Двигатель внутреннего сгорания Советский патент 1980 года по МПК F01N3/21 F01N9/00 

Изобретение относится к машиностроению, а именно к двигателям внутреннего сгорания, снабженным системой нейтрализации отработавших газ.ов.

Известны двигатели внутреннего сгорания, преимущественно дизельные, снабженные системой нейтрализации, состоящей из механического фильтра с пламенным дожигателем и каталитическим нейтрализатором (iQ .

Недостатками этих двигателей являются высокое сопротивление, сЬздающее противодавление на выпуЬке двигателя и существенное снижение экономичности двигателя из-за дополнительного расхода топлива в дожигателе.

Известен также двигатель внутреннего сгорания, содержащий выпускной трубопровод с каталитическим нейтрализатором и расположенным перед ним перепускным каналом с запорным органом и исполнительным механизмом, соединенным с датчиком нагрузки двигателя f 2 .

Однако в этом двигателе не осуществляется очистка отработавших газов от сажи, так как в системе нет устройства для улавливания взвешенных частиц, а в каталитическом нейтрализаторе очистка от сажи не происходит.

2

Кроме того, сажа, концентрация которой в отработавших газах особенно j высока на переходных режимах работы двигателя, загрязняет каталитические элементы нейтрализатора, снижая его эффективность и срок службы.

Цель изобретения - снижение дымности отработавших газов двигателя на неустановившихся режимах работы.

10

Поставленная цель достигается тем, что выпускной трубопровод снабжен фильтром для улавливания взвешенных частиц, расположенным в перепускном канале, а исполнительный S механизм сблокирован с катарактом.

Кроме того, в качестве датчика нагрузки двигателя использован датчик ускорения перемещения рейки топливного насоса, который выполнен 20 инерционного или индукционного типа.

На фиг. 1 схема ически изображен двигатель с системой нейтрализацииf на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1;на фиг. 3 - вариант датчика скорости 25 перемещения рейки индукционного типа.

Двигатель 1 внутреннего сгорания содержит выпускной трубопровод 2 с перепускным каналом 3 и запорным органом, выполненным в виде заслонки 304, закрепленной на оси 5, и катали-.

тйческий нейтрализатор 6. В перепускном канале 3 размещен фильтр 7 для улавливания взвешенных частиц сажи. Ось 5 снабжена плечом 8, которое при помощи тяг 9 и 10 шарнирно соединено соответственно с исполнительным механизмом 11 и катарактом 12,

Исполнительный механизм представляет собой электромагнит, катушка 13 которого при помощи электрических проводов 14 и 15 через нормально разомкнутые контакты датчика 16 ускорения перемещения рейки 17 топливного насоса 18 и провода 19 соединена с источником питания 20. Якорь 21 шарнирно через плечо 8 соединен с осью запорного органа. Соединительные электрические провода 19 и 22 выполняются эластичными и не препятствуют как перемещению рейки с датчиком, так и. контактов датчика относительно друг Д1эуга. :

Датчик 16 ускорения представляет собой нормально разомкнутые контакты 23 и 24, укрепленные на рейке 17 и герметично изолированные от масла или топлива кожухом 25. Контактыэлектрически изолированы от рейки при помощи изоляторов 26 - 28. Контакт 23 выполнен в виде инерционной массы, укрепленной на упругой пластине.

Катаракт 12 представляет собой цилиндр .9 ,внутри которого перемещается подпружиненный поршень 30,при помощи штока шарнирно соедине,нный с осью запорного органа. Возвратная пружина 31 перемещает поркень в сторону перекрытия запорным органом входа отработавших газов в байпасный канал. Противоположный торец цилиндра 29 снабжен обратным клапаном 32 с седлом 33.

Обратный клапан 32(фиг.2)выполнен в виде пластины с центрирующими выступами 34 и дросселем 35. При относительно большом ходе поршня, а слеовательно и якоря 21, пластина клапана поджимается к седлу слабой пружиной 36 .

Исполнительный механизм можно сблокировать также с датчиком скорости перемещения рейки, например индукционного типа(фиг.З). В этом случае рейка соединена с постоянным магнитом 37, который при перемещении относительно витков катушки 38 индуцирует в последней электродвижущуюся силу,

KOTepafft SaB CHT от скорости перемещения магнита и может быть усилена и

пёредс11та На катушку электромагнита

Исполнительного механизма.

Двигатель работает следующим обраЗОГ. Г.:: --..-.л - -При установившемся режиме работы двигателя контакть 23 и 24 ,

усШрёния .6 аз-6шкугы а- : -тушка ТТЪбест чШа,

из катушки возвратной npyjKijH oft r,а заслонка 4 перёкрывает поток у

отработавших газов в перепускной канал, и отработавшие газы поступают непосредственно в каталитический нейтрализатор. Установившиеся режимы дизеля характеризуются значительно меньшими концентрациями сажи и более высокой дисперсностью последней по сравнению с переходными режимами. При переходных режимах концентрация сажи в отработавших газах повышается в несколько раз, а учитывая относительно высокое значение постоянной времени дизеля выбросы сажи за эти промежутки времени весьма значительны, особенно для дизелей со свободным турбонагнетателем(турОонаддувом). В начальный период перемещения рейки влево срабатывает датчик 1 контакты 23 и 24 на некоторый период времени замыкаются, электрический ток поступает на катушку электромагнита, якорь втягивается в катушку, поворачивая ось заслонки, перекрывая путь потоку газа к нейтрализатору 6 и направляя его в перепускной канал с фильтром(показано пунктирными линиями) .Одновременно поршень 30 сжимает пружину 31, перемещение обратного клапана и поступление через него воздуха в полость 39 не препятствуют быстрому втягиванию в катушку якоря и, следовательно, быстрому открытию заслонкой перепускного канала и одновременно перекрытию основного трубопровода, так как площадь сечения мйжду цилиндром и пластиной клапана 32 благодаря выступам 34 достаточно велика. При размыкании контакта 23 и 24, т,е, при плавном перемещении рейки или ее останове(установившийся режим) , катушка 13 обесточивается и поршень под действием пружины 31 перемещается в противоположном направлении, закрывая доступ потоку в перепускнЪй канал и открывая им доступ в выпускной трубопровод к eйтрализатору б. Однако в этом случае быстрому перемещению поршня препятствует воздух, находящийся в полости 39, который стравливается только через дроссель 35. Размер дросселя подбирается таким образом, чтобы время катаракта превьшало постоянную времени двигйтеля, обеспечивая очистку отработавших газов от сажи в период работы дизеля на неустановившихся режимах.

Формула изобретения

1. Двигатель внутреннего сгорания, содержащий выпускной трубопровод с каталитическим нейтрализатором и расположенным йеред ним перепускным кана1лОй е эа1ПОрным органом и исполнительным мезанизмом, соединенным

с датчиком нагрузки двигателя,о т - л и ч а ю щ и и с я тем, что, с це65 Лью снйжёния дымности отработавших

газов двигателя на неустановившихся режимах работы, выпускной трубопровод снабхфн фильтром для улавливания взвешенных частиц, расположенным в перепускном канале,а исполнительный механизм сблокирован с катарактом.

2,Двигатель по п.1,о т л и ч аю щ и и с я тем, что в качестве датчика нагрузки двигателя использрван датчик ускорения перемещения рейки топливного насоса двигател5Я.

3.Двигатель по п.2, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что датчик ускорения

перемещения рейки топливного насоса выполнен инерционного или индукционного типа.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Сазонов В. С. Комбинированный нейтрализатор дизельного выхлопа.Сб. Токсичность двигателей внутреннего сгорания и пути ее снижения. М., Наука, 1966, с. 388-398.

2. Заявка Японии 51-2950, КЛ. 51 о 51, 1976.

I бариангп