ИСКРОГАСИТЕЛЬ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

Полезная модель относится к двигателям внутреннего сгорания, а именно, к системам выпуска газов двигателей внутреннего сгорания, работающих, например, в составе дизель-генераторных установок.
Аналогом заявляемой полезной модели является конусно-вихревой искрогаситель (В.А.Кихтенко, Ю.П.Хлебников «Тракторные циклонные воздухоочистители» МАШГИЗ, Москва, 1963. Фиг.77, стр.127,), содержащий конус из листовой стали, в нижней части которого установлена крыльчатка, с помощью которой выпускные газы получают вращательное движение. При этом частицы сажи и нагара отбрасываются к стенкам корпуса, частично истираются и догорают, и затем вылетают в атмосферу.
Недостатком известного искрогасителя является осевой ввод выпускных газов, что не позволяет его использование, например, для V-образных двигателей, где выпуск газов происходит из двух выпускных патрубков.
Известен также искрогаситель (Авторское свидетельство СССР №1295016), который состоит из корпуса 1 с днищем, двумя впускными тангенциальными (боковыми) и выпускным осевым патрубками 2 и 3, замкнутой емкости 10 охлаждающей жидкости с подводящим и отводящими каналами и распылителем 19. Корпус выполнен с кожухом 5, образующим с ним кольцевой зазор 7. В верхней части корпуса установлен тангенциально патрубок 6 подвода охлаждающей жидкости. Емкость сообщена с каналом посредством сквозных окон 12-15 в съемном днище корпуса и имеет отводной патрубок. Распылитель имеет отражатель с концентрическими канавками У-образной формы, а на его торце выполнена фаска. Внутренняя поверхность корпуса и наружная поверхность емкости выполнены с рифлениями ромбической или чечевичной формы. Торможение потока происходит при прохождении через щелевые каналы 30. Одновременно с подводом потока отработавших газов в кольцевой зазор 7 через патрубок 6 подводится вихревой противоточный нисходящий поток жидкости. Проходя через распылитель 19, поток жидкости тонко распыливается. При его контакте с высокотемпературным потоком газов происходит образование пара и гашение искр.
Данная конструкция искрогасителя по числу совпадающих существенных признаков наиболее близка к заявляемой полезной модели и принята за прототип.
Существенные признаки прототипа: «конический корпус», «конический наружный кожух», «два впускных боковых патрубка» совпадают с существенными признаками заявляемой полезной модели.
В прототипе устранены недостатки аналога, то есть его можно использовать для искрогашения выпускных газов V-образного двигателя, однако недостатком прототипа является использование двух контуров охлаждающей жидкости, распылительных сопел для нее, что подразумевает собой постоянный подвод к искрогасителю охлаждающей жидкости. Такая конструкция искрогасителя усложняет всю систему выпуска выхлопных газов ДВС и неприемлема, например, в дизель-генераторных установках. Кроме этого, следует отметить, что при контакте выхлопных газов с водой образуются пары серной кислоты, что неблагоприятно сказывается на окружающей экологии.
Техническим результатом заявляемой полезной модели является упрощение конструкции искрогасителя с целью улучшения, в том числе и удешевления, технологичности изготовления, уменьшения веса искрогасителя и улучшение его экологичности, но с сохранением его высоких эксплуатационных характеристик, то есть обеспечение отсутствия несгоревших частиц (искр) на выходе из искрогасителя.
Заявленный технический результат достигается тем, что искрогаситель, содержит конический корпус с днищем и двумя боковыми впускными патрубками для входа выпускных газов, конический наружный кожух, образующий с корпусом кольцевой зазор (кольцевую полость) и выпускной патрубок. Кольцевая полость между корпусом и кожухом сообщается с атмосферой, а днище корпуса снабжено трубой, которая через нижний вход также сообщается с атмосферой. Для повышения технологичности изготовления искрогасителя часть корпуса в месте входа боковых патрубков может быть выполнена цилиндрической. Боковые впускные патрубки могут быть размещены на корпусе тангенциально, обеспечивая закрутку выпускных газов в конфузоре корпуса. Боковые впускные патрубки могут быть также размещены на корпусе оппозитно, тогда для закрутки выпускных газов на днище корпуса в районе соединения патрубков с корпусом установлены завихряющие поток выпускных газов пластины. Завихряющие пластины установлены нижними длинными торцами на днище корпуса и направлены тангенциально по касательной от наружной поверхности трубы к внутренней боковой поверхности корпуса. Часть сгоревших частиц, при работе искрогасителя, например в дождь, может оставаться на дне корпуса, поэтому в днище корпуса предусмотрены отверстия, через которые частицы вымываются дождевой водой, попадающей на дно корпуса.
На фиг.1 представлен продольный разрез заявляемого искрогасителя с оппозитно расположенными впускными патрубками, на фиг.2 - разрез по А-А фиг.1. На фиг.3 представлен продольный разрез заявляемого искрогасителя с тангенциально расположенными впускными патрубками, на фиг.4 - разрез по А-А фиг.3.
Искрогаситель состоит из конического корпуса 1 с днищем 2, в котором установлена труба 3, позволяющая образовать первую камеру смешения 4 своим верхним торцом (выходом) и верхней частью конфузора корпуса 1. Боковые впускные патрубки 5 соединены оппозитно или тангенциально с внутренней полостью корпуса 1. Вокруг корпуса 1 эквидистантно расположен кожух 6, образующий кольцевую полость между корпусом 1 и кожухом 6. Таким образом, в верхней части кожуха образована вторая камера смешения 7 с выходом конфузора конического корпуса 1. В случае оппозитного расположение боковых впускных патрубков на днище корпуса 1 расположены завихряющие пластины 8. В днище корпуса предусмотрены отверстия 9, через которые частицы сажи от сгоревших искр и оставшиеся внутри искрогасителя, вымываются дождевой водой, попадающей на дно корпуса. Корпус 1 в своей нижней части снабжен цилиндрической частью 10.
Искрогаситель двигателя внутреннего сгорания работает следующим образом.
Известны способы искрогашения искр выпускных газов ДВС - дробление, истирание и охлаждение, которые и применены в предлагаемой конструкции. Выпускные газы (на фигурах показаны стрелками) по двум боковым патрубкам 5 поступают во внутреннюю полость конического корпуса 1, где в случае тангенциального расположения патрубков 5 закручиваются центробежной силой. В случае оппозитного расположения патрубков 5 выпускные газы закручиваются с помощью завихряющих пластин 8. Далее газы поступают в конфузор корпуса 1, где с увеличением их окружной скорости происходит дробление и истирание искр о внутренние стенки корпуса 1. В верхней части корпуса в первой камере смешения 4 происходит смешение выпускных газов с холодным воздухом, поступающим за счет эжекции из атмосферы через трубу 3 и, таким образом, выпускные газы (вместе с искрами) охлаждаются. После частичного охлаждения и истирания искр выпускные газы из конфузора корпуса 1 поступают во вторую камеру смешения 7, где, смешиваясь с холодным воздухом, поступающим также за счет эжекции из кольцевой полости между корпусом 1 и кожухом 6, происходит окончательное охлаждение и гашение остатков несгоревших частиц (искр). Наличие несгоревших искр на выходе из искрогасителя не допускается. Закрученная струя выпускных газов (в отличие от прототипа без паров серной кислоты) выбрасывается вверх даже при боковом ветре, что еще улучшает экологичность системы выпуска.
Искрогасители ДВС предлагаемой конструкции изготовлены заявителем, прошли испытания в составе дизель-генераторных установок и показали хорошие результаты, то есть отсутствие несгоревших искр на выходе из искрогасителя.