Двигатель внутреннего сгорания

Союз Советских Социалистических РеспубликОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ,нц 781374(51) М. Кл.з Г 01 й 3/02 Государственный комитет СССР но делам изобретений и открытий(53) УДК 621 43 .068(088.8 Дата опубликования описания 27. 11. 80(72) Авторы изобретения И. Л, Каганович и Я. А. Резник Центральная научно-исследовательская и конструкторскотехнологическая лаборатория токсичности двигателей(54)ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ 2 Изобретение относится к машиностроению, а именно к двигателям внутреннего сгорания, снабженным системой нейтрализации отработавших газов.Известны двигатели внутреннего сгорания, преимущественно дизельные, снабженные системой нейтрализации, состоящей из механического Фильтра с пламенным дожигателем и каталитическим нейтрализатором 11 .Недостатками этих двигателей являются высокое сопротивление, сЬздающее противодавление на выпуске двигателя и существенное. снижение экономичности двигателя из-за дополнительного расхода топлива в дожигателе.Известен также двигатель внутреннего сгорания, содержащий выпускной трубопровод с каталитическим нейтрализатором и расположенным перед ним перепускным каналом с запорным органом и исполнительным механизмом, соединенным с датчиком нагрузки двигателя 2, .Однако в этом двигателе не осуществляется очистка отработавших газов от сажи, так как в системе нет устройства для улавливания взвешенных частиц, а в каталитическом нейтрализаторе очистка от сажи не происходит. Кроме того, сажа, концентрация которой в отработавших газах особенно 1высока на переходных режимах работыдвигателя, загрязняет каталитические.элементы нейтрализатора, снижая егоэффективность и срок службы.Цель изобретения - снижение дымности отработавших газовдвигателяна неустановившихся режимах работы.Поставленная цель достигаетсятем, что выпускной трубопровод снабжен Фильтром для улавливания взвешенных частиц, расположенным в перепускном канале, а исполнительный 15 механизм сблокирован с катарактом.Кроме того, в качестве датчиканагрузки двигателя использован датчик ускорения перемещения рейки топливного насоса, который выполнен 20 инерционного или индукционного типа.На фиг. 1 схематически изображендвигатель с системой нейтрализациитна фиг. 2 - разрез А-А на фиг, 1 наФиг. 3 - вариант датчика скорости 25 перемещения рейки индукционного типа,Двигатель 1 внутреннего сгораниясодержит выпускной трубопровод 2 сперепускным каналом 3 и запорным органом, выполненным в виде заслонки ЭО 4, закрепленной на оси 5, и каталитический нейтрализатор 6. В перепускном канале 3 размещен фильтр 7 дляулавливания взвешенных частиц сажи.Ось 5 снабжена плечом 8, которое припомощи тяг 9 и 10 шарнирно соединеносоответственно с исполнительным механизмом 11 и катарактом 12.Исполнительный механизм представляет собой электромагнит, катушка 13 которого при помощи электрических проводов 14 и 15 через нормально разомкнутые контакты датчика 16 ускорения перемещения рейки 17 топливного насоса 18 и провода 19 соединена с источником питания 20. Якорь 21 шарнирно через плечо 8 соединен с осьюзапорного органа. Соединительные электрические провода 19 и 22 выполняются эластичными и не препятствуют какперемещению рейки с датчиком, так и. контактов датчика относительно друг друга.Датчик 16 ускорения представляет собой нормально разомкнутые контакты 23 и 24, укрепленные на рейке 17 и герметично изолированные от масла или топлива кожухом 25 Контактыэлектрически изолированы от рейки при помощи изоляторов 26 - 28. Контакт 23 выполнен в виде инерционной массы, укрепленной на упругой пластине.Катаракт 12 представляет собой цилиндр 29,внутри которого перемещается подпружиненный поршень 30,при помощи штока шарнирно соединенный с осью запорного органа, Возвратная пружина 31 перемещает поршень в сторону перекрытия запорным органом входа отработавших газов в байпасный канал. Противоположный торец цилиндра 29 снабжен обратным клапаном 32 с седлом 33.Обратный клапан 32(фиг.2)выполнен в виде пластины с центрирующими выступами 34 и дросселем 35. При относительно большом ходе поршня, а следовательно и якоря 21, пластина клапана поджимается к седлу слабой пружиной 36. Исполнительный механизм можно сблокировать также с датчиком скорости перемещения рейки, например индукционного типа(фиг.3), В этом случае рейна соединена с постоянным магнитом37, который при перемещении относительно витков катушки 38 индуцирует в последней электродвижущуюся силу, котбраязависит -от скорости перемеще- ния магнита и может быть усилена и передайа на катушку электромагнита "исполнительного механизма.Двигатель работает следующим образом.При установившемся режиме работы двигатели контакты 23 и аа датоика уекорения нормально л раэомкйуты; катушка 13 овбесвтисичена; яикорб вйтянуьт из катушки возвратной пружийой 31;а заслонка 4 перекрывает путь потоку отработавших газов в перепускной ка-, нал, и отработавшие газы поступают непосредственно в каталитический нейтрализатор. Установившиеся режимы дизеля характеризуются значительно меньшими концентрациями сажи и более высокой дисперсностью последней по сравнению с переходными режимами. При переходных режимах концентрация сажи в отработавших газах повы шается в несколько раз, а учитываяотносительно высокое значение постоянной времени дизеля выбросы сажи за эти промежутки времени весьма значительны, особенно для дизелей со свободным турбонагнетателем(турбонад дувом). В начальный период перемещения рейки влево срабатывает датчик 16,контакты 23 и 24 на некоторый периодвремени замыкаются, электрическийток поступает на катушку электромаг 20 нита, якорь втягивается в катушку,поворачивая ось заслонки, перекрываяпуть потоку газа к нейтрализатору 6и направляя его в перепускной каналс фильтром(показано пунктирными ли 5 ниями).Одновременно поршень 30 сжимает пружину 31, перемещение обратногоклапана и поступление через него воздуха в полость 39 не препятствуютбыстрому втягиванию в катушку якоряи, следовательно, быстрому открытиюзаслонкой перепускного канала и одновременно перекрытию основного трубопровода, так как площадь сечениямежду цилиндром и пластиной клапана32 благодаря выступам 34 достаточноЗ 5 велика. При размыкании контакта 23 и24, т,е, при плавном перемещении рейки или ее останове(установившийся режим), катушка 13 обесточивается ипоршень 30 под действием пружины 3140 перемещается в противоположном направлении, закрывая доступ потоку вперепускной канал и открывая им доступ в выпускной трубопровод к нейтрализатору 6. Однако в этом случае45 быстрому перемещению поршня препятствует воздух, находящийся в полости 39, который стравливается толькочерез дроссель 35. Размер дросселяпоцбирается таким образом, чтобывремя катаракта превышало постоянную50 времени двигателя, обеспечивая очистку отработавших газов от сажи впериод работы дизеля на неустановившихся режимах,Формула изобретения1. Двигатель внутреннего сгорания,содержащий выпускной трубопровод скаталитическим нейтрализатором и ра- бО сположенным йеред ним перепускнымканалом-"с запорным органом и исполнительным"мезанизмом, соединеннымс датчиком нагрузки двигателя,о т -фл и ч а ю щ и й с я тем, что, с це лью снйжетндия дымности отработавших/газов двигателя на неустановившихся режимах работы, выпускной трубопровод снабжен фильтром для улавливания взвешенных частиц, расположенным в перепускном канале,а исполнительный механизм сблокирован с катарактом.2. Двигатель по п.1, о т л и ч а- ю щ и й с я тем, что в качестве датчика нагрузки двигателяиспользован датчик ускорения перемещения рейки топливного насоса двигателя.3. Двигатель по п.2, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что датчик ускорения 9 г Ог И Фи Фи Составител Техред А.Щ Яковлевая ектор Г. Решетни акто ацалап Подписноемитета СССРоткрытийкая наб., д, 4/5 к П"Патент",ул. П а г и 8088/30 Тираж ВНИИПИ Государственнпо делам изобрет 113035, Москва, Ж,перемещения рейки топливного насосавыполнен инерционного или индукционного типа. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Сазонов В. С. Комбинированный нейтрализатор дизельного выхлопа.Сб."Токсичность двигателей внутреннего сгорания и пути ее снижения". М.,"Наука", 1966, с. 388-398. о. 2. Заявка Японии 9 51-2950,кл. 51 0 51, 1976.