Нейтрализатор отработавших газов двигателя внутреннего сгорания

 

Изобретение относится к двигателестроению и может быть использовано для снижения токсичности отработавших газов. Сущность изобретения: устройство для подачи вторичного воздуха дополнительно содержит камеру смешения, газодинамический диод и, по меньшей мере, одно сопло, камера дожигания сообщена со струйной камерой через камеру смешения, сопло установлено на выпускном патрубке с возможностью его размещения в струйной камере, а газодинамический диод установлен в последней. Также возможно снабжение нейтрализатора, по меньшей мере, одной дополнительной струйной камерой и, по меньшей мере, одной дополнительной камерой смешения, количество струйных камер и количество камер смешения соответственно равно количеству выпускных патрубков, каждый из которых подключен к соответствующей камере смешения через соответствующую струйную камеру, и камера дожигания сообщена с каждой из дополнительных струйных камер через соответствующие дополнительные камеры смешения. 2 з. п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к машиностроению, а именно к двигателестроению и может быть использовано для нейтрализации отработавших газов (ОГ) двигателя внутреннего сгорания (ДВС).

Известен нейтрализатор ОГ ДВС, содержащий корпус с входным патрубком и выходным отверстием сообщенный с атмосферой, а также смеситель ОГ с воздухом.

Недостатком указанного устройства является то, что в нем не происходит поступления атмосферного воздуха достаточного для организации дожигания окиси углерода (СО) в двуокись углерода (СО₂) и оно может быть использовано только в двигателях, работающих с большим коэффициентом избытка воздуха, например в дизелях.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому, является нейтрализатор ОГ ДВС, содержащий впускной патрубок, выбранный в качестве прототипа.

Недостатком указанного устройства является низкая эффективность дожигания ОГ и высокое газодинамическое сопротивление выпускной системе из-за отсутствия интенсивных пульсаций ОГ вызванных сглаживанием волнового характера движения газа в стандартной выпускной системе.

Целью изобретения является повышение эффективности дожигания ОГ.

Поставленная цель достигается тем, что нейтрализатор отработавших газов, содержащий соединенную с, по меньшей мере, одним выпускным патрубком струйную камеру, имеющую воздушный патрубок, связанный с атмосферой, и камеру дожигания, сообщенную со струйной камерой, в отличие от прототипа дополнительно содержит камеру смешения, газодинамический диод и, по меньшей мере, одно сопло, камера дожигания сообщена со струйной камерой через камеру смешения, сопло установлено на выпускном патрубке с возможностью его размещения в струйной камере, а газодинамический диод установлен в последней. При этом нейтрализатор снабжен, по меньшей мере, одной дополнительной струйной камерой и, по меньшей мере, одной дополнительной камерой смешения, количество струйных камер и количество камер смешения соответственно равно количеству выпускных патрубков, каждый из которых подключен к соответствующей камере смешения через соответствующую струйную камеру, и камера дожигания сообщена с каждой из дополнительных струйных камер через соответствующие дополнительные камеры смешения. Также выпускные патрубки с неперекрывающимися фазами выпуска предлагается объединить в один общий.

На фиг. 1 изображена схема нейтрализатора ОГ; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1.

Схема содержит рабочую камеру цилиндра 1, выпускную систему состоящую из отдельных патрубков 2, газодинамического диода 3, сопла 4, камеры смешения 5, камеры сгорания 6, выпускного патрубка 7, струйной камеры 8, патрубка подвода дополнительного воздуха 9.

П р и м е р. Нейтрализатор ОГ работает следующим образом: нестационарный поток ОГ, обладающий высокой энтальпией, из рабочей камеры цилиндра 1, через отдельный патрубок 2 с минимальным изменением своей энтальпии вследствие сохранения волнового характера движения попадает в сопло 4. При истечении потока ОГ через сопло 4 в струйной камере 8 происходит эжектирование атмосферного воздуха через газодинамический диод 3 и патрубок дополнительного воздуха 9. Газодинамический диод 3 выполняет роль обратного клапана. Эжектированный дополнительный воздух смешивается с высокотемпературным потоком ОГ в камере смешения 5, происходит самовоспламенение потока ОГ вследствие его высокой энтальпии, а смесь поступает в камеру сгорания 6. Здесь происходит окончательное дожигание токсичных компонентов и нейтрализованный поток через выпускной патрубок 7 выбрасывается в атмосферу. То же самое происходит при выпуске из любого другого цилиндра ДВС.

Предложенное решение позволяет эффективно использовать волновые процессы в выпускных трактах для уменьшения коэффициента остаточных газов. Для этого можно использовать выпускные патрубки настроенной на определенные режимы длины. В этом случае исходная волна сжатия, генерированная рабочей камерой, отражается от среза сопла волной разряжения и подходит к рабочей камере двигателя до закрытия газораспределительных органов, способствуя дополнительному отсосу остаточных газов.

В многоцилиндровом четырехтактном двигателе отдельные патрубки не более чем из трех цилиндров можно объединить в один общий. Если при этом фазы выпусков не перекрываются, то потери энергии выпускных газов от смешения отсутствуют, а волна давления при выпуске из цилиндра не ухудшает газообмен в другом цилиндре. (56) Авторское свидетельство СССР N 914782, кл. F 01 N 3/06, 1980.

Формула изобретения

1. НЕЙТРАЛИЗАТОР ОТРАБОТАВШИХ ГАЗОВ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ, содержащий соединенную с по меньшей мере одним выпускным патрубком струйную камеру, имеющую воздушный патрубок, связанный с атмосферой, и камеру дожигания, сообщенную со струйной камерой, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности, он дополнительно содержит камеру смешения, газодинамический диод и по меньшей мере одно сопло, камера сообщена со струйной камерой через камеру смещения, сопло установлено на выпускном патрубке с возможностью его размещения в струйной камере, а газодинамический диод установлен в последней.

2. Нейтрализатор по п. 1, отличающийся тем, что он снабжен по меньшей мере одной дополнительной струйной камерой и по меньшей мере одной дополнительной камерой смешения, количество струйных камер и количество камер смешения соответственно равно количеству выпускных патрубков, каждый из которых подключен к соответствующей камере смешения через соответствующую струйную камеру, и камера дожигания сообщена с каждой из дополнительных струйных камер через соответствующие дополнительные камеры смешения.

3. Нейтрализатор по пп. 1, 2, отличающийся тем, что выпускные патрубки с неперекрывающимися фазами выпуска объединены в один общий.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2