RU71700U1

RU71700U1 - CATALYTIC NEUTRALIZER FOR ICE

Info

Publication number: RU71700U1
Application number: RU2007145069/22U
Authority: RU
Inventors: Юрий Леонидович Попов; Дмитрий Владимирович Нефедов; Руслан Раисович Шарипов; Александр Александрович Соломатин; Азат Фазытович Хайрулин; Роман Дмитриевич Попов; Артем Вадимович Медников; Александр Олегович Воронин; Максим Викторович Новик; Александр Валерьевич Корольков; Антон Владимирович Донин; Илья Андреевич Петров; Артем Владимирович Хохлов; Владимир Александрович Голенбовский; Иван Сергеевич Сомкин; Иван Александрович Косилов; Денис Николаевич Никитин; Артур Гарифулович Сибагатулин; Максим Сергеевич Медведев; Александр Сергеевич Хлызов
Original assignee: Юрий Леонидович Попов; Дмитрий Владимирович Нефедов; Руслан Раисович Шарипов
Priority date: 2007-12-04
Filing date: 2007-12-04
Publication date: 2008-03-20

Abstract

Решение относится к двигателестроению и направлено на более качественную очистку отработавших газов и ускорения прогрева ДВС, в период холодного пуска и начальный период работы двигателя. Каталитический нейтрализатор содержит корпус 1 с двойными стенками 2, 3; теплоизоляцией 4 между ними. Стенка 3 и торцевые крышки 5 и 6, закрепленные на фланцах 7 и 8 корпуса, образуют внутреннюю полость 9 реактора. На торцевых крышках 5 и 6, закреплены впускной 10 и выпускной 11 патрубки с фланцами 12 и 13. В полости 9 реактора расположены два последовательно установленных конусных пористых металлокерамических каталитических фильтра: низкотемпературный 14 и высокотемпературный 15. Фильтры удерживаются распорками 16 и 17 крестообразной формы. В реакторе центрально установлена труба 18, являющаяся продолжением впускного патрубка 10 с окнами 19 и 20, расположенными в полостях 21 и 22, образуемых фильтрами и разделенных перегородкой 23. Внутри трубы 18 расположена поворотная труба 24 с окнами 25 и 26, совпадающими с окнами 19 и 20. Кроме того, нейтрализатор соединен с впускным коллектором 27, образуя круг циркуляции отработавших газов, с ресивером 28, перепускными патрубками 29 и 30. На выпускном патрубке 11 и на перепускном патрубке 29 установлены электромагнитные клапана 31 и 32 соответственно, управляемые блоком управления 33. Труба 24 поворотного механизма нейтрализатора снабжена реверсным электроприводом 34. На впускном 10 и выпускном 11 патрубках нейтрализатора установлены термодатчики 35 и 36, соединенные с блоком управления 33. 1 с.п. ф-лы, 1 илл.The solution relates to engine building and is aimed at better cleaning of exhaust gases and accelerating the internal combustion engine warm-up during cold start and the initial period of engine operation. The catalytic converter comprises a housing 1 with double walls 2, 3; 4 thermal insulation between them. The wall 3 and the end caps 5 and 6, mounted on the flanges 7 and 8 of the body, form the inner cavity 9 of the reactor. At the end caps 5 and 6, the inlet 10 and outlet 11 nozzles with flanges 12 and 13 are fixed. Two conical porous metal-ceramic catalytic filters are arranged in series in the cavity 9 of the reactor: a low-temperature 14 and a high-temperature 15. The filters are held by cross struts 16 and 17. A pipe 18 is centrally installed in the reactor, which is a continuation of the inlet pipe 10 with windows 19 and 20 located in cavities 21 and 22 formed by filters and separated by a baffle 23. Inside the pipe 18 there is a rotary pipe 24 with windows 25 and 26 matching the windows 19 and 20. In addition, the converter is connected to the intake manifold 27, forming a circle of exhaust gas circulation, with the receiver 28, the bypass pipes 29 and 30. The solenoid valves 31 and 32 are installed on the exhaust pipe 11 and on the bypass pipe 29, respectively, controlling emye control unit 33. The pipe 24 is provided with a rotating mechanism Reversible electric converter 34. At the inlet 10 and the outlet nozzles 11 are installed neutralizer temperature sensors 35 and 36 are connected to the control unit 33. The SP 1 f-ly, 1 ill.

Description

Решение относится к двигателестроению и направлено на более качественную очистку отработавших газов и ускорения прогрева ДВС, в период холодного пуска и начальный период работы двигателя.The solution relates to engine building and is aimed at better cleaning of exhaust gases and accelerating the internal combustion engine warm-up during cold start and the initial period of engine operation.

Известен способ решения поставленной технической задачи, по патенту RU №21907687 F01N 3/28, F02М 25/07, заключающийся в том, что в каталитический нейтрализатор, содержит корпус с двойными стенками и теплоизоляцией между ними, патрубки впускной и выпускной, перегородки, высокотемпературный и низкотемпературный пористые фильтры из металлокерамики, которые размещены внутри корпуса последовательно друг за другом, разделяя его на три части. В центральной части корпуса установлена труба, соединенная с впускным патрубком и имеющая окна, сообщающиеся с полостями, образованными каталитическими фильтрами. Внутри трубы размещена поворотная труба с окнами, совпадающими по конфигурации и местоположению с окнами внешней трубы. Кроме того, катализатор соединен с впускным коллектором образуя круг циркуляции отработавших газов с ресивером, перепускными патрубками.A known method of solving the technical problem, according to patent RU No. 21907687 F01N 3/28, F02M 25/07, which consists in the fact that the catalytic converter contains a housing with double walls and thermal insulation between them, inlet and outlet pipes, partitions, high temperature and low-temperature porous cermet filters that are placed sequentially inside the housing one after another, dividing it into three parts. In the central part of the housing, a pipe is connected to the inlet pipe and having windows communicating with the cavities formed by the catalytic filters. Inside the pipe there is a rotatable pipe with windows matching in configuration and location with the windows of the outer pipe. In addition, the catalyst is connected to the intake manifold forming a circle of exhaust gas circulation with the receiver, bypass pipes.

В данном решении нейтрализатор дополнительно снабжен ресивером, перепускными патрубками и запорным клапаном на выпускном патрубке, кроме того, перепускной клапан с ресивером и патрубками связанными с впускным коллектором и выпускным патрубком нейтрализатора образуют круг циркуляции отработавших газов, что позволяет исключить попадание неочищенных от вредных примесей отработавших газов в атмосферу, при пуске холодного двигателя.In this solution, the converter is additionally equipped with a receiver, bypass pipes and a shut-off valve on the exhaust pipe, in addition, the bypass valve with the receiver and pipes connected to the intake manifold and the exhaust pipe of the converter form a circle of exhaust gases, which eliminates the ingress of untreated exhaust gases into the atmosphere when starting a cold engine.

Недостатком такой конструкции является: управление запорным клапаном, перепускным клапаном ресивера и трубой поворотного механизма нейтрализатора осуществляется с помощью механического привода, при отсутствии информации о параметрах работы каталитического нейтрализатора.The disadvantage of this design is: control of the shutoff valve, the bypass valve of the receiver and the pipe of the rotary mechanism of the converter is carried out using a mechanical drive, in the absence of information about the operation parameters of the catalytic converter.

Устранение вышеописанного недостатка является основой предлагаемого технического решения.The elimination of the above drawback is the basis of the proposed technical solution.

Сущность технического решения поясняется чертежом (Фиг.1), где изображен продольный разрез предлагаемой выпускной системы.The essence of the technical solution is illustrated by the drawing (Figure 1), which shows a longitudinal section of the proposed exhaust system.

Предлагаемый нейтрализатор содержит корпус 1 с двойными стенками 2, 3; теплоизоляцией 4 между ними. Стенка 3 и торцевые крышки 5 и 6, закрепленные на фланцах 7 и 8 корпуса, образуют внутреннюю полость 9 реактора. На торцевых крышках 5 и 6, закреплены впускной 10 и выпускной 11 патрубки с фланцами 12 и 13. В полости 9 реактора расположены два последовательно установленных конусных пористых металлокерамических каталитических фильтра: низкотемпературный 14 и высокотемпературный 15. Фильтры удерживаются распорками 16 и 17 крестообразной формы. В реакторе центрально установлена труба 18, являющаяся продолжением впускного патрубка 10 с окнами 19 и 20, расположенными в полостях 21 и 22, образуемых The proposed Converter contains a housing 1 with double walls 2, 3; 4 thermal insulation between them. The wall 3 and the end caps 5 and 6, mounted on the flanges 7 and 8 of the body, form the inner cavity 9 of the reactor. At the end caps 5 and 6, the inlet 10 and outlet 11 nozzles with flanges 12 and 13 are fixed. Two conical porous metal-ceramic catalytic filters are arranged in series in the cavity 9 of the reactor: a low-temperature 14 and a high-temperature 15. The filters are held by cross struts 16 and 17. A pipe 18 is centrally installed in the reactor, which is a continuation of the inlet pipe 10 with windows 19 and 20 located in the cavities 21 and 22 formed

фильтрами и разделенных перегородкой 23. Внутри трубы 18 расположена поворотная труба 24 с окнами 25 и 26, совпадающими с окнами 19 и 20. Кроме того, нейтрализатор соединен с впускным коллектором 27, образуя круг циркуляции отработавших газов, с ресивером 28, перепускными патрубками 29 и 30. На выпускном патрубке 11 и на перепускном патрубке 29 установлены электромагнитные клапана 31 и 32 соответственно, управляемые блоком управления 33. Труба 24 поворотного механизма нейтрализатора снабжена реверсным электроприводом 34. На впускном 10 и выпускном 11 патрубках нейтрализатора установлены термодатчики 35 и 36, соединенные с блоком управления 33.filters and separated by a partition 23. Inside the pipe 18 there is a rotary pipe 24 with windows 25 and 26 coinciding with the windows 19 and 20. In addition, the converter is connected to the intake manifold 27, forming a circle of exhaust gas circulation, with the receiver 28, the bypass pipes 29 and 30. Solenoid valves 31 and 32, respectively, controlled by the control unit 33 are installed on the outlet pipe 11 and on the bypass pipe 29. The pipe 24 of the rotary mechanism of the catalyst is equipped with a reverse electric drive 34. At the inlet 10 and outlet 11 of the pipe x Converter installed temperature sensors 35 and 36, connected to the control unit 33.

Предлагаемый нейтрализатор работает следующим образом: при пуске холодного двигателя 37 отработавшие газы поступают во впускной патрубок 10, где происходит фиксация их температуры термодатчиком 36, и по поворотной трубе 24 в реактор нейтрализатора 1. Далее через окно 26 поворотной трубы 24 газы поступают в полость 21, где они проходят через стенки низкотемпературного каталитического пористого фильтра 14 в общую полость реактора, где происходит их очистка от сажи, продуктов неполного сгорания и частично от окислов азота. При выходе отработавших газов через выпускной патрубок ресивера 11 происходит фиксация их температуры термодатчиком 35. Результаты измерений термодатчиков 35 и 36 передаются на блок управления 31, который при обнаружении разницы потенциалов температур (температура термодатчика 36 больше, чем температура термодатчика 35), подает команду на открытие электромагнитного клапана 32, закрытие электромагнитного клапана 31. Далее через выпускной патрубок 11 газы попадают в ресивер 28, где происходит накапливание отработавших газов и перепуск их во впускной коллектор 27 двигателя 37.The proposed Converter operates as follows: when starting the cold engine 37, the exhaust gas enters the inlet pipe 10, where the temperature is fixed by the temperature sensor 36, and through the rotary pipe 24 into the reactor of the converter 1. Then, through the window 26 of the rotary pipe 24, the gases enter the cavity 21, where they pass through the walls of the low-temperature catalytic porous filter 14 into the common cavity of the reactor, where they are cleaned from soot, products of incomplete combustion and partially from nitrogen oxides. When the exhaust gases exit through the exhaust pipe of the receiver 11, their temperature is fixed by the temperature sensor 35. The measurement results of the temperature sensors 35 and 36 are transmitted to the control unit 31, which, when a temperature potential difference is detected (the temperature of the temperature sensor 36 is greater than the temperature of the temperature sensor 35), sends a command to open solenoid valve 32, closing the solenoid valve 31. Then, through the exhaust pipe 11, the gases enter the receiver 28, where the accumulation of exhaust gases and their passage into the inlet Second collector 27 of the engine 37.

При дальнейшей работе двигателя проходящие через нейтрализатор 1 отработавшие газы нагревают его до температуры, соответствующей номинальной рабочей, при которой показания термодатчика 35 превышают показания термодатчика 36. Данные показания фиксируются блоком управления 33, который в свою очередь подает команду на открытие электромагнитного клапана 32, поворотная труба 24, при помощи электропривода 34, переводится в положение обеспечивающее проход отработавших газов в полость 22.During further engine operation, the exhaust gases passing through the converter 1 heat it up to a temperature corresponding to the nominal operating temperature at which the temperature sensor 35 exceeds the temperature sensor 36. These data are recorded by the control unit 33, which in turn sends a command to open the electromagnetic valve 32, a rotary pipe 24, by means of an electric drive 34, is translated into a position providing the passage of exhaust gases into the cavity 22.

В этом положении отработавшие газы от двигателя поступают во впускной патрубок 10 и через окно 24 попадают в полость 22, далее проходят последовательно через стенки высокотемпературного каталитического фильтра 15, попадают в полость 21, проходят через фильтр 14 и выбрасываются в атмосферу.In this position, the exhaust gases from the engine enter the inlet pipe 10 and through the window 24 enter the cavity 22, then pass sequentially through the walls of the high-temperature catalytic filter 15, enter the cavity 21, pass through the filter 14 and are released into the atmosphere.

При этом происходит более тщательная очистка отработавших газов от сажи, продуктов неполного сгорания и окислов азота и не требуется вмешательства In this case, a more thorough cleaning of the exhaust gases from soot, products of incomplete combustion and nitrogen oxides occurs and no intervention is required

водителя в происходящие процессы.driver into ongoing processes.

При выключении двигателя труба 24, оснащенная электроприводом 34, поворачивается в положение соответствующее холодному пуску.When the engine is turned off, the pipe 24, equipped with an electric drive 34, rotates to the position corresponding to a cold start.

По сравнению с прототипом предлагаемый каталитический нейтрализатор имеет следующие преимущества: не требует вмешательства водителя в происходящие процессы, с наименьшими трудозатратами и более точно по температурным режимам происходит перевод нейтрализатора с режима «холодного пуска» на «рабочий режим», что обеспечит более качественную очистку отработавших газов.Compared to the prototype, the proposed catalytic converter has the following advantages: it does not require driver intervention in the ongoing processes, with the lowest labor costs and more precisely in terms of temperature conditions, the converter is switched from the “cold start” to the “operating mode”, which will provide better exhaust gas purification .

Claims

A catalytic converter for an internal combustion engine, comprising a housing with double walls and heat insulation between them, inlet and outlet pipes, partitions, high-temperature and low-temperature porous sintered metal filters, a rotary mechanism pipe with a drive located in the central part; receiver, bypass valve with bypass pipes, a shutoff valve mounted on the exhaust pipe, and the exhaust pipe of the catalytic converter is connected to the intake manifold of the engine through the bypass pipes and the bypass valve with the receiver, forming a circulation circle, characterized in that it is additionally equipped with two temperature sensors installed on the inlet and outlet pipes of the converter, the control unit, the electric drive of the pipe of the rotary mechanism and electromagnetic valves, mounted on the overflow and outlet pipes.