Система снижения токсичности отработавших газов двигателя внутреннего сгорания

СОЮЭ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 1 й 3/ 5) ИЗОБРЕТЕНИ АН КОМУ СВИДЕТЕ ВУ нженеров же- И.П. Бакашов о СССР 985.ОКСИЧНОСТИДВИГАТЕЛЯ к системам очиовышает эффекации за счет сорбции приме- воде 1 двигателя сепараторе 7 на зных направлямашиностроенижения токв двигателей тся повыше ма снижения ов двигателя тработавших й на выпуск я 2 жидкост О СУДА Р СТВЕ ННЫ Й КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМРИ ГКНТ СССР(54) СИСТЕМА СНИЖЕНИЯ ТОТРАБОТАВШИХ ГАЗОВВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ(57) Изобретение относитсястки отработавших газов и итивность их нейтрализхимической и физическойсей. В выпускном трубопро2 внутреннего сгорания вметаллических зигзагообра Изобретение относится книю, а именно к устройствам ссичности отработавших газовнутреннего сгорания.Целью изобретения являние эффективности.На чертеже показана систтоксичности отработавших гавнутреннего сгорания.Система нейтрализациигазов содержит установленныном трубопроводе 1 двигател ющих 22 осаждаются газообразные и твердые примеси потока и капли конденсата, образованного в результате подачи холодного сжатого воздуха из компрессора 8 в выпускной трубопровод 1. Далее поток газов поступает сквозь сетки 26 сепаратора 10 в жидкостный нейтрализатор 3, из которых выходит через сепаратор 11, состоящий из перфорированных металлических пластин 27 и пластин из гигроскопичной ткани 28, в котором оставшиеся примеси оседают за счет химической и физической сорбции на пластинах 27, а также происходит улавливание тканью капель влаги, захваченной потоком. При прохождении выхлопным потоком сквозь нейтрализатор 3 поток воздействуетна жалюзийную решетку 21, которая откры- З вает клапан 17, и вода по трубке 5 поступает во впускной трубопровод, 4 двигателя 2 и подавляет там образование окислов азота, 1 з.п. ф-лы, 1 ил. ный нейтрализатор 3, устройство подачи Щ жидкости во впускной трубопровод 4 двига- Я теля 2, выполненное в виде трубки 5, разме- с щенной в нейтрализаторе 3 и сообщенной с фью впускным трубопроводом 4, газораспреде- ф лительный элемент 6, установленный в выпускном трубопроводе 1, и первый сепаратор 7, размещенный в выпускном трубопроводе 1 между газораспределительным элементом 6 и нейтрализатором 3. Выпускной трубопровод 1 сообщен с воздушным компрессором 8 автомобиля по 1677352(хрома) и кислотостойкой гигроскопичной ткани ,полотно иглопробивное фильтровальное), которые закреплены между собой пружинами 29, а крайние пластины прикреплены пружинами 29 к упорам 30, Отверстия пластин 27 и 28 расположены со смещением для образования зигзагообразного движения потока сквозь пластины 27, 28 сепаратора 11. Металл для направляющих 22 сепаратора 7 и пластин 27 сепарато 50ра 11 выбирается из ряда металлов, на поверхности которых за счет их поверхностных свойств происходит хемосорбция углеводородов и окислов углерода (токсичных примесей потока газа двигателя). В сепараторе 11 материал пластин 27 обладает коррозионной стойкостью, так как там повышенная влажность. В связи с этим направляющие 22 сепаратора 7 выполнены из железа, а пластины 26, 27 сепараторов 1 О,средством патрубка 9, заведенного в трубопровод 1 перед газораспределительным элементом 6, На входе и выходе нейтрализатора 3 установлены сепараторы 10 и 11, Полость нейтрализатора разделена вертикальной перегородкой 12 на входную 13 и выходную 14 полости. Перегородка 12 закреплена с зазором относительно потолка нейтрализатора 3, к ее верхнему концу прикреплена горизонтальная перегородка 15,образующая с потолком канал 16. Трубка 5установлена в нейтрализаторе 3 таким об оазом, что ее торец размещен в выходной , полости 14 и с 5 ращен в сторону входной, полости 13. Торец трубки 5 прикрыт эапор, ным органом в виде клапана 17, закреплен ного на меньшем плече рычага 18,прикрепленного к косынке 19 вертикальной перегородки 12, На большем плече рычага18, подтянутом к перегородке 12 пружиной 20, закреплена жалюзийная решетка 21, установленная на выходе канала 16. Сепаратор 7 состоит из зигзагообразных металлическихжелезных направляющих 22, образованных пластинами, шарнирно пружинно соединенных в местах изгибов направляющих 22. Направляющие 22 закреплены вертикально между двумя воздухопроницаемыми опорами 23 и 24 с образованием зигзаообразных каналов, Кверхней жесткозакрепленной в трубопроводе 1 опоре 23 направляющие 22 прикреплены пружинами 25, а к нижней свободно установленной в трубопроводе 1 опоре 24 направляющие 22 прикреплены жестко, Се паратор 10 представляет собой ряд парал-,лельно закрепленных сеток 26. Сепаратор11 выполнен в виде закрепленных в выход ной полости в чередующемся порядке пер 5 10203035 11 - из хрома. Пружина 20 рычага 18 рассчитана на такое усилие, чтобы жалюзийная решетка 21 не отклонялась при холодных продувках двигателя, т.е, чтобы в исходном состоянии торец трубки 5 был прикрыт клапаном 17 и жидкость во впускной трубопро-, вод 4 двигателя не поступала, Входная полость нейтрализатора 3 размещена в его нижней части для обеспечения барботирования выхлопного газа через весь слой жидкости. 8 выпускном трубопроводе 1 и в нейтрапизаторе 3 имеются шламосборники 31 И 32,Система нейтрализации работает следующим образом.В выпускной трубопровод 1 от двигателя 2 поступают горячие отработавшие газы, содержащие вредные примеси (сажа, окислы углерода, углеводорода) и от компрессора 8 через патрубок 9 - холодный сжатый воздух, которые перемешиваются, проходя сквозь гаэораспределительный элемент б, при этом холодный воздух образует ядра конденсации, на которые конденсируется влага потока газов, которые, в свою очередь, хорошо сорбируются развитой поверхностью частичек сажи, в результате чего образуются кластеры. Далее поток газов проходит по зигзагообразным каналам сепаратора 7, при этом углеводороды и окислы углерода адсорбируются за счет хемосорбции на поверхности металлических направляющих 22 в виде тонкого слоя, который затем за счет физической сорбции притягивает к себе частицы влаги и класте- ры, при взаимодействии с которыми углеводороды и окислы углерода нейтрализуются, преобразуясь в кислотные остатки или растворы, Кластеры также оседают на направляющих 22 и под действием инерционных сил, причем по мере увеличения сорбированной пленки образуются капли конденсата на направляющих 22, которые скатываются с них, обнажая повеохность для дальнейшей хемосорбции и физической сорбции примесей выхлопа. Частично очищенный поток отработавших газов из сепаратора 7 сквозь сетки 26 сепаратора 10 в виде мелких пузырьков поступает в полость 13 нейтрализатора 3, проходит сквозь весь слой жидкости, заполняющей полость 13, и далее в канал 16. При этом газообразные токсичные окислы отрвботавшего газа нейтрализуются жидкостью, При выходе иэ канала 16 гаэожидкостный поток давит на жалюзийную решетку 21, смещая ее в сторону и открывая тем самым клапан 17, В результате жидкость из нейтрализатора 3 по трубке 5 поступает в впускной трубопровод 4 двигателя 2 и подавляет там образование окислов азота. При выходе из нейтрализатора 3 газ проходит сквозь пластины 27 и 28 сепаратора 11, На пластинах 27 за счет хемосорбции адсорбируются оставшиеся газовые примеси и эа счет физической сорбции и инерционных сил оседают капли воды, захваченные потоком, при взаимодействии с которыми газовые примеси нейтрализуются и стекают в нейтрализатор 3. Вода также улавливается и гигроскопичной тканью пластин 28, с которой стекает вниз, смывая при этом пленку конденсата с пластин 27. Уловленные в нейтралиэаторе примеси в виде шлама накапливаются в шламосборнике 32, тем самым исключается их взмучивание. При изменении скорости потока газов в системе происходит изменение криволинейности движения потока и изменение величины инерционных сил, а также аэродинамического сопротивления, Так, с увеличением скорости потока газов направляющие 22 в сепараторе 7 распрямляются, а в сепараторе 11 увеличивается расстояние между пластинами 27 и 28, в результате в обоих сепараторах уменьшается криволинейность движения потока, но за счет увеличения инерционных сил у сконденсированных примесей и кластеров потока увеличивается физическая сорбция, поэтому эффективность очистки при этом не падает. При уменьшении скорости потока газов пружины в сепараторах 7 и 11 возвращают направляющие 22 и пластины 27 и 28 в исходное состояние, т.е, увеличивается криволинейность движения потэка, а следовательно, увеличивается время взаимодействия потока с поверхностью пластин 22 и 27, что обуславливает увеличение химической и физической сорбции газовых токсичных примесей, Эффективность устройства при изменениях режима работы 5 двигателя остается стабильной, кроме того,стабильной остается и аэродинамическое сопротивление потоку, что обуславливает стабильность мощности двигателя. 10 Формула изобретения1. Система снижения токсичности отработавших газов двигателя внутреннего сарания по авт,св. М 1239378, о т л и ч а ю ща я с я тем, что, с целью повышения эффек тивности, она снабжена воздушным компрессором, газооаспределительным элементом и первым и вторым сепараторами, причем первый сепаратор размещен в выпускном трубопроводе и выполнен в виде 20 по меньшей мере двух зигзагообразных направляющих, состоящих из ряда параллельных пластин, соединенных между собой посредством шарниров и пружин с воэможностью изменения угла зигзага, второй се паратор размещен в выходной полости ивыполнен в виде чередующихся параллельных перфорированных металлических пластин и полотен из гидрофобной кислотоустойчивой ткани, соединенных 30 между собой при помощи пружин с воэможностью изменения расстояния между ними, воздушный компрессор соединен с выпускным трубопроводом и газораспределительный элемент установлен в последнем перед 35 первым сепаратором.2. Система по п.1, о т л и ч а ю щ а я с ятем, что входная полость нейтрализатора размещена в его нижней части.