НЕЙТРАЛИЗАТОР ОТРАБОТАВШИХ ГАЗОВ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ Российский патент 1994 года по МПК F01N3/28 

Изобретение относится к машиностроению, а именно к двигателестроению, и может быть использовано для очистки отработавших газов двигателей внутреннего сгорания от вредных компонентов.

Известен каталитический нейтрализатор с "кипящим" слоем катализатора, содержащий реакционную камеру, засыпанную катализатором, корпус, решетки для предотвращения выноса катализатора, патрубки входа и выхода отработавших газов.

Известен также каталитический нейтрализатор, выбранный в качестве прототипа и содержащий реакционную камеру, корпус с двойными стенками, решетки для предотвращения выноса катализатора, патрубки входа и выхода, подогреватель, теплообменник и клапан.

Недостатком такого нейтрализатора является то, что в нем при перегазовках, внезапных нагрузках и разгонах двигателя слой катализатора вместо образования псевдосжиженного слоя потоком газов поднимается и запирает выхлоп, создавая тем самым высокие противодавления, приводящие к увеличению расхода топлива, затрудняя разгон двигателя, особенно с газотурбинным наддувом.

Целью изобретения является уменьшение противодавления, создаваемого каталитическим нейтрализатором на переходных режимах работы двигателя.

Поставленная цель достигается тем, что нейтрализатор отработавших газов двигателя внутреннего сгорания, содержащий корпус с двойными стенками, впускным и выпускным патрубками и реакционную камеру с насыпным катализатором, размещенную в корпусе и образованную первой и второй перегородками, нижней решеткой и верхней решеткой с закрепленной на ней засыпной горловиной, снабжен подпружиненным клапаном, решетки размещены соосно корпусу с образованием с внутренней поверхностью последнего подрешеточной полости, между стенками корпуса образована кольцевая полость, сообщенная с выпускным патрубком, перегородки выполнены радиальными, первая перегородка выполнена с впускным отверстием, а вторая - без отверстий, подпружиненный клапан установлен на первой радиальной перегородке с возможностью периодического сообщения подрешеточной полости с выпускным патрубком, а нейтрализатор также снабжен по меньшей мере одной дополнительной камерой, установленной в корпусе последовательно с образованием полости между камерами, и в первой радиальной перегородке дополнительной реакционной камеры размещен дополнительный клапан.

Такое выполнение позволяет обеспечить сброс пиковых противодавлений, создаваемых нейтрализатором, направлением части потока газов мимо одной или нескольких секций нейтрализатора и обеспечить необходимые разгонные качества двигателя, улучшить его топливную экономичность.

На чертеже изображен продольный разрез предлагаемого нейтрализатора.

Нейтрализатор содержит корпус с двойными стенками 1 и 2, впускной 3 и выпускной 4 патрубки, реакционные камеры 5 и 6 с насыпным катализатором 7, размещенные в корпусе. Реакционные камеры 5 и 6 образованы первой 8 и второй 9 перегородками, нижней 10 и верхней 11 решетками, засыпной горловиной 12, закрепленной на верхней решетке 11. Решетки 10 и 11 размещены соосно корпусу с образование с внутренней поверхностью стенки 2 подрешеточной полости 13, а между стенками 1 и 2 образована кольцевая полость 14, сообщенная с выпускным патрубком 4. Перегородки 8 и 9 выполнены радиальными, при этом перегородка 8 выполнена с впускным отверстием 15, а перегородка 9 - без отверстий. В отверстии 15 установлен подпружиненный клапан 16. Между камерами 5 и 6 образована полость 17. Реакционные камеры удерживаются в корпусе обе гайками 18 и винтом 19 в торцевой крышке 20 корпуса нейтрализатора. Количество камер в нейтрализаторе обусловлено требованиями по качеству очистки отработавших газов.

Предлагаемый нейтрализатор работает следующим образом. Отработавшие газы двигателя входят в патрубок 3, попадают в подрешеточную полость 13, проходят через решетку 10, псевдосжимают слой катализатора 7, очищаются и выходят из реакционной камеры 5 через решетку 11, после чего попадают последовательно в полость 17 между камерами, в подрешеточную полость 13, проходят через реакционную камеру 6 и попадают в кольцевую полость 14, откуда направляются наружу через выпускной патрубок 4. При перегазовках и внезапных нагрузках на короткие промежутки времени, составляющие, например, для дизеля С МД-62 порядка 2. . . 3 с, приоткрываются клапаны 16 в первой и последующих камерах, что способствует снижению резкого увеличения противодавления нейтрализатора выпуску из двигателя. При этом сохраняются разгонные качества двигателя, улучшается его топливная экономичность.

По сравнению с прототипом предлагаемый каталитический нейтрализатор отработавших газов обеспечивает:
улучшение разгонных качеств двигателей на переходных режимах работы, при резких перегазовках;
повышение топливной экономичности на режимах разгонов;
сохранение катализаторов от чрезмерных износов.

Эффект улучшения качества двигателей при разгонах объясняется тем, что их динамические свойства зависят от периода разгона, зависящего от противодавлений на выхлопе. Снижение противодавлений на незначительное время позволяет быстрее стабилизировать температуру и давление потока газов. (56) Авторское свидетельство СССР N 1188344, кл. F 01 N 3/28, 1983.

Использование: машиностроение, а именно двигателестроение, очистка отработавших газов двигателей внутреннего сгорания от вредных компонентов. Сущность изобретения: нейтрализатор (Н) снабжен клапаном (К) с пружиной, отрегулированной на максимальное противодавление выхлопу, К установлен между входом и выходом Н или в перегородках между секциями реакционных камер (РК). К представляет собой тарельчатую конструкцию со штоком прямого действия. Количество К зависит от количества РК. При перегазовках и внезапных нагрузках Н на короткие промежутки времени, составляющие, например, для дизеля СМД-62 порядка 2 . . . 3 с, приоткрывается К, который способствует снижению резкого увеличения противодавления и обеспечивает сохранение разгонных качеств дизелей. 1 з. п. ф-лы, 1 ил.

1. НЕЙТРАЛИЗАТОР ОТРАБОТАВШИХ ГАЗОВ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ, содержащий корпус с двойными стенками и впускным и выпускным патрубками и реакционную камеру с насыпным катализатором, размещенную в корпусе и образованную первой и второй перегородками, нижней решеткой и верхней решеткой с закрепленной на ней засыпной горловиной, отличающийся тем, что, с целью уменьшения противодавления на переходных режимах работы двигателя, он снабжен подпружиненным клапаном, решетки размещены соосно с корпусом с образованием с внутренней поверхностью последнего кольцевой полости, сообщенной с выпускным патрубком, перегородки выполнены радиальными, первая перегородка выполнена с впускным отверстием, а вторая - с выпускным, и подпружиненный клапан установлен на первой радиальной перегородке с возможностью периодического сообщения кольцевой полости с впускным патрубком. 2. Нейтрализатор по п. 1, отличающийся тем, что он снабжен по меньшей мере одной дополнительной реакционной камерой, установленной в корпусе последовательно с образованием полости между камерами, и в первой радиальной перегородке дополнительной реакционной камеры размещен дополнительный клапан.