RU1815353C - Способ обезвреживани отработавших газов двигател внутреннего сгорани транспортного средства - Google Patents

Abstract

Использование: двигатели внутреннего сгорани  и касаетс  снижени  токсичности ьиаАТО го ти птп их отработавших газов. Сущность изобретени : способ заключаетс  в подаче отработавших газов и химического реагента в реактор 2 (например, каталитический нейтрализатор ) и осуществлении там их химического взаимодействи . Новым  вл етс  то, что до подачи в реактор 2 химреагент подают во внутреннюю полость моторного тормоза 1. Перемешивание химреагента и отработавших газов начинают вести в рабочей камере моторного тормоза, где этому способствует турбулизации потока,- Пропуска  химреагент через каналы 9 и 10 штока 7 поворотной заслонки 6, осуществл ют предварительный подогрев химреагента, что исключает переохлаждение отработавших газов в процессе перемешивани  и повышает эффективность их очистки в нейтрализаторе. 3 ил. 71 Kffl I J

Description

Изобретение относитс  к машиностроению , а именно к двигател м внутреннего сгорани  и касаетс  снижени  токсичности их отработавших газов.

Целью изобретени   вл етс  снижение материальных и энергетических затрат при одновременном повышении эффективности очистки

На фиг. 1 изображена принципиальна  схема устройства, реализующего способ согласно изобретению; на фиг. 2 - конструктивна  схема моторного тормоза при открытой заслонке; на фиг. 3 - то же, при закрытой заслонке.

Предлагаемый способ обезвреживани  отрабртавших газов двигател  внутреннего сгорани  реализуетс  на транспортном средстве, оснащенным моторным тормозом 1 и реактором 2 отработавших газов, соединенными между собой выпускным трубопроводом 3. Реактор 2 может быть выполнен в одном блоке с глушителем 4..

Способ заключаетс  в подаче отработавших газов и химического реагента в реактор 2 и осуществлении там их химического взаимодействи , при этом до химического взаимодействи  осуществл ют их перемешивание и подогрев химического реагента. До подачи в реактор 2 химический реагент подают во внутреннюю полость моторного тормоза 1. Моторный тормоз 1 имеет рабочую камеру 5 и поворотную заслонку 6,. закрепленную на штоке 7, имеющем привод поворота от пневмоцилиндра 8. Внутри штока 7 выполнен канал 9 и каналы 10. Такие же каналы 10 имеютс  и в заслонке 6. Использу  каналы 9 и 10 к моторному тормозу 1 подают химреагент. Процесс перемешивани  отработавших газов и химического реагента начинают вести в рабочей камере 5 моторного тормоза 1.

Форма рабочей камеры 5 и наличие в ней заслонки б способствуют интенсивной турбулизации потока отработавших газов, что благопри тно вли ет на перемешивание их с подаваемым химреагентом. Это пере- мешив ание продолжаетс  и в выпускном трубопроводе 3, поэтому к моменту подхода газов к реактору 2 смесь оказываетс  подготовленной к соответствующей реакцци очистки .

Подогрев химического реагента начинают осуществл ть до его перемешивани  с отработавшими газами от аккумул тора тепла, в качестве которого используют шток 7 и поворотную заслонку 6 моторного тормоза 1, через каналы 9 и 10 которых пропускают химический реагент. Таким образом, к моменту подачи в рабочую камеру моторного тормоза химреагент уже имеет значительную температуру, котора  позвол ет избежать переохлаждени  газовой смеси в процессе последующего перемешивани . Эффективность использовани  элементов моторного тормоза в качестве аккумул торов тепла объ сн етс  тем, что эти наиболее массивные (литые) элементы обладают теплоемкостью на пор док выше всех других тонкостенных элементов выпускного

тракта. Посто нно наход сь в потоке гор чих отработавших газов и лишенные внешнего теплообмена, эти элементы на прогретом двигателе имеют очень высокую температуру, аккумулиру  в себе большое

5 количество тепла. С учетом- неравномерности теплового потока отработавших газов, температура которых зависит от нагрузочного режима работы двигател  (например, при работе двигател  на режиме полной

0 мощности температура газов составл ет 450-600°С, на режиме холостого хода 250- 300°C)i в р де случаев температура элементов моторного тормоза может быть выше температуры отработавших газов, что по5 звол ет использовать отбор тепла От этих элементов дл  предварительного подогрева химреагента. Одновременно это улучшает услови  работы моторного тормоза, устран   возможность его теплового заклинива0 ни  и повыша  срок его службы. Подачу химреагеита в рабочую камеру 5 моторного тормоза 1 осуществл ют через каналы 10 в поворотной заслонке б, которые открыты в сторону выходного отверсти  рабочей каме5 ры 5. Подача химреагента осуществл етс  за счетэжекции. Нормальное положение заслонки 6 - открытое и при обтекании ее выхлопными газами в зоне ее аэродинамической тени образуетс  разр жение, кото0 рое и используетс  дл  подсоса химреагента. Таким образом исключаетс  необходимость в установке какого-либо дополнительного нагнетател .

В качестве -реактора 2 может использо5 ватьс  любой реактор - нейтрализатор известного типа, Реактор 2 может работать по принципу каталитической или термической очистки.

В качестве катализатора (дл  карбюра0 торных двигателей) примен ют, например, палладиевый катализатор. При прохождении отработавших через реактор 2 происходит окисление СО до С02 и очистка от углеводородов. Это требует избытка

5 окислител , т.е. подачи в качестве химреагента воздуха или кислорода. В другом варианте термический реактор - дожигатель может работать по принципу принудительного воспламенени  отработавших газов запальным устройством, что также требует

избытка окислител . Указанные -процессы используют при очистке отработавших газов карбюраторного или газодизельного двигателей, у которых состав выхлопных газов характеризуетс  большим количеством СО и углеводородов. У дизельных двигателей преобладают окислы азота МОХ. Дл  их нейтрализации в качестве химреагента подают восстановитель-аммиак NHs.- И тот и другой процессы протекают более полно при предварительном подогреве химреагента и его перемешивании с отработавшими газами.

Химическое взаимодействие в реакторе начинаетс  после его прогрева отработавшими газами до температуры 200-350°С. С этого момента становитс  целесообразной подача химреагента. Чем выше температура , тем эффективнее происходит процесс очистки отработавших газов. Даиапазон рабочих температур в реакторе 500-700°С.

После реактора 2 очищенные газы через глушитель 4 вывод тс  в атмосферу.

При торможении моторным тормозом 1 подаетс  воздух к пневмоцилиндру 8. который поворачивает заслонку 6, вызыва  перекрытие выпускного трубопровода 3. Одновременно перекрываетс  подача топлива в двигатель (устройство дл  этой цели на схеме не показано. Это типовое устройство , имеющеес  на всех автомобил х, оснащенных моторным тормозом). Давление в выпускном трубопроводе 3. наход щемс  до заслонки 6, возрастает и увеличивает сопротивление двигател  проворачиванию, что используетс  дл  торможени  транспортного средства. Каналы 10 при этом располагаютс  со стороны выходного отверсти  рабочей камеры 5, что исключает возможность выброса отработавших газов через них. При закрытом положении заслонки 6 подсос химреагента резко уменьшаетс , что приводит к более экономному его расходованию, так как на указанном режиме при перекрытой подаче топлива подача химреагента не нужна.

Наиболее целесообразно использовать предлагаемый способ на двигател х с тур- бонаддувом, поскольку при этом отработавшие газы, расшир  сь в турбокомпрессоре 5 и отдава  ему значительную часть своей энергии (в том числе и тепловой) имеют меньшую температуру. В этом случае опасности перегрева катализатора (что бывает на ДВС без наддува) ни на одном из возмож0 ных режимов работы двигател  практически не существует, а наоборот очень острой становитс  проблема поддержани  необходимого теплового режима реактора за счет более экономного использовани  тепла от5 работавших газов, котора  и решаетс  предлагаемым способом.

Предлагаемый способ позвол ет значительно снизить материальные и энергетические затраты, св занные с обезвреживанием

0 отработавших газов, поскольку позвол ет наиболее полно использовать имеющиес  элементы выхлопной системы транспортного средства дл  подачи, перемешивани  и подогрева химического реагента, повышающего

5 эффективность очистки отработавших газов. Формул а изобретени   Способ обезвреживани  отработавших газов двигател  внутреннего сгорани  транспортного средства, имеющего мотор0 ный тормоз с внутренней полостью, рабочей камерой и поворотной заслонкой на штоке, путем подачи отработавших газов и химического реагента в реактор, их перемешивани , подогрева химического реагента и химиче5 ского взаимодействи  последнего с отработавшими газами, отличающийс  тем, что, с целью снижени  материальных и энергетических затрат и повышени  эффективности очистки, перед подачей в реактор

0 химический реагент направл ют во внутреннюю полость моторного тормоза, подогрев химического реагента осуществл ют путем теплообмена с поверхност ми штока и поворотной заслонки,.а перемешивание отра5 ботавших газов и химического реагента производ т в рабочей камере моторного тормоза..