НЕЙТРАЛИЗАТОР ВЫХЛОПНЫХ ГАЗОВ ДВИГАТЕЛЯ

Полезная модель относится к автомобилестроению, а именно, к устройствам для очистки отработавших газов, и может найти применение в выхлопных устройствах бензиновых двигателей внутреннего сгорания для снижения уровня токсичности выбрасываемых в атмосферу газов до экологически приемлемого уровня.
В настоящее время установка каталитического нейтрализатора, предназначенного для окисления и переведения в безопасную форму вредных соединений, содержащихся в выхлопных газах двигателей внутреннего сгорания, является актуальной тенденцией в развитии современных технологий автомобилестроения. Каталитические нейтрализаторы имеются в подавляющем большинстве сегодняшних автомобилей. При этом возникает проблема, связанная с их ремонтом и заменой, поскольку каталитические блоки в ходе эксплуатации и старения теряют способность дожигать вредные примеси. В частности, керамические блоки в результате старения разрушаются, при этом керамическая пыль, попадая в камеру сгорания, приводит к преждевременному износу стенок цилиндров. Как у керамического, так и у металлического блоков со временем, особенно при наличии в топливе посторонних примесей, наряду с потерей каталитической способности засоряются каналы, уменьшается проходное сечение, что приводит к перегреву нейтрализатора выхлопными газами. Корпус нейтрализатора за счет этого раскаляется, а каталитические блоки могут сплавиться и полностью перекрыть проход для выхлопных газов.
Технология полной замены нейтрализатора является не только ощутимо дорогостоящей, но и технически достаточно сложной. Альтернативой является замена каталитических блоков.
В своем большинстве известные нейтрализаторы, предназначенные для каталитической очистки выхлопных газов двигателей внутреннего сгорания, в том числе разборные, не обеспечивают достаточно быстрой, несложной и удобной замены вышедших из строя каталитических блоков.
Известен каталитический нейтрализатор для очистки выхлопных газов небольшой промышленной установки (пат. US №5169604, опубл. 1994.12.08), включающий корпус с фланцами для неподвижной фиксации в выпускном канале установки, выполненный со снабженным съемной крышкой отверстием, обеспечивающим доступ к внутреннему пространству корпуса, в котором размещены каталитические блоки и средства для фиксации каталитических блоков в рабочем положении, а также средства для удалении отработавших каталитических блоков, при этом размер блоков обеспечивает возможность их смены через упомянутое отверстие без демонтажа неподвижно установленного корпуса. Съемная крышка, имеющая U-образную форму, снабжена двумя фланцами и крепится к расположенным под углом фланцам корпуса с помощью крепежных элементов с гайками и стопорными гайками, при этом герметичность нейтрализатора обеспечивается за счет термостойких уплотняющих прокладок. Однако известный нейтрализатор является конструктивно сложным и недостаточно компактным и легким для успешного применения в выхлопной системе автомобиля. Необходимость сведения к минимуму времени простоя в непрерывной работе промышленной установки при периодической смене каталитических блоков требует наличия специального приспособления для быстрого удаления отработавших каталитических блоков, устройство которого зависит от вида используемого каталитического носителя, что также усложняет конструкцию известного нейтрализатора и увеличивает его вес.
Наиболее близким к заявляемому является нейтрализатор выхлопных газов двигателя (пат. РФ №130629 на полезную модель, опубл. 2013.07.27), содержащий состоящий из нескольких частей разборный корпус, внутри которого размещены сменные каталитические блоки, каждый из которых выступает из разъемной центральной части не менее чем на 50 мм от плоскости разъема и изолирован от стенок корпуса термоизолирующей прокладкой из термоэластичного материала, при этом нейтрализатор снабжен входным и выходным патрубками, а также фланцами для крепления к выхлопной системе, а разъемные части корпуса связаны при помощи шпилек, закрепленных в упорах и затягивающихся гайками.
Известный нейтрализатор, успешно используемый на испытательном стенде, при эксплуатации в выхлопной системе автомобиля не обеспечивает достаточно быстрой, несложной и удобной замены вышедших из строя каталитических блоков и не дает возможности их визуальной диагностики непосредственно на месте, поскольку замена и осмотр каталитических блоков требуют не только разборки, но и демонтажа нейтрализатора, которые при наличии конструктивно различных крепежных элементов являются трудоемкими и неудобными.
.Задачей полезной модели является создание конструктивного несложного и удобного в эксплуатации каталитического нейтрализатора выхлопных газов автомобиля, обеспечивающего быструю и несложную замену и осмотр каталитических блоков непосредственно в выхлопной системе автомобиля.
Технический результат предлагаемого устройства заключается в упрощении его конструкции при одновременном обеспечении возможности более быстрой и удобной замены каталитических блоков без демонтажа нейтрализатора, а также возможности визуальной диагностики его технического состояния без извлечения из выхлопной системы автомобиля.
Указанный технический результат достигается нейтрализатором выхлопных газов автомобиля, содержащим разборный корпус, включающий центральную цилиндрическую часть и две боковые части с фланцами и уплотнительными кольцами для крепления к выхлопной системе, в котором размещены сменные каталитические блоки, отделенные от корпуса термоэластичной прокладкой, у которого, в отличие от известного, боковые части корпуса, имеющие коническую форму, образуют с центральной частью единое целое, при этом центральная часть корпуса выполнена с отверстием, обеспечивающим доступ к каталитическим блокам и герметично закрывающимся съемной крышкой, снабженной с двух противоположных сторон буртиками, выполненными с возможностью крепления к соответствующим буртикам корпуса, причем герметичность крышки обеспечивается с помощью термоизолирующих прокладок.
Устройство предлагаемого нейтрализатора выхлопных газов бензинового двигателя наглядно представлено на чертежах, где на фиг. 1 показан вид предлагаемого нейтрализатора спереди, на фиг.2 - его вертикальное сечение по большой оси симметрии, на фиг.3 - вид сверху.
Нейтрализатор включает корпус 1 со съемной крышкой 2, герметично закрывающей выполненное в центральной части корпуса нейтрализатора отверстие прямоугольной формы, размеры которого обеспечивают свободный доступ внутрь корпуса к каталитическим блокам 3. Корпус 1 с центральной частью цилиндрической формы и коническими боковыми (входной и выходной) частями, соединенными в единое целое, например, с помощью сварных швов, снабжен входным 4 и выходным 5 патрубками с фланцами 6 и уплотнительными кольцами 7, обеспечивающими его крепление в выхлопной системе автомобиля. Каталитические блоки 3 в количестве двух, каждый из которых преимущественно предназначен для окисления своей группы компонентов выхлопных газов, установлены на некотором расстоянии друг от друга в камере 8 кассетного типа, размещенной внутри корпуса 1 и отделенной от него изолирующей термоэластичной прокладкой 9. Съемная крышка 2, имеющая U-образное сечение в одной из плоскостей симметрии, и прямоугольное в другой, снабжена с двух прямолинейных сторон буртиками 10 со сквозными отверстиями. Крышка 2 герметично устанавливается в прямоугольном отверстии корпуса 1, которое с двух соответствующих сторон снабжено аналогичными буртиками (на чертеже не показаны) со сквозными отверстиями, и закрепляется с помощью крепежных элементов, преимущественно болтов 11 с гайками, устанавливаемых в сквозных отверстиях буртиков 10 и соответствующих буртиков отверстия корпуса 1. По периметру крышка 2 снабжена термоизолирующей прокладкой 12, которая обеспечивает ее герметичность.
При работе нейтрализатора поток выхлопных газов поступает через входной патрубок 4 и последовательно проходит через каталитические блоки 3, каждый из которых обеспечивает окисление части составляющих автомобильного выхлопа, а их совместное действие позволяет с максимальной полнотой произвести его очистку.
Эффективная работа нейтрализатора обеспечивается за счет распределения потока выхлопных газов по всему сечению камеры 8, которое происходит в результате прохождения указанным потоком входного конического участка корпуса с заданным углом конусности, при этом каталитическая реакция происходит по всей рабочей поверхности каталитических блоков 3.
Предлагаемый нейтрализатор прост в изготовлении и надежен в эксплуатации. Замена отслуживших свой срок каталитических блоков осуществляется без демонтажа нейтрализатора и извлечения его из выхлопной системы автомобильного двигателя. Доступ к каталитическим блокам осуществляется через отверстие в корпусе после снятия крышки 2, что максимально упрощает и облегчает их замену, также снижает затраты времени на обслуживание нейтрализатора. Кроме того, предлагаемый нейтрализатор обеспечивает практически постоянный контроль состояния каталитических блоков, поскольку корпус со съемной крышкой позволяет производить их осмотр (визуальную диагностику) достаточно часто, в зависимости от условий эксплуатации автомобиля, которые в значительной мере влияют на срок службы каталитических блоков. Таким образом, замена отслуживших каталитических блоков, одного или двух, по мере необходимости, может быть осуществлена в оптимальные сроки, что дает определенный экономический эффект при эксплуатации предлагаемого нейтрализатора выхлопных газов двигателя внутреннего сгорания.