SU1751369A1 - Устройство дл дожигани отработавших газов двигател внутреннего сгорани - Google Patents

Abstract

Использование: устройства дл  обезвреживани  отработавших газов (ОГ) двигател  внутреннего сгорани  путем их дожигани . Сущность изобретени : упом нутое устройство, содержащее камеру дожигани  (КД) 2 с впускным и воздушным патрубками 5, 6, топливной форсункой 3, запальной свечой 4, сообщенную с резонансной трубой 10 содержит дополнительно воздушную камеру 7 с перфорированным диском 8, обводной трубопровод 9 и наклонные перегородки 12, причем КД и резонансна  труба размещены в выхлопном коллекторе 1 и образуют кольцевую полость , котора  в свою очередь сообщена с резонансной трубой 10 через эжекционные отверсти  11, выполненные на последней перед наклонными перегородками 12, ограничивающими кольцевую полость по потоку ОГ. Впускной патрубок 5 установлен соосно выхлопному коллектору 1, на последнем размещена воздушна  камера 7, св занна  обводным трубопроводом 9 с резонансной трубой 10, и привоздушный патрубок 6 с камерой дожигани  2. Сопло обводного трубопровода расположено в воздушной камере 7 соосно воздушному патрубкуД 1 ил.

Description

Изобретение относитс  к энергетике, как стационарной, так и транспортной, а частности к устройствам обезвреживани  отработавших газов двигател  внутреннего сгорани  путем их дожигани .

Известно устройство дл  дожигани  отработавших газов двигател  внутреннего сгорани , содержащее камеру.дожигани  с трубопроводом подвода отработавших газов , патрубком подвода воздуха, магистрального подвода топлива и запальной свечой.

Однако известное устройство создает большое противодавление на выходе отработавших газов из двигател , что приводит

к ухудшению эксплуатационных характеристик двигател .

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности  вл етс  устройство дл  дожигани  отработавших газов двигател  внутреннего сгорани , содержащее выравниватель пульсаций, золотниковый регул тор, камеру дожигани  с трубопроводами , магистрального подвода топлива и запальной свечой.

Недостатками указанного устройства  вл ютс  мала  степень использовани  энергии пульсирующего потока и низка  эффективность дожигани  отработавших газов .

VJ

сл

СА) О

ю

Целью изобретени   вл етс  повышение эффективности дожигани  отработавших газов.

Дл  достижени  этой цели камера дожигани  расположена внутри выхлопного коллектора с образованием кольцевой полости и снабжена двум  патрубками, один из котдрых установлен на оси выхлопного коллектора и  вл етс  впускным, а второй сообщен с воздушной камерой расположенной на стенке выхлопного коллектора и снабженной перфорированным диском и обводным трубопроводом, сопло которого установлено соосно воздушному клапану, а выходной торец сообщен с резонансной трубой на половине ее длины, а кроме того, резонансна  труба выполнена с эжекцион- ными отверсти ми, расположенными за местом соединени  резонансной трубы с обводным трубопроводом, за которыми размещены наклонные перегородки.

При сравнении за вл емого устройства с прототипом новым  вл етс  расположение камеры дожигани  внутри коллектора с образованием кольцевой полости, камера дожигани  снабжена двум  патрубками, один из которых установлен на оси выхлопного коллектора, а второй сообщен с воздушной камерой, расположенной на стенке выхлопного коллектора и снабженной перфорированным диском и обводным трубопроводом . Сопло установлено соосно воздушному патрубку, а выходной торец сообщен с резонансной трубой на половине ее длины. Это позвол ет равномерно распределить весь объем отработавших газов двигател  внутреннего сгорани  между патрубками и эжекционными отверсти ми , охладить стенки камеры дожигани , поддерживать их температуру посто нной, а также полностью использовать энергию пульсирующего потока, истекающего из впускного патрубка, в обводном трубопроводе дл  увеличени  т ги. Кроме того, установка обводного трубопровода и перфорированного диска в воздушной камере уменьшает шум работающей камеры дожигани  как на линии всасывани , так и на выходе из резонансной трубы. Увеличение т ги за счет обводного трубопровода позвол ет увеличить количество газа, дожигаемого непосредственно в камере дожигани , а установка двух патрубков поддерживать заданный коэффициент избытка воздуха независимо от режима работы двигател  внутреннего сгорани . Выполнение резонансной трубы с эжекционными отверсти ми, расположенными за местом соединени  резонансной трубы с обводным трубопроводом, и установка за

ними наклонных перегородок способствуют дожиганию отработавших газов в высокоскоростном направленном и высокотемпературном потоке продуктов сгорани , а также выравнивают пол  скоростей входе в отверстие, так и за торцом резонансной трубы.

На чертеже изображено предлагаемое устройство дл  дожигани  отработавших га0 зов двигател  внутреннего сгорани .

Устройство дл  дожигани  отработавших газов расположено в коллекторе 1 двигател  внутреннего сгорани  и содержит камеру дожигани  2, снабженную топлив5 ной форсункой 3, запальником 4 и двум  патрубками 5 и б, впускной патрубок 5 камеры 2 расположен на оси выхлопного коллектора , воздушный патрубок сообщен с воздушной камерой 7, котора  установлена

0 на боковой стенке выхлопного коллектора 1 и содержит перфорированный диск 8 и обводной трубопровод 9, сопло трубопровода 9 расположено соосно воздушному патрубку 6, а выходной торец трубопровода сооб5 щен с резонансной трубой 10 камеры дожигани  2. Резонансна  труба 10 камеры 2 имеет эжекционные отверсти  11, расположенные за местом соединени  резонансной трубы 10 с обводным трубопроводом 9,

0 за которыми размещены наклонные перегородки 12 от стенки выхлопного коллектора 1 до резонансной трубы 10.

Устройство дл  дожигани  отработавших газов двигател  внутреннего сгорани 

5 работает следующим образом.

Запуск устройства дл  дожигани  отработавших газов двигател  внутреннего сгорани  происходит одновременно с пуском двигател . Воздух, сжатый поршнем в дви0 гателе вместе с пусковым, выбрасываетс  в выхлопной коллектор 1 и через впускной патрубок 5 поступает в камеру дожигани  2. Одновременно в камеру 2 поступает топливо через форсунку 3 и образовавша с 

5 смесь воспламен етс  от свечи 4. Продукты сгорани  истекают через резонансную трубу 10 и смешиваютс  с отработавшими газами двигател  через эжекционные отверсти  11, тем самым дожига  их. По мере выхода

0 двигател  внутреннего сгорани  на режимы , близкие к номиналу и выше, в работу включаетс  воздушный патрубок б камеры 2, поддержива  оптимальное соотношение топливо-воздух. В фазе разр жени  воздух

5 поступает в патрубок через перфорированный диск 8 воздушной камеры 7, а в фазе сжати  продукты сгорани , истекающие из патрубка б, через трубопровод 9 поступают в резонансную трубу 10, смешива сь с основным потоком.

«Р,

При работе двигател  на обогащенных топливных смес х поступление топлива через форсунку 3 внутрь камеры 2 прекращаетс ,

Наклонные перегородки 12 формируют аэродинамику потока отработавших газов двигател  внутреннего сгорани  на входе в резонансную трубу 10 камеры 2.

Положительный эффект достигаетс  за счет повышени  эффективности дожигани  топлива, более полного использовани  энергии пульсирующего потока и высокой эффективности шумоглушени . Разделение потока отработавших газов двигател  внутреннего сгорани  на поступающий в впускной патрубок и в эжекционные отверсти  позвол ет уменьшить габариты камеры дожигани  в 2-3 раза, а также пропустить основную часть газов через термическую зону (образованную упульсирующей потоком) с температурой 900-1000°С, окисл   их до конечных продуктов сгорани  Последующее расширение газов в турбокомпрессоре или теплоутилизирующем контуре позвол ет высокоэффективно нейтрализовать отработавшие газы.

Применение воздушного патрубка обводного трубопровода и перфорированного диска в воздушной камере способствует эффективному глушению шума, полному использованию энергии пульсирующего потока в обводном трубопроводе, а также глушению шума резонансной трубы вследствие наложени  двух потоков, колеблющихс  в противофазе.

Применение обводного трубопровод увеличивает т гу камеры дожигани  на 5- 10%, что способствует улучшению продувки цилиндров двигател  внутреннего сгорани .

Формирование аэродинамики потока на выходе из резонансной трубы способствует выравниванию пол  температур перед утилизационным потоком или турбокомпрессором и повышению его температурного уровн  за счет дожигани  небольшого количества топлива в камере пульсирующего горени , Так, повышение температурного уровн  перед утилизационным котлом на 200 К позвол ет увеличить условный КПД на 2-3%.

Выполнение эжекционных отверстий на половине длины резонансной трубы св зано с необходимостью высокотемпературного потока Т 900-1000°С, а также особенност ми камеры дожигани . Выполнение отверсти  на торце резонансной трубы при5 водит к недостаточному использованию пульсаций, а вначале - к забрасыванию продуктов сгорани , балластировке зоны горени  и возможному погасанию.

Повышение эффективности дожигани 

10 отработавших газов двигател  внутреннего сгорани  приводит к повышению КПД дв гател  при использовании утилизационного котла или турбокомпрессора на 2-4%.

Применение устройства дл  дожигани 

15 отработавших газов двигател  внутреннего сгорани  позволит повысить эффективность дожигани , более полно использовать энергию пульсирующего потока, уменьшить габариты камеры и токсичность отработавших 0 газов, а также осуществить сжигание остаточных сортов топлива.

Claims (1)

1. Формула изобретени  Устройство дл  дожигани  отработав5 ших газов двигател  внутреннего сгорани  с выхлопным коллектором, содержащее камеру дожигани  с торцовыми стенками, впускным патрубком, воздушным патрубком, топливной форсункой и запальной свечой,

   0 сообщенную с резонансной трубой, отличающеес  тем, что, с целью повышени  эффективности, оно дополнительно содержит воздушную камеру с перфорированным диском, обводной трубопровод с соплом на

   5 одном конце и наклонные перегородки, камера дожигани  и резонансна  труба размещены в выхлопном коллекторе с образованием кольцевой полости, ограниченной по потоку отработавших газов на0 клонными перегородками и резонансной трубой посредством эжекционных отверстий , выполненных на последней перед наклонными перегородками, впускной патрубок установлен на торцовой стенке ка5 меры дожигани  соосно с выхлопным коллектором , воздушна  камера размещена на выхлопном коллекторе и св зана с камерой дожигани  через воздушный патрубок, а через обводной трубопровод сообщен с резо0 нансной трубой на половине ее длины, причем сопло обводного трубой ровода установлено в воздушной камере соосно с воздушным патрубком.

   8