Спосіб очищення відпрацьованих газів двигуна внутрішнього згоряння

Спосіб очищення відпрацьованих газів двигуна внутрішнього згоряння, що включає примусове змішування окислювача і окислюваних реагентів, що містяться в потоці цих газів, на високотемпера 3 77571 4 ній ділянці вихлопу і окислення вуглеводнів і моча і окислюваних реагентів на високотемпературнооксиду вуглецю киснем, що міститься в потоці ній ділянці вихлопу і окислення вуглеводнів і моцих газів, шляхом механічного перемішування спінооксиду вуглецю киснем, що міститься в цих гаральною мішалкою макрооб'ємів відпрацьованих зах. В даному способі очищення підвищення її газів з різними значеннями стехіометричного співякості досягається за рахунок забезпечення позвідношення . довжнього зміщення макрооб'ємів відпрацьованих Даний спосіб очищення відпрацьованих газів газів, що містять окислювані реагенти, відносно практично не може забезпечити високий рівень макрооб'ємів відпрацьованих газів, що містять очищення за наявності однієї камери змішування надлишок окислювача, і перемішування зміщених обмеженого об'єму. Об'єми відпрацьованого газу макрооб'ємів цих газів дією поперечно-поздовжніх від кожного циліндра безперервно поступають в сил. Недоліками даного способу є: камеру змішування і також безперервно виводять- неможливість здійснення допалювання вугся з неї. Час затримки на змішування пропорційлеводнів і оксиду вуглецю при значеннях а, менний об'єму камери змішування. Якісне змішування ших або рівних одиниці; досягається або при нескінченному об'ємі однієї - неможливість досягнення високого рівня докамери, або при встановленні кількох камер і поспалювання вуглеводнів і оксиду вуглецю при зналідовного підключення їх до вихлопів з циліндрів, з ченнях > 1,02 через складність узгодження матим щоб після заповнення об'єму камери перемккрооб'ємів, що надходять з різних циліндрів в нути вихлоп на іншу, а в заповненій здійснити пеєдиний об'єм, оскільки рівень недопалу в кожному ремішування і вивести відпрацьовані гази. Надійциліндрі різний; ність способу очищення також невисока через - неможливість якісного перемішування макнаявність рухомих частин в камері змішування. рооб'ємів газів під дією поздовжньо-поперечних Відомий спосіб очищення відпрацьованих газів сил. [5], що включає примусове змішування окислюваВ основу винаходу поставлена задача розробча і окислюваних реагентів на високотемпературки способу очищення відпрацьованих газів, який ній ділянці вихлопу і окислення вуглеводнів і моби дозволив усунути вказані недоліки. нооксиду вуглецю киснем, що міститься в цих Поставлена задача вирішена тим, що в спосогазах, шляхом гідродинамічного перемішування бі очищення відпрацьованих газів, який полягає в макрооб'ємів відпрацьованих газів з різним змістому, що забезпечують примусове змішування том окислювача і окислюваних реагентів. окислювача і окислюваних реагентів, що містяться Даний спосіб очищення більш надійний, осків потоці цих газів, на високотемпературній ділянці льки не передбачає пристроїв з рухомими елемевихлопу і окислення вуглеводнів і монооксиду вугнтами, але якісного очищення забезпечити не молецю киснем шляхом поздовжнього зміщення макже через неможливість здійснення попереднього рооб'ємів відпрацьованих газів і їх перемішування, зміщення макрооб'ємів з різними значеннями . згідно з винаходом очищення здійснюють в чотири Відомий спосіб очищення відпрацьованих газів етапи: на першому етапі доводять вміст кисню в двигунів внутрішнього згоряння [б], що включає паливоповітряній суміші на вході в циліндри до примусове змішування окислювача і окислюваних рівня значень стехіометричного співвідношення реагентів на високотемпературній ділянці вихлопу не менше за величину 1,02 ( > 1,02), на другому і окислення вуглеводнів і монооксиду вуглецю кисетапі розділяють потоки відпрацьованих газів на нем, що міститься в цих газах, шляхом створення виході з кожного циліндра на частини і надають вихрових потоків, що забезпечують більш якісне кожній з частин потоку обертальний рух з різними перемішування окислювача і незгорілого пального. величинами і напрямами швидкості, на третьому Проте такий спосіб технічно складний і не забезетапі об'єднують ці частини потоку в один, на четпечує необхідного ступеня очищення відпрацьовавертому етапі об'єднують потоки зі всіх циліндрів і них газів через відсутність відносного примусового подають їх в систему відведення відпрацьованих зміщення макрооб'ємів відпрацьованих газів з різгазів. ними значеннями . Застосування способу, прийнятого за протоВідомий спосіб очищення відпрацьованих газів тип, для автомобілів з високим вмістом вуглевод[7], що включає примусове змішування окислюванів і монооксиду вуглецю у відпрацьованих газах в ча і окислюваних реагентів на високотемпературодних випадках давало істотне зниження шкідлиній ділянці вихлопу і окислення вуглеводнів і мових викидів, в інших їх практично не змінювало. нооксиду вуглецю киснем, що міститься в цих Вимірювання складу вихлопних газів на приладах, газах, шляхом розділення і злиття потоків відпраконтролюючих не тільки вуглеводні і монооксид цьованих газів при їх русі через камери різної фовуглецю, але і інші компоненти, зокрема, кисень, рми і об'єму, перегородки з різними проникністю, показали, що у разі відсутності зниження вуглевоформою і розмірами отворів. Проте даний спосіб днів і монооксиду вуглецю кисень у вихлопних гатехнічно складний і не забезпечує високий ступінь зах був відсутній. Тобто величина у всіх режиочищення відпрацьованих газів від токсичних ремах експлуатації автомобіля була менше одиниці. човин, оскільки немає механізму, що здійснює Тому першим етапом зниження рівня недопалу зміщення макрооб'емів з високим і низьким знапального є доведення вмісту кисню в паливоповітченнями а одного відносно іншого . ряній суміші на вході в циліндри до рівня значень Найближчим до пропонованого способу є пристехіометричного співвідношення не менше йнятий за прототип відомий спосіб очищення відпвеличини 1,02. рацьованих газів двигуна внутрішнього згоряння [8], що включає примусове змішування окислюва 5 77571 6 #Вимірювання вмісту вуглеводнів і монооксиду вані поршнем циліндра двигуна внутрішнього згоряння, надходять через зазор між клапаном і сідвуглецю у вихлопних газах за умови > 1,02 на лом клапана у вхідну порожнину 1 і далі в закручувході в циліндри показали, що спосіб-прототип не вачі 3 і 4 потоку. дозволяє істотно зменшити викид шкідливих склаБільш високий ступінь закрутки потоку в закрудових. чувачі 3 забезпечує меншу осьову швидкість макДослідження складу відпрацьованих газів на рооб'ємів газу, що рухаються з циліндрів, відносно виході з-під випускних клапанів кожного циліндра макрооб'ємів газу, що рухаються з циліндрів через показали, що ступінь вигоряння пального в кожнозакручувачі 4. Різні осьові швидкості макрооб'ємів му циліндрі різний. Найбільший недопал спостерігазу забезпечують зміщення об'ємів, що одночасгається в крайніх циліндрах. Тому змішування відно що вийшли з циліндра, один відносно іншого. працьованих газів зі всіх циліндрів в одному об'ємі Зустрічний напрям обертання в сусідніх закруне може дати істотного зниження вмісту вуглеводчувачах забезпечує взаємопроникнення потоків нів і монооксиду вуглецю. один до іншого. Різні швидкості обертання дозвоКрім того, поперечно-поздовжні сили забезпеляють потоку зберегти обертальний рух при подачують тільки великомасштабне перемішування льшому переміщенні системою відведення відпрамакрооб'ємів газу, а для повного окислення продуцьованих газів і здійснювати додаткове ктів недопалу необхідне також дрібномасштабне перемішування компонент газів. перемішування. Тому для підвищення якості очиПриклади на Фіг.1 і 2 відрізняються технологіщення відпрацьованих газів двигунів внутрішнього єю виготовлення закручувачів потоків газу. згоряння необхідно зміщувати і перемішувати гази Випробування обох прикладів закручувачів на на виході з кожного циліндра. При цьому для якісавтомобілях з карбюраторними двигунами ВАЗ ного перемішування об'ємів газів їм надають обер2107 і «Субару-Імпреза» показали близьке за якістальний рух в протилежних напрямах зі швидкостю очищення відпрацьованих газів із вмістом мотями, достатніми для проникнення один в інший на нооксиду вуглецю 0,1% і вуглеводнів близько 100 товщину об'ємів. ppm на різних потужнісних режимах роботи двигуНижче винахід пояснюється описом конкретнів. них, але не обмежуючих цей винахід, прикладів Література: виконання і доданими кресленнями, на яких зо1. Патент США № 3744250, МПК F01 N3/14, бражено: НКВ 60-303, 1973. Фіг.1 і Фіг.2 поздовжній переріз пристроїв Фіг.З 2. Патент США № 3966419, МПК F01 N3/14, НКВ 60і 4 поперечний переріз пристроїв згідно з Фіг.1 і 2. 274, НКВ 23-288, 1976. Розглянемо пристрої, зображені на Фіг.1-4, які 3. Патент США № 3837814, МПК F01 N3/14, НКВ 60реалізують пропонований спосіб. 284, 1974. Пристрій містить вхідну порожнину 1, спільну з 4. Патент США № 3824791, МПК F01 N3/14, НКВ 60вільним об'ємом для ходу випускних клапанів ци303, 1974. ліндра, пластину 2, на якій кріпляться закручувачі 5. Патент США № 3653205, МПК F01 N3/10, НКВ 60-29 3 з високим ступенем закрутки і закручувачі 4 'з А, 1972. низьким ступенем закрутки, зону 5 змішування 6. Патент США № 3839862, МПК F01 N3/10, НКВ 60закручених потоків, спільну з об'ємом патрубків 282, 1974. системи відведення відпрацьованих газів, що кріп7. Патент США № 4130397, МПК F01 N3/10, НКВ 422168, 1978. ляться фланцями до блоку циліндрів. 8. Патент РФ № 2098643, МПК F01 N3/10, 1995. Пристрій очищення відпрацьованих газів працює таким чином. Відпрацьовані гази, виштовху 7 Комп’ютерна верстка М. Клюкін 77571 8 Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601