Пристрій для вихлопної системи автомобіля

Реферат: UA 81536 U UA 81536 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до машинобудування, а саме до пристроїв, що застосовуються в автомобілях для підвищення ефективності вихлопної системи автомобіля та роботи двигуна внутрішнього згоряння. Вихлопна система автомобіля призначена для відводу відхідних газів, що утворюються у камерах згорання двигуна внутрішнього згоряння. Вихлопна система сучасного автомобіля преміум-класу складається із таких послідовно розташованих елементів як вихлопний колектор, каталітичний нейтралізатор, резонатор та глушник. Вихлопний колектор призначений для з'єднання потоків відхідних газів, що відходять при вихлопі із кожної камери згорання двигуна внутрішнього згоряння, в один потік вихлопного газу. Після вихлопного колектора розташований каталітичний нейтралізатор, який призначений для зменшення у вихлопному газі кількості шкідливих компонентів (таких як монооксид вуглецю, оксиди азоту, частинки сажі тощо). Після каталітичного нейтралізатора розташований резонатор, який призначений для відбиття ударної хвилі, що утворюється у вихлопному газі при відкритті так званих випускних клапанів. Ударна хвиля, що доходить до резонатора, відбивається з утворенням зворотної ударної хвилі, що спрямовується назад до випускних клапанів. У випадку правильно зробленого резонатора, зворотна ударна хвиля надходить до випускного клапана та відбивається від нього перед самим відкриттям випускного клапана - у цьому випадку у просторі відхідного газу біля випускного клапана виникає розрідження, яке сприяє виходу із камери згорання більшого об'єму відхідного газу із камери згорання, що у свою чергу збільшує об'єм паливоповітряної суміші, що потрапляє у камеру згорання. Збільшення об'єму паливоповітряної суміші, що потрапляє у камеру згорання, підвищує потужність двигуна внутрішнього згорання. На певних обертах двигуна внутрішнього згоряння виникає ефект постійного утворення розрідження біля кожного випускного клапана перед самим його відкриттям - такий ефект називають резонансом, і значення обертів двигуна внутрішнього згорання, при якому виникає такий ефект, називають обертами резонансу. На дешевих моделях автомобілів виробники поки що мало використовують резонатори. Після резонатора розташований глушник, який призначений для зниження гучності звуку потоку вихлопного газу. Відомий пристрій для вихлопної системи автомобіля [заявка на винахід RU 2003117289 А, опубл. 20.01.2005], який є резонатором, що містить трубчастий корпус, декілька дифузорів, які розташовані співвісно корпусу, та конусну спіраль, що розташована вершиною назустріч потоку вихлопного газу. Як зазначається у джерелі інформації, наявність конусної спіралі у пристрої сприяє допалюванню незгорілих компонентів палива, що зменшує кількість шкідливих компонентів у вихлопному газі. Недоліком відомого пристрою є його низька ефективність - він має вузький діапазон значень оборотів резонансу двигуна внутрішнього згорання, і тому ефект від використання даного пристрою як резонатора у вихлопній системі автомобіля настає лише при певних оборотах двигуна внутрішнього згорання, тому підвищення потужності двигуна внутрішнього згорання буде відчуватись лише на певних оборотах двигуна внутрішнього згорання - які не завжди співпадають із значеннями оборотів, на яких найчастіше працює двигун внутрішнього згорання при експлуатації транспортного засобу. В основу корисної моделі поставлена задача удосконалення пристрою для вихлопної системи автомобіля шляхом зміни елементів його конструкції. Поставлена задача вирішується тим, що для вихлопної системи автомобіля, яка містить корпус, що має трубчасту форму, дифузор, який розташований усередині корпусу співвісно корпусу, та лопатки, які призначені для завихрення потоку вихлопного газу, лопатки розташовані усередині корпусу, причому за напрямком руху потоку вихлопного газу лопатки розташовані перед дифузором. Технічний результат, який досягається корисною моделлю: підвищення потужності двигуна внутрішнього згорання на 5-15 відсотків та зменшення витрат пального на 10-20 відсотків при тій же потужності двигуна; більш повне згорання палива та зменшення кількості шкідливих компонентів у вихлопному газі; зменшення утворення нагару на випускних клапанах та деталях поршневої групи двигуна внутрішнього згорання, підвищення ресурсу роботи деталей двигуна внутрішнього згорання, збільшення строку періоду між замінами мастила у картері двигуна внутрішнього згорання. Суть корисної моделі пояснюють креслення. Фіг.1 - загальний вигляд пристрою для вихлопної системи автомобіля під кутом спереду. Фіг.2 - вигляд пристрою для вихлопної системи автомобіля збоку у перерізі. Фіг.3 - загальний вигляд пристрою для вихлопної системи автомобіля під кутом ззаду. 1 UA 81536 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Пристрій для вихлопної системи автомобіля містить корпус 1, що має трубчасту форму, дифузор 2, який розташований усередині корпусу співвісно корпусу, та лопатки 3, які призначені для завихрення потоку вихлопного газу. Лопатки розташовані усередині корпусу, причому за напрямком руху потоку вихлопного газу лопатки розташовані перед дифузором - у даному прикладі виконання корисної моделі потік вихлопного газу рухається зліва направо, тому лопатки розташовані у корпусі зліва, а дифузор розташований справа осьовим отвором у бік лопаток. Пристрій для вихлопної системи автомобіля розташовують між вихлопним колектором та каталітичним нейтралізатором. У випадку дизельного двигуна внутрішнього згорання часто використовують турбокомпресор, який має так звану випускну завитку компресора або гарячу завитку компресора, в якій розташована турбінка компресора і через яку проходить вихлопний газ. У випадку наявності турбокомпресора пристрій для вихлопної системи автомобіля розташовують між вихлопним колектором та входом випускної завитки компресора. Нові суттєві ознаки у корисній моделі мають наступний зв'язок із заявленим технічним результатом. Потік вихлопного газу, який потрапляє у пристрій для вихлопної системи автомобіля, поділяється на два потоки - перший потік - це центральна частина потоку вихлопного газу, що рухається співвісно до корпусу пристрою для вихлопної системи автомобіля, другий потік - це завихрена частина потоку вихлопного газу, що утворюється при взаємодії частини потоку вихлопного газу із лопатками. При взаємодії цих двох потоків вихлопного газу у об'ємі корпусу пристрою для вихлопної системи автомобіля виникає турбулентний потік газу, в якому при витіканні через осьовий отвір дифузора виникає так звана вихрова ударна хвиля. Особливістю вихрової ударної хвилі, що виникає у заявленому пристрої для вихлопної системи автомобіля, є те, що довжина цієї хвилі буде змінюватись в залежності від оборотів двигуна внутрішнього згорання. Ця вихрова ударна хвиля потрапляє у вихлопний колектор і надходить до випускного клапана, що у свою чергу, у випадку виникнення ефекту резонансу, змінює режим впуску паливноповітряної суміші у камеру згорання та режим випуску відхідних газів із камери згорання (так як збільшується об'єм паливноповітряної суміші, що потрапляє у камеру згорання), а також змінює режим згорання паливноповітряної суміші у камерах згорання з так званого дифузійного режиму згорання на вібраційний режим згорання, при якому відбувається більш повне згорання палива. Це, відповідно, призводить до підвищення імпульсу газів у камері згорання та збільшення потужності двигуна внутрішнього згорання, а також призводить до зменшення кількості шкідливих компонентів у вихлопному газі та зменшення утворення нагару на деталях поршневої групи. Для кожної моделі двигуна внутрішнього згорання можна підібрати певні значення таких параметрів пристрою для вихлопної системи автомобіля як розміри корпусу, розміри і конфігурація лопаток, розміри і конфігурація дифузора, і відстань між лопатками та дифузором таким чином, що при будь-кому значенні оборотів двигуна внутрішнього згорання у пристрої для вихлопної системи автомобіля буде виникати вихрова ударна хвиля, яка буде мати довжину, необхідну для виникнення ефекту резонансу, причому довжина вихрової ударної хвилі буде змінюватись в залежності від зміни значень оборотів двигуна внутрішнього згорання таким чином, щоб знову виникав ефект резонансу - тобто пристрій для вихлопної системи автомобіля буде мати широкий діапазон значень оборотів резонансу двигуна внутрішнього згорання, що призводитиме до постійного ефекту резонансу при роботі двигуна внутрішнього згорання. Такий режим роботи двигуна внутрішнього згорання буде призводити до підвищення потужності двигуна внутрішнього згорання, та до зменшення кількості шкідливих компонентів у вихлопному газі і зменшення утворення нагару на деталях поршневої групи. Пристрій для вихлопної системи автомобіля був виготовлений та опробуваний на різних моделях автомобілів. Вимірювання потужності двигунів внутрішнього згорання та витрат пального на автомобілях до та після встановлення заявленого пристрою для вихлопної системи автомобіля показало, що встановлення заявленого пристрою для вихлопної системи автомобіля дає підвищення потужності двигуна внутрішнього згорання у межах від 5 до 15 відсотків, та зменшення витрат пального при тій же потужності двигуна у межах від 10 до 20 відсотків. Крім цього проводилось вимірювання показників димності вихлопних газів автомобілів. Вимірювання показників димності вихлопних газів автомобілів проводились Держінспекцією з ОНПС у Хмельницькій області з використанням вимірювача димності ИДП-2, вимірювання проводились шляхом триразового вимірювання показників, які характеризують ступінь поглинання світлового потоку, що просвічує вихлопний газ на виході із автомобіля - це 2 UA 81536 U -1 5 10 натуральний показник ослаблення світлового потоку К, у м , та коефіцієнт ослаблення світлового потоку N у %. Як один із прикладів, що підтверджує зменшення кількості шкідливих компонентів у вихлопному газі, далі наведено дані по вимірюванню показників димності на автомобілі марки Volkswagen модель Passat B4, який обладнано дизельним двигуном із турбонадуванням. Показники для автомобіля без заявленого пристрою для вихлопної системи автомобіля складали: коефіцієнт ослаблення світлового потоку N, у % - 44, 43 та 42; натуральний показник ослаблення світлового потоку К, у м 1 1,35, 1,31 та 1,27. Показники для автомобіля із встановленим заявленим пристроєм для вихлопної системи автомобіля складали: коефіцієнт ослаблення світлового потоку N, у % - 25, 27 та 26; натуральний показник ослаблення світлового потоку К, у м 1 0,67, 0,73 та 0,70. Менші значення показників димності вихлопних газів автомобілів свідчать про меншу кількість шкідливих компонентів у вихлопному газі. Наведений приклад виконання корисної моделі лише ілюструє корисну модель, але не обмежує її. 15 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 20 Пристрій для вихлопної системи автомобіля, який містить корпус, що має трубчасту форму, та дифузор, який розташований усередині корпусу співвісно корпусу, який відрізняється тим, що додатково містить лопатки, які призначені для завихрення потоку вихлопного газу, лопатки розташовані усередині корпусу, причому за напрямком руху потоку вихлопного газу лопатки розташовані перед дифузором. 3 UA 81536 U Комп’ютерна верстка Г. Паяльніков Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4