Устройство для дожигания отработавших газов двигателя внутреннего сгорания

союз советскихСОЦИАЛИСТИЧЕСКРЕСПУБЛИК 51)5 Г 01 й 3/ ЕИ ИЯ ОБР ИСАН Т центр прном инсти й и И.А.РаГАНИЯ ОТЕЛЯ ВНУТтва для обезвзов (ОГ) двигаия путем их етения: упомяее камеру дои воздушным форсункой 3,атрубку,б, 1 ил. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(56) Авторское свидетельство СС(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДОЖ РАБОТАВШИХ ГАЗОВ ДВИГ РЕННЕГО СГОРАНИЯ (57) Использование: устройс реживания отработавших га теля внутреннего сгоран дожигания, Сущность изобр нутое устройство, содержащ жигания (КД) 2 с впускным патрубками 5, 6, топливной Изобретение относится к энергетике, как стационарной, так и транспортной, в частности к устройствам обезвреживания отработавших газов двигателя внутреннегосгорания, путем их дожигания.Известно устройство для дожигания отработавших газов двигателя внутреннего сгорания, содержащее камеру дожигания 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 двигателя, что приводит запальной свечой 4, сообщеннуюс резонансной трубой 10 содержит дополнительно воздушную камеру 7 с перфорированным диском 8, обводной трубопровод 9 и наклонные перегородки 12, причем КД и резонансная труба размещены в выхлопном коллекторе 1 и образуют кольцевую полость, которая в свою очередь сообщена с резонансной трубой 10 через эжекционные отверстия 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 воздушная камера 7, связанная обводным трубопроводом 9 с. резонансной трубой 10, и привоздушный патрубок 6 с камерой дожигания 2. Сопло 3 обводного трубопровода расположено в воздушной камере 7 соосно воздушному сплуатационных характери к ухудшению экстик двигателя,Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для дожигания отработавших газов двигателя внутреннего сгорания, содержащее выравниватель пульсаций, золотниковый регулятор, камеру дожигания с трубопроводами, магистрального подвода топлива и запальной свечой,Недостатками указанного устройства являются малая степень использования энергии пульсирующего потока и низкая эффективность дожигания отработавших газов.417513693Целью изобретения является повыше- ними наклонныхперегородокспособствуют ние эффективности дожигания отработав- дожиганию отработавших газов в высокоскоростном направленном и высокотемпеДля достижения этой цели камера до- ратурном потоке продуктов сгорания, атакжигания расположена внутри выхлопного 5 же выравнивают поля скоростей как на коллектора с образованием, кольцевой по- входе в отверстие, так и за торцом резонанлости и снабжена двумя патрубками, один сной трубы.иэ которйх УстанЬвбен на оси выхлопного На чертеже изображено предлагаемое коллектора и является, впускным, а второй . устройстводлядожигания отработавшихгасообщен с воздушнойкамерой расположен зов двигателя вйутреннего сгорания, ной на стенке выхлопного коллектора и Устройство для дожигания отработав- снабженной перфорированным диском и ших газов расположено в коллекторе 1 двиобводным трубопроводом, сопло которого гателя внутреннего сгорания и содержит установлено соосно воздушному клапану, а камеру дожигания 2, снабженную топлив- выходной торец сообщен с резонансной 15 ной форсункой 3, запальником 4 и двумятрубой на половине ее длины, а кроме того, патрубками 5 и 6, впускной патрубок 5 каме- резонансная трубавыполнена с эжекцион- ры 2 расположен на оси выхлопного коллекнйми отверстиями, распбложенными заме- тора, воздушный патрубок сообщен с стом соединения резонансной трубы с воздушной камерой 7, которая установлена обводным трубопроводом, за которыми раэ на боковой стенке выхлопного коллектора 1 мещены наклонные перегородки. и содержит перфорированный диск 8 и обПри сравнении заявляемого устройства водной трубопровод 9, сопло трубопровода с прототйпом новым является расположе расположено соосно воздушному патрубниекамеры дожигания внутри коллектора ску 6, а выходной торец трубопровода сообобразованием кольцевой полости, камера 25 щен с резонансной трубой 10 камеры. дожигания снабжена двумя патрубками, дожигания 2. Резонансная труба 10 камеры один из которых установлен на оси выхлоп- . 2 имеет эжекционные отверстия 11, распоного коллектора, а второй сообщенс воз- ложенные за местом соединения резонанс- душной камерой, расположенной на стенке ной трубы 10 с обводным трубопроводом 9, выхлопного коллектора и снабженной пер за которыми размещены наклонные перего.форированным диском и обводным тру- родки 12 от стенки выхлопного коллектора бопроводом. Сопло установлено соос до резонансной трубы 10,но воздушному патрубку, а выходной Устройство для дожигания отрэботавторец сообщен с резонансной трубой на шихгазов двигателя внутреннего сгорания половине ее длины. Это позволяет равно работает следующим образом.мерно распределить весь объем отработав-Запуск устройства для дожигания отраших газов двигателя внутреннего сгорания ботавших газов двигателя внутреннего сго- .между патрубками и эжекционйымиотвер- . рания происходит одновременно с пуском стиями, охладить стенки камеры дожигания, двигателя. Воздух, сжатый поршнем в двиподдерживать их температуру постоянной, 40 гателе вместе с пусковым, выбрасывается в а также полностью использовать энергию выхлопной коллектор 1 и через впускной пульсирующего потока, истекающего из патрубок 5 поступает в камеру дожигания 2.впускного патрубка, в обводном трубопро- Одновременно в камеру 2 поступает топливоде для увеличения тяги, Кроме того, ус- во через форсунку 3 и образовавшаяся тановка обводного трубопровода и 45 смесь воспламеняется от свечи 4, Продукты перфорированного диска в воздушной ка- сгорания истекают через резонансную трумере уменьшает шум работающей камеры бу 10 исмешиваютсясотработавшимигазадожигания как на линии всасывания, так и ми двигателячерез эжекционные отверстия на выходе из резонансной трубы, Увеличе, тем самым дожигая их, По мере выхода ние тяги за счет обводного трубопровода 50 двигателя"внутреннего сгорания на режи- позволяет увеличить количество газа, до- мы, близкие к номиналу и выше, в работу жигаемого непосредственно в камере до- включается воздушный патрубок 6 камеры жигания, а установка двух патрубков 2, поддержйвая оптимальное соотношение поддерживать заданный коэффициент из- топливо-воздух, В фазе разряжения воздух бытка воздуха независимо от режима раба поступает в патрубок через перфорированты двигателя внутреннего сгорания. ный диск 8 воздушной камеры 7, а в фазе Выполнение резонансной трубы с эжекци- " сжатия проДукты сгораний, истекающие из онными отверстиями, расположенными за патрубка 6, через трубопровод 9 поступают местом соединения резонансной трубы с, в резонансную трубу 10, смешиваясь с особводным трубопроводом, и установка аа новным потоком.10 15 20 газов, а также осуществить сжигание остаточных сортов топлива,25 30 35 40 50 При работе двигателя на обогащенныхтопливных смесях поступление топлива через форсунку 3 внутрь камеры 2 прекращается.Наклоннье перегородки 12 формируютаэродинамику потока отработавших газовдвигателя внутреннего сгорания на входе врезонансную трубу 10 камеры 2,Положительный эффект достигается засчет повышения эффективности дожиганиятоплива, более полного использованияэнергии пульсирующего потока и высокойэффективности шумоглушения. Разделениепотока отработавших газов двигателя внутреннего сгорания на поступающий в впускной патрубок и в эжекционные отверстияпозволяет уменьшить габариты камеры дожигания в 2 - 3 раза, а также пропустить основную часть газов через термическую зону(образованную упульсирующей потоком) стемпературой 900 - 1000 С, окисляя их до конечных продуктов сгорания, Последующеерасширение газов в турбокомпрессоре илитеплоутилизирующем контуре позволяетвысокоэффективно нейтраллзовать отработавшие. газы.Применение воздушного патрубка обводного трубопровода и перфорированногодиска ввоздушной камере способствует эффективному глушению шума, полному использованию энергии пульсирующегопотока в обводном трубопроводе, а такжеглушению шума резонансной трубы вследствие. наложения двух потоков, колеблющихся в противофазе.Применение обводного трубопроводаувеличивает тягу камеры дожигания на 5 -10 О, что способствует улучшению продувкицилиндров двигателя внутреннего сгорания,Формирование аэродинамики потокана выходе из резонансной трубы способствует выравниванию поля температур передутилизационным потоком или турбокомпрессором и повышению его температурного 4уровняза счет дожигания небольшого количества топлива в камере пульсирующего горения. Так, повышение температурногоуровня перед утилизационным котлом на200 К позволяет увеличить условный КПД на2 - 3,Выполнение эжекционных отверстийна половине длины резонансной трубы свяэано с необходимостью высокотемпературного потока Т 900 - 1000 С, а также особенностями камеры дожигания, Выполнение отверстия на торце резонансной трубы приводит к недостаточному использованию пульсаций, а вначале - к забрасыванию продуктов сгорания, балластировке зоны горения и возможному погасанию.Повышение эффективности дожигания отработавших газов двигателя внутреннего сгорания приводит к повышению КПД дви-гателя при использований утилизационногокотла или турбокомпрессора на 2 - 4%.Применение устройства для дожигания отработавших газов двигателя внутреннего сгорания позволит повысить эффективность дожигания, более полно использовать энергию пульсирующего потока, уменьшить габаритьгкамеры и токсичность отработавших формула изобретения Устройство для дожигания отработавших газов двигателя внутреннего сгорания с выхлопным коллектором, содержащее камеру дожигания с торцовыми стенками, впускным патрубком, воздушным патрубком, топливной форсункой и запальной свечой, сообщенную с резонансной трубой, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения эффективности, оно дополнительно содержит воздушную камеру с перфорированным диском, обводной трубопровод с соплом на одном конце и наклонные перегородки, камера дожигания и резонансная труба размещены в выхлопном коллекторе с образованием кольцевой полости, ограниченной по потоку отработавших газов наклонными перегородками и резонансной трубой посредством эжекционных отверстий, выполненных на последней перед наклонными перегородками, впускной патрубок установлен на торцовой стенке камеры дожигания соосно с выхлопным коллектором, воздушная камера размещена на выхлопном коллекторе и связана с камерой дожигания через воздушный патрубок, а через обводной трубопровод сообщен с резонансной трубой на половине ее длины.причем соплообводного т рубен ровода установлено в воздушной камере соосно с воздушным патрубком.1751369 Составитель С. СербиТехред М.Моргентал рректор Л. Бес Ре орват Тираж Подписноественного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035,Москва,Ж, Рауцская наб 4/5 акаэ 2 И Госуд Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101