Двигатель внутреннего сгорания

 

Союз Советских

Социалистических

Реснублик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ .

1 1781374 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 23. 01, 79 (21) 2715585/24-06 с присоединением заявки МЗ (51)М. Кл.

F 01 и 3/02

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 2311,80. Бюллетень Йо 43 (53) УДК 621,43. .068 (088. 8) Дата опубликования описания 27. 11. 80 (72) Авторы изобретения

И. Л. Каганович и Я. A. Резник

Центральная научно-исследовательская и конструкторскотехнологическая лаборатория токсичности двигателей (21) Заявитель (54) ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

2 I

Изобретение относится к машиностроению, а именно к двигателям внутреннего сгорания, снабженным системой нейтрализации отработавших газов.

Известны двигатели внутреннего сгорания, преимущественно дизельные, снабженные системой нейтрализации, состоящей из механического фильтра с пламенным дожигателем и каталитическим нейтрализатором (1) .

Недостатками этих двигателей являются высокое сопротивление, создающее противодавление на выпуске двигателя и существенное. снижение экономичности двигателя из-за дополнительного расхода топлива в дожигателе.

Известен также двигатель внутреннего сгорания, содержащий выпускной трубопровод с каталитическим нейтрализатором и расположенным перед ним перепускным каналом с запорным органом и исполнительным механизмом, соединенным с датчиком нагрузки двигателя Pj .

Однако в этом двигателе не осуществляется очистка отработавших газов от сажи, так как в системе нет устройства для улавливания взвешенных частиц, а в каталитическом нейтрализаторе очистка от сажи не происходит.

Кроме того, сажа концентрация которой в отработавших газах особенно 1 высока на переходных режимах работы двигателя, загрязняет каталитические .элементы нейтрализатора, снижая его эффективность и срок службы.

Цель изобретения — снижение дымности отработавших газов двигателя на неустановившихся режимах работы.

Поставленная цель достигается тем, что выпускной трубопровод снабжен Фильтром для улавливания взвешенных частиц, расположенным в перепускном канале, а исполнительный

15 механизм сблокирован с катарактом.

Кроме того, в качестве датчика нагрузки двигателя использован датчик ускорения перемещения рейки топливного насоса, который выполнен

Ю инерционного или индукционного типа.

На фиг. 1 схематически изображен двигатель с системой нейтрализациит на фиг. 2 — разрез A-A на фиг. 11на

Фиг. 3 — вариант датчика скорости

2з перемещения рейки индукционного типа.

Двигатель 1 внутреннего сгорания содержит выпускной трубопровод 2 с перепускным каналом 3 и запорным органом, выполненным в виде заслонки

30 4, закрепленной на оси 5, и катали781374 тический нейтрализатор 6. В перепускном канале 3 размещен фильтр 7 для улавливания взвешенных частиц сажи.

Ось 5 снабжена плечом 8, которое при помощи тяг 9 и 10 шарнирно соединено соответственно с исполнительным механизмом 11 и катарактом 12.

Исполнительный механизм представляет собой электромагнит, катушка 13 которого при помощи электрических проводов 14 и 15 через нормально разомкнутые контакты датчика 16 ускорения перемещения рейки 17 топливного насоса 18 и провода 19 соединена с источником питания 20. Якорь 21 шарнирно через плечо 8 соединен с осью запорного органа. Соединительные электрические провода 19 и 22 выполняют ся эластичными и не препятствуют как перемещению рейки с датчиком, так и. контактов датчика относительно друг друга.

Датчик 16 ускорения представляет собой нормально разомкнутые контакты

23 и 24, укрепленные на рейке 17 и герметично изолированные от масла или топлива кожухом 25.. Контакты электрически изолированы от рейки при помощи изоляторов 26 — 28. Контакт 23 выполнен в виде инерционной массы, укрепленной на упругой пластине.

Катаракт 12 представляет собой цилиндр 29,внутри которого перемещается подпружиненный поршень 30,при помощи штока шарнирно соединенный с осью запорного органа. Возвратная пружина

31 перемещает поршень в сторону перекрытия запорным органом входа отработавших газов в байпасный канал.

Противоположный торец цилиндра 29 снабжен обратным клапаном 32 с седлом 33.

Обратный клапан 32(фиг.2)выпблнен в виде пластины с центрирующими выступами 34 и дросселем 35. При относительно большом ходе поршня, а следовательно и якоря 21, пластина клапана поджимается к седлу слабой пружиной 36.

Исполнительный механизм можно сблокировать также с датчиком скорос-ти перемещения рейки, например индукционного типа(фиг.3). В этом случае рейна соединена с постоянным магнитом

37, который при перемещении относительно витков катушки 38 индуцирует в последней электродвижущуюся силу, которая зависит -от скорости перемеще- ния магнита и может быть усилена и передайа на катушку электромагнита йсполнительного механизма.

Двигатель работает следующим образом.

При установившемся режиме работы двигателя контакты 23 и 24 датоика уекорения нормально раэомкйуты"," катушка 13 овбесвтиснчена, ьяикор вйтянут из катушки возвратной пружийой 31 ;а заслонка 4 перекрывает путь потоку отработавших газов в перепускной ка-, нал, и отработавшие газы поступают непосредственно в каталитический нейтрализатор. Установившиеся режимы дизеля характеризуются значительно меньшими концентрациями сажи и более высокой дисперсностью последней по сравнению с переходными режимами. При переходных режимах концентрация сажи в отработавших газах повы10 шается в несколько раз, а учитывая относительно высокое значение постоянной времени дизеля выбросы сажи за эти промежутки времени весьма значительны, особенно для дизелей со свободным турбонагнетателем(турбонад15 дувом). В начальный период перемещения рейки влево срабатывает датчик 16, контакты 23 и 24 на некоторый период времени замыкаются, электрический ток поступает на катушку электромаг20 нита, якорь втягивается в катушку, поворачивая ось заслонки, перекрывая путь потоку газа к нейтрализатору 6 и направляя его в перепускной канал с фильтром(показано пунктирными лиgg ниями).Одновременно поршень 30 сжимает пружину 31, перемещение обратного клапана и поступление через него воздуха в полость 39 не препятствуют быстрому втягиванию в катушку якоря и, следовательно, быстрому открытию заслонкой перепускного канала и одновременно перекрытию основного трубопровода, так как площадь сечения между цилиндром и пластиной клапана

32 благодаря выступам 34 достаточно

З5 велика. При размыкании контакта 23 и

24, т,е. при плавном перемещении рейки или ее останове(установившийся режим), катушка 13 обесточивается и поршень 30 под действием пружины 31

40 перемещается в противоположном направлении, закрывая доступ потоку в перепускной канал и открывая им доступ в выпускной трубопровод к нейтрализатору 6. Однако в этом случае

4 быстрому перемещению поршня препятствует воздух, находящийся в полости 39, который стравливается только через дроссель 35. Размер дросселя поцбирается таким образом, чтобы время катаракта превышало постоянную

50 времени двигателя, обеспечивая очистку отработавших газов от сажи в период работы дизеля на неустановившихся режимах.

Формула изобретения

1. Двигатель внутреннего сгорания, содержащий выпускной трубопровод с каталитическим нейтрализатором и ра60 сположенным йеред ним перепускным каналом-"с запорным органом и исполнительным мезанизмом, соединенным с датчиком нагрузки двигателя,о т - л и ч а ю шийся тем, что, с це65 лью снйжегния дымности отработавших

781374

1 !

z

18

„22 Р Ц Я73б 3029 51

Фиг 1

I 6ариант

Составитель Н. Яковлева

Редактор Г. Кацалап Техред А.Щепанская Корректор Г. Решетник

Заказ 8088/30 Тираж 583 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП"Патент", r. Ужгород, ул. Проектная,4

/ газов двигателя на неустановившихся режимах работы, выпускной трубопровод снабжен фильтром для улавливания взвешенных частиц, расположенным в перепускном канале,а исполнительный механизм сблокирован с катарактом.

2. Двигатель по п.1, о т л и ч а- ю шийся тем, что в качестве датчика нагрузки двигателя использован датчик ускорения перемещения рейки топливного насоса двигателя.

3. Двигатель по п.2, о т л и ч а ю шийся тем, что датчик ускорения перемещения рейки топливного насоса выполнен инерционного или индукционного типа.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Сазонов В. С. Комбинированный нейтрализатор дизельного выхлопа.Сб.

"Токсичность двигателей внутреннего сгорания и пути ее снижения". М., "Наука", 1966, с. 388-398.

2. Заявка Японии 9 51-2950, кл. 51 0 51, 1976.