каталитический нейтрализатор отработавших газов двигателя внутреннего сгорания

Формула изобретения

Каталитический нейтрализатор отработавших газов двигателя внутреннего сгорания, состоящий из корпуса с входным и выходным патрубками, первого и второго реакторов с катализаторами, которые размещены последовательно по потоку газов, перегородки первого реактора и автоматического распределительного устройства потока газов, отличающийся тем, что он дополнительно снабжен перегородкой подключения второго реактора с отверстиями и пазами, причем последние выполнены по ее краям вдоль корпуса каталитического нейтрализатора и при этом перегородка подключения второго реактора расположена перед катализатором второго реактора перпендикулярно потоку газов, а автоматическое распределительное устройство потока газов состоит из соединительных патрубков, шарниров, возвратных пружин, причем соединительные патрубки шарнирами связаны с отверстиями, выполненными в перегородке первого реактора соосно с отверстиями в перегородке подключения второго реактора, а первый реактор сообщен с выпускным патрубком через соединительные патрубки и пазы в перегородке подключения второго реактора, при этом возвратные пружины закреплены между соединительными патрубками и перегородкой первого реактора.

Описание изобретения к патенту

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 двигателя внутреннего сгорания (патент РФ N 2075605, кл. F 01 N 3/28, от 1997 г.), содержащий корпус с входным и выходным патрубками, первый и второй реакторы с катализаторами, которые размещены последовательно по потоку газов, перегородку и автоматическое распределительное устройство потока газов.

Известный нейтрализатор имеет громоздкую конструкцию, требует специальный привод распределительного устройства потока газов; включение и выключение второго реактора осуществляется при изменении числа оборотов коленчатого вала двигателя, что недостаточно точно отражает изменение расхода отработавших газов в зависимости от уровня нагрузки и негативно влияет на качество очистки отработавших газов, топливную экономичность, срок службы нейтрализатора.

Изобретение направлено на повышение эффективности очистки газов, улучшение топливной экономичности двигателя внутреннего сгорания, упрощение конструкции нейтрализатора, продления срока его службы путем автоматического распределения потока газов.

Решение поставленной задачи достигается тем, что каталитический нейтрализатор дополнительно снабжен перегородкой подключения второго реактора с отверстиями и пазами, причем последние выполнены по ее краям вдоль корпуса каталитического нейтрализатора и при этом перегородка подключения второго реактора расположена перед катализатором второго реактора перпендикулярно потоку газов, а автоматическое распределительное устройство потока газов состоит из соединительных патрубков, шарниров, возвратных пружин, причем соединительные патрубки шарнирами связаны с отверстиями, выполненными в перегородке первого реактора соосно с отверстиями в перегородке подключения второго реактора, а первый реактор сообщен с выпускным патрубком через соединительные патрубки и пазы в перегородке подключения второго реактора, при этом возвратные пружины закреплены между соединительными патрубками и перегородкой первого реактора.

Отличительными признаками от прототипа является то, что в устройство нейтрализатора дополнительно введено автоматическое распределительное устройство потока газов и перегородка подключения второго реактора с отверстиями и пазами, кроме того, исключено распределительное устройство потока газов.

Изменение расхода отработавших газов происходит в зависимости от нагрузки на двигатель внутреннего сгорания. При этом частота вращения коленчатого вала двигателя может не меняться, поэтому применение распределительного устройства потока газов с механическим приводом в зависимости от частоты вращения коленчатого вала двигателя не обеспечивает своевременного включения и выключения второго реактора нейтрализатора.

На фиг. 1 показан нейтрализатор, продольный разрез при включенном первом реакторе; на фиг. 2 - продольный разрез при включенных двух реакторах.

Нейтрализатор отработавших газов для двигателя внутреннего сгорания содержит корпус 2 с входным 1 и выходным 9 патрубками. В корпусе 2 расположены катализаторы 3 и 8. Перегородка первого реактора 4 образует камеру первого реактора 11. Автоматическое распределительное устройство потока газов состоит из соединительных патрубков 6, шарниров 5 и возвратных пружин 10. Отверстия 13 в перегородке первого реактора 4 соединены при помощи шарниров 5 с соединительными патрубками 6. Между соединительными патрубками 6 и перегородкой первого реактора 4 закреплены возвратные пружины 10. Перегородка подключения второго реактора 7, расположенная перпендикулярно потоку газов перед катализатором 8, образует камеру второго реактора 12. В перегородке подключения второго реактора 7 выполнены отверстия 14 и пазы 15, причем последние выполнены по ее краям, а отверстия 13 расположены соосно отверстиям 14. Первый реактор 11 сообщен с выпускным патрубком 9 через соединительные патрубки 6 и пазы 15 в перегородке подключения второго реактора 7.

Работает каталитический нейтрализатор следующим образом.

При работе двигателя внутреннего сгорания на режимах холостого хода и частичных нагрузок отработавшие газы поступают в корпус нейтрализатора 2 через входной патрубок 1, проходят первый реактор 11, очищаясь, и через отверстия 13, соединительные патрубки 6, пазы 15 и выходной патрубок 9 выходят из нейтрализатора. Это обеспечивает очистку отработавших газов при малом противодавлении выпуску отработавших газов, тем самым улучшая топливную экономичность двигателя внутреннего сгорания, повышается срок службы нейтрализатора за счет отключения катализатора 8 второго реактора 12.

При работе двигателя на режимах средних и полных нагрузок, т.е. при увеличении расхода отработавших газов, отработавшие газы, преодолевая сопротивление возвратных пружин 10, разворачивают на 90^o соединительные патрубки 6, тем самым соединяя первый реактор 11 со вторым реактором 12. При этом отработавшие газы, прошедшие первый реактор 11, через отверстия 13 в разделительной перегородке 4, соединительные патрубки 6 и отверстия 14 поступают во второй реактор 12, проходят дополнительную очистку, а затем выходят из нейтрализатора через выходной патрубок 9.

При уменьшении расхода отработавших газов возвратные пружины 10 возвращают в первоначальное положение соединительные патрубки 6, разобщая при этом реакторы 11 и 12.

Отключение второго реактора 12 при двухступенчатой очистке отработавших газов используется в целях снижения противодавления выпуску отработавших газов при работе двигателя внутреннего сгорания на режимах холостого хода и частичных нагрузок для улучшения экономичности двигателя. Кроме того, уменьшается загрязнение катализатора 8 второго реактора 12 нейтрализатора токсичными компонентами отработавших газов, тем самым продлевая срок его службы.

При слишком раннем включении второго реактора 12 нейтрализатора, когда расход отработавших газов незначителен, рост противодавления выпуску отработавших газов увеличивает расход топлива; дополнительное загрязнение катализатора 8 второго реактора 12 сокращает срок службы нейтрализатора. При запаздывании включения второго реактора 12, когда расход отработавших газов значителен, а работает только один реактор нейтрализатора 11, ухудшается очистка отработавших газов.

Применение автоматического распределительного устройства потока газов позволяет обеспечить своевременное включение и выключение второго реактора 12 нейтрализатора.