КАТАЛИТИЧЕСКИЙ НЕЙТРАЛИЗАТОР СИСТЕМЫ ВЫХЛОПА ДВИГАТЕЛЯ

Полезная модель относится к машиностроению, в частности, к нейтрализаторам системы выпуска отработавших газов транспортных средств.
Известен каталитический коллектор системы выхлопа двигателя внутреннего сгорания содержащий две проточные трубы, общую газоприемную камеру, корпус каталитического носителя и газосмесительную камеру, (см., п.м. RU №30855, кл. F01N 7/10, 3/28 от 20.12.2002),
Недостатком данной конструкции является неравномерный температурный режим работы нейтрализатора, обусловленный тем, что каталитический коллектор устанавливается в непосредственной близости от двигателя.
Известна система выпуска, в которой применен каталитический конвертер. Система выпуска включает две выхлопных трубы, которые связаны с парой впускных каналов двигателя и общую расположенную вниз по течению выхлопную трубу. Такая раздвоенная выхлопная труба, например, используется в горизонтальном двигателе с оппозитным расположением цилиндров. Каталитический конвертер соединен с каждым концом выхлопных двух труб, подведенных к входному отверстию каталитического конвертера и соединен с концом общей выхлопной трубы, расположенной на выходе из каталитического конвертера (см. патент США №4215093, МПК 7 F01N 3/28, 1980 г.).
Недостатком данного каталитического конвертера является узкое предназначение только для горизонтальных двигателей с оппозитным расположением цилиндров. Недостатком конструкции является и отсутствие каких-либо средств, предназначенных для гашения вибрации двигателя. Кроме того, такое расположение входных отверстий конвертера снижает мощность двигателя.
Известна система выпуска отработавших газов (ОГ) двигателя внутреннего сгорания с двумя соответствующими потоку разделенными каналами коллектора, в которой каждый из подпотоков отдельно подается в каталитический конвертер. Примыкающие к конвертеру концы каждого канала коллектора являются подвижным в осевом направлении (см. заявку Германии №10261880, МПК 7 F01N 3/28, 2004 г.).
Данное техническое решение позволяет снизить вибрационные нагрузки от двигателя, однако недостатком данного решения является сложность конструкции.
Известен каталитический нейтрализатор системы выхлопа двигателя, содержащий корпус с газоприемной и газосмесительной камерами, на газосмесительной камере корпуса нейтрализатора закреплен отводной патрубок с фланцем. Нейтрализатор снабжен двумя приемными трубами, входящими в газоприемную камеру нейтрализатора, расположенными параллельно друг другу и вдоль продольной оси нейтрализатора. На противоположных концах приемных труб выполнен общий фланец, закрепленный на выпускном коллекторе ДВС (см. патент РФ №55428 U, МПК F01N 3/28 (2006.01), 2006 г.).
Недостатком данного решения является отсутствие каких-либо средств, предназначенных для гашения вибрации и компенсеции колебаний, передаваемых от двигателя и нейтрализатора на систему выпускса отработавших газов (СВОГ) и далее кузов на автомобиля.
Задача, решаемая полезной моделью, - снижение вибраций и колебаний, передаваемых от двигателя и нейтрализатора на кузов автомобиля через выпускную систему, удешевление конструкции, а так же повышение эффективности работы СВОГ за счет равномерного распределения потоков выхлопных газов на две равно-параллельные части.
Поставленная задача решается за счет того, что в известном каталитическом нейтрализаторе системы выхлопа двигателя, содержащем корпус с газоприемной и газосмесительной камерами, в котором на газосмесительной камере корпуса нейтрализатора закреплен отводной патрубок с фланцем, с газоприемной камерой нейтрализатора соединены две приемные трубы, расположенные параллельно друг другу и продольной оси нейтрализатора и снабженные общим фланцем, закрепленным на выпускном коллекторе ДВС и расположенным на противоположных концах приемных труб, в соответствии с полезной моделью нейтрализатор снабжен компенсатором колебаний, установленным между фланцем и корпусом нейтрализатора.
Технический результат от использования всех существенных признаков полезной модели заключается в снижении вибраций, передаваемых от двигателя и нейтрализатора на кузов автомобиля через выпускную систему, что обеспечивает улучшение потребительских качеств автомобиля.
Кроме того, использование полезной модели позволяет повысить степень очистки отработавших газов от химически вредных составляющих до уровня, соответствующего международным Нормам Евро-3, Евро-4, Евро-5.
Наличие компенсатора колебаний, установленного между фланцем и корпусом нейтрализатора обеспечивает снижение вибронагрузок, передаваемых на кузов автомобиля через выпускную систему.
Кроме того, использование одного блока КН и наличие на входе в катализатор двух параллельно расположенных труб снижает сопротивление выхлопных газов, что влечет за собой улучшение показателей работы двигателя, т.к. минимизирует влияние на его мощность.
Разделение потоков, входящих в нейтрализатор параллельно друг другу и перпендикулярно поперечной плоскости нейтрализатора позволяет обеспечить повышение эффективности работы нейтрализатора и, соответственно, повысить степень очистки отработавших газов от химически вредных составляющих до уровня, соответствующего международным Нормам Евро-3, Евро-4, Евро-5.
Фиг.1 - общий вид каталитического нейтрализатора в сборе с приемными трубами
Фиг.2 - вид сверху.
Каталитический нейтрализатор системы выхлопа двигателя содержит корпус 1 с газоприемной камерой 2 и газосмесительной камерой 3. Корпус 1 каталитического нейтрализатора может быть выполнен овальным и несет в себе один блок нейтрализатора.
С газоприемной камерой 2 нейтрализатора соединены две приемные трубы 4, 5, расположенные параллельно друг другу и продольной оси X нейтрализатора. Приемные трубы 4, 5 снабжены общим фланцем 6, закрепленным на выпускном коллекторе ДВС (условно не показан) и расположенным на противоположных концах приемных труб 4, 5.
На газосмесительной камере 3 корпуса 1 нейтрализатора закреплен посредством сварного соединения отводной патрубок 7 с фланцем 8. Между фланцем 8 и корпусом 1 нейтрализатора установлен компенсатор 9 колебаний.
Корпус 1 нейтрализатора снабжен, по крайней мере, одним защитным экраном 10, установленным относительно корпуса 1 с гарантированным зазором. Газоприемная камера 2 снабжена установочным элементом 11 в виде гайки для крепления диагностического датчика. Аналогичный установочный элемент 11 для крепления диагностического датчика расположен на отводном патрубке 7.
Размер каталитического нейтрализатора оптимизирован исходя из объема двигателя.
Такое выполнение полезной модели позволяет обеспечить достижение более высоких мощностных показателей двигателя и надежности работы нейтрализатора за счет его рационального расположения относительно двигателя.
Работает КН обычным образом.
При работе ДВС и каждом такте выпуска, отработавшие газы (ОГ) по приемным трубам 4, 5 входят в КН 2 со стороны газоприемной камеры 2. Далее газ проходит через каталитический носитель, расположенный в корпусе 1 КН.
Поскольку в КН использован более эффективный вид каталитического носителя, выполнение его овальной формы, укороченным и состоящим из одного блока, не ухудшает качества очистки газов. Более того, уменьшение длины КН за счет размещения одного блока нейтрализатора способствует более быстрому прогреву каталитического носителя и более эффективной его работе.
В результате окислительно-восстановительных реакций, с помощью каталитического носителя, ОГ очищается от вредных компонентов (СО, СН, NOx). Далее очищенный газ входит в конусообразную газосмесительную камеру 3 КН, и через отводящий патрубок 7 далее поступает в глушители системы выпуска автомобиля (не показаны). Поскольку между патрубком 7 и фланцем 8 установлен компенсатор 9 колебаний, обеспечивается более эффективное снижение вибронагрузок, передаваемых на систему выпуска отработавших газов и на кузов автомобиля.
Использование заявленного технического решения позволяет создать недорогую и компактную конструкцию эффективного каталитического нейтрализатора, повысить конкурентоспособность отечественных автомобилей за счет соответствия их экологической безопасности мировым стандартам на уровне Евро-4, снизить загрязнение воздуха в населенных пунктах токсичными компонентами ОГ автотранспортных средств, силовой агрегат которых выполнен на базе ДВС, снизить вибрационные нагрузки на систему выпуска и на кузов автомобиля.
Каталитический нейтрализатор может быть изготовлен на известном технологическом оборудовании с использованием известных технологий, материалов, а также покупных изделий.