Нейтрализатор-разбавитель выхлопных газов двигателей внутреннего сгорания
Изобретение позволяет повысить эффективность нейтрализации и разбавления вредных выбросов выхлопных газов ДВС. Нейтрализатор-разбавитель выхлопных газов ДВС выполнен в части газоотвода выхлопных газов двигателя и имеет трубки, через которые в газоотвод поступает воздух. Трубки установлены внутри газоотвода и выполнены профилированными. Снаружи газоотвода у наружных отверстий трубок закреплены направляющие косынки. Интенсивное перемешивание выхлопных газов двигателя внутреннего сгорания, нейтрализация и разбавление происходит непосредственно в газоотводе. 1 ил.
Изобретение относится к двигателестроению и предназначено для нейтрализации и разбавления выбросов в окружающую среду выхлопных газов от двигателей внутреннего сгорания.
Известен нейтрализатор-разбавитель выхлопных газов двигателей внутреннего сгорания (ДВС), выполненный в части газоотвода выхлопных газов двигателя и имеющий трубки, через которые в газоотвод поступает воздух (патент РФ №2023174, кл. F 01 N 3/22, опубл. 1994).
Известный нейтрализатор-разбавитель недостаточно эффективен и кроме того имеет сложное устройство, обеспечивающее подачу воздуха внутри газоотвода.
Задача изобретения - повышение эффективности и упрощение конструкции.
Поставленная задача решается тем, что в нейтрализаторе-разбавителе выхлопных газов ДВС, выполненном в части газоотвода выхлопных газов двигателя и имеющем трубки, через которые в газоотвод поступает воздух, трубки установлены внутри газоотвода и выполнены профилированными, а снаружи газоотвода у наружных отверстий трубок закреплены направляющие косынки.
Изобретение поясняется чертежом, где схематично показан двигатель внутреннего сгорания с системой газоотвода выхлопных газов и нейтрализатором-разбавителем.
Двигатель внутреннего сгорания 1 имеет газоотвод 2 (выхлопная труба), в части которого выполнен нейтрализатор-разбавитель 3. Нейтрализатор-разбавитель 3 содержит корпус, который образован газоотводом 2, профилированные трубки 4, через которые в газоотвод поступает воздух. Трубки 4 установлены внутри газоотвода и имеют наружные 5 и внутренние отверстия. Снаружи газоотвода у наружных отверстий 5 трубок 4 закреплены направляющие косынки 6. Кроме того, в газоотводе 2 могут быть предусмотрены резонатор 7 и глушитель 8.
При движении транспортного средства выхлопные газы из двигателя 1 поступают в газоотвод 2, где в его части, являющейся нейтрализатором-разбавителем, через профилированные трубки 4 внутрь поступает атмосферный воздух, который эжектируется энергией выхлопных газов. Направляющие косынки 6, закрепленные снаружи газоотвода у наружных отверстий 5 трубок 4, формируют направляемый внутрь газоотвода поток воздуха.
Выхлопные газы смешиваются с атмосферным воздухом внутри нейтрализатора-разбавителя 3.
При условии, что температура выхлопных газов выше 145°С, происходит химическая реакция нейтрализации СО в СО2 :
2СО+O2=2СО2.
Нейтрализация окислов азота происходит за счет высокой способности СО отнимать О2 у других химических соединений. Реакция полного окисления молекул углеводородов СxНy и (СxНyОz) происходит до образования диоксида углерода СO2 и водяного пара Н2 О. Нейтрализованные и разбавленные выхлопные газы поступают из нейтрализатора-разбавителя 3 по выхлопной трубе через резонатор 7 и глушитель 8 в атмосферу.
При стационарном расположении двигателя внутреннего сгорания или остановке транспортного средства нейтрализатор-разбавитель работает аналогично, также как и при движении транспортного средства.
Отличие заключается в том, что направляющие косынки 6 не формируют направленный воздушный поток атмосферного воздуха из окружающей атмосферы внутрь нейтрализатора-разбавителя 3, так как нет разностей скоростей между перемещением нейтрализатора-разбавителя 3 и атмосферным воздухом. Атмосферный воздух поступает внутрь нейтрализатора-разбавителя 9 только за счет разрежения, созданного выхлопными газами, в профилированных трубках 4.
Некоторые модели автотехники или механизмы с двигателями внутреннего сгорания могут иметь конструкцию системы отвода выхлопных газов, не имеющую резонатора 7 и глушителя 8, или глушитель 8 предшествует резонатору 9. Однако исключение или перестановка резонатора 7 и глушителя 8 никак не влияет на работу нейтрализатора-разбавителя.
Профилированные трубки 4 могут иметь любую форму поперечного сечения: круглую, прямоугольную, овальную, трапециевидную и т.д. Форма поперечного сечения профилированной трубки 4 не является принципиальным условием. Важным является обеспечение поступления необходимого количества атмосферного воздуха из окружающей атмосферы внутрь нейтрализатора-разбавителя и недопущение выхода выхлопных газов из нейтрализатора-разбавителя в окружающую атмосферу. Поэтому профилированные трубки должны иметь такую форму, чтобы не допустить попадание в них выхлопных газов за счет скоростного напора. Кроме этого, аэродинамическое сопротивление профилированных трубок должно быть минимальным. В этом случае, потери энергии на подачу атмосферного воздуха в нейтрализатор-разбавитель будут наименьшим, но для обеспечения направленного движения атмосферного воздуха по профилированным трубкам 6 необходимо создать перепад давлений между поперечными плоскостями наружного и внутреннего отверстий трубок. Причем давление в поперечной плоскости наружного отверстия должно превышать давление в поперечном сечении внутреннего отверстия. Исходя из перечисленных выше условий, выбирается и рассчитывается форма профилированных трубок 4.
Увеличить перепад давлений между поперечными сечениями наружного и внутреннего отверстий профилированных трубок 4 можно, если использовать кинетическую энергию движущейся автотехники. Для этого у наружного отверстия 5 профилированных трубок 4 устанавливают направляющие косынки 6. Форма и размеры направляющих косынок выбирают и рассчитывают из условия создания набольшего аэродинамического сопротивления в окружающей атмосфере, но минимального сопротивления атмосферному воздуху, в месте его входа в профилированную трубку 4. Поэтому форма направляющих косынок 6 может быть полукруглой, квадратной и т.п.
Предлагаемое техническое решение позволит обеспечить непосредственно интенсивное разбавление и нейтрализацию выхлопных газовав газоотводе двигателей внутреннего сгорания.
Формула изобретения
Нейтрализатор-разбавитель выхлопных газов двигателей внутреннего сгорания, выполненный в части газоотвода выхлопных газов двигателя и имеющий трубки, через которые в газоотвод поступает воздух, отличающийся тем, что трубки установлены внутри газоотвода, выполнены профилированными, а снаружи газоотвода у наружных отверстий трубок закреплены направляющие косынки.
РИСУНКИ
