Устройство для снижения токсичности отработавших газов

 

Использование: автомобильные карбюраторные двигатели внутреннего сгорания. Сущность изобретения: устройство для снижения токсичности отработавших газов, содержащее диэлектрический корпус, на внутренней поверхности которого на специальных выступах установлены вплотную друг за другом два ряда постоянных магнитов трапецеидальной формы, разделенных воздушным зазором, а намагниченность в поперечном сечении соприкасающихся магнитов в каждом ряду и противолежащих магнитов противоположна. 2 ил.

Предлагаемое изобретение относится к автомобильным карбюраторным двигателям внутреннего сгорания, а именно к устройствам, предназначенным для снижения токсичности отработавших газов, прежде всего уменьшения содержания окиси углерода.

Известны каталитические нейтрализаторы отработавших газов, представляющие собой входной и выходной патрубки, а также корпус с заключенным в него решетчатым реактором с катализатором. Катализатор представляет собой активный каталитический слой, нанесенный на инертное тело (носитель) и имеющий форму гранул [1] Недостатками такого нейтрализатора является необходимость применения в качестве активных слоев дорогостоящих дефицитных материалов на основе благородных металлов (палладия и платины), использование для материала реактора и корпусных деталей дорогостоящих никельсодержащих нержавеющих сталей вследствие работы в условиях высоких уровней и перепадов температур, а также при значительных механических и термохимических воздействиях. Кроме того, к конструкции нейтрализатора предъявляются высокие требования по обеспечению минимального газодинамического сопротивления, минимальных габаритно-массовых показателей, надежной теплоизоляции корпуса от узлов автомобиля, высокой надежности и долговечности.

Для обеспечения высокой эффективности очистки отработавших газов, кроме каталитического нейтрализатора, необходимо применять специальные устройства для подачи в систему выпуска перед катализатором дополнительного воздуха, а для обеспечения высокой надежности и долговечности на различных режимах работы двигателя применяются специальные системы контроля и автоматического управления, что значительно усложняет систему очистки отработавших газов, повышая ее себестоимость и габаритно-массовые показатели.

Известно также устройство термической нейтрализации отработавших газов, принятое за прототип, которое содержит термический реактор, представляющий собой внутреннюю цилиндрическую полость с перегородками, а также систему подачи дополнительного воздуха с нагнетателем и элементами контроля и автоматического управления системой нейтрализации [2] Недостатками устройств термической нейтрализации является снижение мощности и увеличение удельного расхода топлива двигателя из-за возрастания противодействия в системе выпуска, увеличение уровня шумов выхлопных газов, сложность системы и, как следствие, ее значительные габаритно-массовые и стоимостные показатели.

Сущность изобретения заключается в том, что устройство для снижения токсичности отработавших газов, устанавливаемое в системе питания двигателя до карбюратора, содержащее диэлектрический корпус преимущественно цилиндрической формы со штуцером на одном торце и диэлектрической крышкой со штуцером, закрепленной на другом торце, отличается тем, что на внутренней поверхности корпуса симметрично его оси расположены выступы, на которых установлены напротив друг друга два ряда постоянных магнитов, разделенных воздушным зазором, при этом каждый из магнитов большим основанием опирается на выступы, меньшим контактирует с корпусом, а намагниченность в поперечном сечении соприкасающихся магнитов в каждом ряду и противолежащих магнитов противоположна.

Технический результат, получаемый от использования данного изобретения, заключается в том, что уменьшаются габаритно-массовые показатели системы очистки отработавших газов автомобильного двигателя, снижается ее себестоимость и повышается надежность, уменьшается ее влияние на мощность и удельный расход топлива двигателя.

На фиг.1 и 2 представлено устройство для снижения токсичности отработавших газов.

Устройство содержит диэлектрический корпус 1 преимущественно цилиндрической формы со штуцером 2 на одном торце. На другом торце закреплена с помощью клея диэлектрическая крышка 3 со штуцером 4. На внутренней поверхности корпуса 1 симметрично его оси расположены выступы 5, на которых установлены напротив друг друга два ряда изотропных постоянных магнитов 6 и 7 трапецеидальной формы, например, из феррита бария, разделенных воздушным зазором. Каждый из постоянных магнитов 6 и 7 большим основанием опирается на выступы 5, а меньшим основанием контактирует с корпусом 1. Намагниченность в поперечном сечении соприкасающихся магнитов в каждом ряду и противолежащих магнитов противоположна.

Устройство работает следующим образом.

При протекании бензина в воздушном зазоре между постоянными магнитами 6 и 7 верхней и нижней частей корпуса 1 вследствие воздействия магнитного поля происходит эффект химической поляризации ядер атомов углеводородов бензина, что способствует улучшению растворения кислорода воздуха в бензине. При этом повышается концентрация кислорода в бензине за счет химической активности растворенного кислорода. Происходит обогащение бензина кислородом, что улучшает процесс сгорания топливно-воздушной смеси в цилиндрах двигателя. Вследствие этого значительно снижается процент окиси углерода (угарного газа) в отработавших газах двигателя внутреннего сгорания. Окись углерода является одним из наиболее токсичных веществ в отработавших газах двигателя внутреннего сгорания и образуется как продукт неполного сгорания углерода при недостатке кислорода.

Кроме того, при воздействии магнитного поля уменьшается поверхностное натяжение бензина, что улучшает его испаряемость и образование топливно-воздушной смеси, и, как следствие, происходит более полное сгорание топлива. При этом также снижается процент углеводородов в отработавших газах.

П р и м е р. Экспериментальные исследования автомобильного карбюраторного двигателя ЗМЗ-24 в лабораторных условиях показали, что применение предлагаемого устройства с использованием магнитов из феррита бария с остаточной индукцией 0,23 Т и коэрцитивной силой в 1270 А/см позволяет уменьшить содержание окиси углерода в отработавших газах при различных нагрузках при низких частотах вращения в три и более раз, а при средних частотах вращения в 1,5-2,5 раза. Измерение окиси углерода производилось газоаналитической системой АФГА-Т. Испытания показали, что предлагаемое устройство практически не оказывает влияния на мощностные и экономические показатели двигателя.

Предлагаемое устройство по сравнению с известными отличается простотой конструкции, незначительными габаритно-массовыми показателями, относительно низкой себестоимостью, высокой надежностью и долговечностью, отсутствием влияния на мощность и удельный расход топлива двигателя, высоким качеством очистки отработавших газов.

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ СНИЖЕНИЯ ТОКСИЧНОСТИ ОТРАБОТАВШИХ ГАЗОВ, содержащее диэлектрический корпус преимущественно цилиндрической формы со штуцером на одном торце и диэлектрической крышкой со штуцером, закрепленной на другом торце, отличающееся тем, что на внутренней поверхности корпуса симметрично его оси расположены выступы, на которых установлены напротив друг друга два ряда постоянных магнитов трапецеидальной формы, разделенных воздушным зазором, причем каждый из магнитов большим основанием опирается на выступы, а меньшим контактирует с корпусом.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2