Нейтрализатор отработавших газов двигателя внутреннего сгорания

 

Изобретение относится к двигателестроению и может быть использовано для очистки отработавших газов ДВС. Внутри корпуса размещен каталитический блок с каналами, образованными намотанными по спирали вокруг центрального стержня гофрированной и гладкой стальными лентами. От осевого перемещения блок удерживается перемычкой, имеющей хорду, контактирующую с торцом блока, и два конца, прикрепленных к корпусу. Средняя часть хорды жестко соединена с плоской гранью, выполненной на конце центрального стержня. При прохождении отработавших газов через каталитический блок происходит окисление угарного газа и углеводородов. Изобретение позволяет повысить долговечность нейтрализатора. 1 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к устройствам для очистки и обезвреживания выхлопных газов путем каталитического превращения токсичных компонентов выхлопа, отличающимся конструкцией каталитических реакторов.

Известен нейтрализатор отработавших газов двигателя внутреннего сгорания, содержащий корпус с размещенным в нем каталитическим блоком с каналами, образованными навитыми по спирали гладкой и гофрированной лентами из ситоткани, покрытыми катализатором (патент СССР N 1160940, кл. F 01 N 3/28, опубл. 07.06.85 г.).

Недостатком известного устройства является большое аэродинамическое сопротивление, обусловленное отклонением направления движения газа от прямолинейного.

Известен нейтрализатор отработавших газов двигателя внутреннего сгорания, содержащий корпус с размещенным в нем каталитическим блоком с каналами, образованными намотанными вокруг центрального стержня гладкой и гофрированной лентами, покрытыми катализатором. Устройство снабжено фиксирующими элементами, расположенными по радиусу с обеих сторон блока (авт. св-во СССР N 1657684, кл. F 01 N 3/28, опубл. 23.06.91 г.).

Недостатком известного устройства является то, что при сохранении допустимого аэродинамического сопротивления движению потока отработавших газов двигателя внутреннего сгорания и трудоемкости изготовления, в известном устройстве имеет место недостаточная сопротивляемость каталитического блока осевому перемещению корпуса под давлением отработавших газов, что снижает долговечность нейтрализатора.

Задачей данного изобретения является создание нейтрализатора отработавших газов, который при использовании достаточно простых средств обладал бы повышенной долговечностью за счет повышения сопротивляемости каталитического блока осевому перемещению относительно корпуса под давлением потока отработавших газов при сохранении допустимого аэродинамического сопротивления движению потока.

Эта задача решается тем, что нейтрализатор отработавших газов двигателя внутреннего сгорания, содержащий корпус с размещенным в нем каталитическим блоком с каналами, образованными намотанными вокруг центрального стержня гладкой и гофрированной лентами, покрытыми катализатором, снабжен расположенной с одного из торцов каталитического блока перемычкой, имеющей хорду, контактирующую с торцом каталитического блока, и два конца, прикрепленные к корпусу, при этом средняя часть хорды жестко соединена с плоской гранью, выполненной на конце центрального стержня.

В каталитическом блоке размещены по крайней мере два штыря, расположенные встречно друг другу с зазором между внутренними концами, при этом периферийные концы штырей жестко соединены с корпусом.

Снабжение нейтрализатора отработавших газов двигателя внутреннего сгорания, содержащего корпус с размещенным в нем каталитическим блоком с каналами, образованными намотанными вокруг центрального стержня гладкой и гофрированной лентами, покрытыми катализатором, расположенной с одного из торцов каталитического блока перемычкой, имеющей хорду, контактирующую с торцом каталитического блока, и два конца, прикрепленные к корпусу, при этом средняя часть хорды жестко соединена с плоской гранью, выполненной на конце центрального стержня, позволяет увеличить площадь контакта связанных с корпусом упорных элементов с каталитическим блоком, что увеличивает сопротивляемость каталитического блока осевому перемещению относительно корпуса под давлением отработавших газов и тем самым повышает долговечность нейтрализатора.

Размещение в каталитическом блоке по крайней мере двух штырей, расположенных встречно друг к другу с зазором между внутренними концами, при этом периферийные концы штырей жестко соединены с корпусом, обеспечивает дополнительное улучшение крепления каталитического блока в корпусе и повышение долговечности нейтрализатора в целом.

На фиг. 1 изображен продольный разрез нейтрализатора; на фиг. 2 - вид A фиг. 1; на фиг. 3 - центральный стержень, вид спереди; на фиг. 4 - вид B фиг. 3; на фиг. 5 - вид A фиг. 1 в увеличенном масштабе при неодинаковом удалении плоских граней центрального стержня от продольной оси корпуса; на фиг. 6 - разрез Г-Г фиг. 1; на фиг. 7 - разрез Д-Д фиг. 2.

Нейтрализатор отработавших газов двигателя внутреннего сгорания содержит цилиндрический корпус 1, внутри которого плотно установлен каталитический блок 2 с каналами, образованными внутренней гофрированной стальной лентой 3 и внешней гладкой стальной лентой 4, намотанными по спирали вокруг центрального стержня 5. Поверхности гладкой и гофрированной лент покрыты слоем подложки с пористой структурой, на которую наносится катализатор. Начальные концы гофрированной 3 и гладкой 4 лент контактной сваркой приварены друг к другу и центральному стержню 5. Из-за намотки лент 3 и 4 на центральный стержень 5 по спирали образуется смещение t его продольной оси относительно продольной оси 7 корпуса. Корпус 1 выходит наружу относительно одного из торцов каталитического блока 2 и образует зону 8, в которой размещена перемычка, имеющая средний участок - хорду 9 и сопряженные с ней концы 10 и 11. Хорда 9 контактирует с торцовой поверхностью каталитического блока 2, а концы 10, 11 прикреплены к корпусу 1, например, посредством сварки. На конце центрального стержня 5 выполнены параллельные друг другу плоские грани 12 и 13. Средняя часть хорды 9 прикреплена, например, посредством сварки к одной из этих граней, предпочтительно, к той плоской грани, которая наименее удалена на расстояние h (фиг. 5) от продольной оси 7 корпуса 1.

В каталитическом блоке 2 соосно размещены два штыря 14, 15, выполненные из проволоки круглого поперечного сечения и расположенные встречно друг к другу с зазором между внутренними концами и центральным стержнем 5. Периферийные концы штырей 14, 15 жестко соединены с корпусом 1, например, сваркой. Продольные оси 16, 17, 18 штырей и хорды расположены в одной плоскости, отстоящей на расстояние S от продольной оси корпуса 1.

Нейтрализатор устанавливают в выхлопную систему двигателя внутреннего сгорания таким образом, чтобы направление отработавших газов соответствовало фиг. 1. Отработавшие газы поступают в каталитический блок 2 и проходят через продольные каналы, образованные гофрированной 3 и гладкой 4 стальными лентами. В этих каналах в присутствии катализатора, например платины, происходит беспламенное окисление продуктов неполного сгорания топлива, в частности окиси углерода и углеводородов. Продольные каналы каталитического блока 2 создают аэродинамическое сопротивление движению отработавших газов, вследствие чего возникает сила, стремящаяся переместить (вытолкнуть) каталитический блок 2 наружу из жестко установленного в выхлопной системе двигателя корпуса. Этому препятствует хорда 9 перемычки, контактирующая с торцом каталитического блока 2 и обеспечивающая необходимую площадь контакта с ним. При креплении хорды 9 к наименее удаленной от продольной оси корпуса 1 плоской грани 13 создается возможность увеличить длину хорды. Это снижает удельное давление в контакте хорды 9 с торцом каталитического блока 2, что препятствует смятию торцов продольных каналов каталитического блока 2.

Штыри 14 и 15 создают дополнительную силу, препятствующую осевому перемещению каталитического блока 2 относительно корпуса 1. При этом хорда 9 и штыри 14, 15 перекрывают одни и те же продольные каналы каталитического блока 2, не создавая дополнительного увеличения аэродинамического сопротивления.

Таким образом, в созданном нейтрализаторе при использовании достаточно простых средств - перемычки и штырей обеспечивается повышенная сопротивляемость каталитического блока осевому перемещению относительно корпуса под давлением потока отработавших газов, что увеличивает долговечность нейтрализатора. При этом увеличение долговечности нейтрализатора достигнуто при сохранении допустимого аэродинамического сопротивления движению потока.

Формула изобретения

1. Нейтрализатор отработавших газов двигателя внутреннего сгорания, содержащий корпус с размещенным в нем каталитическим блоком с каналами, образованными намотанными вокруг центрального стержня гладкой и гофрированной лентами, покрытыми катализатором, отличающийся тем, что он снабжен расположенной с одного из торцов каталитического блока перемычкой, имеющей хорду, контактирующую с торцом каталитического блока, и два конца, прикрепленных к корпусу, при этом средняя часть хорды жестко соединена с плоской гранью, выполненной на конце центрального стержня.

2. Нейтрализатор по п.1, отличающийся тем, что в каталитическом блоке размещены по крайней мере два штыря, расположенные встречно друг к другу с зазором между внутренними концами, при этом периферийные концы штырей жестко соединены с корпусом.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7