Устройство для отвода отработавших газов двигателя внутреннего сгорания

 

Изобретение направлено на повышение эффективности очистки отработавших газов от продуктов неполного сгорания за счет каталитической нейтрализации и на снижение содержания окислов азота за счет обработки отработавших газов двигателя внутреннего сгорания нейтрализующим раствором. В конструкцию устройства дополнительно введен бак с нейтрализующим раствором, а в выпускном канале последовательно с выпускным клапаном расположен цилиндр нейтрализации окислов азота, стенки которого выполнены пористыми, внутри цилиндра нейтрализации окислов азота расположен конический рассекатель отработавших газов, причем цилиндр нейтрализации окислов азота через отверстие, выполненное в головке цилиндра, соединен с трубопроводом бака с нейтрализующим раствором, при этом верхняя часть бака сообщается с выпускным каналом посредством патрубка, при этом на поверхность выпускного клапана, внешние поверхности конического сопла и конической обечайки нанесен слой катализатора. 1 ил.

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

Известно устройство для отвода отработавших газов двигателя внутреннего сгорания (авторское свидетельство СССР, МПК F 01 N 3/00, N 791981 от 11.80), содержащее выпускной канал, расположенный в головке цилиндра, клапан, установленный в канале и состоящий из штока и тарелки, и направляющую клапана для подвода дополнительного воздуха, выполненную с коническим соплом, охватывающим шток клапана, который снабжен конической обечайкой, перекрывающей сопло при закрытом положении клапана, при этом сужающиеся части сопла и обечайки направлены в сторону тарелки клапана.

Однако известное устройство не обеспечивает эффективной очистки отработавших газов от продуктов неполного сгорания, которое возможно в присутствии катализатора, а также не снижает содержание в отработавших газах наиболее токсичного компонента - окислов азота из-за подачи дополнительного воздуха в отработавшие газы.

Изобретение направлено на повышение эффективности очистки отработавших газов от продуктов неполного сгорания за счет каталитической нейтрализации и на снижение содержания окислов азота за счет обработки отработавших газов двигателя внутреннего сгорания нейтрализующим раствором.

Решение поставленной задачи достигается тем, что в конструкцию устройства дополнительно введен бак с нейтрализующим раствором, а в выпускном канале последовательно с выпускным клапаном расположен цилиндр нейтрализации окислов азота, стенки которого выполнены пористыми, внутри цилиндра нейтрализации окислов азота расположен конический рассекатель отработавших газов, причем цилиндр нейтрализации окислов азота через отверстие, выполненное в головке цилиндра, соединен с трубопроводом бака с нейтрализующим раствором, при этом верхняя часть бака сообщается с выпускным каналом посредством патрубка, при этом на поверхность выпускного клапана, внешние поверхности конического сопла и конической обечайки нанесен слой катализатора.

Отличительными признаками от прототипа является то, что в конструкцию устройства дополнительно введен бак с нейтрализующим раствором, цилиндр нейтрализации окислов азота и связи между ними, кроме того, на поверхность выпускного клапана, внешние поверхности конического сопла и конической обечайки нанесен слой катализатора.

Наиболее полное догорание продуктов неполного сгорания (сажи, углеводородов, окиси углерода) более эффективно в присутствии катализатора. В то же время подача воздуха в зону догорания делает невозможным каталитическую нейтрализацию окислов азота - самого токсичного компонента отработавших газов. Подача в зону догорания нейтрализующего раствора обеспечивает эффективное снижение окислов азота.

На чертеже показано устройство для отвода отработавших газов.

Устройство для отвода отработавших газов содержит канал для подвода дополнительного воздуха 6, камеру сгорания 7, выпускной канал 10, расположенный в головке цилиндра, выпускной клапан 9, установленный в канале 10, и направляющую клапана для подвода дополнительного воздуха, выполненную с коническим соплом 2, охватывающим шток клапана, который снабжен конической обечайкой 8, перекрывающей сопло 2 при закрытом положении клапана 9, а также бак с нейтрализующим раствором 1. В выпускном канале 10 последовательно с выпускным клапаном 9 расположен цилиндр нейтрализации окислов азота 11, стенки которого выполнены пористыми, внутри цилиндра нейтрализации окислов азота 11 расположен конический рассекатель отработавших газов 12, причем цилиндр нейтрализации окислов азота 11 через отверстие 3, выполненное в головке цилиндра, соединен трубопроводом бака с нейтрализующим раствором 1, при этом верхняя часть бака 1 сообщается с выпускным каналом 10 посредством патрубка 4. На поверхность выпускного клапана 9, внешние поверхности конического сопла 2 и конической обечайки 8 нанесен слой катализатора 5.

Работает устройство для отвода отработавших газов следующим образом.

Воздух через канал 6 подается в полость конического сопла 2. При открытии выпускного клапана 9 между коническим соплом 2 и конической обечайкой 8, жестко связанной с выпускным клапаном 9, образуется кольцевой зазор, через который дополнительный воздух поступает в выпускной канал 10. При открытии выпускного клапана 9 отработавшие газы из камеры сгорания 7, контактируя с катализатором 5, проходят в выпускной канал 10, где смешиваются с дополнительным воздухом. При этом обеспечивается наиболее полное догорание продуктов неполного сгорания (сажи, углеводородов, окиси углерода). Затем отработавшие газы поступают в цилиндр нейтрализации окислов азота 11, где насыщаются нейтрализующим раствором, поступающим через отверстие 3 из бака 1, и очищаются от окислов азота.

Конический рассекатель отработавших газов 12 обеспечивает наиболее полный контакт отработавших газов со стенками цилиндра нейтрализации окислов азота 11. Для сравнивания давления в выпускном канале 10 и давления воздуха в верхней части бака 1 верхняя часть бака 1 сообщается с выпускным каналом 10 посредством патрубка 4.

Формула изобретения

Устройство для отвода отработавших газов двигателя внутреннего сгорания, содержащее выпускной канал, расположенный в головке цилиндра, клапан, установленный в канале и состоящий из штока и тарелки, и направляющую клапана для подвода дополнительного воздуха, выполненную с коническим соплом, охватывающим шток клапана, который снабжен конической обечайкой, перекрывающей сопло при закрытом положении клапана, при этом сужающиеся части сопла и обечайки направлены в сторону тарелки клапана, отличающееся тем, что в него дополнительно введены бак с нейтрализующим раствором, а в выпускном канале последовательно с выпускным клапаном расположен цилиндр нейтрализации окислов азота, стенки которого выполнены пористыми, внутри цилиндра нейтрализации окислов азота расположен конический рассекатель отработавших газов, причем цилиндр нейтрализации окислов азота через отверстие, выполненное в головке цилиндра, соединен с трубопроводом бака с нейтрализующим раствором, при этом верхняя часть бака сообщается с выпускным каналом посредством патрубка, при этом на поверхность выпускного клапана, внешние поверхности конического сопла и конической обечайки нанесен слой катализатора.

РИСУНКИ

Рисунок 1