Каталитический нейтрализатор-глушитель отработавших газов двигателя внутреннего сгорания Советский патент 1992 года по МПК F01N3/28 

Изобретение относится к машиностроению, преимущественно к системам выпуска отработавших газов (ОГ) двигателей внутреннего сгорания (ДВС), в частности к каталитическим нейтрализаторам.

Известен каталитический нейтрализатор, содержащий корпус, входной и выходной патрубки, реактор, состоящий по меньшей мере из двух моноблоков с каталитическим покрытием, размещенных в корпусе на расстоянии друг от друга и разделяющих его объем по меньшей мере на три последовательно расположенные полости.

Недостаток этого нейтрализатора - недостаточно высокая эффективность работы, заключающаяся в повышенном гидравлическом сопротивлении моноблоков и их малом ресурсе, так как через каждый моноблок с его существенной длиной и протяженностью гидравлических каналов проходит весь поток ОГ. Кроме этого, соосное с корпусом расположение входного и выходного патрубков нередко затрудняет монтаж такого нейтрализатора на двигателе, а также на транспортном или технологическом средстве.

Известен также каталитический нейтрализатор-глушитель, реактор нейтрализатора которого, содержащий два соосно расположенных на некотором расстоянии друг от друга моноблока, расположен внутри корпуса с эксцентриситетом и крепится к последнему консольно при помощи входного патрубка, размещенного на поверхности корпуса и сообщающегося с полостью реактора между блоками. Однако в этом случае задача снижения гидравлического сопротивления и увеличения ресурса моноблоков, т.е. повышения эффективности

VI

сл

СА) VI О

работы, решается за счет усложнения конструкции, а также увеличения габаритов и массы.

Цель изобретения - повышение эффек- тивйости работыГупрощение конструкции и уменьшение ее габаритов и массы.

Поставленная цель достигается тем, что каталитический нейтрализатор-глушитель отработавших газов двигателя внутреннего сгорания, содержащий корпус с двумя торцовыми стенками, входным патрубком и выходным патрубком, установленным на корпусе в центральной,части, реактор по меньшей мере с двумя моноблоками, имеющими торцовые поверхности и каталитическое покрытие размещенными в корпусе с образованием по меньшей мере одной центральной полости, сообщенной с выходным патрубком, и двух крайних полостей, снабжен трубой, установленной в центральной части реактора и связывающей между собой моноблоки, центральная полость образована обращенными одна к другой торцовыми поверхностями моноблоков, наружной поверхностью трубы и внутренней поверхностью корпуса, входной патрубок установлен на одной из торцовых стенок корпуса и сообщен с одним концом трубы и одной крайней полостью, а другой конец трубы сообщен с другой крайней полостью, входной патрубок и труба расположены соосно; труба одним концом выполнена удлиненной в сторону входного патрубка; труба частично размещена внутри входного патрубка с образованием между ними кольцевого зазора; площади поперечных сечений трубы и кольцевого зазора пропорциональны рабочим объемам сообщающихся с ними соответствующих моноблоков; удлиненная часть трубы выполнена в форме диффузора, расположенного внутри входного патрубка, а площадь поперечного сечения трубы по меньшей мере равна площади поперечного сечения входного патрубка.

На фиг./l представлена конструктивная схема каталитического нейтрализатора-глушителя; на фиг. 2 - поперечное сечение нейтрализатора; на фиг, 3 - вариант схемы нейтрализатора с удлиненной трубой; на фиг, 4 - то же, с расположением части трубы внутри входного патрубка; на фиг. 5 -то же, но с удлиненной частью трубы, выполненной в виде диффузора; на фиг. 6 - схема нейтрализатора с разъемным корпусом.

Каталитический нейтрализатор-глушитель состоит из корпуса 1, реактора 2, входного 3 и выходного 4 патрубков. Корпус 1 представляет собой тонкостенный цилиндр 5, внутренний объем которого ограничен торцовыми стенками б и 7. Реактор 2 состоит из двух моноблоков 8 и 9 с продольными каналами 10, покрытыми катализатором. Моноблоки 8 и 9 расположены в средней части корпуса 1 и плотно посажень1 по внутренней поверхности цилиндра 5 на некотором расстоянии друг от друга: внутренний объем корпуса моноблоки делят на три последовательно расположенные полости 11, 12 и 13. Полость 11 сообщается с выходным

0 патрубком 3, закрепленным в центре торцовой стенки 6. В свою очередь оба моноблока 8 и 9 прошиты одной трубой 14, которая расположена осесимметрично с цилиндром последнего, т.е, к стенке 6 (фиг. 3). Труба 14

5 сообщает между собой, а следовательно, и с входным патрубком 3, полости 11 и 13, крайние относительно полости 12, с которой сообщен входной патрубок 4 последний установлен на поверхности цилиндра 5Л руба

0 14 по размерам поперечного сечения может быть меньше входного патрубка 4 и частично входить в него (фиг. 4). Соотношение площадей поперечного сечения трубы 14 и кольца 15 между этой трубой и патрубком 3

5 определяется расходами ОГ, которые необходимо подвести к моноблокам в зависимости от их рабочих объемов. С точки зрения технологичности целесообразно применение унифицированных моноблоков, через

0 которые расходы ОГ будут одинаковы. Для уменьшения гидравлического сопротивления целесообразно,увеличение поперечного сечения трубы 14 и выполнение удлиненной части в виде диффузора 16,

5 вход которого располагается в патрубке 4 (фиг 5), На фиг. 6 представлена схема варианта к конструкции с разъемным корпусом 17, внутри которого расположен реактор 2: эта схема удобнее при техническом обслу0 живании, связанном с регенерацией моноблоков.

Каталитический нейтрализатор-глушитель работает следующим образом.

ОГ через входной патрубок 3 поступает

5 частично в полость 11, частично через трубу 14 в полость 13, откуда соответственно к моноблокам 8 и 9. В моноблоках, каналы которых покрыты катализатором, происходит доокисление продуктов неполного сго0 рания топлива, содержащихся в ОГ, при одновременном уменьшении скоростей ОГ и снижении шума их выпуска. Из моноблоков встречные потоки обезвреженных ОГ поступают в полость 12 и через выходной

5 патрубок 4 выводятся в атмосферу.

Конструкция каталитического нейтрализатора-глушителя обеспечивает бопее высокую эффективность работы при меньших габаритах м массе конструкции при существенном ее упрощении по сравнению с прототипом. Это обеспечивается путем сохранения традиционной схемы аналога, в котором моноблоки реактора посажены в корпус нейтрализатора, но при разделении потока ОГ на две части при помощи внутренней, соосной с корпусом трубы, прошивающей оба моноблока Каждая часть потока, а также расхода О Г проходит через отдельный моноблок с меньшей скоростью, а следовательно, с меньшими гидравлическими потерями. Большее время контакта с поверхностями каналов моноблока обеспечивает более высокое качество очистки. При прочих равных условиях (при одинаковых расходах ОГ) описываемая схема нейтрализатора-глушителя позволяет иметь достаточно большие объемы полостей 11, 12 и 13, а также подобрать оптимальные соотношения между ними с точки зрения снижения шума выхлопа. Подобная схема катализатора-глушителя представляется оптимальной для систем выпуска ОГ автомобилей-самосвалов КамАЗ-5511 и КрАЗ-256.

Формула изобретения 1. Каталитический нейтрализатор-глушитель отработавших газов двигателя внутреннего сгорания, содержащий корпус с двумя торцевыми стенками, входным патрубком и выходным патрубком, установленным на корпусе в его центральной части, реактор по меньшей мере с двумя моноблоками, имеющими торцевые поверхности и каталитическое покрытие и размещенными в корпусе с образованием по меньшей мере одной центральной полости, сообщенной с выходным патрубком, и двух крайних полостей, отличающийся тем, что с цепью повышения эффективности, он снабжен трубой, установленной е центральной части реактора и связывающей между собой

моноблоки, центральная полость образована обращенными одна к другой торцевыми поверхностями моноблоков, наружной поверхностью трубы и внутренней поверхностью корпуса, входной патрубок установлен

на одной из торцевых стенок корпуса и сообщен с одним концом трубы и одной крайней полостью, а другой конец трубы сообщен с другой крайней полостью

.2. Нейтрализатор-глушитель по п 1, о тличающийся тем, что входной патрубок и труба расположены соосно.

3.Нейтрализатор-глушитель по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что труба одним концом выполнена удлиненной в сторону

входного патрубка.

4.Нейтрализатор-глушитель по пп. 1-3, отличающийся тэм, что труба частично размещена внутри входного патрубка с образованием между ними кольцевого зазора,

5.Нейтрализатор-глушитель по пп 1-4, отличающийся тем, что площади поперечных сечений трубы и кольцевого зазора пропорциональны рабочим объемам

сообщающихся с ними соответствующих моноблоков.

6.Нейтрализатор-глушитель по пп. 1-5, отличающийся тем, что удлиненная часть трубы выполнена в форме диффузора,

расположенного внутри входного патрубка, а площадь поперечного сечения трубы по меньшей мере равна площади сечения входного патрубка.

14

Использование: системы выпуска отработавших газов двигателей внутреннего сгорания. Сущность изобретения: каталитический нейтрализатор-глушитель, имеющий установленные в корпусе два моноблока 8, 9, снабжен трубой 14, установленной в центральной части и сообщенной с входным патрубком 3. Моноблоки 8, 9 установлены в корпусе 5 с образованием двух крайних и одной центральной полостей 11, 13, 12 и сообщены между собой трубой 14. Входной патрубок 3 размещен на одной из торцовых стенок 6 корпуса 5, а выходной - на корпусе 5 в его центральной части. Одна крайняя полость 11 сообщена с входным патрубком 3, а другая 13 сообщена с входным патрубком 3 посредством трубы 14. Обе крайние полости 11, 13 через каталитические моноблоки 8, 9 сообщены с.центральной полостью 12, причем последняя связана с выходным патрубком. 4 з.п. ф-лы, 6 ил. 6

W 5

Фа г.2

0 /3

Ч- 7/

Jl

r

en

N

- P«U««

(

I

J1

t

см

Oft

Oo

f

Ј

rf

I

r

ч

-vl

01

. CO

-J о

x

Л

4

CM

CN

V

11

I

Л

J

fYi

12 9