Устройство для дросселирования выхлопа двигателя внутреннего сгорания транспортного средства Советский патент 1993 года по МПК F02D9/06 

Изобретение относится к двигателест- роению, а именно к устройствам для дросселирования выхлопа двигателя внутреннего сгорания, предназначенным для торможения транспортного средства.

Целью изобретения является расширение эксплуатационных возможностей устройства за счет его использования в системе очистки отработавших газов при одновременном повышении надежности его работы.

На фиг. 1 изображена конструктивная схема устройства для дросселирования выхлопа ДВС; на фиг.2 - разрез рабочей каме.. ры устройства при открытом положении заслонки; на фиг.З - то же. с упрощенным вариантом выполнения заслонки; на фигД- то же, при закрытом положении заслонки.

-Устройство для дросселирования вы хлопа двигателя внутреннего сгорания содержит встроенную в выпускную трубу 1 перед глушителем 2 рабочую камеру 3 с входным4м выходным 5 отверстиями. Внутри рабочей камеры 3 установлена поворотная заслонка 6, закрепленная на штоке 7с помощью штифта 8. Щтрк 7 установлен внутри корпуса 9 рабочей камеры 3 на жаростойких антифрикционных втулках. 10 и 11. Один конец штока 7 выведен наружу и на нем закреплен рычаг 12, шарнирно связанный со штоком пнеамоцшшндра 13, осуществляющим привод повйрота заслонки 6 от системы управления. Корпус пневмоци- линдра 13 с помощью шарнира 14 связан с ... кронштейном 15, закрепленным на корпусе 9 болтами 16. На другом конце корпуса 9 с помощью таких же болтов 17 может быть установлена заглушка 18. Выпускная труба 1 крепится к корпусу 9 с двух сторон путем развал ьцовки концов трубы 1 и защемления из фигурными фланцами 19 и 20, которые стянуты болтами 21 с гайками 22, Шток 7 выполнен с каналом 23 для подачи хммреа- гента, являющегося также и хладагентом, охлаждающим шток и заслонку 6. Преимущественно, канал 23 выполнен аксиальным и на конце имеет резьбу 2,4 для вворачивания штуцера (не показан). Заслонка 6 выполнена с рядом каналов 25, открытых в сторону выходного отверстия 5 рабочей камеры 3 и сообщающих ее полость с каналом 23 штока 7, Для этого канал 23 штока 7 пересечен рядом радиальных отверстий 26, образующих продолжение каналов 25 засло нки 6. .

В одном из вариантов выполнения (фиг.З) каналы 25 в заслонке 6 могут быть выполнены просто а виде радиальных сверлений в бобышке заслонки 6. Согласно другому варианту (фиг.2) для лучшего охлаждения заслонки 6 на ней выполнены приливы 27 и в них уже выполнены каналы 25. В обоих случаях вывод каналов 25 заслонки 6

в рабочую камеру 3 выполнен в зоне аэродинамической тени заслонки 6 при любых ее рабочих положениях.

Устройство используется на ДВС, оснащенном нейтрализатором 28 выхлопных гаO зов. Нейтрализатор 28 может быть выполнен в блоке с глушителем 2. Нейтрализатор 28 может работать по принципу каталитической или термической очистки, обеспечивая окисление окиси углерода и уг5 лёводородови восстановление окислов азота. Это Требует подачи в нейтрализатор 2 в качестве химреагента воздуха или кислорода (в окислительном нейтрализаторе) или аммиака (в востановительном нейтрализ а0 торе), при этом процессы в нейтрализаторах протекают более полно при предварительт ном подогреве химреагента и его перемешивании с выхлопными газами.

Устройство работает следующим обра5 зам.

При открытом положении заслонки 6 .двигатель работает в обычном режиме. 8 этом случае при обтекании заслонки выхлопными газами в зоне ее аэродинаммче0 скрй тени образуется разряжение, которое и используется для подсоса химрёагента. При этом химреагент, проходя по каналам 23,25 и 26, отбирает тепло у штока и заслон ки, исключая их перегрев, возможность заВ клииивания и увеличивая срок службы устройства. Одновременно химреагент нагревается, что увеличивает его химическую активность и способствует эффективной очистке отработавших газов в нейтрализа0 торе 28.

Форма рабочей камеры 3 и наличие в ней заслонки 6 способствует интенсивной турбулизации потока выхлопных газов, что благоприятно влияет не перемешивание их

5 с подаваемым химреагентом. Это перемешивание продолжается и в выпускной трубе 1, поэтому к моменту подхода газов к нейтрализатору 28 смесь оказывается подготовленной к соответствующей реакции

0 очистки. После нейтрализатора 28 очищенные газы через глушитель 2 выводятся в атмосферу. Выполнение каналов 25 заслонки 6 в зоне ее аэродинамической тени обеспечивает интенсивный подсос химреагента

5 и охлаждение штока, так как выход каналов располагается в зоне разрежения потока. Кроме того, при таком выполнении приливы 27 не увеличивают аэродинамического сопротивлений выпускного тракта при открытом положении заслонки 6, т.е. исключается

их возможное отрицательное влияние на мощность двигателя в рабочем режиме.

При торможении транспортного средства двигателем воздух подается к пневмоци- линдру 13, который поворачивает заслонку 6, вызывая перекрытие выпускной трубы 1. Одновременно перекрывается подача топлива в двигатель (устройство для этой цели на схеме не показано). Давление в выпускной трубе 1 перед заслонкой 6 возрастает и увеличивает сопротивление двигателя проворачиванию, что используется для торможения транспортного средства. Каналы 25 при этом располагаются со стороны выходного отверстия 5 рабочей камеры 3, что ис- ключает возможность выброса выхлопных газов через них. При закрытом положении заслонки 6 подсос химреагента резко уменьшается, что приводит к более экономичному его расходованию, так как на ука- занном режиме при перекрытой подаче топлива подача химреагента не нужна.

При таком выполнении достигается двоякий положительный эффект: охлаждаются элементы устройства (шток и поворотная за- слонка), что способствует повышению его надежности и срока службы, а отобранное у них тепло идет на подогрев химреагента (например, воздуха или аммиака) перед подачей его в устройство для очистки отрабо тавших газов, увеличивающий химическую активность упомянутого реагента и способствующий улучшению очистки выхлопных газов. Подвод реагента осуществляется за счет эжектирования и не требует каких-либо

2

принудительных нагнетателей. Рабочая камера устройства создает турбулизацию потока и является по сути естественным смесителем, в котором химреагент активно перемешивается с выхлопными газами, что ускоряет протекание химической реакции их очистки. В этом проявляется эффект расширения эксплуатационных возможностей предлагаемого устройства.

Формула из обретен и я

1. Устройство для дросселирования выхлопа двигателя внутреннего сгорания транспортного средства, имеющего источник химического реагента, содержащее выпускную трубу с рабочей камерой, входным, выходным отверстиями и поворотной заслонкой, установленной в рабочей камере и закрепленной на штоке, имеющем привод от системы управления, отличающееся тем.что, с целью расширения эксплуатационных возможностей путем использования для очистки отработавших газов и повышения надежности, шток выполнен с каналом, сообщенным одним концом с источником химического реагента, заслонка снабжена рядом дополнительных каналов, выполненных со стороны выходного отверстия с возможностью сообщения рабочей камеры с каналом штока.

2. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е- с я тем, что канал штока выполнен аксиальным, шток снабжен набором радиальных отверстий, пересекающихся с каналом штока и сообщенных с дополнительными каналами заслонки.

9; . L

Изобретение относится к двигателест- роению и может использоваться на грузовых автомобилях. Устройство встроено в В 7 выпускную трубу 1 перед глушителем 2 и содержит корпус 9 с рабочей камерой 3, которая перекрывается поворотной заслонкой 6, закрепленной на штоке 7, имеющем привод поворота от пневмоцилиндра 13. Шток и заслонка имеют каналы 23. 25 для подачи в выпускную трубу химического реагента, способствующего обезвреживанию отработавших газов в нейтрализаторе 28. Проходя через каналы штока и заслонки, химреагент охлаждает их, исключая возможность теплового заклинивания, одновременно химреагент пбдогревается, что повышает его химическую активность в нейтрализаторе. Подача химреагента осуществляется за счет эжекции. При перекрытии заслонкой 6 выпускной трубы на режиме торможения двигателем расход хим реагента уменьшается. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.