Каталитический нейтрализатор отработавших газов двигателя внутреннего сгорания

 

Изобретение направлено на повышение эффективности очистки отработавших газов, надежности конструкции, снижение трудоемкости обслуживания, а также на продление срока его службы за счет более плавного включения в работу пористых фильтров. Каталитический нейтрализатор для ДВС содержит корпус с двойными стенками и теплоизоляцией между ними, впускной и выпускной патрубки, пористые фильтры из металлокерамики, установленные последовательно в корпусе, распределительное устройство цилиндрической формы с отверстиями по всей длине, с установленной внутри него головкой подвода отработавших газов, выполненной в виде поршня с отверстиями, при этом уплотнительный гофрированный элемент закреплен с одной стороны на днище поршня, а с другой - на торце цилиндра, причем распределительное устройство расположено в центре корпуса. 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.

Известен нейтрализатор отработавших газов для дизеля (патент РФ 2075605, МПК F 01 N 3/28, 1997 г.), содержащий корпус с двойными стенками и теплоизоляцией между ними, впускной и выпускной патрубки, перегородки, высокотемпературный и низкотемпературный пористые фильтры из металлокерамики, размещенные внутри корпуса последовательно друг за другом с образованием трех полостей, в центральной части корпуса установлена труба, соединенная с патрубком входа и имеющая окна, которые сообщаются с двумя полостями, образованными каталитическими фильтрами, в трубе расположена поворотная труба с окнами, совпадающими по конфигурации и местоположению с окнами внешней трубы, кроме того, в нейтрализатор введен поворотный механизм, который установлен вне корпуса и имеет привод.

Однако использование известного нейтрализатора не обеспечивает эффективной очистки отработавших газов на всех режимах работы двигателя, т.к. количество проходящих газов, приходящихся на единицу площади пористого фильтра, регулируется только в двух режимах. Сложность конструкции является причиной повышенных трудозатрат при обслуживании, а обязательный периодический контроль и регулировка привода предусматривает наличие специального оборудования для обеспечения точности ее проведения, что повышает общие затраты при эксплуатации.

Изобретение направлено на повышение эффективности очистки отработавших газов, надежности конструкции, снижение трудоемкости обслуживания, а также на продление срока его службы за счет более плавного включения в работу пористых фильтров.

Решение поставленной задачи достигается тем, что в каталитический нейтрализатор для двигателя внутреннего сгорания, содержащий корпус с двойными стенками и теплоизоляцией между ними, впускной и выпускной патрубки, пористые фильтры из металлокерамики, установленные последовательно в корпусе, дополнительно введено распределительное устройство цилиндрической формы с отверстиями по всей длине, с установленной внутри него головкой подвода отработавших газов, выполненной в виде поршня с отверстиями, при этом уплотнительный гофрированный элемент закреплен с одной стороны на днище поршня, а с другой - на торце цилиндра, причем распределительное устройство расположено в центре корпуса.

Отличительными признаками от прототипа является то, что в него дополнительно введено распределительное устройство цилиндрической формы с отверстиями по всей длине, с установленной внутри него головкой подвода отработавших газов, выполненной в виде поршня с отверстиями, при этом уплотнительный гофрированный элемент закреплен с одной стороны на днище поршня, а с другой - на торце цилиндра, причем распределительное устройство расположено в центре корпуса.

На чертеже изображен общий вид нейтрализатора.

Каталитический нейтрализатор содержит корпус 1 с двойными стенками и теплоизоляцией 2 между ними, впускной 4 и выпускной 5 трубопроводы, пористые фильтры из металлокерамики 3, распределительное устройство, состоящее из цилиндра 7 с отверстиями, поршня 6 с отверстиями, уплотнительного гофрированного элемента 8. Впускной трубопровод 4 имеет вертикальный изгиб в месте соединения с цилиндром 7, отверстия в поршне 6 выполнены диаметрами большими, чем длина перемычки между отверстиями в цилиндре 7 для предотвращения перекрытия доступа отработавших газов в пористые фильтры 3. Отверстия в цилиндре 7 выполнены таким образом, что проходное сечение нижних отверстий меньше, чем у верхних, это необходимо для более полной очистки отработавших газов. Уплотнительный гофрированный элемент 8 выполнен с возможностью значительного увеличения своей первоначальной длины и возвращения в первоначальное состояние.

Работает каталитический нейтрализатор следующим образом: при холостых оборотах двигателя поршень 6 находится в исходном положении, опираясь нижней частью на гофрированный уплотнительный элемент 8, отработавшие газы поступают во впускной патрубок 4 и через отверстия в поршне 6 и нижние отверстия в цилиндре 7 поступают в пористые фильтры 3, очищаются и выводятся через выпускной патрубок 5. При увеличении числа оборотов двигателя поток газов возрастает, в результате чего поршень 6 под давлением газов поднимается вверх, увлекая за собой уплотнительный гофрированный элемент 8, который перекрывает нижние отверстия цилиндра 7, и отработавшие газы через верхние отверстия в цилиндре 7 и отверстия в поршне 6 проходят через большее количество пористых фильтров 3, при этом очистка их улучшается. При уменьшении оборотов двигателя давление газов падает, и поршень 6 под воздействием собственной массы и усилия гофрированного элемента 8 постепенно возвращается в исходное положение.

Таким образом, последовательное включение в работу пористых фильтров, в зависимости от потока отработавших газов, обеспечивает более качественную очистку отработавших газов, повышается срок службы нейтрализатора, а также упрощается конструкция из-за отсутствия электромеханического привода, что в процессе его эксплуатации снижает трудоемкость его обслуживания.

Формула изобретения

Каталитический нейтрализатор для двигателя внутреннего сгорания, содержащий корпус с двойными стенками и теплоизоляцией между ними, впускной и выпускной патрубки, пористые фильтры из металлокерамики, установленные последовательно в корпусе, и расположенное в центре корпуса распределительное устройство цилиндрической формы с отверстиями по всей длине, с установленной внутри него головкой подвода отработавших газов, отличающийся тем, что головка подвода отработавших газов выполнена в виде поршня с отверстиями, при этом уплотнительный гофрированный элемент закреплен с одной стороны на днище поршня, а с другой - на торце цилиндра.

РИСУНКИ

Рисунок 1