КАТАЛИТИЧЕСКИЙ НЕЙТРАЛИЗАТОР ОТРАБОТАВШИХ ГАЗОВ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ Российский патент 2001 года по МПК F01N3/28 

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 для двигателя внутреннего сгорания [1], содержащий корпус с входным и выходным патрубками, установленные в нем последовательно два каталитических реактора, снабженные распределительным устройством потока газов, которое представляет собой два, находящихся один внутри другого, цилиндра с окнами, сообщающими входной патрубок с первым либо вторым реактором в зависимости от поворота внутреннего цилиндра, имеющего механический привод.

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, упрощения конструкции нейтрализатора, продление срока его службы путем автоматического распределения потока газов.

Решение поставленной задачи достигается тем, что в конструкцию нейтрализатора дополнительно введены перегородка и дополнительное распределительное устройство потока газов, состоящее из втулки и расположенного в ней дополнительного патрубка, причем реакторы расположены вертикально между собой, а перегородка находится между дополнительным патрубком и выпускным патрубком.

Отличительными признаками от прототипа является то, что в устройство нейтрализатора дополнительно введены перегородка, автоматическое распределительное устройство потока газов и связи между этими узлами, кроме того, исключено распределительное устройство потока газов с механическим приводом, представляющее собой два, находящихся один внутри другого, цилиндра с окнами, сообщающими входной патрубок с первым либо вторым патрубком в зависимости от поворота внутреннего цилиндра, имеющего механический привод.

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 второй ступени 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 7 с входным 6 и выходным 8 патрубками. В корпусе 7 вертикально между собой расположены реакторы с катализаторами 2 и 3. Первый реактор 2 сообщается с выходным патрубком 8 через распределительное устройство потока газов, состоящее из втулки 4 и расположенного в ней дополнительного патрубка 5, а затем отверстия в перегородке 9, находящейся между дополнительным патрубком 5 и выпускным патрубком 8.

Работает каталитический нейтрализатор следующим образом.

При работе двигателя внутреннего сгорания на режимах холостого хода и частичных нагрузок отработавшие газы поступают в корпус нейтрализатора 7 через входной патрубок 6, проходят первый реактор 2, очищаясь, и через дополнительный патрубок 5 и выходной патрубок 8 выходят из нейтрализатора. Это обеспечивает очистку отработавших газов при малом противодавлении выпуску отработавших газов, тем самым улучшая топливную экономичность двигателя внутреннего сгорания; за счет отключения второго реактора 3 повышается срок службы нейтрализатора; в два раза снижается время нагрева катализатора до рабочей температуры после запуска холодного двигателя, тем самым обеспечивается более качественная очистка отработавших газов.

При работе двигателя на режимах средних и полных нагрузок, т.е. при увеличении расхода отработавших газов, отработавшие газы, преодолевая силу тяжести, воздействующую на дополнительный патрубок 5, поднимают его вверх, причем дополнительный патрубок 5 упирается торцом в перегородку 9, прекращая прохождение отработавших газов через дополнительный патрубок 5. При этом отработавшие газы, прошедшие первый реактор 2, поступают во второй реактор 3, проходят дополнительную очистку, а затем выходят из нейтрализатора через выходной патрубок 8. При уменьшении расхода отработавших газов дополнительный патрубок 5 под действием силы тяжести опускается вниз, тем самым отключая второй реактор 3.

Отключение второго реактора 3 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 топливной экономичности двигателя. Кроме того, уменьшается загрязнение нейтрализатора токсичными компонентами отработавших газов, тем самым продлевая срок его службы.

При слишком раннем включении второго реактора нейтрализатора 3, когда расход отработавших газов незначителен, рост противодавления выпуску отработавших газов увеличивает расход топлива; дополнительное загрязнение катализатора второго реактора 3 сокращает срок службы нейтрализатора. При запаздывании включения второго реактора 3, когда расход отработавших газов значителен, а работает только один реактор нейтрализатора 2, ухудшается очистка отработавших газов.

Применение автоматического распределительного устройства потока газов позволяет обеспечить своевременное включение и выключение второго реактора нейтрализатора 3.

Источники информации
[1] RU N 2075605, F 01 N 3/28, оп. 20.03.97.

Изобретение направлено на повышение эффективности очистки газов, улучшение топливной экономичности ДВС, упрощение конструкции нейтрализатора, продление срока его службы путем автоматического распределения потока газов. Решение поставленной задачи достигается тем, что в конструкцию нейтрализатора введены перегородка и распределительное устройство потока газов, состоящее из втулки и расположенного в ней дополнительного патрубка, причем реакторы расположены вертикально между собой, а перегородка находится между дополнительным патрубком и выпускным патрубком. 2 ил.

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, отличающийся тем, что в него дополнительно введены перегородка и автоматическое распределительное устройство потоков газов, состоящее из втулки и расположенного в ней дополнительного патрубка, причем реакторы расположены вертикально между собой, а перегородка находится между дополнительным патрубком и выпускным патрубком.