Выхлопное устройство для двигателя внутреннего сгорания

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союэ Советскик Социалистических Республик(32) 30. 04. 75 01 М 3/10 Государственный комитет СССР но делам изобретений и открытий(72) Авторы изобретения Иностранцы Сюичи Ямазаки и Икуо КадзитаниИностранная фирмаХонда Гикен Когио Кабусики Кайся (Япония)(54) ВЫХЛОПНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГОСГОРАНИЯ Изобретение относится к двигателестроению, в частности к конструкциивыхлопных устройств двигателей внутреннего сгорания.Известно выхлопное устройство длядвигателя внутреннего сгорания,работающего на обедненной топливо-воздушной смеси, содержащее реакционные камеры предварительного окисления свпускными и выпускными каналами, главную реакционную камеру с первой и второй субкамерами,размещенными одна внутри другой, полости которых сообщенымежду собой при помощи отверстия,причем главная реакционная камера 15охватывает камеры предварительногоокисления и сообщена с впускным трубопроводом, и каждая реакционная камера предварительного окисления сообщена через впускной канал с выпуск ным окном по меньшей мере одного цилиндра двигателя, а впускным каналом -с главной реакционной камерой 1).Однако известное устройство имеетвысокую токсичность отработавших газов.Цель изобретения - снижение токсичности отработавших газов.Поставленная цель достигается тем,что главная реакционная камера снаб О жена дополнительной субкамерой, сообщенной с полостью второй субкамеры при помощи двух отверстий, расположенных на равном расстоянии от оси отверстия, сообщающего между собой полости первой и второй субкамер, а выпускные каналы камер предварительного окисления сообщены с первой субкамерой тангенциально для создания спирального джения потока газов через все три субкамеры, причем каждая субкамера предварительного окисления сообщена с выпускными окнами двух цилиндров двигателя, ;Все субкамеры закреплены ьдна в другой при помощи выступов на стенке одной субкамеры, размещенных в пазах стенки другой субкамеры, а выступы одной камеры пространственно разнесены относительно выступов другой камеры.Объем каждой камеры предварительного окисления составляет 0,05 0,40 рабочего объема цилиндра или суммы рабочих объемов цилиндров, сообщенных с этой камерой.На фиг. 1 изображено устройство, вид сбоку; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг, 3 - фрагмент реакционной камеры, увеличено; на фиг,4сечение Б-Н на фиг. 3; на фиг. 5 сечение В - В на фиг. 3; на фиг. б сечение Г - Г на фиг. 3.Выхлогное. устройство содержит главную реакционную камеру 1, окруженную слоем теплоизолирующего материала 2 во внешней стенке 3, Камера 1 разделена тремя концентрически расположенными и имеющими приблизительно овальное сечение внутренними стенками 4, 5, б на три камеры: центрально расположенную первУю субкамеру 7, окружающую ее вторую субкамеру 8 и окружающую вторую субкамеру третью субкамеру 9. Упомянутые первая и вторая субкамеры 7 и 8 сообщены между собой при помощи отверстия 10, центрально расположенного в верхней части передней стороны стенки 4, вторая 8 и третья 9 субкамеры сообщаются между собой при помощи двух отверстий 11, расположенных на равном расстоянии от оси от,верстия 10, сообщающего между собой полости первой 7 и второГГ 8 субкамер.ЬУстройство также содержит реакционные камеры предварительного окисления 12. Каждая камера предварительного окисления сообщена через впускной канал 13 с выпускными окнами 14, 15 двух соседних цилиндров 16, 17 двигателя, а выпускным каналом 18 с главной реакционной камерой 1, причем выпускной канал 18 сообщен с первой субкамерой 7 тангенциально для создания спирального движения потока газов через все три субкамеры. Камера предварительного окисления предназначена для сжигания углеводорода НС , содержащегося в выхлопных газах, который представляет собой несгоревшую компоненту, имеющую низкую температуру воспламенения, причем объем этой камеры составляет 0,05 - 0,40 обьема цилиндра 16 или суммы рабочих объемов цилиндров 16, 17 сообщенных с этой камерой. Главная реакционная камера 1 охватывает камеры предварительного окисления 12 и сообщается с выпускным трубопроводом 19. Стенка б расширена с целью образования нагревающего отсека 20. Стенка 4 субкамеры 7 имеет выступ 21, который размещен в пазе 22 стенки 5 субкамеры 8. Аналогично стенка 5 субкамеры 8 имеет выступ 23, который размещен н пазе 24 стенки 6 субкамеры 9, причем выступы 21 и 23 пространственно смещены один относительно другого так, чтобы утечка тепловой энергии выхлопных газов, вытекающих из субкамеры 8 в стенку б,и далее но внешнюю стенку 3, нозннкающую из-за проведения тепла по выступам, была минимальна, При помощи выступон, субкамеры закрепляются одна в другой. Устройство работает следующимобразом.Выхлопные газы поступают из камерсгорания двигателя через выпускныеотверстия 13 камеры предварительного окисления 12. В результате регулировки моментов зажигания двигателявыхлопные газы из каждой пары цилиндров 16, 17 по очереди поступают вкаждую камеру предварительного окисления. Поскольку промежуток нременимежду поочередными выхлопами газаочень мал и поскольку каналы 18 ненаходятся в контакте с головкой цилиндров, имеющей относительно низкуютемпературу, камеры 12 быстро нагреваются выхлопными газами, что приводит к достижению температуры активации вскоре после запуска двигателяПри активации камер 12 несгоревшиеуглеводородные компоненты с низкой 20 температурой воспламенения сгораютв,выхлопном газе и при этом температура выхлопного газа дополнительновозрастает, после чего газ поступаетв первую субкамеру 7 через соответствующие "впускные каналы 18, Поступив в первую субкамеру, выхлопныегазы, как показано стрелками, приходят в вихревое движение по этойсубкамере, вызванное расположениеми направлением каналов 18. Далеечерез отверстие 10 выхлопной газ перетекает во вторую субкамеру 8, приходя и здесь в аналогичное вихревое движение, и затем, через паруотверстий 11 в третью субкамеру,где снова возникает подобное вихревое движение. В течение этого процесса выхлопной газ, проходящий через отверстие 10, не увлекается газом, проходящим через отверстия 11, 40 так как данные отверстия расположены н разных местах стенки субкамеры.Вихревое движение выхлопного газав главной реакционной камере увеличивает время удержания газа в этойкамере, не приводя к заметному возрастанию противодавления выхлопудвигателя. Кроме того, так как выхлопной газ, нагретый при предварительном сгорании в камерах 13, непосредственно поступает в субкамеру7 , то СО в выхлопном газе окисляется до СО , причем это происходитв субкамерах 7, 8, 9, независимоот количества содержащегося н выхлопном газе СО.55 Вихревые, ки выхлопного газа новторой и третьей субкамерах не только играют роль эффективных высокотемпературных теплоизолирующих слоевдля первой и второй субкамер соот ветственно, но также уменьшают разность температур между субкамерамитак, что субкамеры всегда находятсяв высокотемпературных условиях, чтоспособствует сгоранию несгоревших 5 компонент в этих субкамерах.88458 Формула изобретения 50 Далее, если температура камер предварительного окисления мала, то при контакте участвующего в вихревом движении выхлопного газа, находящегося в третьей субкамере, с внешними частями камер предварительного окисления и каналов 18, камеры предвари 5 тельного окисления получают тепло от выхлопных газов как с внутренней, так и с внешней стороны и потому быстро активируются. Поток выхлопного газа разогревает нагревательный отсек 20, а тепло, излучаемое этим отсеком, служит для нагрева патрубка всасывающего устройства и тем самым способствует испарению проходящей через него горючей смеси. Далее, вых-лопные газы со значительно уменьшенным содержанием СО и НС , или совсем без этих компонент, через выпускной трубопровод 19 поступают в глушитель (не показан) и затем в атмосферу. 20В данном устройстве окислительные реакции, уменьшающие содержание СО и НС в выхлопных газах, происходят в два этапа, Сначала в камерах предварительного окисления, при эффек тивном использовании тепла выхлопных газов, сжигается содержащийся в выхлопных газах углеводород. Затем в главной реакционной камере сжигается СО с использованием тепла горения НС, тем самым обеспечивая надежное сжигание несгоревших компонент.Поскольку главная реакционная камера разделена на несколько последовательно соединенных субкамер, и35 всасывающее устройство нагревается выхлопным газом, а несгоревшие компойенты подверглись реакции окисления в третьей субкамере, то может быть достигнуто надежное и эффективное испарение и равномерное распределе ние горючей смеси по соответствующим цилиндрам, без потерь тепла окислительных реакций, протекавших с участием несгоревших компонентов. Тем самым предотвращаются перебои в 4 работе двигателя, вызванные неправильным распределением горючей смеси. 1. Выхлопное устройство для двигателя внутреннего сгорания, работающего на обедненной топливо-воздушной смеси, содержащее реакционные камеры предварительного окисления свпускными и выпускными каналами,главную реакционную камеру с первойи второй субкамерами, размещеннымиодна внутри другой, полости которыхсообщены между собой при помощиотвер"тия, причем главная реакционная камера охватывает камеры предварительного окисления и сообщена свыпускным трубопроводом, и каждаяреакционная камера предварительногоокисления сообщена через впускнойканал с выпускным окном по меньшеймере одного цилиндра двигателя, авыпускным каналом - с главной реакционной камерой, о т л и ч а ю -щ е е с я тем, что, с целью снижения токсичности отработавших газов,главная реакционная камера снабженадополнительной субкамерой, сообщенной с полостью второй субкамеры припомощи двух отверстий, расположенныхна равном расстоянии от оси отверстия, сообщающего между собой полости первой и второй субкамер, а выпускные каналы камер предварительногоокисления сообщены с первой субкамерой тангенциально для создания спирального движения потока газов черезвсе три субкамеры,2. Устройство по п, 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что каждая камера предварительного окисления сообщена с выпускными окнами двух цилиндров двигателя.3. Устройство по пп.1 и 2, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что субкамеры закреплены одна в другой припомощи выступов на стенке одной субкамеры, размещенных в пазах стенкидругой субкамеры.4. Устройство по и. 3, о т л ич а ю щ е е с я тем, что выступыодной камеры пространственно разнесены относительно выступов другойкамеры.5. Устройство по пп.1 и 2, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что объемкаждой камеры предварительного окисления составляет 0,05 - 0,40 рабочего объема цилиндра или суммы рабочихобъемов цилиндров, сообщенных сэтой камерой. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Заявка ФРГ Р 2448851,кл, Г 01 И 3/10, опублик. 24.04.75.884581 СоставитЕль Н.ИгнатовичРедактор А,Шандор Техред А.Савка Корректор О.Билак филиал ППП 1 атент, г, Ужгород, ул. Проектная, 4 Заказ 10276/89 Тираж 556 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5