Способ нейтрализации отработавших газов двигателя внутреннего сгорания и устройство для его осуществления

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоаетскнкСоциалистическихРеспублик нц 968492 ел(22) Заявлено 30.01.78 (21) 2575572/25-06с присоединением заявки Мо.(23) ПриоритетОпубликовано 2310.82.Бюллетень М 39Дата опубликования описания 23.10.82 Р 1 М Кз Г 01 К 3/10 Государственный комитет СССР по дедам изобретений и открытий(72) Авторы изобретениИ.Красносельский и В.А ф 3 Е 1 П БО тгхииалнВорошиловградский машиностроит ьный%ЖЫЩФ м н) СПОСОБ НЕЙТРАЛИЗАЦИИ ОТРАБОТАВШИХ ГАЗОВ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИ машин изации игается пре обработкойсо вторичню Изобретение относится к остроению и касается нейтрал отработавших газов,Известен способ нейтрализации отработавших газов с помощью электромагнитных воздействий и устройство для его осуществления. При этом способе нейтрализации отработавших газов продукты неполного сгорания обрабатываются в первичном магнитном поле для отделения электронов из атомов этих продуктов. Отделенные электроны заземляются, поток ионов отделяется от общего потока и такжезаземляется. Устройство для осу" ществления этого способа содержит корпус, электромагнитные обмотки и электроцы 1 .Недостатками этого способа и устройства для его осуществления являются низкая эффективность и значительное гидродинамическое сопротивление на выпуске.Цель йзобретения - повышение эффективности нейтрализации отработавших газов и уменьшение сопротивления на выпуске.Поставленная цель дост д варцтельной электрической )смеж отработавших газов 1 воздухдм, использованием пульсирующего высокого напряжения с крутым фронтом импульса для создания коронногоразряда в смеси отработавших газовсо вторичным воздухом, ускорением заряженных частиц смеси, полученных вкоронном разряде постоянным электрическим полем высокой напряженности,воздействием вихревого магнитного поля на ускоренный поток заряженныхчастиц, а также рекомбинацией оставшихся заряженных частиц, утилизациейтепла и дополнительной нейтрализациейоставшихся продуктов неполного сгора 15 ния,Кроме того, в устройстве для осу"ществления предлагаемого способа, содержащем корпус, основные и дополнительные электроды, размещенные в корпусе, и электромагнитйую обмотку, установлт.иную на корпусе, основные электроды выполнены: первый в виде острий ивторой - в виде металлического кольца.Причем дополнительные электроды вы 25 полнены: первый в виде многослойнойсетки и второй - в виде изолированногометалЛического кольца.При этом электромагнитная обмоткаразмещена на корпусе в зоне между пер"ЗО вым и вторым основными, электродами.Кроме того, в корпусе установлена нейтрализующая набивка.Причем нейтрализующая набивка выполнена в виде свернутой в рулон проволочной сетки.1Скорость цепных реакций горения 5 определяется концентрацией активных центров. Высокоэнергетичными активными центрами являются ионысвободные радикалы, электроны, активные атомы и молекулы. Источниками активных частиц 10 является предварительная электри-ческая обработка смеси отработавших газов со вторичным воздухом в постоянном электрическом поле и коронный разряд, Наиболее эффективной Фор:1 ой его организации является.;коронный разряд, созданный пульсирующим высоким напряжением с крутым Фронтом импульсаЭто объясняется тем, чтопри тех же энергетических затратахчто и при постоянном напряжении, применение пульсирующепо напряжения с крутым фронтом импульса (в силу закономерностей, выясненных газовой электрохщией) даетбольший эффект, так как при импульсном коронном разряде прямое протекание химических реакций (в данном случае окисления продкутов неполного йторания) будет значительно преобладатй над обратным. Эффективность ре- ЗО акции окисления продуктов неполного сгорания значительно усилится, если заряженным частицам будет сообщена дополнительная кинетическая энергия. Это повысит их реакционную способ ность . для увеличения кинетическойэнергии заряженных частиц при минимальных энергетических затратах используется дополнительное постоянное электрическое поле высокой на О пряженности и вихревое электромаг-.нитное поле. При этом постоянное электрическое поле высокой напряженности увеличиваетпоступательную скорость заряженных частиц, котоРые, 45 двигаясь от коронирующего электрода к некоронирующему, передают юспульс нейтральным частицам газа. Это вызывает возбуждение нейтральных атомов и молекул, образование свободных радикалов, т.е. образование, дополнительных активных центров хймической реакции. Кроме того, это вы-. зывает ускоренное движение частиц нейтрального газа, т.е. электрический ветер. 55Воздействие вихревого электромагнитного поля на заряженные частицы вызовет увеличение их колебательных скоростей, при этом разноименно заряженные частицы движутся по сложным бО круговьи траекториям в противополож ных направлениях, что уменьшает их поступательную скорость и соответственно увеличивает время их пребывания в зоне активных химических реакций с 65 сохранением высоких кинетических энергий. Все это позволит лучше использо-. вать активные центры химических реакций и повысить эффективность нейтрализации отработавших газов, в результате которых происходит рекомбинации заряженных частиц. Для дальнейшего повышения эффективности нейтрализации отработавших газов и устранения статической электризации выпускной системы заряженными частицами, унесенньии из зоны действия вихревого электромагнитного поля потоком нейтрального газа производится рекомбинация оставшихся заряжейних частиц, утилизация тепла и .- дожигание продуктов неполного сгорания на металлической поверхности.Да фиг. 1 изображен характер пульсирующего высокого напряжения, которое применяется для создания коронного разряда;.на Фиг. 2 устройство для осуществления предлагаемого способа.Устройство представляет собой корпус 1, изготовленный из термостойкого диэлектрика. В корпусе 1 помещены дополнительные электроды 2 в виде многослойной. сетки и дополни" тельный электрод 3 в виде металлического кольца, помещенного в изоляторе, основной электрод 4 в виде острий и основной электрод 5 в виде металлического кольца, нейтрализующая набивка б в виде проволочной сетки, свернутой в рулонСнаружи корпуса 1 между основными электродами 4 и 5 размещена электромагнитная обмотка 7.При работе устройства на основные электроды 4 и 5 подается пульсирующее высокое напряжение с крутым фронтом импульса, достаточное для зажигания коронного разряда в потоке отработавших газов со вторичньщ воздухом, на дополнительные электроды 2 и 3 подается высокое напряжение .с постоянной характеристикой, достаточное .для эффективного ускорения заряженных частиц. На электромагнитную обмотку 7 .подается низкое напряжение с переменной характеристикой. Предварительно перемЕщенные со втотичным воздухом отработавшие газы поступают .в устройство, при этом они предварительно обрабатываются электрическим полем при прохождении сквозь многослойную сетку дополнительного электрода 2, затем попадают в зону коронного разряда у основного электрода 4. В результате частьмолекул газа ионизируется или воз,буждается.Заряженныечастицы в потоФтке газа ускоряются в результате влияния электрода 4 и дополнительно-, го электрода 5, вызывая электрический ветер. Одновременно на заряженные частицы действует вихревое магнитное поле электромагнитной обмотки968492 формула изобретения 7. В целом газ в устройстве электро".нгвйтрален. Раэноименно заряженные частицы под действием вихревого магнитного поля движутся в противополож-ных направлениях. При этом улучшается распределение активных центров хими ческой реакции по объему устройства, увеличивается их кинетическая энергия и время пребывания в зоне активных химических, процессовЭто приводитк более энергичномч поотаканию хими- О ческих реакций по нейтрализации продуктов .неполного сгорания. Кроме того, при взаимных столкновениях разножгенно заряженных частиц происходит их рекомбинация, которая сопровождается появлением новых активных частиц и выделением энергии, затраченной на ионизацию атомов и молекул,Это также активизирует химические реакции по нейтрализации отработавших газов. После этого поток газа сквозь основ.ной 5 и дополнительный 3 электроды попадает на нейтрилизующую набивку 6, которая способствует рекомбинации унесенных потоком газа заряженных частиц и устранению статической электризации выпускной системы, утилизации тепла отработавших газов, а также дополнительной нейтрализации продуктов неполного сгорания. Для уменьшения гидродинамических потерь и улучшения контакта отработавших газов с нейтрализующей набивкой она выполнена в виде проволочной сетки, свернутой в рулон. Для предотвращения электрического разряда дополни тельного электрода 3 на нейтрализующую набивку 6 он помещен в фарфоровый изолятор. В то же время дополнительный электрод 3 препятствует разряду одноименно заряженного основ ф ного электрода 5 на нейтрализующуюнабивку 6.Предлагаемый способ нейтрализации отработавших газов и устройство для его осуществления позволяют при воз никновении электрического ветра,, совпадающего по направлению с направлением потока газа, увелйчить скорость потока на 100-150 см/с и таким образом уменьшить противодавление на выпуске. Это позволит снизить расход топлива и затраты мощности. Кроме того, этот способ нейтрализа 4ции позволит снизить содержание продукта неполного сгорания. 1. Способ нейтрализации отработавших газов двигателя внутреннего сго- .рания путем электромагнитного и термического воздействия на смесь отработавших газов со вторичным воздухом,1 о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью повышения эффективности нейтрализации, смесь отработавших газов совторичныи воздухом предварительно отрабатывают в постоянном электрическомполе, затем воздействуют на смеськоронным разрядом, после чего заряженные частицы смеси направленно ускоряют в постоянно электрическом полевысокой напряженности, затем воздействуют вихревым электромагнитным полем,осле чего снимают статическую электризацию.2. Устройство для осуществления способа по п. 1, содержащее корпус,основные и дополнительные электроды,размещенные.в корпусе, и электромаг; нитную обмотку, установленную на кор"пусе, отличающееся тем,что основные электроды выполненыг первый в виде острий и второй - в видеметаллического кольца.3. Устройство по п. 2, о т л ич а ю щ е е с я тем, что дополнительные электроды выполнены: первый в виде .многослойной сетки и второй - ввиде изолированного металлическогокольца,4. Устройство по п, 2 и 3,о т л и ч а ю щ е е с я тем, чтоэлектромагнитная обмотка размещена на корпусе в зоне между первым ивторым основными электродами.Б.устройство по и. 2-,4, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что в корпусе установлена нейтрализующая на-,. бивка.6. Устройство по п. 5 о т л ич а ю щ е е с я тем, что нейтрализующая набивка выполнена в виде свернутой в рулон проволочной сетки.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент США Р 3936280, кл.55-3,1976.968492 Тираж 539 Подписное. ВНИИПИ Государетвенного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5