НЕЙТРАЛИЗАТОР-ГЛУШИТЕЛЬ Российский патент 2005 года по МПК F01N3/00 

Изобретение относится к устройствам в машиностроении, автотранспорту с двигателями внутреннего сгорания для использования в выпускной системе отработавших газов с элементами нейтрализации токсичных веществ и шумоглушения, а именно обеспечения большей эффективности и удобства эксплуатации.

Известен нейтрализатор-глушитель ("каталитическая выпускная система" - Великобритания, заявка № 1419136, публ. 24.12.75), содержащий газоприемные, промежуточную и выпускную трубы с прямолинейными участками и коленями между ними, монолитными (Великобритания, заявка № 1418912, публ. 24.12.75) каталитическими элементами: сотовым катализатором в прямолинейных участках трубопровода, отверстиями для поступления вторичного воздуха, шумоглушителем в конце выпускной трубы в самостоятельном корпусе.

Недостатком нейтрализатора-глушителя является неразборность конструкции, поскольку каталитические элементы в начале размещаются в прямолинейных участках труб, а затем трубы сгибаются в необходимых местах и таким образом элементы остаются между коленами или между кернениями в трубах, препятствующими их перемещению по трубе; при забивании каналов или разрушении хрупкого сотового катализатора необходимо заменять всю выпускную систему. Размещение каталитических элементов в конце выпускной системы не целесообразно из-за значительного снижения температуры, при которой катализатор перестает "работать". Кроме того, глушитель с корпусом большего диаметра, чем трубы выпускной системы, снижает клиренс (просвет) между днищем автомобиля и дорогой.

Известен нейтрализатор-глушитель отработавших газов двигателя внутреннего сгорания, содержащий газоприемную, промежуточную и выпускную трубы, объединенные в общую выпускную систему отработавших газов, элементы с катализаторным покрытием и элементы без катализаторного покрытия для шумоглушения (заявка WO 87/05357, кл. F 01 N 1/12, опубл.1987).

Недостатком данного нейтрализатора-глушителя является сокращение длины прямолинейных участков труб выпускной системы двигателя внутреннего сгорания из-за большего радиуса колен и трудности в размещении каталитических элементов в изгибах газоприемной и некаталитических высокопорозностных элементов в изгибах выпускной труб, а также затрудненность монтажа и демонтажа каталитических и некаталитических элементов и выпускной системы в целом.

Задачей изобретения является обеспечение удобного монтажа, демонтажа и эксплуатации выпускной системы в целом и каталитических элементов, в частности, их более надежной "работы" как нейтрализатора токсичных примесей в отработавших газах.

Поставленная задача решается тем, что в нейтрализаторе-глушителе отработавших газов двигателя внутреннего сгорания, содержащем газоприемную, промежуточную в выпускную трубы, объединенные в общую выпускную систему отработавших газов, элементы с катализаторным покрытием и элементы без катализаторного покрытия для шумоглушения, газоприемная труба содержит единый фланец с двумя коленами, самостоятельные пары прямолинейных труб с коленом между ними в виде гофра, трубы с помощью колен и тройника соединены в единую трубу, внутренняя поверхность всех составных частей газоприемной трубы имеет катализаторное покрытие, а элементы с катализаторным покрытием размещены в прямолинейных участках пар труб и в единой трубе, промежуточная труба включает гофрированный участок, трубу, выполненную заодно с коленом, и самостоятельную прямолинейную трубу с элементами без катализаторного покрытия для шумоглушения, выпускная труба имеет огибающую трубу и самостоятельную прямолинейную трубу с элементами без катализаторного покрытия для шумоглушения.

При этом газоприемная труба за фланцем и единая труба перед последним элементом с катализаторным покрытием имеют отверстия для устройства подачи вторичного воздуха.

Кроме того, огибающая и самостоятельные прямолинейные трубы соединены с помощью охватов и "хомутов. Подобное устройство позволяет:

1. Увеличить длину прямолинейных участков труб в газоприемной трубе и тем самым число каталитических элементов - повысить эффективность работы нейтрализатора.

2. Облегчить монтаж-демонтаж каталитических элементов и выпускной системы в целом.

На фиг.1 изображен общий вид нейтрализатора-глушителя с обозначением мест установки колен в виде гофр.

На фиг.2 изображена пара прямолинейных труб с коленом в виде гофра между ними.

На фиг.3 изображено самостоятельное колено с гофром и охватом.

Нейтрализатор-глушитель включает газоприемные 1-7, промежуточную 12-15 и выпускную 16-17 трубы, объединенные с составными частями в общую выпускную систему отработавших газов с помощью охватывающих концов труб - охватов 10 (см. фиг.1) и хомутов (не показаны).

Газоприемные трубы 1-7 вначале имеют единый фланец 1 с двумя коленами с патрубком 2 и содержат самостоятельные пары прямолинейных труб 3 с коленом между ними в виде гофра 4 (см. фиг.2). Трубы 3 с помощью колен 5 и тройника 6 с трубой 7 соединены в единую газоприемную трубу (1-7). Высокопорозностные элементы 8 с катализаторным покрытием размещены в прямолинейных участках пар труб 3 и трубе 7. Катализаторное покрытие имеет и внутренняя поверхность всех составных частей газоприемных труб. За фланцем 1 газоприемные трубы имеют отверстия 11 для устройства подачи вторичного воздуха. Отверстие 11 выполняется и в трубе 7 перед последними высокопорозностными каталитическими элементами.

Промежуточная труба 12-15 включает гофрированный участок 12, трубу 13 с коленами, выполненными заодно, самостоятельную прямолинейную трубу 14 с высокопорозностными элементами 8 без катализаторного покрытия для шумоглушения вместо штатного резонатора, соединяющуюся с трубой 13 посредством самостоятельного колена 15 с гофром 18, охватом 10 (см. фиг.3) и хомутами (не показаны). Выпускная труба 16-17 имеет огибающую трубу 16 и самостоятельную прямолинейную трубу 17 с высокопорозностными элементами 8 без катализаторного покрытия для шумоглушения вместо штатного глушителя. Трубы 14, 16 и 17 соединены с помощью охватов 10 и хомутов.

Глушитель-нейтрализатор работает следующим образом.

Горячие отработавшие газы из двигателя внутреннего сгорания поступают через отверстия фланца 1 в газоприемные трубы и проходят высокопорозностные каталитические элементы 8, в первых из которых происходит глубокое окисление части углеводородов (С_хН_х) и оксида углерода (СО) до диоксида углерода (СО₂) и воды (Н₂О). Недостаток кислорода компенсируется инжектированием вторичного воздуха через отверстие 11 и устройства подачи вторичного воздуха (не показано). Далее отработавшие газы проходят каталитические элементы 8, "работающие" на восстановление оксидов азота (NO_x) до азота (N₂) с помощью восстанавливающего газа СО. Последние каталитические элементы доокисляют оставшееся количество С_хН_х и СО в отработавших газах, необходимый кислород инжектируется через соответствующее отверстие 11 и устройство подачи вторичного воздуха (не показано). После газоприемных труб газы поступают в гофрированный участок промежуточной трубы, в котором также могут быть установлены высокопорозностные окислительные каталитические элементы 8. Гофрированный участок облегчает монтажные работы при установке выпускной системы в автомобиле. Далее отработавшие газы проходят высокопорозностные элементы 8 в самостоятельном прямолинейном участке 14 в конце промежуточной трубы, "работающие" как шумоглушитель-резонатор. Перед сбросом в атмосферу отработавшие газы проходят высокопорозностные элементы 8, установленные в прямолинейном участке 17 выпускной трубы, которые в данном случае выполняют роль основного глушителя шума.

Размещение высокопорозностных элементов в самостоятельных прямолинейных участках трубы выпускной системы дает большие преимущества при их установке, их замене или замене всего участка. Надежное крепление труб между собой обеспечивает и длительную эксплуатацию всей выпускной системы. Этому способствует и применение гофр в качестве колен.

Изобретение относится к двигателестроению и м.б. использовано в выпускных системах ДВС, снабженных элементами нейтрализации токсичных веществ и шумоглушения. Изобретение решает техническую задачу - повышения эффективности и надежности работы, упрощения эксплуатации нейтрализатора-глушителя. Нейтрализатор-глушитель содержит прямолинейные участки труб и колена с катализаторным покрытием внутренней поверхности и высокопорозностных элементов, газоприемные трубы с гофрированным участком в начале и с высокопорозностными элементами шумоглушения в конце, промежуточную трубу и с высокопорозностными элементами шумоглушения выпускную трубу и имеет отверстия для устройства подачи вторичного воздуха. Высокопорозностные элементы размещены в прямолинейных участках труб выпускной системы, выполненных в виде самостоятельных прямолинейных труб и пар труб с коленом между ними в виде гофра. Между собой трубы и пары труб сопрягаются в местах поворотов осевой линии труб выпускной системы с помощью самостоятельных колен с гофром и охватом. Размещение высокопорозностных элементов в самостоятельных прямолинейных участках трубы выпускной системы дает большие преимущества при их установке, их замене или замене всего участка. Надежное крепление труб между собой обеспечивает и длительную эксплуатацию всей выпускной системы. Этому способствует и применение гофр в качестве колен. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Нейтрализатор-глушитель отработавших газов двигателя внутреннего сгорания, содержащий газоприемную, промежуточную и выпускную трубы, объединенные в общую выпускную систему отработавших газов, элементы с катализаторным покрытием и элементы без катализаторного покрытия для шумоглушения, отличающийся тем, что газоприемная труба содержит единый фланец с двумя коленами, самостоятельные пары прямолинейных труб с коленом между ними в виде гофра, трубы с помощью колен и тройника соединены в единую трубу, внутренняя поверхность всех составных частей газоприемной трубы имеет катализаторное покрытие, а элементы с катализаторным покрытием размещены в прямолинейных участках пар труб и в единой трубе, промежуточная труба включает гофрированный участок, трубу с коленами, выполненными заодно, и самостоятельную прямолинейную трубу с элементами без катализаторного покрытия для шумоглушения, выпускная труба имеет огибающую трубу и самостоятельную прямолинейную трубу с элементами без катализаторного покрытия для шумоглушения.2. Нейтрализатор-глушитель по п.1, отличающийся тем, что газоприемная труба за фланцем и единая труба перед последним каталитическим элементом имеют отверстия для устройства подачи вторичного воздуха.3. Нейтрализатор-глушитель по п.1, отличающийся тем, что огибающая и самостоятельные прямолинейные трубы соединены с помощью охватов и хомутов.