КАТАЛИТИЧЕСКИЙ КОЛЛЕКТОР СИСТЕМЫ ВЫПУСКА ОТРАБОТАВШИХ ГАЗОВ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

Полезная модель относится к области машиностроения, преимущественно автомобилестроению, в частности к средствам снижения токсичности отработавших газов двигателей внутреннего сгорания (далее ДВС).
Современные требования по допустимому уровню токсичности отработавших газов автомобильных ДВС обусловили введение в конструкцию системы выпуска отработавших газов каталитических нейтрализаторов.
Известна полезная модель, защищенная патентом №91110 U1 «Каталитический коллектор системы выпуска отработавших газов двигателя внутреннего сгорания», МПК F01N 3/28, который опубликован 27.01.2010. Каталитический коллектор ДВС содержит разветвленный проточный трубопровод, составленный из отдельных патрубков, число которых соответствует числу цилиндров ДВС, входные концы которых закреплены в присоединительном фланце крепления каталитического коллектора к корпусу ДВС, а выходные - на общей газоприемной камере, снабженной установочным элементом управляющего датчика кислорода, и телескопически неразъемно сопряженной с корпусом каталитического носителя, снабженного по бокам кронштейнами его закрепления в автомобиле и выполненного в виде, по крайней мере, одного газопроницаемого блока, имеющего в поперечном сечении форму овала, на выходе которого телескопически неразъемно установлена выполненная из двух фасонно отштампованных и неразъемно соединенных между собой вдоль продольной оси половин газосмесительная камера, снабженная установочным элементом диагностического датчика кислорода и присоединительным фланцем крепления к тракту выхлопа ДВС, причем проточный трубопровод и газоприемная камера выполнены совместно из двух фасонно отштампованных и неразъемно соединенных между собой вдоль продольной оси половин. Отличительной особенностью является то, что каталитический носитель выполнен в виде керамического блока и снабжен по наружной боковой поверхности плотно прилегающей к корпусу каталитического носителя теплоизолирующей прокладкой, которые совместно плотно запрессованы в корпусе каталитического носителя, причем присоединительный фланец крепления каталитического коллектора к корпусу ДВС имеет, в основном, прямоугольную форму, а входные концы отдельных патрубков проточного трубопровода закреплены в присоединительном фланце крепления каталитического коллектора к корпусу ДВС на одинаковом расстоянии друг от друга.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является, защищенный патентом №120467, МПК F01N 3/28, опубл.20.09.2012 Каталитический коллектор системы выпуска отработавших газов двигателя внутреннего сгорания, МПК в частности рядного четырехцилиндрового, содержащий разветвленный проточный трубопровод, изготовленный из отдельных одногибовых крайних и промежуточных газопроводящих патрубков, присоединительный фланец крепления каталитического коллектора к корпусу двигателя внутреннего сгорания, к которому закреплены входные концы названных газопроводящих патрубков, выходные концы которых сходятся в общей штампованной газоприемной камере, в стенках которой сформированы соответствующие газопроводящим патрубкам направляющие газовых потоков, установочный элемент управляющего датчика кислорода, смонтированный в зауженном сечении газоприемной камеры, сопряженной с корпусом каталитического носителя, на выходе которого смонтирована газосмесительная камера, снабженная установочным элементом диагностического датчика кислорода, присоединительный фланец крепления каталитического коллектора к остальным элементам системы выпуска отработавших газов двигателя внутреннего сгорания, при этом отношение осевой длины X промежуточного газопроводящего патрубка к осевой длине Y крайнего газопроводящего
---
α
---
патрубка находится в диапазоне X/Y=(0,75 0,85), газопроводящие патрубки проточного трубопровода выполнены в виде цельных трубчатых заготовок, радиусы гиба R и углы гиба  которых одинаковы, а отношение размера внутреннего диаметра D (проходного сечения) отдельного газопроводящего патрубка к радиусу R гиба находится в диапазоне D/R=(0,75 0,82), скругленные части газопроводящих патрубков сопряжены с их входными и выходными присоединительными концами посредством конических участков, при этом входные присоединительные концы газопроводящих патрубков выполнены зауженными по отношению к скругленной части соответствующего газопроводящего патрубка, а выходные присоединительные концы по отношению к скругленной части соответствующего газопроводящего патрубка выполнены расширенными.
Недостатками известных решений является то, что каталитический носитель в поперечном сечении выполнен в форме овала, терморасширяющая прокладка находящаяся между корпусом и блоком не имеет постоянной плотности из-за разности радиусов эллипса, это в свою очередь приводит к уменьшению ресурса коллектора, а установочный элемент управляющего датчика кислорода расположен не оптимально, так как не находится в зоне схождения газовых потоков, что затрудняет настройку электронной системы управления двигателя и увеличивает расход топлива.
Задачей предлагаемой полезной модели является снижение токсичности отработанных газов.
Технический результат заключается в повышении надежности и долговечности коллектора и как следствие расширение области применения для удовлетворения действующих на сегодняшний день в России (ГОСТ Р) и Европейских экологических требований по токсичности Евро-4, Евро-5 и Евро-6.
Технический результат достигается тем, что каталитический коллектор системы выпуска отработавших газов двигателя внутреннего сгорания, содержит разветвленный проточный трубопровод, изготовленный из отдельных газопроводящих патрубков, присоединительный фланец крепления каталитического коллектора к корпусу двигателя внутреннего сгорания, к которому закреплены входные концы газопроводящих патрубков, выходные концы которых сходятся в общей штампованной газоприемной камере, в стенках которой сформированы соответствующие газопроводящим патрубкам направляющие газовых потоков, установочный элемент управляющего датчика кислорода, газоприемная камера сопряжена с корпусом каталитического носителя на выходе которого смонтирована газосмесительная камера, присоединительный фланец крепления каталитического коллектора к остальным элементам системы выпуска отработавших газов двигателя внутреннего сгорания, причем каталитический носитель в поперечном сечении имеет форму круга, при этом установочный элемент управляющего датчика кислорода расположен на верхней стенке газоприемной камеры в центре между выходными концами газопроводящих патрубков, а установочный элемент диагностического датчика кислорода на боковой стенке корпуса каталитического носителя.
Конструкция каталитического коллектора системы выпуска отработавших газов двигателя внутреннего сгорания поясняется чертежами.
На Фиг.1 изображен общий вид каталитического коллектора системы выпуска отработавших газов двигателя внутреннего сгорания.
На Фиг.2 изображен каталитический коллектор системы выпуска отработавших газов двигателя внутреннего сгорания в разрезе.
Каталитический коллектор системы выпуска отработавших газов ДВС, в частности, рядного четырехцилиндрового, содержит присоединительный фланец 1 крепления каталитического коллектора к присоединительной плоскости головки блока ДВС, разветвленный проточный трубопровод, изготовленный из отдельных газопроводящих патрубков 2, 3, 4, 5, на корпусе верхней газоприемной камеры 7 смонтирован установочный элемент 6 управляющего датчика кислорода. Корпус верхней газоприемной камера 7 сопряжен с корпусом 8 каталитического носителя снабженным установочным элементом диагностического датчика кислорода 13, на выходе корпуса каталитического носителя 8 смонтирован корпус нижней газоприемной камеры 9 к которому подсоединен патрубок, отводящий 10 с присоединительным фланцем 11 для крепления каталитического коллектора к остальным элементам системы выпуска отработавших газов ДВС, так же содержит кронштейн крепления 12 каталитического коллектора. На фиг.2 показан кронштейн крепления термоизоляционного экрана 14, каталитический носитель (субстрат) 15, прокладка каталитического носителя 16.
---
Работает каталитический коллектор системы выпуска отработавших газов ДВС, как и в выбранном прототипе, обычным для такого типа устройств образом. Отработавшие газы поступают из цилиндров ДВС (не показаны) по отдельным газопроводящим патрубкам 2 5 разветвленного проточного трубопровода в газоприемную камеру 7, проходят через каталитический носитель (субстракт) 15, где происходит очистка от токсичных веществ до необходимого уровня, и затем, через отводящий патрубок 10 отводятся в систему выпуска отработавших газов.
Использование заявленного технического решения позволяет создать недорогую и компактную конструкцию эффективного каталитического коллектора, повысить конкурентоспособность отечественных автомобилей за счет соответствия их экологической безопасности мировым стандартам, вкючая Евро-6 и снизить загрязнение воздуха в населенных пунктах токсичными компонентами отработавших газов автотранспортных средств, силовой агрегат которых выполнен на базе ДВС. Предлагаемая конструкция каталитического коллектора позволяет использовать его на восьми и шестнадцати клапанных ДВС производства ОАО АвтоВаз.