших газов двигателя внутреннего сго- . между патрубками и эжекционйыми отвер - . рания происходит одновременно с пуском стиями, охладить стенки камеры дожигания, двигателя. Воздух, сжатый поршнем в двиподдерживать их температуру постоянной, 40 гателе вместе с пусковым, выбрасывается в а также полностью использовать энергию выхлопной коллектор 1 и через впускной пульсирующего потока, истекающего из патрубок 5 поступает в камеру дожигания 2. впускного патрубка, в обводном трубопро- Одновременно в камеру 2 поступает топливоде для увеличения тяги. Кроме того, ус- во через форсунку 3 и образовавшаяся тановка обводного трубопровода и 45 смесь воспламеняется от свечи 4, Продукты перфорированного диска в воздушной ка- сгорания истекают через резонансную трумере уменьшает шум работающей камеры бу10и смешиваются с отработавшими газадожигания как на линии всасывания, так и ми двигателя через эжекционные отверстия на выходе из резонансной трубы, Увеличе- 11, тем самым дожигая их, По мере выхода ние тяги за счет обводного трубопровода 50 двигателя внутреннего сгорания на режипозволяет увеличить количество газа, до- мы, близкие к номиналу и выше, в работу жигаемого непосредственно в камере до- включается воздушный патрубок 6 камеры жигания, а установка двух патрубков 2, поддержйвая оптимальное соотношение поддерживать заданный коэффициент из- топливо-воздух. В фазе разряжения воздух бытка воздуха независимо от режима раба- 55 поступает в патрубок через перфорированты двигателя внутреннего сгорания. ный диск 8 воздушной камеры 7, а в фазе

Выполнение резонансной трубы с эжекци- " сжатия продукты сгорания, истекающие из онными отверстиями, расположенными за патрубка 6, через трубопровод 9 поступают местом соединения резонансной трубы с, в резонансную трубу 10, смешиваясь c особводным трубопроводом, и установка аа новным потоком.

1751369

15

20 газов, а также осуществить сжигание остаточных сортов топлива, 25

40

При работе двигателя на обогащенных топливных смесях поступление топлива через форсунку 3 внутрь камеры 2 прекращается.

Наклонные перегородки 12 формируют аэродинамику потока отработавших газов двигателя внутреннего сгорания на входе в резонансную трубу 10 камеры 2.

Положительный эффект достигается за счет повышения эффективности дожигания топлива, более полного использования энергии пульсирующего потока и высокой эффективности шумоглушения. Разделение потока отработавших газов двигателя внутреннего сгорания на поступающий в впускной патрубок и в эжекционные отверстия позволяет уменьшить габариты камеры дожигания в 2 — 3 раза, а также пропустить основную часть газов через термическую зону (образованную упульсирующей потоком) с температурой 900 — 1000 С, окисляя их до конечных продуктов сгорания, Последующее расширение газов в турбокомпрессоре или теплоутилизирующем контуре позволяет высокоэффективно нейтраллзовать отработавшие. газы.

Применение воздушного патрубка обводного трубопровода и перфорированного диска в воздушной камере способствует эффективному глушению шума, полному использованию энергии пульсирующего потока в обводном трубопроводе, а также глушению шума резонансной трубы вследствие. наложения двух потоков, колеблющихся в противофазе.

Применение обводного трубопровода увеличивает тягу камеры дожигания на 5—

10, что способствует улучшению продувки цилиндров двигателя внутреннего сгорания.

Формирование аэродинамики потока на выходе из резонансной трубы способствует выравниванию поля температур перед утилизационным потоком или турбокомпрессором и повышению его температурного 4 уровня за счет дожигания небольшого количества топлива B камере пульсирующего Ioрения. Так, повышение температурного уровня перед утилизационным котлом на

200 К позволяет увеличить условный КПД на

2 — ЗОЛ, Выполнение эжекционных отверстий на половине длины резонансной трубы связано с необходимостью высокотемпературного потока Т 900 — 1000 С, а также особенностями камеры дожигания, Выполнение отверстия на торце резонансной трубы приводит к недостаточному использованию пульсаций, а вначале — к забрасыванию продуктов сгорания, балластировке зоны горения и возможному погасанию.

Повышение эффективности дожигания отработавших газов двигателя внутреннего сгорания приводит к повышению КПД дви- гателя при использований утилизационного котла или турбокомпрессора на 2 — 4%.

Применение устройства для дожигания отработавших газов двигателя внутреннего сгорания позволит повысить эффективность дожигания, более полно использовать энергию пульсирующего потока, уменьшить габариты камеры и токсичность отработавших

Формула изобретения

Устройство для дожигания отработавших газов двигателя внутреннего сгорания с выхлопным коллектором, содержащее камеру дожигания с торцовыми стенками, апускным патрубком, воздушным патрубком, топливной форсункой и запальной свечой, сообщенную с резонансной трубой, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения эффективности, оно дополнительно содержит воздушную камеру с перфорированным диском, обводной трубопровод с соплом на одном конце и наклонные перегородки, камера дожигания и резонансная труба размещены в выхлопном коллекторе с образованием кольцевой полости, ограниченной по потоку отработавших газов наклонными перегородками и резонансной трубой посредством эжекционных отверстий, выполненных на последней перед наклонными перегородками, впускной патрубок установлен на торцовой стенке камеры дожигания соосно с выхлопным коллектором, воздушная камера размещена на выхлопном коллекторе и связана с камерой дожигания через воздушный патрубок, а через обводной трубопровод сообщен с резонансной трубой на половине ее длины. причем сопло обводного т рубен ровода установлено в воздушной камере соосно с воздушным патрубком.

1751369

Составитель С. Сербин

Техред M.Moðråíòàë

Редактор Н. Горват

Корректор Л. Бескид

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 2673 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж 35, Раушская наб„4/5

Устройство для дожигания отработавших газов двигателя внутреннего сгорания Устройство для дожигания отработавших газов двигателя внутреннего сгорания Устройство для дожигания отработавших газов двигателя внутреннего сгорания Устройство для дожигания отработавших газов двигателя внутреннего сгорания 

 

Наверх