RU135726U1

RU135726U1 - CATALYTIC COLLECTOR OF THE EXHAUST GAS SYSTEM OF THE INTERNAL COMBUSTION ENGINE

Info

Publication number: RU135726U1
Application number: RU2013100955/06U
Authority: RU
Inventors: Дмитрий Анатольевич Проскурин
Original assignee: Дмитрий Анатольевич Проскурин
Priority date: 2013-01-09
Filing date: 2013-01-09
Publication date: 2013-12-20

Abstract

Каталитический коллектор системы выпуска отработавших газов двигателя внутреннего сгорания, содержащий 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, отличающийся тем, чтокаталитический носитель в поперечном сечении выполнен в виде 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.The catalytic collector of the exhaust system of an internal combustion engine, comprising a branched flow pipe made of separate gas conduits, a connecting flange for attaching the catalytic manifold to the body of the internal combustion engine, to which the inlet ends of the gas conduits are fixed, the outlet ends of which converge in a common stamped gas reception chamber, in the walls of which guides of gas sweat corresponding to gas-conducting pipes are formed kov, the mounting element of the control oxygen sensor, the gas intake chamber is coupled to the catalytic carrier housing, at the outlet of which a gas mixing chamber is mounted, a connecting flange for attaching the catalytic manifold to the other elements of the exhaust system of the internal combustion engine, characterized in that the catalytic carrier in cross section is made in the form circle, while the mounting element of the control oxygen sensor is located on the upper wall of the gas reception chamber in the center between the outlet ends of the gas conducting pipes, and the mounting element of the oxygen diagnostic sensor is on the side wall of the catalytic support housing.

Description

Полезная модель относится к области машиностроения, преимущественно автомобилестроению, в частности к средствам снижения токсичности отработавших газов двигателей внутреннего сгорания (далее ДВС).The utility model relates to the field of mechanical engineering, mainly to the automotive industry, in particular to means for reducing the toxicity of exhaust gases of internal combustion engines (hereinafter ICE).

Современные требования по допустимому уровню токсичности отработавших газов автомобильных ДВС обусловили введение в конструкцию системы выпуска отработавших газов каталитических нейтрализаторов.Current requirements for the acceptable level of exhaust gas toxicity of automobile ICEs have led to the introduction of catalytic converters into the design of the exhaust system of exhaust gases.

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.A utility model is known, which is protected by patent No. 91110 U1 “Catalytic collector of the exhaust system of an exhaust gas of an internal combustion engine”, IPC F01N 3/28, which was published on January 27, 2010. The ICE catalytic manifold contains a branched flow pipe composed of separate nozzles, the number of which corresponds to the number of ICE cylinders, the input ends of which are fixed in the connecting flange of the catalytic manifold to the ICE housing, and the output ends on a common gas receiving chamber provided with an installation element for the oxygen control sensor, and telescopically inseparably coupled to the casing of the catalytic carrier, provided on the sides with brackets for securing it in the car and executed in the form of at least one gas-permeable block having an oval cross-section, at the outlet of which a gas mixing chamber is provided, made of two shapedly stamped and integrally connected along the longitudinal axis of the halves, equipped with a mounting element for an oxygen diagnostic sensor and a connecting fastening flange to the exhaust path of the internal combustion engine, and the flow line and the gas intake chamber are made together of two shaped stamped and one-piece about interconnected along the longitudinal axis of the halves. A distinctive feature is that the catalytic support is made in the form of a ceramic block and is provided with an insulating gasket tightly adjacent to the casing of the catalytic support on the outer side surface, which are jointly tightly pressed into the casing of the catalytic support, and the connecting flange of the catalytic manifold to the ICE casing has, basically , rectangular shape, and the input ends of the individual branch pipes of the flow pipe are fixed in the mounting flange of the mount Catalytic combustion engine manifold to the housing at the same distance from each other.

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 газопроводящегоThe closest in technical essence and the achieved effect is protected by patent No. 120467, IPC F01N 3/28, publ. September 20, 2012 Catalytic collector of the exhaust system of an internal combustion engine, IPC, in particular a four-cylinder in-line, containing a branched flow line made of separate one-bending extreme and intermediate gas conducting pipes, a connecting flange of fastening of a catalytic collector to the body of the internal combustion engine to which entrance to nets of the mentioned gas-conducting pipes, the output ends of which converge in a common stamped gas-receiving chamber, in the walls of which the gas flow guides corresponding to the gas-conducting pipes are formed, an installation element of the oxygen control sensor mounted in a narrowed section of the gas-receiving chamber, paired with the catalytic support housing, at the outlet of which a gas-mixing a chamber equipped with a mounting element of a diagnostic oxygen sensor, a mounting flange the catalytic manifold to the other elements of the exhaust system of the internal combustion engine, the ratio of the axial length X of the intermediate gas conduit to the axial length Y of the extreme gas conduit

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 ^α 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.the nozzle is in the range X / Y = (0.75 ^--- 0.85), the gas-conducting nozzles of the flow pipe are made in the form of solid tubular blanks, the bending radii R and bending angles ^{α of} which are the same, and the ratio of the size of the inner diameter D (bore ) of a separate gas conduit to the bend radius R is in the range D / R = (0.75 ^--- 0.82), the rounded parts of the gas conduits are connected to their input and output connecting ends by means of conical sections, while the input connecting ends of the gas conduit The s are made narrowed with respect to the rounded part of the corresponding gas conduit, and the output connecting ends with respect to the rounded part of the corresponding gas conduit are expanded.

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.The disadvantages of the known solutions is that the catalytic carrier in the cross section is made in the form of an oval, the thermal expansion gasket located between the housing and the block does not have a constant density due to the difference in the radii of the ellipse, which in turn leads to a decrease in the collector resource, and the installation element of the control sensor oxygen is not optimally located, because it is not in the zone of convergence of gas flows, which makes it difficult to configure the electronic engine control system and increases fuel consumption.

Задачей предлагаемой полезной модели является снижение токсичности отработанных газов.The objective of the proposed utility model is to reduce the toxicity of exhaust gases.

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.The technical result consists in increasing the reliability and durability of the collector and, as a result, expanding the scope of application to meet the current in Russia (GOST R) and European environmental requirements for toxicity Euro-4, Euro-5 and Euro-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.The technical result is achieved in that the catalytic manifold of the exhaust system of the internal combustion engine contains a branched flow pipe made of separate gas conduits, a connecting flange for attaching the catalytic manifold to the body of the internal combustion engine, to which the inlet ends of the gas conduits are fixed, the output ends of which converge in a common stamped gas reception chamber, in the walls of which corresponding gas pipelines are formed The gas flow guides, the mounting element of the oxygen control sensor, the gas intake chamber are coupled to the catalytic support housing at the outlet of which the gas mixing chamber is mounted, the connecting flange of the catalytic manifold to the other elements of the exhaust system of the internal combustion engine, the cross-section of the catalytic carrier circle, while the installation element of the control oxygen sensor is located on the upper walls e gas inlet chamber in the center between the outlet ends of the gas conducting pipes and mounting member diagnostic oxygen sensor on the side wall of the catalytic carrier body.

Конструкция каталитического коллектора системы выпуска отработавших газов двигателя внутреннего сгорания поясняется чертежами.The design of the catalytic manifold of the exhaust system of an internal combustion engine is illustrated by drawings.

На Фиг.1 изображен общий вид каталитического коллектора системы выпуска отработавших газов двигателя внутреннего сгорания.Figure 1 shows a General view of the catalytic manifold of the exhaust system of an internal combustion engine.

На Фиг.2 изображен каталитический коллектор системы выпуска отработавших газов двигателя внутреннего сгорания в разрезе.Figure 2 shows a catalytic collector of the exhaust system of an internal combustion engine in section.

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.The catalytic manifold of the internal combustion engine exhaust system, in particular the four-cylinder in-line, contains a connecting flange 1 for attaching the catalytic manifold to the connecting plane of the ICE head, a branched flow pipe made of separate gas conducting pipes 2, 3, 4, 5 on the upper gas reception chamber body 7 mounted installation element 6 of the control oxygen sensor. The housing of the upper gas reception chamber 7 is interfaced with the housing 8 of the catalytic support provided with a mounting element for the oxygen diagnostic sensor 13; at the output of the housing of the catalyst support 8, the housing of the lower gas reception chamber 9 is mounted to which a branch pipe 10 with a connecting flange 11 is attached for attaching the catalytic manifold to other elements of the system the exhaust gas engine also contains a mounting bracket 12 of the catalytic collector. Figure 2 shows the mounting bracket of the heat-insulating screen 14, the catalytic carrier (substrate) 15, the gasket of the catalytic carrier 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.The catalytic manifold of the engine exhaust system works, as in the selected prototype, in the usual way for this type of device. Exhaust gases come from internal combustion engine cylinders (not shown) through separate gas supply pipes 2 ^--- 5 of a branched flow pipe into the gas reception chamber 7, pass through a catalytic carrier (extract) 15, where the toxic substances are cleaned to the required level, and then through the exhaust pipe 10 is discharged into the exhaust system.

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.Using the claimed technical solution allows you to create an inexpensive and compact design of an effective catalytic collector, increase the competitiveness of domestic cars by meeting their environmental safety with international standards, including Euro-6 and reduce air pollution in settlements with toxic exhaust components of vehicles, the power unit of which is made on ICE base. The proposed design of the catalytic collector allows you to use it on eight and sixteen valve ICE manufactured by AvtoVAZ.

Claims

The catalytic collector of the exhaust system of an internal combustion engine, comprising a branched flow pipe made of separate gas conduits, a connecting flange for attaching the catalytic collector to the body of the internal combustion engine, to which the inlet ends of the gas conduits are fixed, the output ends of which converge in a common stamped gas reception chamber, in the walls of which guides of gas sweat corresponding to gas-conducting pipes are formed Cove, positioning element oxygen sensor, the gas inlet chamber is associated with a catalytic carrier body, which is mounted on the output Gas mixing chamber mounting flange fastening catalyst collector to other elements of the internal combustion engine exhaust system, characterized in that the catalytic carrier in the cross section is made in the form of a circle, while the installation element of the control oxygen sensor is located on the upper wall of the gas reception chamber in the center between the output ends of the gas conduits, and the installation element of the diagnostic oxygen sensor is located on the side wall of the catalytic carrier body.