Устройство для очистки отработавших газов дизельного двигателя внутреннего сгорания

Устройство для очистки отработавших газов дизельного двигателя внутреннего сгорания содержит корпус с установленным в нем фильтрующим патроном, периодически регенерируемым посредством выжигания сажи. Патрон выполнен с несквозными каналами для потока газа. По потоку газов перед фильтрующим патроном установлены воздуходувка и испарительная горелка, выполненная с возможностью нагрева фильтрующего патрона, управляющее устройство для испарительной горелки и воздуходувки. На корпусе нанесен теплоизоляционный слой. Внутри входной части корпуса установлены направляющие лопатки и выравнивающая решетка. Фильтрующий патрон установлен в корпусе на электромагнитном штоке и плотно прижат к сужающейся входной части корпуса с помощью возвратной пружины. Во входной и выходной частях корпуса установлены датчики давления управляющего устройства. 1 ил.

 

Изобретение относится к транспортному машиностроению и может быть использовано в выпускных системах дизельных двигателей автотракторной техники находящихся в эксплуатации и имеющих повышенное содержание твердых частиц и других продуктов неполного сгорания в отработавших газах.

Известно «Устройство для очистки отработавших газов дизельного двигателя внутреннего сгорания» заявка на изобретение №: 4742860/06, 12.12.1989, МПК. F01N 3/02 1990 г состоящее из корпуса с установленным в нем фильтрующим патроном, воздуходувки, испарительной горелки сообщенной с резонансной камерой между фильтрующим патроном и корпусом.

Недостатком данного устройства является низкая эффективность по очистке отработавших газов, связанная с неравномерным распределением потока отработавших газов по поверхности фильтрующего патрона из-за резкого изменения проходного сечения во впускной части корпуса и увеличения газодинамического сопротивления. Также, использование датчика управляющего устройства только перед фильтрующим патроном может вызвать включение в работу топливного насоса, воздуходувки и горелки без необходимости (при не засоренном фильтрующем патроне) из-за повышения давления на входе при резком увеличении частоты вращения коленчатого вала двигателя. Кроме того, регенерация фильтрующего патрона от твердых частиц будет заключаться в разогреве их до температуры горения 600°-650°С, но поскольку корпус данного устройства выполнен из стали, теплопроводность которой довольна высока, разогрев твердых частиц в фильтрующем патроне будет занимать продолжительное время, особенно в зимний период в условиях низких температур окружающего воздуха.

Технический результат направлен на повышение эффективности очистки отработавших газов дизельных двигателей от твердых частиц.

Технический результат достигается тем, что устройство для очистки отработавших газов дизельных двигателей внутреннего сгорания состоит из корпуса с установленным в нем фильтрующим патроном, воздуходувки, испарительной горелки, отличающееся тем, что на корпусе нанесен теплоизоляционный слой, внутри входной части корпуса установлены направляющие лопатки и выравнивающая решетка, фильтрующий патрон установлен в корпусе на электромагнитном штоке и плотно прижат к сужающейся входной части корпуса с помощью возвратной пружины, управляющее устройство считывает сигналы с двух датчиков давления установленных в входной и выходной части корпуса.

Схема устройства для очистки отработавших газов дизельных двигателей внутреннего сгорания показана на фиг.1.

Устройство состоит из корпуса 1 выполненного из стального листа с нанесенным на наружной части теплоизоляционным слоем 2, внутри корпуса 1 расположен керамический монолитный фильтрующий патрон 3, который установлен на электромагнитном штоке 4 с возвратной пружиной 5, во входной части корпуса 1 установлены направляющие лопатки 6 и выравнивающая решетка 7, датчики давления 8 и 9 установлены во входной и выходной части корпуса и подключены к управляющему устройству 10. На наружной части корпуса 1 со стороны входа потока отработавших газов установлена горелка 11 с воздуходувкой 12 для подачи воздуха, свеча накаливания 14 и распылительная форсунка 13. Подача топлива и воздуха к горелке осуществляется от насосного агрегата 15 системы пуска холодного двигателя автотракторной техники на которую устанавливается данное устройство.

Устройство для очистки отработавших газов дизельных двигателей внутреннего сгорания работает следующим образом. При работе двигателя отработавшие газы из выпускного коллектора попадают в входную часть корпуса 1 (фиг. 1), проходя через направляющие лопатки 6 и выравнивающую решетку 7, происходит выравнивание потока отработавших газов который равномерно распределяется по всей площади фильтрующего патрона 3. При заполнении фильтрующего патрона 3 твердыми частицами, в входной части корпуса 1 будет повышаться давление, которое фиксирует датчик давления 9, а в выходной части корпуса 1 давление будет снижаться, что фиксирует датчик 8. Разность величин этих давлений будет считывать управляющее устройство 10. Как только разность давлений начнет превышать допустимые пределы, управляющее устройство 10 включит в работу горелку 11 и насосный агрегат системы пуска холодного двигателя 15. Одновременно с этим управляющее устройство подает сигнал на электромагнитный шток 4, который смещает фильтрующий патрон 3 в сторону, открывая при этом полость между фильтрующим патроном 3 и корпусом. 1 Насосный агрегат системы пуска холодного двигателя 15 осуществляет подачу топлива к распылительной форсунке 13, воздуха к воздуходувке 12 и с помощью свечи накаливания 14 происходит воспламенение топлива. Отработавшие газы, попадая во входную часть корпуса 1 разогреваются от пламени горелки 11. Часть отработавших газов начинает проходить через полость между фильтрующим патроном 3 и корпусом 1, тем самым нагревая его и снижая газодинамическое сопротивление данного устройства, а другая часть отработавших газов попадает в ячейки фильтрующего патрона 3 и вступает в реакцию горения с углеродом сажи. Процесс регенерации длится от 30 до 50 минут в зависимости от размеров фильтрующего патрона после чего управляющее устройство отключает горелку 11, подает сигнал на электромагнитный шток 4 который с помощью пружины 5 возвращает фильтрующий патрон 3 в исходное положение.

Направляющие лопатки и выравнивающее устройство установленные в входной части корпуса предотвратят завихрения потока отработавших газов, что значительно снизит газодинамическое сопротивление и позволят распределить поток отработавших газов по всей площади фильтра. Открытие полости между фильтрующим патроном и корпусом благодаря его смещению позволит снизить газодинамическое сопротивление во время регенерации. Использование в данном устройстве датчиков которые фиксируют давление в входной части корпуса и выходной части позволит точно определять время когда необходимо проводить регенерацию фильтрующего элемента, а наличие слоя теплоизоляции на корпусе фильтра в значительной степени сократит ее время.

Устройство для очистки отработавших газов дизельного двигателя внутреннего сгорания, содержащее корпус с установленным в нем фильтрующим патроном, периодически регенерируемым посредством выжигания сажи и выполненным с несквозными каналами для потока газа, установленные по потоку газов перед фильтрующим патроном воздуходувку и испарительную горелку, выполненную с возможностью нагрева фильтрующего патрона, управляющего устройства для испарительной горелки и воздуходувки, отличающееся тем, что на корпусе нанесен теплоизоляционный слой, внутри входной части корпуса установлены направляющие лопатки и выравнивающая решетка, фильтрующий патрон установлен в корпусе на электромагнитном штоке и плотно прижат к сужающейся входной части корпуса с помощью возвратной пружины, во входной и выходной частях корпуса установлены датчики давления управляющего устройства.