RU67647U1

RU67647U1 - CATALYTIC COLLECTOR OF THE EXHAUST GAS SYSTEM OF THE INTERNAL COMBUSTION ENGINE

Info

Publication number: RU67647U1
Application number: RU2007110132/22U
Authority: RU
Inventors: Александр Фёдорович Фомкин; Владимир Константинович Гааг; Игорь Фёдорович Кобец; Игорь Владиславович Иванов; Борис Алексеевич Терентьев
Original assignee: Открытое акционерное общество "АВТОВАЗ"
Priority date: 2007-03-19
Filing date: 2007-03-19
Publication date: 2007-10-27

Abstract

Полезная модель относится к области машиностроения, преимущественно автомобилестроению, в частности к средствам снижения токсичности отработавших газов двигателей внутреннего сгорания (далее ДВС). Каталитический коллектор системы выпуска ОГ ДВС, содержащий 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 и сходящихся на выходе в общей газоприемной камере, снабженной установочным элементом управляющего датчика кислорода, и сопряженной с корпусом каталитического носителя, выполненного в виде, по крайней мере, одного газопроницаемого цилиндрического блока, боковые стенки которого находятся в плотном контакте со стенками корпуса, на выходе которого образована газосмесительная камера, снабженная установочным элементом диагностического датчика кислорода и присоединительным фланцем крепления к тракту системы выпуска ОГ ДВС, при этом корпус каталитического носителя охвачен с образованием воздушного зазора тепло-звукоизолирующим кожухом. Присоединительный фланец крепления каталитического коллектора к корпусу двигателя внутреннего сгорания выполнен в виде сплошного, плоского, прямоугольного, со скругленными углами основания, снабженного сквозными присоединительными отверстиями под соответствующие патрубки проточного трубопровода, проточный трубопровод выполнен из двух фасонно отштампованных и неразъемно сопрягаемых между собой половин, с образованием при их взаимном сопряжении в межпатрубковом пространстве плоских участков, находящихся в плотном взаимном контакте, причем наружные кромки половин выполнены в виде плоских отбортовок, торцы которых на входе 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). The catalytic manifold of the exhaust system of the internal combustion engine, containing a branched flow pipe composed of separate nozzles, the number of which corresponds to the number of cylinders of the internal combustion engine, the inlet ends of which are fixed in the connecting flange of the catalytic manifold to the ICE housing and converging at the outlet in a common gas reception chamber provided with a control mounting element an oxygen sensor, and a catalytic support associated with the housing, made in the form of at least one gas-permeable cylinder block, the side walls of which are in close contact with the walls of the housing, at the outlet of which a gas mixing chamber is formed, equipped with an installation element for the oxygen diagnostic sensor and a mounting flange for attaching to the exhaust system of the engine exhaust system, while the housing of the catalytic support is surrounded by an air gap of heat soundproof casing. The connecting flange for fastening the catalytic collector to the body of the internal combustion engine is made in the form of a solid, flat, rectangular, with rounded corners base, equipped with through connecting holes for the corresponding branch pipes of the flow pipe, the flow pipe is made of two shaped and permanently mated to each other halves, with the formation when they are interfaced in the inter-tube space of flat sections in tight mutual contact those with the outer edges of the halves made in the form of flat flanges, the ends of which are at the entrance

патрубков сопрягаются с присоединительным фланцем крепления каталитического коллектора, а на выходе проточного трубопровода неразъемно закреплены на корпусе каталитического носителя, при этом входные концы патрубков частично размещены и неразъемно закреплены в соответствующих отверстиях присоединительного фланца, продольная кривизна крайних патрубков проточного трубопровода превышает величину продольной кривизны патрубков, расположенных между ними, каталитический носитель выполнен в виде металлического газопроницаемого цилиндрического моноблока, имеющего в поперечном сечении форму овала, вытянутого в стороны крайних цилиндров ДВС и боковые стенки которого находятся в плотном контакте со стенками корпуса, при этом матрица блока сформирована из металлической ленты, имеющей S-образную форму закрутки, выход проточного трубопровода с корпусом каталитического носителя образует телескопическое соединение, геометрический центр установочного элемента управляющего датчика кислорода расположен на равном расстоянии от геометрических центров сквозных присоединительных отверстий присоединительного фланца под крайние патрубки проточного трубопровода, газосмесительная камера образована наклонным коническим патрубком, выполненным из двух неразъемно сопрягаемых между собой отштампованных половин, наружные кромки которых выполнены в виде плоских отбортовок, при этом установочный элемент диагностического датчика кислорода смонтирован на конической стенке патрубка большей высоты, тепло-звукоизолирующий кожух выполнен в виде двух оребренных отштампованных взаимно неразъемно сопрягаемых частей, причем, по крайней мере, один из торцов кожуха неразъемно закреплен на корпусе каталитического носителя, кожух снабжен симметричными относительно продольной оси корпуса каталитического носителя окнами под выход кронштейнов крепления каталитического коллектора, которые неразъемно закреплены на корпусе каталитического носителя и выполнены в виде опорных полок с боковыми раскосами, причем в опорных полках выполнены вытянутые в направлении перпендикулярном оси корпуса the nozzles are mated to the mounting flange of the catalytic collector, and at the outlet of the flow pipe are permanently attached to the casing of the catalytic carrier, while the input ends of the pipes are partially located and permanently fixed in the corresponding holes of the connecting flange, the longitudinal curvature of the end pipes of the flow pipe exceeds the longitudinal curvature of the pipes located between them, the catalytic carrier is made in the form of a gas-permeable metal cylin monoblock, having a cross-section in the form of an oval, stretched to the sides of the extreme cylinders of the internal combustion engine and whose side walls are in close contact with the walls of the housing, while the matrix of the block is formed of a metal tape having an S-shaped twist shape, the outlet of the flow pipe with the catalytic body the carrier forms a telescopic connection, the geometric center of the mounting element of the control oxygen sensor is located at an equal distance from the geometric centers of the through holes of the connecting flange under the extreme branch pipes of the flow pipe, the gas mixing chamber is formed by an inclined conical pipe made of two integrally stamped halves, the outer edges of which are made in the form of flat flanges, while the mounting element of the oxygen diagnostic sensor is mounted on a conical wall of the pipe of greater height , the heat and sound insulating casing is made in the form of two finned, stamped mutually inseparably mated parts moreover, at least one of the ends of the casing is permanently attached to the casing of the catalytic carrier, the casing is provided with windows symmetrical with respect to the longitudinal axis of the casing of the catalytic carrier under the outlet of the mounting brackets of the catalytic collector, which are one-piece fixed to the casing of the catalytic carrier and made in the form of support shelves with side braces, and in the support flanges are made elongated in the direction perpendicular to the axis of the housing

каталитического носителя сквозные отверстия, каждое из окон под выход кронштейнов пересекает линию сопряжения частей кожуха. Преимущественно каталитический коллектор предназначен для автомобилей, укомплектованных под Нормы Евро-3 и выше. 1 н. и 4 з..п.п. ф-лы, 8 ил.catalytic carrier through holes, each of the windows under the output of the brackets crosses the line of mating parts of the casing. Mostly the catalytic collector is designed for cars equipped with Euro-3 Standards and above. 1 n and 4 s. f-ly, 8 ill.

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).

Требования по допустимому уровню токсичности отработавших газов автомобильных ДВС обусловили введение в конструкцию тракта системы выпуска отработавших газов каталитических нейтрализаторов.Requirements for the permissible level of exhaust gas toxicity of automobile ICEs led to the introduction of catalytic converters into the exhaust duct system.

Нейтрализаторы начинают эффективно работать (нейтрализовать химически активные продукты неполного сгорания) только при достижении определенной, достаточно высокой (несколько сот градусов Цельсия) температуры отработавших газов. А до этого периода, т.е. сразу после запуска и начальной стадии прогрева ДВС, выхлоп в атмосферу осуществляется практически неочищенный.The neutralizers begin to work effectively (to neutralize chemically active products of incomplete combustion) only when a certain, rather high (several hundred degrees Celsius) temperature of the exhaust gases is reached. And before this period, i.e. immediately after the start and the initial stage of the internal combustion engine warming up, the exhaust into the atmosphere is almost untreated.

Введение более жестких норм по токсичности, потребовало создание более совершенных конструкций, обеспечивающих эффективную работу нейтрализатора практически сразу после пуска ДВС.The introduction of stricter toxicity standards required the creation of more advanced designs that ensure the effective operation of the converter almost immediately after the start of the internal combustion engine.

Это достигается за счет максимального приближения каталитического носителя к выпускному клапану ДВС, ЕПВ (ЕР) 0542002, F01N 3/28, 1993, либо путем размещения его непосредственно в полости This is achieved by maximizing the catalytic support closer to the exhaust valve of the engine, EPV (EP) 0542002, F01N 3/28, 1993, or by placing it directly in the cavity

выпускного коллектора, DE 4236893, МПК 5 F01N 3/28, от 19.05.93; US 5388407, МПК 5 F01N 3/20, от 14.02.95. Именно такой конструктивный прием заложен в предлагаемой ниже полезной модели.exhaust manifold, DE 4236893, IPC 5 F01N 3/28, dated 05.19.93; US 5388407, IPC 5 F01N 3/20, dated 02/14/95. It is such a constructive technique that is laid down in the utility model proposed below.

Известно устройство каталитического коллектора системы выпуска отработавших газов ДВС, патент Японии №63016118, МПК 5 F01N 7/10, F01N 7/18, публ. 23.01.88, содержащего четыре отдельных трубопровода, входные концы которых подключены к выходным отверстиям в головке цилиндров ДВС, а выходные концы сходятся в специальном кожухе, внутри которого размещен блок носитель каталитического вещества. Входные концы отдельных трубопроводов закреплены на головке цилиндров ДВС посредством фланцевого соединения с помощью болтов. Выходные концы закреплены в кожухе посредством сварного соединения.A device for the catalytic manifold of the engine exhaust system is disclosed, Japanese Patent No. 63016118, IPC 5 F01N 7/10, F01N 7/18, publ. 01/23/88, containing four separate pipelines, the inlet ends of which are connected to the outlet openings in the cylinder head of the internal combustion engine, and the outlet ends converge in a special casing, inside which there is a block of catalytic substance carrier. The inlet ends of individual pipelines are fixed to the cylinder head of the engine through a flange connection using bolts. The output ends are fixed in the casing by means of a welded joint.

Известна система выпуска отработавших газов (далее ОГ), патент на изобретение RU 2227834, МПК F01N 7/10, опубликовано 27.04.2004, патентообладатель ЭМИТЕК ГЕЗЕЛЬШАФТ ФЮР ЭМИССИОНСТЕХНОЛОГИ МБХ, которая имеет выпускной коллектор для объединения потоков ОГ от двух или более цилиндров ДВС, при этом выпускной коллектор имеет выходное сечение, к которому примыкает трубчатый кожух с расположенным в нем сотовым элементом. Между выходным сечением и сотовым элементом имеется проточная полость, в которой предусмотрена, по меньшей мере, первая направляющая пластина для отклонения, по меньшей мере, части потоков ОГ, причем пластина является компонентом кожуха. Помимо системы выпуска ОГ с выпускным коллектором и сотовым элементом в заявке описан также способ подачи к сотовому элементу потоков ОГ, которые, по меньшей мере, частично поступают к этому сотовому элементу с различных направлений, при этом потоки ОГ перед их набеганием на сотовый элемент отклоняют с помощью, по меньшей мере, первой направляющей пластины, являющейся компонентом кожуха, таким образом, чтобы они, по меньшей мере, частично изменяли направление течения на противоположное относительно первоначального направления движения этих потоков ОГ и тем самым с A known exhaust gas system (hereinafter referred to as exhaust gas), patent for invention RU 2227834, IPC F01N 7/10, published 04/27/2004, patent holder EMITEK GESELSHAFT FYUR EMISSIONSTECHNOLOGY MBH, which has an exhaust manifold for combining exhaust gas flows from two or more internal combustion engine cylinders, with This exhaust manifold has an output section, to which is adjacent a tubular casing with a honeycomb element located therein. Between the outlet section and the honeycomb element there is a flow cavity in which at least a first guide plate is provided for deflecting at least part of the exhaust gas flows, the plate being a component of the casing. In addition to the exhaust system with an exhaust manifold and a honeycomb element, the application also describes a method for supplying exhaust gas streams to the honeycomb element that at least partially come to this honeycomb element from different directions, while exhaust gas flows are deflected before they run onto the cell element using at least the first guide plate, which is a component of the casing, so that they at least partially change the direction of the current opposite to the original direction of motion quiet exhaust flows and thereby with

задержкой набегали на сотовый элемент. Изобретение позволяет снизить токсичность выбросов ДВС, прежде всего в период пуска холодного двигателя, и увеличить срок службы сотового элемента.delayed attacked on a cellular element. The invention allows to reduce the toxicity of internal combustion engine emissions, especially during the start-up of a cold engine, and to increase the service life of the cellular element.

В современные конструкциях каталитических коллекторов применяются каталитические носители имеющие в поперечном сечении овальную форму, см., например, патент на изобретение RU 2113232, МПК F01N 3/28, от 27.09.2003, патентообладатель ЭМИТЕК ГЕЗЕЛЬШАФТ ФЮР ЭМИССИОНСТЕХНОЛОГИ МБХ.In modern designs of catalytic collectors, catalytic supports with an oval cross-section are used, see, for example, patent for invention RU 2113232, IPC F01N 3/28, 09/27/2003, patent holder EMITEK GESELSHAFT FYR EMISSIONSTECHNOLOGY MBH.

В качестве прототипа выбрано устройство каталитического коллектора системы выхлопа ДВС, известное из описания к свидетельству на полезную модель RU 30855, МПК7 F01N 7/10, F01N 3/28, публ. 2003.07.10. Рассматриваемый каталитический коллектор системы выхлопа ДВС содержит две проточные трубы, одна из которых образована сходящимися на выходе патрубками первого и четвертого цилиндров ДВС, а другая образована сходящимися на выходе патрубками второго и третьего цилиндров, верхние концы которых соединены с впускными отверстиями ДВС через отверстия в присоединительном фланце, а нижние концы труб сходятся в общей газоприемной камере, снабженной установочным элементом управляющего датчика кислорода, выполненной заодно с корпусом каталитического носителя, на выходе которого смонтирована газосмесительная камера с присоединительным фланцем к тракту выпуска ОГ ДВС. Каталитический носитель выполнен в виде единого металлического газопроницаемого цилиндрического моноблока, боковые стенки которого находятся в плотном контакте со стенками корпуса, общая газоприемная камера частично размещена внутри корпуса каталитического носителя, с образованием неразъемного телескопического соединения, при этом между наружными торцами газоприемной камеры и торцевыми стенками моноблока образован зазор, величина которого составляет не менее половины толщины стенки расположенной внутри корпуса части газоприемной камеры, установочный элемент управляющего датчика кислорода расположен по оси потока газа, входящего в корпус каталитического носителя и на As a prototype, the device of the catalytic manifold of the ICE exhaust system, known from the description for the utility model certificate RU 30855, MPK7 F01N 7/10, F01N 3/28, publ. 2003.07.10. The considered catalytic manifold of the ICE exhaust system contains two flow pipes, one of which is formed by the branch pipes of the first and fourth cylinders converging at the outlet, and the other is formed by the branch pipes of the second and third cylinders converging at the outlet, the upper ends of which are connected to the inlet ports of the ICE through openings in the connecting flange and the lower ends of the pipes converge in a common gas receiving chamber equipped with a mounting element of a control oxygen sensor, made integral with the catalytic body carrier, at the outlet of which a gas mixing chamber with a connecting flange to the exhaust path of the internal combustion engine is mounted. The catalytic carrier is made in the form of a single metal gas-permeable cylindrical monoblock, the side walls of which are in close contact with the walls of the housing, the common gas receiving chamber is partially placed inside the catalytic carrier body, with the formation of an integral telescopic connection, while between the outer ends of the gas receiving chamber and the end walls of the monoblock the gap, the value of which is at least half the wall thickness of the gas receiving part located inside the housing Oh chamber, the mounting element of the control oxygen sensor is located along the axis of the gas flow entering the housing of the catalytic carrier and on

равных расстояниях от выходных срезов, соответственно, патрубков первого и четвертого, и второго и третьего цилиндров, при этом газосмесительная камера снабжена установочным элементом диагностического датчика кислорода. Кроме того, корпус каталитического носителя охвачен с образованием воздушного зазора теплоизолирующим кожухом, снабженным средствами снижения шума, выполненными в виде концентрично расположенных на стенках кожуха ребер жесткости.equal distances from the outlet sections, respectively, of the nozzles of the first and fourth, and second and third cylinders, while the gas mixing chamber is equipped with a mounting element of a diagnostic oxygen sensor. In addition, the casing of the catalytic carrier is covered with the formation of an air gap by a heat insulating casing equipped with noise reduction means made in the form of stiffening ribs concentrically located on the casing walls.

Исследования проведенные с опытными образцами конструкции прототипа, описанного выше, дают основания говорить о том, что имеются возможности дальнейшего совершенствования каталитического коллектора в части повышения его основных технических характеристик.Studies conducted with prototypes of the design of the prototype described above, give reason to say that there are opportunities for further improvement of the catalytic reservoir in terms of increasing its basic technical characteristics.

Решение технической задачи предусматривает создание эффективной и одновременно с этим недорогой и компактной конструкции каталитического коллектора.The solution to the technical problem involves the creation of an effective and at the same time inexpensive and compact design of the catalytic collector.

Технический результат заключается в повышении ряда основных технических характеристик каталитического коллектора, а именно, повышении его работоспособности и эффективности в части снижения содержания высокотоксичных компонентов (СО, СН, NOx), находящихся в продуктах сгорания ДВС в окружающую среду, уменьшении гидродинамических сопротивлений в тракте выхлопа ДВС.The technical result consists in increasing a number of basic technical characteristics of the catalytic collector, namely, increasing its efficiency and effectiveness in terms of reducing the content of highly toxic components (CO, CH, NOx) in the combustion products of the internal combustion engine, reducing the hydrodynamic resistance in the exhaust path of the internal combustion engine .

Технический результат в рассматриваемой полезной модели достигается за счет того, что в известном каталитическом коллекторе системы выпуска ОГ ДВС, содержащем 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 и сходящихся на выходе в общей газоприемной камере, снабженной установочным элементом управляющего датчика кислорода, и сопряженной с корпусом каталитического носителя, выполненного в виде, по крайней мере, одного газопроницаемого цилиндрического блока, боковые стенки которого находятся в плотном контакте со стенками корпуса, на выходе The technical result in the considered utility model is achieved due to the fact that in the known catalytic manifold of the exhaust system of the internal combustion engine containing a branched flow pipe composed of separate nozzles, the number of which corresponds to the number of internal combustion engine cylinders, the input ends of which are fixed in the connecting flange of the catalytic manifold to the housing ICE and converging at the outlet in a common gas receiving chamber, equipped with a mounting element of a control oxygen sensor, and paired with the housing a catalytic carrier made in the form of at least one gas-permeable cylindrical block, the side walls of which are in close contact with the walls of the housing, at the outlet

которого образована газосмесительная камера, снабженная установочным элементом диагностического датчика кислорода и присоединительным фланцем крепления к тракту выхлопа ДВС, при этом корпус каталитического носителя охвачен с образованием воздушного зазора тепло-звукоизолирующим кожухом, присоединительный фланец крепления каталитического коллектора к корпусу ДВС выполнен в виде сплошного, плоского, прямоугольного, со скругленными углами основания, снабженного сквозными присоединительными отверстиями под соответствующие патрубки проточного трубопровода, проточный трубопровод выполнен из двух фасонно отштампованных и неразъемно сопрягаемых между собой половин, с образованием при их взаимном сопряжении в межпатрубковом пространстве плоских участков, находящихся в плотном взаимном контакте, причем наружные кромки половин выполнены в виде плоских отбортовок, торцы которых на входе патрубков сопрягаются с присоединительным фланцем крепления каталитического коллектора, а на выходе проточного трубопровода неразъемно закреплены на корпусе каталитического носителя, при этом входные концы патрубков частично размещены и неразъемно закреплены в соответствующих отверстиях присоединительного фланца, продольная кривизна крайних патрубков проточного трубопровода превышает величину продольной кривизны патрубков, расположенных между ними, каталитический носитель выполнен в виде металлического газопроницаемого цилиндрического моноблока, имеющего в поперечном сечении форму овала, вытянутого в стороны крайних цилиндров двигателя внутреннего сгорания и боковые стенки которого находятся в плотном контакте со стенками корпуса, при этом матрица блока сформирована из металлической ленты, имеющей S-образную форму закрутки, общая газоприемная камера на выходе из проточного трубопровода с корпусом каталитического носителя образует телескопическое соединение, геометрический центр установочного элемента управляющего датчика кислорода расположен на равном расстоянии от геометрических центров сквозных присоединительных отверстий присоединительного фланца под крайние патрубки of which a gas mixing chamber is formed, equipped with an installation element for a diagnostic oxygen sensor and an attachment flange for attaching to the engine exhaust path, while the catalytic support housing is covered with an air gap by a heat-insulating casing, the attachment flange of the catalytic manifold to the ICE housing is made in the form of a solid, flat, rectangular, with rounded corners of the base, equipped with through connecting holes for the corresponding pipe and flow pipe, the flow pipe is made of two halves shaped and permanently mated to each other, with the formation of when they are mating in the inter-tube space of flat sections that are in tight mutual contact, the outer edges of the halves being made in the form of flat flanges, the ends of which are at the entrance the nozzles are mated to the mounting flange of the catalytic manifold, and at the outlet of the flow pipe are permanently attached to the casing of the catalytic nose spruce, while the inlet ends of the nozzles are partially located and permanently fixed in the corresponding holes of the connecting flange, the longitudinal curvature of the extreme nozzles of the flow pipe exceeds the longitudinal curvature of the nozzles located between them, the catalytic support is made in the form of a metal gas-permeable cylindrical monoblock having an oval cross-section elongated to the sides of the extreme cylinders of the internal combustion engine and whose side walls are in dense contact with the walls of the housing, while the matrix of the block is formed of a metal tape having an S-shaped twist shape, the common gas reception chamber at the outlet of the flow pipe with the casing of the catalytic support forms a telescopic connection, the geometric center of the installation element of the control oxygen sensor is located at an equal distance from the geometric centers of through connecting holes of the connecting flange under the end pipes

проточного трубопровода, газосмесительная камера образована наклонным коническим патрубком, выполненным из двух неразъемно сопрягаемых между собой отштампованных половин, наружные кромки которых выполнены в виде плоских отбортовок, при этом установочный элемент диагностического датчика кислорода смонтирован на конической стенке патрубка большей высоты, тепло-звукоизолирующий кожух выполнен в виде двух оребренных отштампованных взаимно неразъемно сопрягаемых частей, причем, по крайней мере, один из торцов кожуха неразъемно закреплен на корпусе каталитического носителя, кожух снабжен симметричными относительно продольной оси корпуса каталитического носителя окнами под выход кронштейнов крепления каталитического коллектора, которые неразъемно закреплены на корпусе каталитического носителя и выполнены в виде опорных полок с боковыми раскосами, причем в опорных полках выполнены вытянутые в направлении перпендикулярном оси корпуса каталитического носителя сквозные отверстия, каждое из окон под выход кронштейнов пересекает линию сопряжения частей кожуха. Плоские отбортовки фасонно отштампованных половин проточного трубопровода, включая межпатрубковые участки, а также плоские отбортовки наклонного конического патрубка скреплены посредством сварного соединения. В зазоре между тепло-звукоизолирующим кожухом и корпусом каталитического носителя может быть размещен тепло-шумо-вибродемпфирующий материал, например, имеющий в своей структуре базальтовое или мулитокремниземистое волокно. Второй торец кожуха может быть закреплен на корпусе каталитического носителя посредством локальных сварных соединений (прерывистый шов). Кронштейны крепления каталитического коллектора смонтированы на корпусе каталитического носителя посредством приварки раскосов к корпусу каталитического носителя.flow pipe, gas mixing chamber is formed by an inclined conical nozzle made of two integrally stamped halves, the outer edges of which are made in the form of flat flanges, while the installation element of the oxygen diagnostic sensor is mounted on a conical wall of the nozzle of greater height, the heat-insulating casing is made in in the form of two finned stamped mutually inseparably mating parts, and at least one of the ends of the casing is permanently fixed It is mounted on the casing of the catalytic support, the casing is provided with windows symmetrical with respect to the longitudinal axis of the casing of the catalytic support for the outlet of the mounting brackets of the catalytic collector, which are permanently attached to the casing of the catalytic support and are made in the form of support shelves with side braces, and in the support shelves are made elongated in the direction perpendicular to the axis the housing of the catalytic carrier through holes, each of the windows under the output of the brackets crosses the line of mating parts of the casing. The flat flanges of the shapedly stamped halves of the flow pipe, including the inter-pipe sections, as well as the flat flanges of the inclined conical pipe are fastened by means of a welded joint. In the gap between the heat-insulating casing and the casing of the catalytic carrier can be placed heat-noise-vibration-damping material, for example, having in its structure a basalt or mulite-siliceous fiber. The second end of the casing can be fixed to the housing of the catalytic carrier by means of local welded joints (intermittent seam). The catalytic manifold mounting brackets are mounted on the catalytic support body by welding the braces to the catalytic support housing.

Сравнение заявленного технического решения с уровнем техники по научно-технической и патентной документации на дату приоритета в основной и смежной рубриках показывает, что совокупность существенных признаков заявленного решения не была известна, Comparison of the claimed technical solution with the prior art for scientific, technical and patent documentation on the priority date in the main and related sections shows that the set of essential features of the claimed solution was not known,

следовательно, оно соответствует условию патентоспособности "новизна".therefore, it meets the patentability condition of “novelty”.

Предложенное техническое решение может быть изготовлено промышленным способом, работоспособно, осуществимо, воспроизводимо, следовательно, соответствует условию патентоспособности "промышленная применимость". При этом промышленный выпуск полезной модели возможен на стандартном оборудовании с применением известных, хорошо отработанных технологий.The proposed technical solution can be manufactured industrially, efficiently, feasibly, reproducibly, therefore, meets the patentability condition "industrial applicability". At the same time, the industrial production of a utility model is possible on standard equipment using well-known, well-established technologies.

Другие особенности и преимущества заявляемой полезной модели станут понятны из следующего детального описания, приведенного исключительно в форме не ограничивающего примера и со ссылкой на прилагаемые чертежи, иллюстрирующие предпочтительный вариант реализации, на котором показана схема предлагаемого каталитического коллектора и его отдельных составляющих элементов.Other features and advantages of the claimed utility model will become apparent from the following detailed description, given solely in the form of a non-limiting example and with reference to the accompanying drawings, illustrating a preferred embodiment, which shows a diagram of the proposed catalytic manifold and its individual constituent elements.

На фиг.1...5 в различных проекциях изображен заявляемый каталитический коллектор.Figure 1 ... 5 in various projections depicts the inventive catalytic reservoir.

На фиг.6 показано поперечное сечение каталитического коллектора Г-Г по фиг.4.Figure 6 shows a cross section of the catalytic manifold GG of figure 4.

На фиг.7 увеличено показан вид 1 фигуры 3.In Fig.7 enlarged view is shown 1 of figure 3.

На фиг.8 показано сечение А-А фигуры 3.On Fig shows a section aa of figure 3.

Каталитический коллектор системы выпуска ОГ ДВС, изображенный на представленных фигурах, содержит разветвленный проточный трубопровод 1, составленный из отдельных патрубков 2...5, число которых соответствует числу цилиндров ДВС. Входные концы 6...9 патрубков 2...5 закреплены в присоединительном фланце 10 крепления каталитического коллектора к корпусу ДВС. На выходе патрубки 2...5 сходятся в общей газоприемной камере 11, снабженной установочным элементом 12 управляющего датчика (не показан) кислорода, и сопряженной с корпусом 13 каталитического носителя 14, The catalytic manifold of the exhaust system of the internal combustion engine, shown in the figures, contains a branched flow pipe 1, composed of individual pipes 2 ... 5, the number of which corresponds to the number of cylinders of the internal combustion engine. The inlet ends 6 ... 9 of the nozzles 2 ... 5 are fixed in the connecting flange 10 of the catalytic manifold to the ICE housing. At the output, the nozzles 2 ... 5 converge in a common gas receiving chamber 11, equipped with a mounting element 12 of a control sensor (not shown) of oxygen, and paired with the housing 13 of the catalytic carrier 14,

выполненного в виде, по крайней мере, одного газопроницаемого цилиндрического блока, боковые стенки которого находятся в плотном контакте со стенками корпуса 13, на выходе которого образована газосмесительная камера 15, снабженная установочным элементом 16 диагностического датчика (не показан) кислорода и присоединительным фланцем 17 крепления к системе выпуска ОГ ДВС. Корпус 13 каталитического носителя охвачен с образованием воздушного зазора 18 тепло-звукоизолирующим кожухом 19.made in the form of at least one gas-permeable cylindrical block, the side walls of which are in close contact with the walls of the housing 13, at the outlet of which a gas mixing chamber 15 is provided, equipped with an oxygen diagnostic sensor (not shown) mounting element 16 and an attachment flange 17 for attaching to engine exhaust system. The housing 13 of the catalytic carrier is covered with the formation of an air gap 18 with a heat-insulating casing 19.

Присоединительный фланец 10 крепления каталитического коллектора к корпусу ДВС выполнен в виде сплошного, плоского, прямоугольного, со скругленными углами основания, снабженного сквозными присоединительными отверстиями 20...23 под соответствующие патрубки 2...5 проточного трубопровода 1. Проточный трубопровод 1 выполнен из двух фасонно отштампованных и неразъемно сопрягаемых между собой половин 24 и 25, с образованием при их взаимном сопряжении в межпатрубковом пространстве плоских участков 26...28, находящихся в плотном взаимном контакте. Наружные кромки половин 24 и 25 выполнены в виде плоских отбортовок 29, торцы 30...33 которых на входе патрубков 2...5 сопрягаются с присоединительным фланцем 10 крепления каталитического коллектора, а на выходе проточного трубопровода 1 неразъемно закреплены на корпусе 13 каталитического носителя 14.The connecting flange 10 for fastening the catalytic collector to the engine case is made in the form of a solid, flat, rectangular, with rounded corners base, equipped with through connecting holes 20 ... 23 for the corresponding nozzles 2 ... 5 of the flow pipe 1. Flow pipe 1 is made of two halves 24 and 25 shapedly stamped and inseparably interconnected with each other, with the formation, when they are mated in the inter-tube space, of flat sections 26 ... 28 that are in close mutual contact. The outer edges of the halves 24 and 25 are made in the form of flat flanges 29, the ends 30 ... 33 of which at the inlet of the nozzles 2 ... 5 are mated to the connecting flange 10 of the catalytic manifold, and at the outlet of the flow pipe 1 are permanently attached to the housing 13 of the catalytic carrier fourteen.

Технический результат при таком конструктивном исполнении заключается в уменьшении гидравлических сопротивлений в системе выпуска ОГ, что приводит к увеличению эффективной мощности ДВС. Этому способствует и овальная форма сечения каталитического носителя 14, поскольку при сохранении высоты носителя (ее увеличение очень проблематично из соображений компоновки), представленного в прототипе, увеличение его ширины (что конструктивно вполне допустимо) позволяет увеличить площадь проходного сечения носителя 14, через который просачиваются отработавшие газы. Одновременно с этим существенно упрощается конструкция каталитического коллектора, поскольку вместо отдельных The technical result with this design is to reduce the hydraulic resistance in the exhaust system, which leads to an increase in the effective power of the internal combustion engine. This is facilitated by the oval cross-sectional shape of the catalytic support 14, since while maintaining the height of the support (increasing it is very problematic due to layout considerations) presented in the prototype, increasing its width (which is structurally quite acceptable) allows increasing the passage area of the support 14 through which spent gases. At the same time, the design of the catalytic collector is greatly simplified, since instead of individual

выпускных патрубков, что имеет место в прототипе, патрубки 2...5 сформированы штампованными половинами 24 и 25 (всего две детали). Надежность конструкции и ее крепления на корпусе ДВС повышается за счет достаточно массивного присоединительного фланца 10 и рационального использования длин патрубков 2...5, когда крайние патрубки 2 и 5 имеют большую продольную кривизну в сравнении с патрубками 3 и 4, что позволяет компенсировать отрицательное влияние термических напряжений в структуре материала, из которого выполнены названные элементы каталитического коллектора.exhaust pipes, which takes place in the prototype, pipes 2 ... 5 are formed by stamped halves 24 and 25 (only two parts). The reliability of the structure and its fastening on the ICE case is increased due to the rather massive connecting flange 10 and the rational use of pipe lengths 2 ... 5, when the extreme pipes 2 and 5 have a greater longitudinal curvature in comparison with pipes 3 and 4, which allows you to compensate for the negative effect thermal stresses in the structure of the material from which the aforementioned elements of the catalytic collector are made.

Входные концы 6...9 патрубков частично размещены и неразъемно закреплены в соответствующих отверстиях 20...23 присоединительного фланца 10 посредством сварки.The input ends 6 ... 9 of the nozzles are partially placed and permanently fixed in the corresponding holes 20 ... 23 of the connecting flange 10 by welding.

Как это уже было отмечено, продольная кривизна крайних патрубков 2 и 5 проточного трубопровода 1 превышает величину продольной кривизны патрубков 3 и 14, расположенных между ними, каталитический носитель 14 выполнен в виде металлического газопроницаемого цилиндрического моноблока, имеющего в поперечном сечении форму овала, вытянутого в стороны крайних цилиндров ДВС и боковые стенки которого находятся в плотном контакте со стенками корпуса 13. Матрица блока носителя 14 сформирована из металлической ленты, имеющей S-образную форму закрутки. Общая газоприемная камера 11 с корпусом 13 каталитического носителя 14 образует телескопическое соединение. За счет такого конструктивного исполнение повышается работоспособность узла крепления выхода 34 проточного трубопровода 1 с корпусом 13, за счет уменьшения термических напряжений, в сравнении с тем, что имеет место в прототипе, где выход 34 размещен внутри корпуса 13.As already noted, the longitudinal curvature of the extreme pipes 2 and 5 of the flow pipe 1 exceeds the longitudinal curvature of the pipes 3 and 14 located between them, the catalytic carrier 14 is made in the form of a metal gas-permeable cylindrical monoblock having an oval elongated in cross section extreme cylinders of the internal combustion engine and whose side walls are in close contact with the walls of the housing 13. The matrix of the carrier block 14 is formed of a metal tape having an S-shaped twist shape. The common gas receiving chamber 11 with the housing 13 of the catalytic carrier 14 forms a telescopic connection. Due to this design, the efficiency of the attachment unit of the outlet 34 of the flow pipe 1 with the housing 13 is increased, due to the reduction of thermal stresses, in comparison with what takes place in the prototype, where the outlet 34 is located inside the housing 13.

Геометрический центр установочного элемента 12 управляющего датчика кислорода расположен на равном расстоянии от геометрических центров сквозных присоединительных отверстий 20 и 23 присоединительного фланца 10, под крайние патрубки 2 и 5 The geometric center of the mounting element 12 of the control oxygen sensor is located at an equal distance from the geometric centers of the through connecting holes 20 and 23 of the connecting flange 10, under the extreme pipes 2 and 5

проточного трубопровода 1, что повышает точность замеров параметров токсичности датчиком кислорода, поскольку именно в этой зоне происходит наиболее полное смешение отработавших (выхлопных) газов. Газосмесительная камера 15 образована наклонным коническим патрубком 35, выполненным из двух неразъемно сопрягаемых между собой отштампованных половин 36 и 37, наружные кромки которых выполнены в виде плоских отбортовок 38, при этом установочный элемент 16 диагностического датчика кислорода смонтирован на конической стенке 36 патрубка 35 большей высоты. В этой зоне обеспечивается наибольшая точность отбора параметров, а соответственно и контроль состояния токсичности отработавших газов ДВС.flow pipe 1, which increases the accuracy of measuring toxicity parameters with an oxygen sensor, since it is in this zone that the most complete mixture of exhaust (exhaust) gases occurs. The gas mixing chamber 15 is formed by an inclined conical pipe 35 made of two permanently mated stamped halves 36 and 37, the outer edges of which are made in the form of flat flanges 38, while the installation element 16 of the oxygen diagnostic sensor is mounted on the conical wall 36 of the pipe 35 of greater height. In this zone, the highest accuracy of the selection of parameters is ensured, and, accordingly, the control of the exhaust gas toxicity state of the internal combustion engine is ensured.

Тепло-звукоизолирующий кожух 19 выполнен в виде двух оребренных отштампованных взаимно неразъемно сопрягаемых (например, сваркой) частей 39 и 40, причем, по крайней мере, один из торцов 41 кожуха 19 неразъемно (например, сваркой) закреплен на корпусе 13 каталитического носителя 14. Это дает возможность компенсировать температурные удлинения кожуха при его нагреве.The heat-insulating casing 19 is made in the form of two finned stamped mutually inseparably mated (for example, by welding) parts 39 and 40, moreover, at least one of the ends 41 of the casing 19 is inseparably (for example, by welding) fixed to the housing 13 of the catalytic carrier 14. This makes it possible to compensate for the thermal elongation of the casing when it is heated.

Кожух 19 снабжен симметричными относительно продольной оси корпуса 13 каталитического носителя 14 окнами 42 под выход кронштейнов 43 крепления каталитического коллектора, которые неразъемно закреплены на корпусе 13 каталитического носителя 14 и выполнены в виде опорных полок 44 с боковыми раскосами 45, причем в опорных полках выполнены вытянутые в направлении перпендикулярном оси корпуса 13 каталитического носителя 14 сквозные отверстия 46. Каждое из окон 42 под выход кронштейнов 43 пересекает линию сопряжения частей 39 и 40 кожуха.The casing 19 is provided with windows 42 symmetrical with respect to the longitudinal axis of the casing 13 of the catalytic support 14 for the outlet of the brackets 43 for fastening the catalytic collector, which are permanently attached to the casing 13 of the catalytic support 14 and are made in the form of support shelves 44 with side braces 45, and elongated in the support shelves the direction perpendicular to the axis of the housing 13 of the catalytic carrier 14 through holes 46. Each of the windows 42 under the output of the brackets 43 intersects the interface line of parts 39 and 40 of the casing.

Плоские отбортовки 29 фасонно отштампованных половин 24 и 25 проточного трубопровода 1, включая межпатрубковые участки 26, 27 и 28, а также плоские отбортовки 38 наклонного конического патрубка 15 скреплены посредством сварного соединения.The flat flanges 29 of the shapedly stamped halves 24 and 25 of the flow pipe 1, including the inter-pipe sections 26, 27 and 28, as well as the flat flanges 38 of the inclined conical pipe 15 are fastened by means of a welded joint.

В зазоре 18 между тепло-звукоизолирующим кожухом 19 и корпусом 13 каталитического носителя 14 может быть размещен тепло-шумо-вибродемпфирующий материал 47, например, имеющий в своей структуре базальтовое или мулитокремниземистое волокно. Это существенно повышает виброакустические качества конструкции каталитического коллектора.In the gap 18 between the heat-insulating casing 19 and the housing 13 of the catalytic carrier 14 can be placed heat-noise-vibration-damping material 47, for example, having in its structure basalt or mulite-siliceous fiber. This significantly increases the vibro-acoustic quality of the design of the catalytic collector.

Второй торец кожуха 19 может быть закреплен на корпусе 13 каталитического носителя 14 посредством локальных сварных соединений (прерывистый шов). Такое конструктивное исполнение с одной стороны позволит снизить вибрации установленного на корпусе 13 каталитического носителя 14, а с другой стороны не будет препятствовать компенсации его удлинения при нагреве его структуры, что исключает возможную поломку кожуха 19.The second end of the casing 19 can be mounted on the housing 13 of the catalytic carrier 14 by means of local welded joints (intermittent seam). Such a design on the one hand will reduce the vibration mounted on the housing 13 of the catalytic carrier 14, and on the other hand will not prevent compensation of its elongation when heating its structure, which eliminates the possible breakdown of the casing 19.

Кронштейны 43 крепления каталитического коллектора смонтированы на корпусе 13 каталитического носителя 14 посредством приварки раскосов 45 к корпусу 13 каталитического носителя 14. В этом случае, остающаяся неприваренной опорная полка 44 имеет некоторую свободу перемещения под воздействием высокой температуры, что обеспечивает температурную компенсацию и исключает поломку кронштейнов 43.The brackets 43 for fastening the catalytic collector are mounted on the housing 13 of the catalytic carrier 14 by welding the braces 45 to the housing 13 of the catalytic carrier 14. In this case, the remaining welded support shelf 44 has some freedom of movement under the influence of high temperature, which provides temperature compensation and eliminates breakage of the brackets 43 .

Работает каталитический коллектор обычным образом. Отработавшие газы поступают через патрубки 2...5 в полость газоприемной камеры 11, просачиваются через поры каталитического носителя 13, очищаются при этом от токсичных веществ до требуемого стандартами уровня и отводятся через газосмесительную камеру 15 в трассу системы выпуска ОГ и шумоглушения и далее в атмосферу.The catalytic manifold operates in the usual manner. The exhaust gases pass through the nozzles 2 ... 5 into the cavity of the gas receiving chamber 11, seep through the pores of the catalytic carrier 13, are cleaned from toxic substances to the level required by the standards and are discharged through the gas mixing chamber 15 to the path of the exhaust system and sound attenuation and then to the atmosphere .

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, до уровня Евро-3, снизить загрязнение воздуха в населенных пунктах токсичными компонентами Using the claimed technical solution allows you to create an inexpensive and compact design of an efficient catalytic collector, increase the competitiveness of domestic cars by meeting their environmental safety with world standards, to Euro-3 level, reduce air pollution in settlements with toxic components

отработавших газов автотранспортных средств, силовой агрегат которых выполнен на базе ДВС.exhaust gases of vehicles, the power unit of which is made on the basis of the internal combustion engine.

Разумеется, полезная модель не ограничивается описанным выше конкретным конструктивным примером ее осуществления, показанным на прилагаемых фигурах. Остаются возможными несущественные изменения различных элементов или материалов, из которых эти элементы выполнены, либо замена их технически эквивалентными, не выходящие за пределы объема притязаний, обозначенного независимым пунктом формулы полезной модели.Of course, the utility model is not limited to the specific constructive example of its implementation described above, shown in the accompanying figures. Minor changes of various elements or materials from which these elements are made, or their replacement with technically equivalent ones, which do not go beyond the scope of claims indicated by the independent claim of the utility model formula, remain possible.

Claims

1. The catalytic manifold of the exhaust system of an internal combustion engine (ICE) containing a branched flow line composed of separate nozzles, the number of which corresponds to the number of ICE cylinders, the inlet ends of which are fixed in the connecting flange of the catalytic manifold to the ICE body and converging at the outlet a common gas reception chamber provided with a mounting element of a control oxygen sensor and coupled to a housing of a catalytic carrier made in the form of at least one gas-permeable cylindrical block, the side walls of which are in close contact with the walls of the housing, at the outlet of which a gas mixing chamber is provided, equipped with a mounting element for the oxygen diagnostic sensor and a mounting flange for attaching to the engine exhaust path, while the housing of the catalytic carrier is surrounded air gap heat-insulating casing, characterized in that the connecting flange of the catalytic manifold to the housing The internal combustion chamber is made in the form of a solid, flat, rectangular, with rounded corners base, equipped with through connecting holes for the corresponding branch pipes of the flow pipe, the flow pipe is made of two shaped and permanently mated to each other halves, with the formation when they are interfaced in the inter-pipe space flat sections in tight mutual contact, and the outer edges of the halves are made in the form of flat flanges, the ends to which at the inlet of the nozzles are mated to the connecting flange of the catalytic manifold, and at the outlet of the flow pipe are permanently attached to the casing of the catalytic carrier, while the input ends of the nozzles are partially located and permanently fixed in the corresponding holes of the connecting flange, the longitudinal curvature of the extreme nozzles of the flow pipe exceeds the length the nozzles located between them, the catalytic carrier is made in the form of a metal gas a facing cylindrical monoblock having an oval cross section extending to the sides of the extreme cylinders of the internal combustion engine and whose side walls are in close contact with the walls of the housing, while the block matrix is formed of a metal strip having an S-shaped twist, the outlet of the flow pipe forms a telescopic connection with the catalytic support body; the geometric center of the installation element of the oxygen control sensor is located at an equal distance from geometrical centers of the through connecting holes of the connecting flange under the extreme branch pipes of the flow pipe, the gas mixing chamber is formed by an inclined conical pipe made of two integrally mated stamped halves, the outer edges of which are made in the form of flat flanges, while the mounting element of the oxygen diagnostic sensor is mounted on a conical wall pipe of greater height, heat and sound insulating casing is made in the form of two finned stamps of mutually inseparably interconnected parts, moreover, at least one of the ends of the casing is permanently attached to the casing of the catalytic support, the casing is provided with windows symmetrical with respect to the longitudinal axis of the casing of the catalytic support under the outlet of the mounting brackets of the catalytic collector, which are permanently attached to the casing of the catalytic support and are made in in the form of support shelves with lateral braces, and in the support shelves are made elongated in a direction perpendicular to the axis of the catalytic nose housing a through hole, each of the windows for the exit of the brackets crosses the line of mating parts of the casing.

2. The catalytic manifold according to claim 1, characterized in that the flat flanging of the formally stamped halves of the flow pipe, including the inter-pipe sections, as well as the flat flanging of the inclined conical pipe are fastened by means of a welded joint.

3. The catalytic collector according to claim 1, characterized in that in the gap between the heat-insulating casing and the casing of the catalytic carrier is placed a heat-noise-vibration-damping material, for example, having in its structure a basalt or mulite-siliceous fiber.

4. The catalytic collector according to claim 1, characterized in that the second end of the casing is mounted on the housing of the catalytic carrier by means of local welded joints (intermittent seam).

5. The catalytic collector according to claim 1, characterized in that the mounting brackets of the catalytic collector are mounted on the casing of the catalytic carrier by welding to the casing of the catalytic carrier of the braces.