КАТАЛИТИЧЕСКИЙ НЕЙТРАЛИЗАТОР ДЛЯ ДВС Российский патент 2002 года по МПК F01N3/28 F02M25/07 

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

Известны каталитические нейтрализаторы отработавших газов двигателей внутреннего сгорания по патенту США 4646516, кл. F 01 N 3/02, F 01 N 3/28, содержащие корпус с двойными стенками, теплоизоляцией, патрубки входа и выхода, каталитический и сажевый фильтры, омываемые горячими газами и продуктами испарения каталитической субстанции.

Недостатками таких нейтрализаторов является то, что все фильтры работают постоянно в потоке газов, независимо от режима работы двигателя, забиваются преждевременно сажей и продуктами смоления, что приводит к падению мощности двигателя, преждевременному испарению катализаторов и их уносу с отработавшими газами.

Наиболее близким по технической сущности является каталитический нейтрализатор отработавших газов двигателей внутреннего сгорания, по патенту RU 2075605, кл. F 01 N 3/28, 1997 г., содержащий корпус с двойными стенками и теплоизоляцией между ними, патрубки входа и выхода, перегородки, высокотемпературный и низкотемпературный пористые фильтры из металлокерамики, которые размещены внутри корпуса последовательно друг за другом с образованием трех полостей, а в центральной части корпуса установлена труба, соединенная с патрубком входа и имеющая окна, которые обобщаются с двумя полостями, образованными каталитическими фильтрами, в трубе размещена поворотная труба с окнами, совпадающими по конфигурации и местоположению с окнами внешней трубы, кроме того, в нейтрализатор введен поворотный механизм, который установлен вне корпуса и имеет привод.

Однако конструктивно не предусмотрено в известном каталитическом нейтрализаторе очистка в начальный период работы двигателя после пуска. Когда показатели вредных веществ в отработавших газах достигают максимальных значений.

Изобретение направлено на улучшение очистки отработавших газов от вредных веществ каталитическим нейтрализатором при пуске холодного двигателя.

Решение технической задачи достигается тем, что в известном каталитическом нейтрализаторе, содержащем корпус с двойными стенками и теплоизоляцией между ними, патрубки входа и выхода, перегородки, высокотемпературный и низкотемпературный пористые фильтры из металлокерамики, и расположенной в центральной части трубой поворотного механизма с приводом, дополнительно снабжен ресивером, перепускным клапаном с перепускными патрубками, а также установленным на выпускном патрубке запорным клапаном, причем выпускной патрубок каталитического нейтрализатора соединен с впускным коллектором двигателя через перепускные патрубки, ресивер и перепускной клапан, образуя круг циркуляции.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, заявляемый нейтрализатор отличается тем, что он дополнительно снабжен ресивером, перепускным клапаном с перепускными патрубками и запорным клапаном на выпускном патрубке, кроме того, перепускной клапан с ресивером и патрубками, связанными с впускным коллектором и выпускным патрубком нейтрализатора образуют круг циркуляции отработавших газов. Это позволяет исключить попадание неочищенных от вредных примесей отработавших газов при пуске холодного двигателя.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где изображен продольный разрез предлагаемой выпускной системы.

Предлагаемый нейтрализатор содержит корпус 1 с двойными стенками 3, теплоизоляцией 4 между ними. Стенка 3 и торцевые крышки 5 и 6, закрепленные на фланцах 7 и 8 корпуса, образуют внутреннюю полость 9 реактора. На торцевых крышках 5 и 6 закреплены впускной 10 и выпускной 11 патрубки с фланцами 12 и 13. В полости 9 реактора расположены два последовательно установленных конусных пористых металлокерамических каталитических фильтра: низкотемпературного 14 и высокотемпературного 15. Фильтры удерживаются распорками 16 и 17 крестообразной формы. В реакторе центрально установлена труба 18, являющаяся продолжением впускного патрубка 10 с окнами 19 и 20, расположенными в полостях 21 и 22, образуемых фильтрами и разделенных перегородкой 23. Внутри трубы 18 расположена поворотная труба 24 с окнами 25 и 26, совпадающими с окнами 19 и 20. Поворотный рычаг 27 закреплен за поворотную трубу 24 в поворотном секторе 28. На выпускном патрубке 11 установлен запорный клапан 33. Перепускной клапан 30 имеет ресивер и соединен с нейтрализатором перепускным патрубком 31, а с впускным коллектором 34 перепускным патрубком 32, образуя круг циркуляции.

Предлагаемый нейтрализатор работает следующим образом. При пуске холодного двигателя 35 отработавшие газы поступают во впускной патрубок 10 и по поворотной трубе 24 в реактор нейтрализатора 1. Далее через окно 26 поворотной трубы 24 газы поступают в полость 21, они проходят через стенки низкотемпературного каталитического пористого фильтра 14 в общую полость реактора, происходит очистка их от сажи, продуктов неполного сгорания и частично от окислов азота, далее через выпускной патрубок 11 при закрытом запорном клапане 33 попадают в перепускной клапан 30. Перепускной клапан 30, находясь в положении, соответствующем холодному пуску, направляет отработавшие газы в ресивер 29, где происходит накапливание отработавших газов до давления, при котором перепускной клапан 30 переводится в положение, соединяющее ресивер 29 и перепускной патрубок 31 с перепускным патрубком 32. Таким образом отработавшие газы из каталитического нейтрализатора 1 и ресивера 29 поступают во впускной коллектор 34 двигателя 35.

При дальнейшей работе двигателя проходящие через нейтрализатор 1 отработавшие газы нагревают его до температуры, соответствующей номинальной рабочей. Открывается запорный клапан 33, поворотная труба 24 переводится в положение, обеспечивающее проход отработавших газов в полость 22, одновременно перепускной клапан 30 переводит в закрытое положение ресивер 29.

В этом положении отработавшие газы от двигателя поступают во впускной патрубок 10 и через окно 24 попадают в полость 22, далее проходят последовательно через стенки высокотемпературного каталитического фильтра 15, попадают в полость 21, проходят через фильтр 14 и выбрасываются в выхлопную трубу.

При этом происходит более тщательная очистка отработавших газов от сажи, продуктов неполного сгорания и окислов азота.

Перепускной клапан 30 отключает ресивер 29 от выпускной системы, обеспечивая возможность подключения ресивера к другим системам, например тормозной или пуска.

По сравнению с прототипом, предлагаемый каталитический нейтрализатор имеет следующие преимущества: обеспечивает качественную очистку отработавших газов при пуске холодного двигателя; способствует более скорому прогреву двигателя при пуске.

Изобретение используется в двигателестроении для качественной очистки отработавших газов и ускорения прогрева ДВС. Сущность изобретения: каталитический нейтрализатор содержит корпус с двойными стенками и теплоизоляцией между ними, патрубки впускной и выпускной, перегородки, высокотемпературный и низкотемпературный пористые фильтры, которые размещены внутри корпуса последовательно друг за другом, разделяя его на три части. В центральной части корпуса установлена труба, соединенная с впускным патрубком и имеющая окна, сообщающиеся с полостями, образованными каталитическими фильтрами. Внутри трубы размещена поворотная труба с окнами, совпадающими по конфигурации и местоположению с окнами внешней трубы. Кроме того, катализатор соединен с впускным коллектором, образуя круг циркуляции отработавших газов с ресивером, перепускным клапаном и перепускными патрубками. На выпускном патрубке нейтрализатора установлен запорный клапан. Перепускной клапан и запорный клапан, а также труба поворотного механизма нейтрализатора содержат привод. 1 ил.

Каталитический нейтрализатор для двигателя внутреннего сгорания, содержащий корпус с двойными стенками и теплоизоляцией между ними, патрубки входа и выхода, перегородки, высокотемпературный и низкотемпературный пористые фильтры из металлокерамики и расположенной в центральной части трубой поворотного механизма с приводом, отличающийся тем, что он дополнительно снабжен ресивером, перепускным клапаном с перепускными патрубками, а также установленным на выпускном патрубке запорным клапаном, причем выпускной патрубок каталитического нейтрализатора соединен с впускным коллектором двигателя посредством перепускных патрубков и перепускного клапана с ресивером, образуя круг циркуляции.