каталитический нейтрализатор отработавших газов карбюраторного двигателя

Формула изобретения

Каталитический нейтрализатор отработавших газов карбюраторного двигателя, содержащий корпус с входным и выходным патрубками, несколько реакторов с катализаторами, расположенных параллельно по потоку газов, и распределитель отработавших газов, отличающийся тем, что распределитель отработавших газов выполнен в виде заключенного в корпус диска, который имеет равномерно расположенные по окружности отверстия и установленные в них впускные клапаны, каждый из которых отрегулирован на соответствующий режим работы двигателя, при этом один из впускных клапанов зафиксирован в закрытом положении винтом при регенерации каталитически активного слоя расположенного за ним каталитического реактора, а также в диске выполнено сквозное отверстие для прохождения потока отработавших газов на режиме холостого хода, при этом корпус нейтрализатора выполнен подвижно относительно корпуса распределителя отработавших газов.

Описание изобретения к патенту

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

Известен каталитический нейтрализатор отработавших газов двигателя [1], содержащий корпус с входным и выходным патрубками, несколько расположенных параллельно по потоку газов реакторов с катализаторами и распределитель отработавших газов.

В известном нейтрализаторе первый реактор в результате загрязнения максимально сажесодержащими отработавшими газами во время пуска и прогрева двигателя, а также на режимах холостого хода и частичных нагрузок имеет ограниченный срок службы, что в конечном итоге ухудшает эффективность очистки отработавших газов, ограничивает срок службы нейтрализатора в целом. Не предусмотрена регенерация каталитического слоя реакторов.

Изобретение направлено на повышение эффективности очистки газов, продление срока службы каталитических реакторов путем изменения направления потока газов, восстановления работоспособности каталитических реакторов их термической обработкой.

Решение поставленной задачи достигается тем, что распределитель отработавших газов выполнен в виде заключенного в корпус диска, который имеет равномерно расположенные по окружности отверстия и установленные в них впускные клапаны, каждый из которых отрегулирован на соответствующий режим работы двигателя, при этом один из впускных клапанов зафиксирован в закрытом положении винтом при регенерации каталитически активного слоя расположенного за ним каталитического реактора, а также в диске выполнено сквозное отверстие для прохождения потока отработавших газов на режиме холостого хода, при этом корпус нейтрализатора выполнен подвижно относительно корпуса распределителя отработавших газов.

Отличительными признаками от прототипа является то, что распределитель отработавших газов выполнен в виде заключенного в корпус диска, который имеет равномерно расположенные по окружности отверстия и установленные в них впускные клапаны, корпус нейтрализатора выполнен подвижно относительно корпуса распределителя отработавших газов.

На фиг.1 показан общий вид нейтрализатора; на фиг.2 - разрез по А-А; на фиг.3 - разрез по Б-Б.

Нейтрализатор отработавших газов для карбюраторного двигателя содержит корпус 10 с входным 1 и выходным 15 патрубками и корпус распределителя отработавших газов 2. В корпусе 10 расположены реакторы с катализаторами из пористой металлокерамики 11, 12, 13 и 14. В диске 17 корпуса распределителя отработавших газов 2 размещены впускные клапаны 4, 5 и 6 и выполнено отверстие 3, диаметр которого позволяет потоку газов проходить и не создавать противодавления выпуску отработавших газов больше номинального при работе двигателя на режиме холостого хода. В корпусе распределителя отработавших газов 2 выполнено отверстие с резьбой, в которое вворачивается винт 7. Если винт 7 ввернут полностью, впускной клапан 6 фиксируется в закрытом положении. При работающем каталитическом реакторе 14 винт 7 ввернут на 1/3. Разделительная перегородка 16 образует камеры первого, второго, третьего и четвертого реакторов.

Работает каталитический нейтрализатор следующим образом.

При работе карбюраторного двигателя внутреннего сгорания на режиме холостого хода отработавшие газы поступают в корпус распределителя отработавших газов 2 через входной патрубок 1, проходят в первый реактор 11 через отверстие 3, очищаются и через выходной патрубок 15 выходят из нейтрализатора.

Изменение расхода отработавших газов происходит в зависимости от нагрузки на двигатель внутреннего сгорания. Расход отработавших газов карбюраторного двигателя на режиме полных нагрузок в 7 раз больше, чем при работе на режиме холостого хода. Т.к. размеры каталитических реакторов выбирают с таким расчетом, чтобы обеспечить минимальное противодавление выпуску отработавших газов на всех режимах работы двигателя, требуется значительное время для разогрева каталитического реактора до рабочей температуры. В предлагаемом нейтрализаторе имеется каталитический реактор очистки отработавших газов на режиме холостого хода, обеспечивающий номинальное противодавление выпуску отработавших газов на данном режиме. Его размеры позволяют ему нагреваться до рабочей температуры значительно быстрее, тем самым обеспечивая более эффективную очистку отработавших газов.

При работе двигателя на режимах частичных нагрузок, т.е. при увеличении расхода отработавших газов, давление отработавших газов возрастает, открывается впускной клапан 4, часть отработавших газов проходит в каталитический реактор 13, очищается и выходит из нейтрализатора через выходной патрубок 15. При работе двигателя на режиме средних нагрузок расход отработавших газов увеличивается, давление на впускной клапан 6 возрастает, открывается дополнительно впускной клапан 6, пропуская часть отработавших газов через каталитический реактор 14; при работе двигателя на режиме полных нагрузок вступает в работу клапан 5, пропуская часть газов в каталитический реактор 12.

Вращением корпуса каталитического нейтрализатора 10 относительно корпуса распределителя отработавших газов 2 и выходного патрубка 15 осуществляется изменение положение клапанов 4, 5, 6 и отверстия 3 относительно каталитических реакторов 11, 12, 13, 14, что позволяет использовать все каталитические реакторы поочередно в качестве реакторов очистки отработавших газов на режиме холостого хода двигателя, отличающегося наибольшей токсичностью. Тем самым обеспечивается наиболее полное использование каталитически активного слоя всех реакторов.

При необходимости произвести регенерацию каталитически активного слоя одного из реакторов, вворачивают винт 7, тем самым фиксируя впускной клапан 6 в закрытом положении. При этом расположенный за ним каталитический реактор подвергается термической обработке, нагреваясь от остальных каталитических реакторов при прохождении через них отработавших газов.

Конструкция нейтрализатора обеспечивает эффективную очистку отработавших газов на всех режимах работы двигателя, равномерное использование каталитически активного слоя всех реакторов, позволяет производить регенерацию (восстановление) каталитически активного слоя каталитических реакторов при их значительном загрязнении и ухудшении очистки отработавших газов.

Источники информации

Заявка России N 95106546, кл. F 01 N 3/28, опубл 1997.