Деселератор, встроенный в выхлопную систему транспортного средства с двигателем внутреннего сгорания. Деселератор воды
деселератор, встроенный в выхлопную систему транспортного средства с двигателем внутреннего сгорания - патент РФ 2218470
поворота подвижной заслонки лежит в пределах от 0 до 20o и предпочтительно составляет 10o. Далее, при любом режиме работы двигателя указанный угол меняется между минимальным и максимальным значениями в зависимости от давления выхлопных газов, например между 0 и 10o, что обеспечивает постоянное противодавление, не превышающее максимально допустимое давление в выхлопном коллекторе СЕ. Таким образом, это уравнительное устройство 25 позволяет управлять давлением газов выше заслонки посредством уравновешивания сил на уровне штока 12 цилиндра 9. Из описания следует, что данное изобретение позволяет улучшить имеющиеся в настоящее время в наличии деселераторы, предлагая простое, недорогое, эффективное, компактное и встроенное в управляющий цилиндр 9 уравнительное устройство 25, вынесенное за пределы выхлопной системы. Функции замедления и уравновешивания также разделены. За счет этого управляющий цилиндр 9, оснащенный уравнительным устройством 25, и само уравнительное устройство не подвергаются ни воздействию высоких температур, ни агрессивному воздействию выхлопных газов, ни агрессивному воздействию внешней по отношению к двигателю среды. Поскольку уравнительное устройство 25 встроено в цилиндр 9, оно не создает никаких паразитных нагрузок на шток цилиндра, которые могли бы отрицательно влиять на скорость его реакции при открывании и закрывании заслонки. Более того, его можно предлагать при послепродажном обслуживании для установки на существующие деселераторы, и оно устанавливается очень легко без необходимости демонтажа клапана 2. Данное изобретение не ограничивается описанным примером выполнения, оно может содержать различные изменения и модификации, очевидные для специалиста в данной области. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Деселератор (1), установленный в выхлопной системе транспортного средства с двигателем внутреннего сгорания, содержащий по меньшей мере один клапан (2), снабженный подвижной заслонкой (7), и управляющий этой заслонкой цилиндр (9), который включает в себя подвижный поршень (11), снабженный штоком (12), соединенным с упомянутой подвижной заслонкой (7), и по меньшей мере одно уравнительное устройство (25) для выравнивания противодавления, создаваемого при воздействии указанной подвижной заслонки на газы, причем указанное уравнительное устройство приводится в действие, когда подвижная заслонка (7) находится в закрытом положении, начиная с определенной пороговой величины противодавления, и при достижении противодавлением указанной пороговой величины открывает подвижную заслонку (7) на степень I возврата в открытое положение с тем, чтобы создавать соответствующий расход выпуска выхлопных газов для регулирования этого противодавления независимо от режима работы двигателя, отличающийся тем, что указанное уравнительное устройство (25) встроено в управляющий цилиндр (9) с установкой внутри этого цилиндра между подвижным поршнем (11) и штоком (12) цилиндра, причем шток (12) выполнен с возможностью смещения на ход С" по отношению к подвижному поршню (11), при этом указанный ход С" соответствует степени I возврата в открытое положение и регулируется по меньшей мере одной управляющей тарированной пружиной (26), расположенной между упомянутым подвижным поршнем (11) и штоком (12).2. Деселератор по п.1, отличающийся тем, что поршень (11) имеет коаксиальную полость (27), а шток (12) снабжен головкой (28), входящей в эту полость, причем в полости позади головки помещена управляющая тарированная пружина (26).3. Деселератор по п.2, отличающийся тем, что поршень (11) состоит из двух соединенных частей (11а, 1lb), а полость (27) расположена внутри этих двух частей.4. Деселератор по п.2, отличающийся тем, что управляющая пружина (26) оттарирована таким образом, что она сжимается, начиная с величины силы, соответствующей упомянутой выше пороговой величине предварительно заданного противодавления.5. Деселератор по п.1, отличающийся тем, что максимальный ход С" штока (12) цилиндра находится в пределах от 0 до 10 мм и предпочтительно равен 5 мм.6. Деселератор по п.5, отличающийся тем, что заслонка (7) выполнена поворотной, а степень I возврата в открытое положение является углом, максимальная величина которого находится в пределах от 0 до 20° и предпочтительно равна 10°.7. Деселератор по п.2, отличающийся тем, что полость (27) имеет длину, по меньшей мере равную сумме длины сжатой управляющей тарированной пружины (26), толщины головки (28) штока и максимального хода С" штока (12).8. Деселератор по п.6, отличающийся тем, что ось (А) поворота заслонки (7) смещена по отношению к оси (В) симметрии этой заслонки на величину (d).9. Деселератор по п.8, отличающийся тем, что величина (d) находится в пределах от 0,5 до 5 мм.10. Деселератор по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что цилиндр (9) снабжен двумя отдельными подшипниками (17, 19), предназначенными для направления штока (12) вдоль оси, причем подшипник (17) размещен в поршне (11), а подшипник (19) размещен в неподвижном кольце (18), закрывающем корпус цилиндра (9). www.freepatent.ru
Деселератор, встроенный в выхлопную систему транспортного средства с двигателем внутреннего сгорания
Изобретение относится к двигателестроению, в частности к деселераторам, встраиваемым в выхлопную систему двигателя внутреннего сгорания. Изобретение позволяет получить постоянную и максимальную мощность снижения скорости движения независимо от режима работы двигателя. Деселератор устанавливается в выхлопной системе транспортного средства с двигателем внутреннего сгорания. Деселератор содержит, по меньшей мере, один клапан, снабженный корпусом, образующим канал, и подвижной заслонкой, которая расположена поперечно указанному каналу и соединена с управляющим валом, и средства управления указанной заслонкой, содержащие уравнительное устройство выравнивания противодавления, создаваемого при воздействии указанной подвижной заслонки на газы. Уравнительное устройство предназначено для срабатывания, когда заслонка находится в закрытом положении, начиная с определенной пороговой величины противодавления, открывания выпускного канала при достижении противодавлением указанной пороговой величины и удерживания его открытым за пределами пороговой величины давления независимо от режима работы двигателя с тем, чтобы создавать соответствующий расход выпуска выхлопных газов. Причем уравнительное устройство содержит тарированный клапан, расположенный в указанном выпускном канале, и пружину сжатия, расположенную позади указанного тарированного клапана и оттарированную на указанную пороговую величину давления. Уравнительное устройство встроено в корпус клапана и содержит направляющую втулку, через которую проходит вал и в которой имеется осевая полость, предназначенная для установки указанного тарированного клапана и его пружины коаксиально указанному валу. Выпускной канал расположен, по существу, перпендикулярно валу и выходит в канал ниже указанной заслонки с тем, чтобы вместе с уравнительным устройством создавать перепускной проход для выпуска части потока выхлопных газов. 11 з.п.ф-лы, 6 ил.
Область техники Изобретение относится к деселератору, устанавливаемому в выхлопной системе транспортного средства с двигателем внутреннего сгорания. Деселератор содержит по меньшей мере один клапан, снабженный корпусом, образующим канал, и подвижной заслонкой, которая расположена поперечно указанному каналу и соединена с управляющим валом, и средства управления указанной заслонкой, содержащие уравнительное устройство для выравнивания противодавления, создаваемого при воздействии указанной подвижной заслонки на газы. Уравнительное устройство предназначено для срабатывания, когда заслонка находится в закрытом положении, начиная с определенной пороговой величины противодавления, открывания выпускного канала при достижении противодавлением указанной пороговой величины и удерживания его открытым за пределами пороговой величины давления независимо от режима работы двигателя с тем, чтобы создавать соответствующий расход выпуска выхлопных газов. При этом уравнительное устройство содержит тарированный клапан, расположенный в указанном выпускном канале, и пружину сжатия, расположенную позади указанного тарированного клапана и оттарированную на указанную пороговую величину давления.
Уровень техники Данный тип деселератора хорошо известен, в частности, в области промышленных транспортных средств с двигателями внутреннего сгорания. Учитывая большую инерцию этих машин, в них в дополнение к тормозной системе необходимо применение деселератора, который встраивается в выхлопную систему, предпочтительно между двигателем и глушителем, и обычно устанавливается на выходе турбокомпрессора, питаемого от выхлопного коллектора. Обычно деселератор управляется левой педалью, чтобы избежать одновременного нажатия на педаль сцепления. Деселератор позволяет создавать противодавление в выхлопной системе. Такое противодавление может быть более или менее высоким в зависимости от положения заслонки и степени ее открытия. Противодавление обеспечивает снижение числа оборотов двигателя, дополняя тем самым действие тормозной системы транспортного средства. Чем выше противодавление, тем эффективнее осуществляется снижение скорости. Однако необходимо ограничивать это противодавление до максимально допустимого давления для выхлопного коллектора во избежание повторного открытия впускных клапанов. Это противодавление зависит от давления выхлопных газов на заслонку и находится в асимптотической функции работы двигателя. Следовательно, каждому режиму работы двигателя соответствует определенный уровень противодавления и, соответственно, определенный уровень снижения скорости. В целях оптимизации процесса снижения скорости стремятся сделать эту функцию постоянной для любых режимов работы двигателя, начиная с самых малых оборотов, при этом противодавление не должно превышать максимально допустимого давления. Одно из известных устройств описано в европейской заявке ЕР 536284, в котором модулятор выпуска выхлопных газов содержит перекрывающую заслонку с двумя выпускными отверстиями, перекрываемыми с помощью плоских пружин различной жесткости. По достижении первого уровня противодавления первая плоская пружина открывает первое выхлопное отверстие, открывая проход для части выхлопных газов. По достижении второго уровня противодавления вторая плоская пружина открывает второе выхлопное отверстие, увеличивая таким образом расход выхлопных газов. Это устройство позволяет ограничить противодавление, но создает ступенчатый процесс замедления, то есть не является оптимальным. Кроме того, плоские пружины подвергаются температурным нагрузкам и агрессивному воздействию выхлопных газов. Вследствие этого со временем их работа нарушается, отрицательно влияя на срабатывание при открывании и закрывании. На практике под действием температуры выхлопных газов плоские пружины утрачивают жесткость, и выхлопные отверстия остаются в постоянно открытом положении, уменьшая таким образом противодавление и эффективность замедления. Более того, поскольку система регулирования встроена в заслонку, то невозможна ее дополнительная установка при послепродажном обслуживании на уже действующие деселераторы. Иная конструкция, описанная в патентной публикации СН-А428318, предусматривает клапан, расположенный в корпусе дискового затвора с противоположной стороны управляющего вала заслонки. С этой целью на корпусе имеются два специальных канала, играющих роль байпаса, когда клапан срабатывает. Подобная конструкция требует создания специального отделения вне деселератора для размещения клапана, которое должно быть герметичным по отношению к выхлопным газам. Дело в том, что сам клапан, в том виде как он есть, не позволяет гарантировать требуемую герметичность. Кроме того, это внешнее отделение создает проблемы, связанные с занимаемым им объемом. Необходима дополнительная пружина между клапаном и заслонкой для удержания этой последней, опирающейся в верхней части на осевой упор, предусматриваемый на управляющем валу, и для гашения вибрации заслонки. Конфигурация этого осевого упора заставляет делать корпус деселератора из двух частей, что, в свою очередь, порождает проблемы, связанные с герметичностью. Кроме того, вокруг управляющего вала заслонки не предусмотрено никакой герметичной защиты. Сущность изобретения Задачей настоящего изобретения является улучшение используемых в настоящее время деселераторов и создание простого, компактного и недорогого уравнительного устройства для выравнивания противодавления, позволяющего получать постоянные и максимальные характеристики замедления независимо от режима работы двигателя. При этом предлагаемое устройство обеспечивает надежность и стабильность работы на весь срок эксплуатации и отсутствие риска разрушения вследствие агрессивного воздействия выхлопных газов и высоких температур. Решение поставленной задачи достигается путем создания деселератора такого типа, как это описано в ограничительной части п.1 формулы изобретения. Отличительные особенности деселератора заключаются в том, что указанное уравнительное устройство встроено в корпус клапана и содержит направляющую втулку, через которую проходит вал. В направляющей втулке имеется осевая полость, предназначенная для установки указанного тарированного клапана и его пружины коаксиально указанному валу, а выпускной канал расположен по существу перпендикулярно валу и выходит в канал ниже указанной заслонки с тем, чтобы вместе с уравнительным устройством создавать перепускной проход для выпуска части потока выхлопных газов. В предпочтительном варианте исполнения направляющая втулка содержит по меньшей мере одно радиальное отверстие, сообщающееся с нижней по потоку частью выпускного канала. Предпочтительно направляющая втулка имеет кольцевое седло, предназначенное для установки в упор указанного тарированного клапана, причем в указанном седле образовано отверстие, устанавливающее сообщение между указанным тарированным клапаном и каналом выше заслонки. В одном из вариантов кольцевое седло выполнено в виде врезного кольца, расположенного в соответствующей канавке в указанной направляющей втулке, причем внутренний диаметр указанного врезного кольца больше диаметра вала с образованием отверстия. В оптимальном варианте заслонка содержит полость, обращенную к тарированному клапану и сообщающуюся с каналом выше заслонки, когда эта последняя находится в закрытом положении. В предпочтительном варианте исполнения тарированный клапан имеет прокладку, расположенную вокруг вала заслонки, а направляющая втулка содержит в своей осевой полости кольцо, снабженное прокладкой, которая окружает вал заслонки, при этом указанные прокладки выполнены плоскими и изготовлены из графита. В оптимальном примере выполнения направляющая втулка имеет опорную поверхность, расположенную напротив соответствующей поверхности заслонки, для образования первой осевой опоры. Клапан содержит также вторую направляющую втулку, предназначенную для направления второго конца указанного управляющего вала, причем указанная вторая втулка имеет опорную поверхность, расположенную напротив соответствующей поверхности заслонки, для образования второй осевой опоры. Предпочтительно направляющие втулки имеют наружную резьбу и ввинчиваются в соответствующие отверстия, выполненные в корпусе, и обработаны для создания низкого коэффициента трения и обеспечения способности выдерживать высокие температуры и окисляющее воздействие выхлопных газов. Перечень чертежей Далее изобретение и его преимущества будут пояснены на примере выполнения со ссылками на чертежи, на которых: фиг.1 изображает в перспективе общий вид деселератора, установленного на выходе турбокомпрессора, фиг.2-4 изображают деселератор на виде в разрезе по оси соответственно в нерабочем положении с открытой заслонкой, при работе с закрытой заслонкой и в равновесном положении с открытой выхлопной трубой, фиг.5 изображает вид заслонки в перспективе, фиг.6 изображает в перспективе направляющую втулку уравнительного устройства. Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения Как показано на фиг.1, деселератор 1 установлен обычным образом в выхлопной системе промышленной машины общего назначения с двигателем внутреннего сгорания, на выходе турбокомпрессора ТС, к которому отработанные газы двигателя (на чертеже не показан) поступают из выхлопного коллектора СЕ. Представленный в разрезе на фиг.2-4 деселератор 1 содержит клапан 2, управляемый соответствующим органом управления (на чертеже не показан), таким как цилиндр, привод и т.д. Клапан 2 имеет корпус 4, образующий канал 5 для прохода выхлопных газов в направлении стрелок F, и полость 6 для подвижной заслонки 7, которая установлена в корпусе 4 поперечно указанному каналу 5 и предназначена для удержания выхлопных газов выше по ходу потока, когда заслонка находится в закрытом положении. На концах корпуса 4 предусмотрены монтажные фланцы 4а и 4b для присоединения перед деселератором к соответствующему фланцу турбокомпрессора ТС, а за деселератором - к соответствующему фланцу выхлопной трубы (см. фиг. 1). Очевидно, что в зависимости от типа деселератора монтажные фланцы 4а и 4b могут быть заменены любым другим эквивалентным устройством типа зажимных хомутов и т.п. Представленная на чертежах подвижная заслонка 7 представляет собой поворотный дроссельный затвор, установленный на валу 8 с осью А, так что вал 8 образует ось поворота заслонки 7. Вал 8 установлен в корпусе 4 с помощью двух направляющих втулок, нижней втулки 9 и верхней втулки 10. Направляющие втулки 9, 10 ввинчены в соответствующие отверстия в корпусе 4, при этом именно винтовое соединение обеспечивает герметичность соединения между втулками и корпусом в отношении просачивания выхлопных газов. Втулки 9, 10 имеют также осевой упорный контакт между своими внутренними поверхностями 9' 10' и соответствующими торцевыми поверхностями заслонки 7, обеспечивая таким образом позиционирование и осевую блокировку заслонки для устранения риска паразитных вибраций. С этой целью втулки 9 и 10 обработаны таким образом, чтобы создавать низкий коэффициент трения и выдерживать высокие температуры и окисляющее воздействие выхлопных газов. Один из концов вала 8 выходит за пределы корпуса 4 через верхнюю направляющую втулку 10 для подсоединения к органу управления непосредственно или с помощью плеча рычага 8'. Возможны различные варианты выполнения заслонки, такие как в виде конусной пробки, шарового клапана или золотника. Деселератор 1 содержит также уравнительное устройство 20, встроенное в корпус 4 клапана 2 и предназначенное для того, чтобы обеспечивать выпуск выхлопных газов с определенным пониженным расходом, когда заслонка 7 находится в закрытом положении, для уравновешивания давлений и получения максимальной и постоянной величины противодавления независимо от режима работы двигателя, начиная с некоторой предварительно заданной пороговой величины давления. Уравнительное устройство 20 содержит выпускной канал 21, выполненный в корпусе 4 в обход заслонки 7. Практически этот канал 21 представляет собой уже имеющуюся в корпусе 4 полость разрежения, которая используется в деселераторе по другой заявке данного заявителя и предназначена для обеспечения герметичности между управляющим валом и корпусом. В настоящем изобретении эта полость разрежения используется как выпускной канал. Следовательно, нет необходимости существенно переделывать корпус 4, если не считать выполнения отверстия для установки верхней втулки 10. Выпускной канал 21 расположен по существу перпендикулярно валу 8 и проходит в обе стороны от направляющей втулки 10. Канал имеет глухой конец выше заслонки 7 по направлению потока газов, а второй конец канала выходит в канал 5 ниже заслонки 7. Указанное уравнительное устройство 20 содержит также тарированный клапан 22, предназначенный для открывания или закрывания выпускного канала 21 после превышения предварительно заданного порога давления. Тарированный клапан 22 имеет кольцевую форму, окружает вал 8 с возможностью скольжения относительно вала и снабжен уплотнительной прокладкой 22'. Тарированный клапан 22 установлен в осевой полости 23 верхней направляющей втулки 10, а вал 8 проходит через клапан. Верхняя направляющая втулка 10 имеет радиальные отверстия 24, сообщающиеся с выпускным каналом 21. На ближайшем к заслонке 7 конце втулки 10 имеется кольцевое седло 25, предназначенное для посадки указанного тарированного клапана 22 и образования отверстия 26 вокруг вала 8, позволяющее выхлопным газам непосредственно передавать давление на тарированный клапан 22. Как показано на фиг.6, кольцевое седло 25 может быть образовано врезным кольцом, установленным в соответствующей кольцевой канавке в верхней втулке 10, причем внутренний диаметр кольца больше диаметра вала 8 с образованием указанного отверстия 26. Когда тарированный клапан 22 отходит от кольцевого седла 25, отверстие 26 устанавливает сообщение между каналом 5 и радиальными отверстиями 24. Пружина 27 сжатия установлена позади тарированного клапана 22. Она установлена с опорой на кольцо 28 с уплотнительной прокладкой 28', опирающееся на дно упомянутой осевой полости 23. Пружина 27 сжатия оттарирована на такое усилие, что сжимается под действием силы, соответствующей предварительно заданной пороговой величине противодавления, которое непосредственно передается выхлопными газами. Заслонка 7 выполнена с обращенной в сторону верхней направляющей втулки 10 полостью 29, которая окружает вал 8 и сообщается с отверстием 26 в кольцевом седле 25. Полость 29 выполнена по форме дуги окружности и сообщается только с каналом 5 выше заслонки 7. Уплотнительные прокладки 22' и 28' предпочтительно выполнены плоскими из графита, устойчивыми к воздействию высоких температур и коррозионному воздействию газов. Прокладки обеспечивают герметичность между валом 8, клапаном 22 и верхней втулкой 10. Управление деселератором 1 осуществляется водителем промышленного транспортного средства посредством педали управления. При нормальной работе транспортного средства деселератор 1 находится в нерабочем положении, то есть подвижная заслонка 7 открыта (фиг. 2) и допускает свободный проход выхлопных газов. Во время торможения средства управления, приводимые в действие водителем, осуществляют закрывание заслонки 7 (фиг.3). При этом выхлопные газы удерживаются, и создается противодавление, которое вызывает снижение числа оборотов двигателя и, соответственно, снижение скорости движения машины. Следует уточнить, что даже в полностью закрытом положении между заслонкой 7 и полостью 6 остается некоторый зазор, который допускает выход выхлопных газов с пониженным расходом во избежание малейшего риска блокировки двигателя и создания высокого давления, опасного для расположенного выше по потоку оборудования. Начиная с определенной пороговой величины давления уравнительное устройство 20 (положение по фиг.4) приводится в действие для выравнивания давления и выдерживания постоянной величины противодавления независимо от режима работы двигателя. Фиг.2 изображает деселератор 1 в нерабочем положении. Заслонка 7 находится в открытом положении, т.е. ориентирована параллельно потоку выхлопных газов. Давление газов перед тарированным клапаном 22 по существу нулевое. Вследствие этого уравнительное устройство 20 не работает. Фиг.3 изображает деселератор 1 в рабочем положении. Заслонка 7 находится в закрытом положении, т.е. расположена перпендикулярно потоку выхлопных газов и создает противодавление газов. Как уже пояснялось выше, заслонка 7 и полость 6 установки заслонки выполнены таким образом, что между ними остается очень малый проход для выпуска газов. В положении по фиг. 3 давление перед тарированным клапаном 22 растет, но пока остается ниже определенной предварительно заданной величины давления, которая определяется пружиной 27 сжатия. Фиг. 4 изображает деселератор 1 в положении равновесия. Давление газов выше заслонки 7 увеличилось до пороговой величины противодавления, определяемой пружиной 27 тарированного клапана 22. Под действием этого давления тарированный клапан 22 поднимается с седла 25 и сжимает пружину 27. Отверстие 26 устанавливает сообщение между каналом 5 выше заслонки 7 и выпускным каналом 21 через полость 29 и радиальные отверстия 24 в верхней направляющей втулке 10. Таким образом, часть выхлопных газов отводится в выпускной канал 21, который выводит их ниже заслонки 7, создавая переменный расход выпуска для поддержания по существу постоянного противодавления. В этом примере выполнения деселератора 1 тарированный клапан 22 остается открытым в положении равновесия, следствием чего является регулирование противодавления выше заслонки 7. За счет этого обеспечивается постоянное и максимальное снижение числа оборотов двигателя и скорости движения в пределах соответствия определенному заранее заданному противодавлению, которое может быть максимально допустимым противодавлением выхлопного коллектора СЕ. Из описания следует, что данное изобретение позволяет улучшить имеющиеся в настоящее время в наличии деселераторы, предлагая простое, недорогое, эффективное, компактное и встроенное в клапан 2 уравнительное устройство 20, обеспечивающее также надежное уплотнение деселератора. Данное изобретение не ограничивается описанным примером выполнения, оно может содержать различные изменения и модификации, очевидные для специалиста в данной области.Формула изобретения
1. Деселератор (1), установленный в выхлопной системе транспортного средства с двигателем внутреннего сгорания, содержащий по меньшей мере один клапан (2), снабженный корпусом (4), образующим канал (5), и подвижной заслонкой (7), которая расположена поперечно указанному каналу (5) и соединена с управляющим валом (8), и средства управления указанной заслонкой, содержащие уравнительное устройство (20) выравнивания противодавления, создаваемого при воздействии указанной подвижной заслонки на газы, причем указанное уравнительное устройство предназначено для срабатывания, когда заслонка (7) находится в закрытом положении, начиная с определенной пороговой величины противодавления, открывания выпускного канала (21) при достижении противодавлением указанной пороговой величины, и удерживания его открытым за пределами пороговой величины давления независимо от режима работы двигателя с тем, чтобы создавать соответствующий расход выпуска выхлопных газов, причем уравнительное устройство (20) содержит тарированный клапан (22), расположенный в указанном выпускном канале (21), и пружину (27) сжатия, расположенную позади указанного тарированного клапана (22) и оттарированную на указанную пороговую величину давления, отличающийся тем, что указанное уравнительное устройство (20) встроено в корпус (4) клапана (2) и содержит направляющую втулку (10), через которую проходит вал (8), и в которой имеется осевая полость (23), предназначенная для установки указанного тарированного клапана (22) и его пружины (27) коаксиально указанному валу (8), а выпускной канал (21) расположен, по существу, перпендикулярно валу (8) и выходит в канал (5) ниже указанной заслонки с тем, чтобы вместе с уравнительным устройством (20) создавать перепускной проход для выпуска части потока выхлопных газов.2. Деселератор по п.1, отличающийся тем, что направляющая втулка (10) содержит по меньшей мере одно радиальное отверстие (24), сообщающееся с нижней по потоку частью выпускного канала (21).3. Деселератор по п.1, отличающийся тем, что направляющая втулка (10) имеет кольцевое седло (25), предназначенное для установки в упор указанного тарированного клапана (22), причем в указанном седле образовано отверстие (26), устанавливающее сообщение между указанным тарированным клапаном (22) и каналом (5) выше заслонки (7).4. Деселератор по п.3, отличающийся тем, что кольцевое седло (25) выполнено в виде врезного кольца, расположенного в соответствующей канавке в указанной направляющей втулке (10), причем внутренний диаметр указанного врезного кольца больше диаметра вала (8) с образованием отверстия (26).5. Деселератор по п.1, отличающийся тем, что заслонка (7) содержит полость (29), обращенную к тарированному клапану (22) и сообщающуюся с каналом (5) выше заслонки (7), когда эта последняя находится в закрытом положении.6. Деселератор по п.1, отличающийся тем, что тарированный клапан (22) имеет прокладку (22'), расположенную вокруг вала (8) заслонки (7).7. Деселератор по п.1, отличающийся тем, что направляющая втулка (10) содержит в своей осевой полости (23) кольцо (28), снабженное прокладкой (28'), которая окружает вал (8) заслонки (7).8. Деселератор по п.6 или 7, отличающийся тем, что прокладки (22', 28') изготовлены из графита.9. Деселератор по п.1, отличающийся тем, что направляющая втулка (10) имеет опорную поверхность (10'), расположенную напротив соответствующей поверхности заслонки (7), для образования первой осевой опоры.10. Деселератор по п.9, отличающийся тем, что клапан (2) содержит вторую направляющую втулку (9), предназначенную для направления второго конца указанного управляющего вала (8), причем указанная вторая втулка имеет опорную поверхность (9'), расположенную напротив соответствующей поверхности заслонки (7), для образования второй осевой опоры.11. Деселератор по п.9 или 10, отличающийся тем, что направляющие втулки (9, 10) имеют наружную резьбу и ввинчиваются в соответствующие отверстия, выполненные в корпусе (4).12. Деселератор по п.11, отличающийся тем, что направляющие втулки (9, 10) обработаны для создания низкого коэффициента трения и обеспечения способности выдерживать высокие температуры и окисляющее воздействие выхлопных газов.РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6www.findpatent.ru
Деселератор, встроенный в выхлопную систему транспортного средства с двигателем внутреннего сгорания
Изобретение относится к двигателестроению, в частности к деселераторам, встраиваемым в выхлопную систему двигателя внутреннего сгорания. Изобретение позволяет получить постоянную и максимальную мощность снижения скорости движения независимо от режима работы двигателя. Деселератор, установленный в выхлопной системе транспортного средства с двигателем внутреннего сгорания, содержит по меньшей мере один клапан, снабженный подвижной заслонкой, и управляющий этой заслонкой цилиндр, который включает в себя подвижный поршень, снабженный штоком, соединенным с упомянутой подвижной заслонкой, и по меньшей мере одно уравнительное устройство для выравнивания противодавления, создаваемого при воздействии указанной подвижной заслонки на газы. Уравнительное устройство приводится в действие, когда подвижная заслонка находится в закрытом положении, начиная с определенной пороговой величины противодавления. При достижении противодавлением указанной пороговой величины уравнительное устройство открывает подвижную заслонку на степень I возврата в открытое положение с тем, чтобы создавать соответствующий расход выпуска выхлопных газов для регулирования этого противодавления независимо от режима работы двигателя. Уравнительное устройство встроено в управляющий цилиндр с установкой внутри этого цилиндра между подвижным поршнем и штоком цилиндра. Шток выполнен с возможностью смещения на ход С' по отношению к подвижному поршню. Ход С' соответствует степени I возврата в открытое положение и регулируется, по меньшей мере, одной управляющей тарированной пружиной, расположенной между упомянутым подвижным поршнем и штоком. 9 з.п. ф-лы, 5 ил.
Область техники Настоящее изобретение относится к деселератору, устанавливаемому в выхлопной системе транспортного средства с двигателем внутреннего сгорания, содержащему по меньшей мере один клапан, снабженный подвижной заслонкой, и управляющий этой заслонкой цилиндр, который включает в себя подвижный поршень, снабженный штоком, соединенным с упомянутой подвижной заслонкой, и по меньшей мере одно уравнительное устройство для выравнивания противодавления, создаваемого при воздействии указанной подвижной заслонки на газы. Уравнительное устройство приводится в действие, когда заслонка находится в закрытом положении, начиная с определенной пороговой величины противодавления, и при достижении противодавлением указанной пороговой величины открывает подвижную заслонку на степень I возврата в открытое положение с тем, чтобы создать соответствующий расход выпуска выхлопных газов для регулирования этого противодавления независимо от режима работы двигателя.
Уровень техники Данный тип деселератора хорошо известен, в частности, в области промышленных транспортных средств с двигателями внутреннего сгорания. Учитывая большую инерцию этих машин, в них в дополнение к тормозной системе необходимо применение деселератора, который встраивается в выхлопной тракт, предпочтительно между двигателем и глушителем, и обычно устанавливается на выходе турбокомпрессора, питаемого от выхлопного коллектора. Обычно деселератор управляется левой педалью, чтобы избежать одновременного нажатия на педаль сцепления. Деселератор позволяет создавать противодавление в выхлопной системе. Такое противодавление может быть более или менее высоким в зависимости от положения заслонки и степени ее открытия. Противодавление обеспечивает снижение числа оборотов двигателя, дополняя тем самым действие тормозной системы транспортного средства. Чем выше противодавление, тем эффективнее осуществляется снижение скорости. Однако необходимо ограничивать это противодавление до максимально допустимого давления для выхлопного коллектора во избежание повторного открытия впускных клапанов. Это противодавление зависит от давления выхлопных газов на заслонку и находится в асимптотической функции работы двигателя. Следовательно, каждому режиму работы двигателя соответствует определенный уровень противодавления и соответственно определенный уровень снижения скорости. В целях оптимизации процесса снижения скорости стремятся сделать эту функцию постоянной для любых режимов работы двигателя, начиная с самых малых оборотов, при этом противодавление не должно превышать максимально допустимого давления. Одно из известных устройств описано в европейской заявке ЕР 536284, в котором модулятор выпуска выхлопных газов содержит перекрывающую заслонку с двумя выпускными отверстиями, перекрываемыми с помощью плоских пружин различной жесткости. По достижении первого уровня противодавления первая плоская пружина открывает первое выхлопное отверстие, открывая проход для части выхлопных газов. По достижении второго уровня противодавления вторая плоская пружина открывает второе выхлопное отверстие, увеличивая таким образом расход выхлопных газов. Это устройство позволяет ограничить противодавление, но создает ступенчатый процесс замедления, то есть не является оптимальным. Кроме того, плоские пружины подвергаются температурным нагрузкам и агрессивному воздействию выхлопных газов. Вследствие этого со временем их работа нарушается, отрицательно влияя на срабатывание при открывании и закрывании. На практике под действием температуры выхлопных газов плоские пружины утрачивают жесткость, и выхлопные отверстия остаются в постоянно открытом положении, уменьшая таким образом противодавление и эффективность замедления. Более того, поскольку система регулирования встроена в заслонку, то невозможна ее дополнительная установка при послепродажном обслуживании на уже действующие деселераторы. Устройство другого типа описано в опубликованной заявке Франции 2481367. В данном устройстве предусмотрено уравнительное устройство для выравнивания противодавления, смонтированное на конце штока цилиндра и соединенное с рычагом заслонки посредством шарового шарнира. Таким образом, это устройство расположено снаружи и является консольным. Следовательно, оно подвергается агрессивному воздействию окружения двигателя, а именно выбросам воды, грязи, солей, масел и т.д. Кроме того, оно создает значительную массу на конце штока, являясь источником преждевременного износа цилиндра и увеличивая риск излома штока, а также дает существенное увеличение инерции этого штока, что, в свою очередь, ведет к увеличению времени открывания и закрывания клапана деселератора. Этому устройству также необходима специальная монтажная деталь на штоке цилиндра, а поскольку движение штока направляется в этом случае слишком слабо, может появиться риск его заклинивания. В патенте США 4669585 описано устройство, сходное с указанным выше, но приспособленное к шиберному затвору, размеры которого по высоте существенно превосходят размеры поворотного затвора. В данном уравнительном устройстве в заслонке клапана предусмотрено отверстие, перекрываемое пластиной, которая соединена с концом штока цилиндра. Этот шток может под действием пружины входить в поршень, если противодавление достигает некоторого порогового значения. Указанная пластина имеет с выхлопными газами очень малую поверхность контакта, что уменьшает эффективность деселератора. Кроме того, это устройство подвергается прямому агрессивному воздействию выхлопных газов и вследствие этого может преждевременно выйти из строя, что уменьшает надежность устройства. Это устройство также сложно и дорого в изготовлении. На него также влияют паразитные нагрузки, поскольку противодавление действует в направлении, перпендикулярном перемещению описанной выше пластины, еще больше снижая эффективность и надежность устройства. Сущность изобретения Задачей настоящего изобретения является улучшение используемых в настоящее время деселераторов и создание простого, компактного и недорогого уравнительного устройства для выравнивания противодавления, позволяющего получать постоянные и максимальные характеристики замедления независимо от режима работы двигателя. При этом предлагаемое устройство обеспечивает надежность и стабильность работы на весь срок эксплуатации и отсутствие риска разрушения вследствие агрессивного воздействия выхлопных газов и высоких температур, защищено от агрессивной внешней среды со стороны двигателя (выбросы воды, грязи, солей, масел и т.д.) и не оказывает влияния на инерцию деселератора, т.е. на эффективность открывания и закрывания заслонки. Другой задачей является обеспечение возможности простого и экономичного монтажа уравнительного устройства на уже находящихся в эксплуатации деселераторах в рамках послепродажного обслуживания. Решение поставленной задачи достигнуто путем создания деселератора такого типа, как это описано в ограничительной части формулы. Отличительные особенности деселератора заключаются в том, что указанное уравнительное устройство встроено в управляющий цилиндр с установкой внутри этого цилиндра между подвижным поршнем и штоком цилиндра, причем шток выполнен с возможностью смещения на ход С' по отношению к подвижному поршню, при этом указанный ход С' соответствует степени I возврата в открытое положение и регулируется по меньшей мере одной управляющей тарированной пружиной, расположенной между упомянутым подвижным поршнем и штоком. Таким образом, управление давлением выхлопных газов выше заслонки осуществляется посредством выравнивания сил на уровне управляющего цилиндра. Вследствие этого функция выравнивания давлений отделена от функции замедления и передана цилиндру. Это устраняет воздействие на уравнительное устройство агрессивных газов выхлопной системы и их повышенной температуры, а также агрессивное воздействие внешней среды (выбросы различного рода), обеспечивая таким образом эффективную и надежную работу в течение всего срока эксплуатации. В одном из предпочтительных вариантов поршень имеет коаксиальную полость, а шток снабжен головкой, входящей в эту полость, причем в полости позади головки помещена управляющая тарированная пружина. В другом варианте выполнения поршень состоит из двух соединенных частей, а полость расположена внутри этих двух частей. В оптимальном варианте выполнения управляющая пружина оттарирована таким образом, что она сжимается, начиная с величины силы, соответствующей упомянутой выше пороговой величине предварительно заданного противодавления. В еще одном варианте максимальный ход С' штока цилиндра находится в пределах от 0 до 10 мм и предпочтительно равен 5 мм, при этом заслонка выполнена поворотной, а степень I возврата в открытое положение является углом
, максимальная величина которого находится в пределах от 0 до 20o и предпочтительно равна 10o. В другом оптимальном варианте полость имеет длину, по меньшей мере равную сумме длины сжатой управляющей тарированной пружины, толщины головки штока и максимального хода С' штока, а ось А поворота заслонки смещена по отношению к оси В симметрии этой заслонки на величину d, находящуюся в пределах от 0,5 до 5 мм. В наиболее предпочтительном варианте цилиндр снабжен двумя отдельными подшипниками, предназначенными для направления штока вдоль оси, причем один из подшипников размещен в поршне, а другой - в неподвижном кольце, закрывающем корпус цилиндра. Перечень фигур чертежей Далее изобретение и его преимущества будут пояснены на примере выполнения со ссылками на чертежи, на которых: фиг.1 изображает в перспективе общий вид деселератора, установленного на выходе турбокомпрессора, фиг.2 изображает деселератор на виде в разрезе по оси, фиг. 3-5 изображают деселератор на виде сверху в разрезе, соответственно в нерабочем положении с открытой заслонкой, при работе с закрытой заслонкой и в равновесном положении, со слегка приоткрытой заслонкой. Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения Как показано на фиг.1, деселератор 1 установлен обычным образом в выхлопной системе промышленной машины общего назначения с двигателем внутреннего сгорания, на выходе турбокомпрессора ТС, к которому отработанные газы двигателя (не показан) поступают из выхлопного коллектора СЕ. Представленный в разрезе на фиг.2 деселератор 1 содержит клапан 2, управляемый органом 3 управления. Клапан 2 имеет корпус 4, образующий канал 5 для прохода выхлопных газов в направлении стрелок F, и полость 6 для подвижной заслонки 7, которая установлена в корпусе 4 поперечно указанному каналу 5 и предназначена для удержания выхлопных газов выше по ходу потока, когда заслонка находится в закрытом положении. На концах корпуса 4 предусмотрены монтажные фланцы 4а и 4b для присоединения перед деселератором к соответствующему фланцу турбокомпрессора ТС, а за деселератором - к соответствующему фланцу выхлопной трубы (не показана). Очевидно, что в зависимости от типа деселератора монтажные фланцы 4а и 4b могут быть заменены любым другим эквивалентным устройством типа зажимных хомутов и т.п. Представленная на чертеже подвижная заслонка 7 представляет собой поворотный дроссельный затвор, установленный на валу 8 с осью А, причем один конец вала проходит через корпус 4 и соединен с органом 3 управления. Следует отметить, что ось А, соответствующая оси поворота подвижной заслонки 7, смещена от оси симметрии В затвора на расстояние d, которое может составлять от 0,5 до 5 мм в зависимости от размеров деселератора. Цели этого осевого смещения будут пояснены далее. Естественно, можно предусмотреть любую другую форму заслонки, такую как конусная пробка, шарик или золотник. Корпус 4 клапана 2 имеет полость разрежения 4' в виде криволинейного канала, который выполняется в процессе отливки корпуса и сообщается со сверлением для прохода вала 8. Этот канал имеет верхний глухой конец вблизи вала 8 и открытый выход в проходной канал 5 за заслонкой по ходу потока. Полость разрежения 4' обеспечивает надежное уплотнение в деселераторе 1 между валом 8 и корпусом 4. Действительно, когда заслонка 7 закрыта, то при попадании выхлопных газов между этими двумя деталями они автоматически отводятся через полость 4', которая благодаря разнице давлений по обе стороны от заслонки образует всасывающее устройство и поэтому названа полостью разрежения. Управляющим органом 3 является цилиндр 9, который может быть гидравлическим, пневматическим или электрическим и расположен снаружи от корпуса 4 и, следовательно, вне контакта с выхлопными газами. Этот цилиндр 9, смонтированный на опоре 10 посредством крепежного средства 9' типа болт/гайка, образующего неподвижную ось D. Цилиндр 9 содержит внутренний подвижный поршень 11 (фиг.3-5) и выходящий наружу шток 12, присоединенный к валу 8 заслонки 7 при помощи шарового шарнира 13 и рычага 14, причем шаровой шарнир 13 определяет ось Е шарнирного соединения. На виде сверху (фиг.3-5) точки, соответствующие осям А, D и Е, образуют треугольник, определяющий кинематику открытия и закрытия поворотной заслонки 7, а также длину рычага 14 и штока 12 цилиндра. Эти точки не должны находиться на одной прямой ни в одной из позиций элементов устройства. Опора 10 цилиндра 9 расположена на корпусе 4 клапана 2, а уплотнительное кольцо 10' предназначено для устранения малейшей возможности проникновения выхлопных газов внутрь деселератора 1. Управление деселератором 1 осуществляется водителем промышленного транспортного средства посредством педали управления. При нормальной работе транспортного средства деселератор 1 находится в нерабочем положении, то есть подвижная заслонка 7 открыта (фиг. 3) и допускает свободный проход выхлопных газов. При торможении в цилиндр 9 подается жидкость под давлением, шток 12 выдвигается и вызывает закрытие заслонки 7 (фиг.4). При этом выхлопные газы удерживаются и создается противодавление, которое вызывает снижение числа оборотов двигателя и соответственно снижение скорости движения машины. Следует уточнить, что даже в полностью закрытом положении подвижная заслонка 7 допускает выход выхлопных газов с пониженным расходом во избежание малейшего риска блокировки двигателя и создания высокого давления, опасного для расположенного выше по потоку оборудования. На фиг. 3-5 показаны различные положения деселератора 1 на виде сверху, где также представлен в разрезе управляющий цилиндр 9. Фиг. 3 изображает деселератор 1 в нерабочем положении. В цилиндр не подается жидкость по давлением, поршень 11 расположен возле отверстия 15 подвода жидкости, шток 12 втянут и подвижная заслонка 7 находится в открытом положении, т.е. ориентирована параллельно потоку выхлопных газов. Фиг.4 изображает деселератор 1 в рабочем положении. В цилиндр 9 подается жидкость под давлением, поршень 11 перемещается на длину хода С, шток 12 при этом также смещается на ход С, вызывая поворот подвижной заслонки 7 на четверть оборота. Подвижная заслонка 7 находится при этом в закрытом положении, т. е. ориентирована перпендикулярно потоку выхлопных газов и создает противодавление. Как пояснялось выше, подвижная заслонка 7 и полость 6 для подвижной заслонки выполнены таким образом, что допускают проход газов со значительно сниженным расходом. Уплотнение соединений между элементами цилиндра 9 обеспечивается тороидальным уплотнительным кольцом 16 на поршне 11 и подшипником 17 в соединении поршня со штоком 12. Неподвижное кольцо 18 закрывает корпус цилиндра 9 и направляет движение штока 12 с помощью подшипника 19. Таким образом, движение штока 12 вдоль продольной оси направляется посредством двух подшипников 17 и 19 в виде втулок, которые являются самосмазывающимися и обеспечивают достаточную направляющую поверхность для равномерного движения штока в осевом направлении без риска заклинивания. Две концентричные возвратные пружины 20 и 21 сжатия установлены между неподвижным кольцом 18 и поршнем 11, чтобы обеспечивать возврат поршня 11 в нерабочее положение после прекращения подачи жидкости под давлением. Эти две возвратные пружины 20 и 21 могут быть заменены одной возвратной пружиной или любым другим аналогичным средством в зависимости от типа деселератора. Ход поршня 11 ограничен упором, образующимся при контакте двух подшипников 17 и 19, при этом возвратные пружины 20 и 21 сжаты. Возвратные пружины 20 и 21 рассчитаны таким образом, что при максимальном сжатии пружин их витки не соприкасаются; таким образом снижается усталость пружин и устраняется образование ими жесткого упора. Возвратные пружины 20 и 21 установлены и направляются посредством буртиков 11', 11" и 18', 18" соответственно на поршне 11 и на неподвижном кольце 18. Фиг.5 изображает деселератор 1 в равновесном положении. В цилиндр 9 подается рабочая жидкость под давлением, поршень 11 находится в том же положении, что на фиг.4, шток 12 выдвинут. Однако давление газов выше подвижной заслонки 7 возросло до величины выше порогового значения противодавления, которое не должно превышать максимальной величины допустимого противодавления и определяется уравнительным устройством 25. Уравнительное устройство 25, которое будет описано ниже, допускает частичное и ограниченное приоткрывание заслонки 7 до определенной степени I возврата в открытое положение с тем, чтобы увеличить расход потока выпускаемых газов. В этом примере выполнения деселератора 1 независимо от режима работы двигателя подвижная заслонка 7 устанавливается в равновесное положение, ограниченное степенью I ее возможного возврата в открытое положение, обеспечивая постоянное и максимальное замедление в пределах соответствия определенному заранее заданному противодавлению, которое может быть максимально допустимым противодавлением выхлопного коллектора СЕ. Уравнительное устройство 25 является частью цилиндра 9 и встроено в него. Оно содержит шток 12 цилиндра, который не имеет жесткой связи с поршнем 11, и управляющую тарированную пружину 26, встроенную между штоком и поршнем. Тарированная пружина 26, в данном примере выполнения пружина сжатия, может быть заменена любым другим соответствующим элементом управления. В поршне 11 предусмотрена коаксиальная полость 27, в которой помещена тарированная пружина 26 и в которую входит соответствующий конец штока 12, имеющий головку 28, диаметр которой больше диаметра штока. Длина полости 27 равна по меньшей мере сумме длины управляющей тарированной пружины 26 в сжатом состоянии, толщины головки 28 штока 12 и длины хода С' штока 12. Установка уравнительного устройства 25 внутри цилиндра 9 требует выполнения поршня 11 из двух частей 11а и 11b, соединенных винтами или любыми другими крепежными средствами, например при помощи завальцовывания; при этом внутри этих двух частей выполнена полость 27. В нормальном режиме работы управляющая тарированная пружина 26 передает на шток 12 толкающее усилие, выдвигая его до упора головки 28 штока на дно полости 27. Эта пружина 26 оттарирована таким образом, чтобы выдерживать силу сжатия, соответствующую предварительно заданному определенному порогу противодавления на уровне подвижной заслонки 7, причем этот порог равен или меньше максимально допустимого противодавления в коллекторе СЕ. При величинах выше этого порогового значения управляющая тарированная пружина 26 сжимается и допускает отход штока 12 на ход С' под действием давления выхлопных газов на заслонку 7. С этой целью, как уже упоминалось выше, ось поворота А подвижной заслонки 7 смещена по отношению к ее оси симметрии В, создавая таким образом крутящий момент для компенсирующего открывания подвижной заслонки 7 под действием противодавления выхлопных газов. Ход С' штока 12 допускает возврат в открытое положение подвижной заслонки 7 на величину степени I возврата в открытое положение, которая на данном чертеже равна углу поворота подвижной заслонки, с увеличением расхода выпускаемых выхлопных газов. Максимальный ход С' ограничен частью 11а поршня и головкой 28 штока, когда эта головка 28 упирается в дно полости 27. В зависимости от типа деселератора указанный ход С' может лежать в пределах от 0 до 10 мм и предпочтительно составляет 5 мм, что соответствует степени I максимального возврата в открытое положение; при этом максимальный угол поворота подвижной заслонки лежит в пределах от 0 до 20o и предпочтительно составляет 10o. Далее, при любом режиме работы двигателя указанный угол меняется между минимальным и максимальным значениями в зависимости от давления выхлопных газов, например между 0 и 10o, что обеспечивает постоянное противодавление, не превышающее максимально допустимое давление в выхлопном коллекторе СЕ. Таким образом, это уравнительное устройство 25 позволяет управлять давлением газов выше заслонки посредством уравновешивания сил на уровне штока 12 цилиндра 9. Из описания следует, что данное изобретение позволяет улучшить имеющиеся в настоящее время в наличии деселераторы, предлагая простое, недорогое, эффективное, компактное и встроенное в управляющий цилиндр 9 уравнительное устройство 25, вынесенное за пределы выхлопной системы. Функции замедления и уравновешивания также разделены. За счет этого управляющий цилиндр 9, оснащенный уравнительным устройством 25, и само уравнительное устройство не подвергаются ни воздействию высоких температур, ни агрессивному воздействию выхлопных газов, ни агрессивному воздействию внешней по отношению к двигателю среды. Поскольку уравнительное устройство 25 встроено в цилиндр 9, оно не создает никаких паразитных нагрузок на шток цилиндра, которые могли бы отрицательно влиять на скорость его реакции при открывании и закрывании заслонки. Более того, его можно предлагать при послепродажном обслуживании для установки на существующие деселераторы, и оно устанавливается очень легко без необходимости демонтажа клапана 2. Данное изобретение не ограничивается описанным примером выполнения, оно может содержать различные изменения и модификации, очевидные для специалиста в данной области.Формула изобретения
1. Деселератор (1), установленный в выхлопной системе транспортного средства с двигателем внутреннего сгорания, содержащий по меньшей мере один клапан (2), снабженный подвижной заслонкой (7), и управляющий этой заслонкой цилиндр (9), который включает в себя подвижный поршень (11), снабженный штоком (12), соединенным с упомянутой подвижной заслонкой (7), и по меньшей мере одно уравнительное устройство (25) для выравнивания противодавления, создаваемого при воздействии указанной подвижной заслонки на газы, причем указанное уравнительное устройство приводится в действие, когда подвижная заслонка (7) находится в закрытом положении, начиная с определенной пороговой величины противодавления, и при достижении противодавлением указанной пороговой величины открывает подвижную заслонку (7) на степень I возврата в открытое положение с тем, чтобы создавать соответствующий расход выпуска выхлопных газов для регулирования этого противодавления независимо от режима работы двигателя, отличающийся тем, что указанное уравнительное устройство (25) встроено в управляющий цилиндр (9) с установкой внутри этого цилиндра между подвижным поршнем (11) и штоком (12) цилиндра, причем шток (12) выполнен с возможностью смещения на ход С' по отношению к подвижному поршню (11), при этом указанный ход С' соответствует степени I возврата в открытое положение и регулируется по меньшей мере одной управляющей тарированной пружиной (26), расположенной между упомянутым подвижным поршнем (11) и штоком (12).2. Деселератор по п.1, отличающийся тем, что поршень (11) имеет коаксиальную полость (27), а шток (12) снабжен головкой (28), входящей в эту полость, причем в полости позади головки помещена управляющая тарированная пружина (26).3. Деселератор по п.2, отличающийся тем, что поршень (11) состоит из двух соединенных частей (11а, 1lb), а полость (27) расположена внутри этих двух частей.4. Деселератор по п.2, отличающийся тем, что управляющая пружина (26) оттарирована таким образом, что она сжимается, начиная с величины силы, соответствующей упомянутой выше пороговой величине предварительно заданного противодавления.5. Деселератор по п.1, отличающийся тем, что максимальный ход С' штока (12) цилиндра находится в пределах от 0 до 10 мм и предпочтительно равен 5 мм.6. Деселератор по п.5, отличающийся тем, что заслонка (7) выполнена поворотной, а степень I возврата в открытое положение является углом, максимальная величина которого находится в пределах от 0 до 20° и предпочтительно равна 10°.7. Деселератор по п.2, отличающийся тем, что полость (27) имеет длину, по меньшей мере равную сумме длины сжатой управляющей тарированной пружины (26), толщины головки (28) штока и максимального хода С' штока (12).8. Деселератор по п.6, отличающийся тем, что ось (А) поворота заслонки (7) смещена по отношению к оси (В) симметрии этой заслонки на величину (d).9. Деселератор по п.8, отличающийся тем, что величина (d) находится в пределах от 0,5 до 5 мм.10. Деселератор по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что цилиндр (9) снабжен двумя отдельными подшипниками (17, 19), предназначенными для направления штока (12) вдоль оси, причем подшипник (17) размещен в поршне (11), а подшипник (19) размещен в неподвижном кольце (18), закрывающем корпус цилиндра (9).РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5www.findpatent.ru
Деселератор, встроенный в выхлопную систему транспортного средства с двигателем внутреннего сгорания
Область техникиНастоящее изобретение относится к деселератору, устанавливаемому в выхлопной системе транспортного средства с двигателем внутреннего сгорания, содержащему по меньшей мере один клапан, снабженный подвижной заслонкой, и управляющий этой заслонкой цилиндр, который включает в себя подвижный поршень, снабженный штоком, соединенным с упомянутой подвижной заслонкой, и по меньшей мере одно уравнительное устройство для выравнивания противодавления, создаваемого при воздействии указанной подвижной заслонки на газы. Уравнительное устройство приводится в действие, когда заслонка находится в закрытом положении, начиная с определенной пороговой величины противодавления, и при достижении противодавлением указанной пороговой величины открывает подвижную заслонку на степень I возврата в открытое положение с тем, чтобы создать соответствующий расход выпуска выхлопных газов для регулирования этого противодавления независимо от режима работы двигателя. Уровень техникиДанный тип деселератора хорошо известен, в частности, в области промышленных транспортных средств с двигателями внутреннего сгорания. Учитывая большую инерцию этих машин, в них в дополнение к тормозной системе необходимо применение деселератора, который встраивается в выхлопной тракт, предпочтительно между двигателем и глушителем, и обычно устанавливается на выходе турбокомпрессора, питаемого от выхлопного коллектора. Обычно деселератор управляется левой педалью, чтобы избежать одновременного нажатия на педаль сцепления. Деселератор позволяет создавать противодавление в выхлопной системе. Такое противодавление может быть более или менее высоким в зависимости от положения заслонки и степени ее открытия. Противодавление обеспечивает снижение числа оборотов двигателя, дополняя тем самым действие тормозной системы транспортного средства. Чем выше противодавление, тем эффективнее осуществляется снижение скорости. Однако необходимо ограничивать это противодавление до максимально допустимого давления для выхлопного коллектора во избежание повторного открытия впускных клапанов. Это противодавление зависит от давления выхлопных газов на заслонку и находится в асимптотической функции работы двигателя. Следовательно, каждому режиму работы двигателя соответствует определенный уровень противодавления и соответственно определенный уровень снижения скорости. В целях оптимизации процесса снижения скорости стремятся сделать эту функцию постоянной для любых режимов работы двигателя, начиная с самых малых оборотов, при этом противодавление не должно превышать максимально допустимого давления. Одно из известных устройств описано в европейской заявке ЕР 536284, в котором модулятор выпуска выхлопных газов содержит перекрывающую заслонку с двумя выпускными отверстиями, перекрываемыми с помощью плоских пружин различной жесткости. По достижении первого уровня противодавления первая плоская пружина открывает первое выхлопное отверстие, открывая проход для части выхлопных газов. По достижении второго уровня противодавления вторая плоская пружина открывает второе выхлопное отверстие, увеличивая таким образом расход выхлопных газов. Это устройство позволяет ограничить противодавление, но создает ступенчатый процесс замедления, то есть не является оптимальным. Кроме того, плоские пружины подвергаются температурным нагрузкам и агрессивному воздействию выхлопных газов. Вследствие этого со временем их работа нарушается, отрицательно влияя на срабатывание при открывании и закрывании. На практике под действием температуры выхлопных газов плоские пружины утрачивают жесткость, и выхлопные отверстия остаются в постоянно открытом положении, уменьшая таким образом противодавление и эффективность замедления. Более того, поскольку система регулирования встроена в заслонку, то невозможна ее дополнительная установка при послепродажном обслуживании на уже действующие деселераторы. Устройство другого типа описано в опубликованной заявке Франции 2481367. В данном устройстве предусмотрено уравнительное устройство для выравнивания противодавления, смонтированное на конце штока цилиндра и соединенное с рычагом заслонки посредством шарового шарнира. Таким образом, это устройство расположено снаружи и является консольным. Следовательно, оно подвергается агрессивному воздействию окружения двигателя, а именно выбросам воды, грязи, солей, масел и т.д. Кроме того, оно создает значительную массу на конце штока, являясь источником преждевременного износа цилиндра и увеличивая риск излома штока, а также дает существенное увеличение инерции этого штока, что, в свою очередь, ведет к увеличению времени открывания и закрывания клапана деселератора. Этому устройству также необходима специальная монтажная деталь на штоке цилиндра, а поскольку движение штока направляется в этом случае слишком слабо, может появиться риск его заклинивания. В патенте США 4669585 описано устройство, сходное с указанным выше, но приспособленное к шиберному затвору, размеры которого по высоте существенно превосходят размеры поворотного затвора. В данном уравнительном устройстве в заслонке клапана предусмотрено отверстие, перекрываемое пластиной, которая соединена с концом штока цилиндра. Этот шток может под действием пружины входить в поршень, если противодавление достигает некоторого порогового значения. Указанная пластина имеет с выхлопными газами очень малую поверхность контакта, что уменьшает эффективность деселератора. Кроме того, это устройство подвергается прямому агрессивному воздействию выхлопных газов и вследствие этого может преждевременно выйти из строя, что уменьшает надежность устройства. Это устройство также сложно и дорого в изготовлении. На него также влияют паразитные нагрузки, поскольку противодавление действует в направлении, перпендикулярном перемещению описанной выше пластины, еще больше снижая эффективность и надежность устройства. Сущность изобретенияЗадачей настоящего изобретения является улучшение используемых в настоящее время деселераторов и создание простого, компактного и недорогого уравнительного устройства для выравнивания противодавления, позволяющего получать постоянные и максимальные характеристики замедления независимо от режима работы двигателя. При этом предлагаемое устройство обеспечивает надежность и стабильность работы на весь срок эксплуатации и отсутствие риска разрушения вследствие агрессивного воздействия выхлопных газов и высоких температур, защищено от агрессивной внешней среды со стороны двигателя (выбросы воды, грязи, солей, масел и т.д.) и не оказывает влияния на инерцию деселератора, т.е. на эффективность открывания и закрывания заслонки. Другой задачей является обеспечение возможности простого и экономичного монтажа уравнительного устройства на уже находящихся в эксплуатации деселераторах в рамках послепродажного обслуживания. Решение поставленной задачи достигнуто путем создания деселератора такого типа, как это описано в ограничительной части формулы. Отличительные особенности деселератора заключаются в том, что указанное уравнительное устройство встроено в управляющий цилиндр с установкой внутри этого цилиндра между подвижным поршнем и штоком цилиндра, причем шток выполнен с возможностью смещения на ход С' по отношению к подвижному поршню, при этом указанный ход С' соответствует степени I возврата в открытое положение и регулируется по меньшей мере одной управляющей тарированной пружиной, расположенной между упомянутым подвижным поршнем и штоком. Таким образом, управление давлением выхлопных газов выше заслонки осуществляется посредством выравнивания сил на уровне управляющего цилиндра. Вследствие этого функция выравнивания давлений отделена от функции замедления и передана цилиндру. Это устраняет воздействие на уравнительное устройство агрессивных газов выхлопной системы и их повышенной температуры, а также агрессивное воздействие внешней среды (выбросы различного рода), обеспечивая таким образом эффективную и надежную работу в течение всего срока эксплуатации. В одном из предпочтительных вариантов поршень имеет коаксиальную полость, а шток снабжен головкой, входящей в эту полость, причем в полости позади головки помещена управляющая тарированная пружина. В другом варианте выполнения поршень состоит из двух соединенных частей, а полость расположена внутри этих двух частей. В оптимальном варианте выполнения управляющая пружина оттарирована таким образом, что она сжимается, начиная с величины силы, соответствующей упомянутой выше пороговой величине предварительно заданного противодавления. В еще одном варианте максимальный ход С' штока цилиндра находится в пределах от 0 до 10 мм и предпочтительно равен 5 мм, при этом заслонка выполнена поворотной, а степень I возврата в открытое положение является углом α, максимальная величина которого находится в пределах от 0 до 20o и предпочтительно равна 10o. В другом оптимальном варианте полость имеет длину, по меньшей мере равную сумме длины сжатой управляющей тарированной пружины, толщины головки штока и максимального хода С' штока, а ось А поворота заслонки смещена по отношению к оси В симметрии этой заслонки на величину d, находящуюся в пределах от 0,5 до 5 мм. В наиболее предпочтительном варианте цилиндр снабжен двумя отдельными подшипниками, предназначенными для направления штока вдоль оси, причем один из подшипников размещен в поршне, а другой - в неподвижном кольце, закрывающем корпус цилиндра. Перечень фигур чертежейДалее изобретение и его преимущества будут пояснены на примере выполнения со ссылками на чертежи, на которых:фиг.1 изображает в перспективе общий вид деселератора, установленного на выходе турбокомпрессора,фиг.2 изображает деселератор на виде в разрезе по оси,фиг. 3-5 изображают деселератор на виде сверху в разрезе, соответственно в нерабочем положении с открытой заслонкой, при работе с закрытой заслонкой и в равновесном положении, со слегка приоткрытой заслонкой. Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретенияКак показано на фиг.1, деселератор 1 установлен обычным образом в выхлопной системе промышленной машины общего назначения с двигателем внутреннего сгорания, на выходе турбокомпрессора ТС, к которому отработанные газы двигателя (не показан) поступают из выхлопного коллектора СЕ. Представленный в разрезе на фиг.2 деселератор 1 содержит клапан 2, управляемый органом 3 управления. Клапан 2 имеет корпус 4, образующий канал 5 для прохода выхлопных газов в направлении стрелок F, и полость 6 для подвижной заслонки 7, которая установлена в корпусе 4 поперечно указанному каналу 5 и предназначена для удержания выхлопных газов выше по ходу потока, когда заслонка находится в закрытом положении. На концах корпуса 4 предусмотрены монтажные фланцы 4а и 4b для присоединения перед деселератором к соответствующему фланцу турбокомпрессора ТС, а за деселератором - к соответствующему фланцу выхлопной трубы (не показана). Очевидно, что в зависимости от типа деселератора монтажные фланцы 4а и 4b могут быть заменены любым другим эквивалентным устройством типа зажимных хомутов и т.п. Представленная на чертеже подвижная заслонка 7 представляет собой поворотный дроссельный затвор, установленный на валу 8 с осью А, причем один конец вала проходит через корпус 4 и соединен с органом 3 управления. Следует отметить, что ось А, соответствующая оси поворота подвижной заслонки 7, смещена от оси симметрии В затвора на расстояние d, которое может составлять от 0,5 до 5 мм в зависимости от размеров деселератора. Цели этого осевого смещения будут пояснены далее. Естественно, можно предусмотреть любую другую форму заслонки, такую как конусная пробка, шарик или золотник. Корпус 4 клапана 2 имеет полость разрежения 4' в виде криволинейного канала, который выполняется в процессе отливки корпуса и сообщается со сверлением для прохода вала 8. Этот канал имеет верхний глухой конец вблизи вала 8 и открытый выход в проходной канал 5 за заслонкой по ходу потока. Полость разрежения 4' обеспечивает надежное уплотнение в деселераторе 1 между валом 8 и корпусом 4. Действительно, когда заслонка 7 закрыта, то при попадании выхлопных газов между этими двумя деталями они автоматически отводятся через полость 4', которая благодаря разнице давлений по обе стороны от заслонки образует всасывающее устройство и поэтому названа полостью разрежения. Управляющим органом 3 является цилиндр 9, который может быть гидравлическим, пневматическим или электрическим и расположен снаружи от корпуса 4 и, следовательно, вне контакта с выхлопными газами. Этот цилиндр 9, смонтированный на опоре 10 посредством крепежного средства 9' типа болт/гайка, образующего неподвижную ось D. Цилиндр 9 содержит внутренний подвижный поршень 11 (фиг.3-5) и выходящий наружу шток 12, присоединенный к валу 8 заслонки 7 при помощи шарового шарнира 13 и рычага 14, причем шаровой шарнир 13 определяет ось Е шарнирного соединения. На виде сверху (фиг.3-5) точки, соответствующие осям А, D и Е, образуют треугольник, определяющий кинематику открытия и закрытия поворотной заслонки 7, а также длину рычага 14 и штока 12 цилиндра. Эти точки не должны находиться на одной прямой ни в одной из позиций элементов устройства. Опора 10 цилиндра 9 расположена на корпусе 4 клапана 2, а уплотнительное кольцо 10' предназначено для устранения малейшей возможности проникновения выхлопных газов внутрь деселератора 1. Управление деселератором 1 осуществляется водителем промышленного транспортного средства посредством педали управления. При нормальной работе транспортного средства деселератор 1 находится в нерабочем положении, то есть подвижная заслонка 7 открыта (фиг. 3) и допускает свободный проход выхлопных газов. При торможении в цилиндр 9 подается жидкость под давлением, шток 12 выдвигается и вызывает закрытие заслонки 7 (фиг.4). При этом выхлопные газы удерживаются и создается противодавление, которое вызывает снижение числа оборотов двигателя и соответственно снижение скорости движения машины. Следует уточнить, что даже в полностью закрытом положении подвижная заслонка 7 допускает выход выхлопных газов с пониженным расходом во избежание малейшего риска блокировки двигателя и создания высокого давления, опасного для расположенного выше по потоку оборудования. На фиг. 3-5 показаны различные положения деселератора 1 на виде сверху, где также представлен в разрезе управляющий цилиндр 9. Фиг. 3 изображает деселератор 1 в нерабочем положении. В цилиндр не подается жидкость по давлением, поршень 11 расположен возле отверстия 15 подвода жидкости, шток 12 втянут и подвижная заслонка 7 находится в открытом положении, т.е. ориентирована параллельно потоку выхлопных газов. Фиг.4 изображает деселератор 1 в рабочем положении. В цилиндр 9 подается жидкость под давлением, поршень 11 перемещается на длину хода С, шток 12 при этом также смещается на ход С, вызывая поворот подвижной заслонки 7 на четверть оборота. Подвижная заслонка 7 находится при этом в закрытом положении, т. е. ориентирована перпендикулярно потоку выхлопных газов и создает противодавление. Как пояснялось выше, подвижная заслонка 7 и полость 6 для подвижной заслонки выполнены таким образом, что допускают проход газов со значительно сниженным расходом. Уплотнение соединений между элементами цилиндра 9 обеспечивается тороидальным уплотнительным кольцом 16 на поршне 11 и подшипником 17 в соединении поршня со штоком 12. Неподвижное кольцо 18 закрывает корпус цилиндра 9 и направляет движение штока 12 с помощью подшипника 19. Таким образом, движение штока 12 вдоль продольной оси направляется посредством двух подшипников 17 и 19 в виде втулок, которые являются самосмазывающимися и обеспечивают достаточную направляющую поверхность для равномерного движения штока в осевом направлении без риска заклинивания. Две концентричные возвратные пружины 20 и 21 сжатия установлены между неподвижным кольцом 18 и поршнем 11, чтобы обеспечивать возврат поршня 11 в нерабочее положение после прекращения подачи жидкости под давлением. Эти две возвратные пружины 20 и 21 могут быть заменены одной возвратной пружиной или любым другим аналогичным средством в зависимости от типа деселератора. Ход поршня 11 ограничен упором, образующимся при контакте двух подшипников 17 и 19, при этом возвратные пружины 20 и 21 сжаты. Возвратные пружины 20 и 21 рассчитаны таким образом, что при максимальном сжатии пружин их витки не соприкасаются; таким образом снижается усталость пружин и устраняется образование ими жесткого упора. Возвратные пружины 20 и 21 установлены и направляются посредством буртиков 11', 11" и 18', 18" соответственно на поршне 11 и на неподвижном кольце 18. Фиг.5 изображает деселератор 1 в равновесном положении. В цилиндр 9 подается рабочая жидкость под давлением, поршень 11 находится в том же положении, что на фиг.4, шток 12 выдвинут. Однако давление газов выше подвижной заслонки 7 возросло до величины выше порогового значения противодавления, которое не должно превышать максимальной величины допустимого противодавления и определяется уравнительным устройством 25. Уравнительное устройство 25, которое будет описано ниже, допускает частичное и ограниченное приоткрывание заслонки 7 до определенной степени I возврата в открытое положение с тем, чтобы увеличить расход потока выпускаемых газов. В этом примере выполнения деселератора 1 независимо от режима работы двигателя подвижная заслонка 7 устанавливается в равновесное положение, ограниченное степенью I ее возможного возврата в открытое положение, обеспечивая постоянное и максимальное замедление в пределах соответствия определенному заранее заданному противодавлению, которое может быть максимально допустимым противодавлением выхлопного коллектора СЕ. Уравнительное устройство 25 является частью цилиндра 9 и встроено в него. Оно содержит шток 12 цилиндра, который не имеет жесткой связи с поршнем 11, и управляющую тарированную пружину 26, встроенную между штоком и поршнем. Тарированная пружина 26, в данном примере выполнения пружина сжатия, может быть заменена любым другим соответствующим элементом управления. В поршне 11 предусмотрена коаксиальная полость 27, в которой помещена тарированная пружина 26 и в которую входит соответствующий конец штока 12, имеющий головку 28, диаметр которой больше диаметра штока. Длина полости 27 равна по меньшей мере сумме длины управляющей тарированной пружины 26 в сжатом состоянии, толщины головки 28 штока 12 и длины хода С' штока 12. Установка уравнительного устройства 25 внутри цилиндра 9 требует выполнения поршня 11 из двух частей 11а и 11b, соединенных винтами или любыми другими крепежными средствами, например при помощи завальцовывания; при этом внутри этих двух частей выполнена полость 27. В нормальном режиме работы управляющая тарированная пружина 26 передает на шток 12 толкающее усилие, выдвигая его до упора головки 28 штока на дно полости 27. Эта пружина 26 оттарирована таким образом, чтобы выдерживать силу сжатия, соответствующую предварительно заданному определенному порогу противодавления на уровне подвижной заслонки 7, причем этот порог равен или меньше максимально допустимого противодавления в коллекторе СЕ. При величинах выше этого порогового значения управляющая тарированная пружина 26 сжимается и допускает отход штока 12 на ход С' под действием давления выхлопных газов на заслонку 7. С этой целью, как уже упоминалось выше, ось поворота А подвижной заслонки 7 смещена по отношению к ее оси симметрии В, создавая таким образом крутящий момент для компенсирующего открывания подвижной заслонки 7 под действием противодавления выхлопных газов. Ход С' штока 12 допускает возврат в открытое положение подвижной заслонки 7 на величину степени I возврата в открытое положение, которая на данном чертеже равна углу α поворота подвижной заслонки, с увеличением расхода выпускаемых выхлопных газов. Максимальный ход С' ограничен частью 11а поршня и головкой 28 штока, когда эта головка 28 упирается в дно полости 27. В зависимости от типа деселератора указанный ход С' может лежать в пределах от 0 до 10 мм и предпочтительно составляет 5 мм, что соответствует степени I максимального возврата в открытое положение; при этом максимальный угол α поворота подвижной заслонки лежит в пределах от 0 до 20o и предпочтительно составляет 10o. Далее, при любом режиме работы двигателя указанный угол α меняется между минимальным и максимальным значениями в зависимости от давления выхлопных газов, например между 0 и 10o, что обеспечивает постоянное противодавление, не превышающее максимально допустимое давление в выхлопном коллекторе СЕ. Таким образом, это уравнительное устройство 25 позволяет управлять давлением газов выше заслонки посредством уравновешивания сил на уровне штока 12 цилиндра 9. Из описания следует, что данное изобретение позволяет улучшить имеющиеся в настоящее время в наличии деселераторы, предлагая простое, недорогое, эффективное, компактное и встроенное в управляющий цилиндр 9 уравнительное устройство 25, вынесенное за пределы выхлопной системы. Функции замедления и уравновешивания также разделены. За счет этого управляющий цилиндр 9, оснащенный уравнительным устройством 25, и само уравнительное устройство не подвергаются ни воздействию высоких температур, ни агрессивному воздействию выхлопных газов, ни агрессивному воздействию внешней по отношению к двигателю среды. Поскольку уравнительное устройство 25 встроено в цилиндр 9, оно не создает никаких паразитных нагрузок на шток цилиндра, которые могли бы отрицательно влиять на скорость его реакции при открывании и закрывании заслонки. Более того, его можно предлагать при послепродажном обслуживании для установки на существующие деселераторы, и оно устанавливается очень легко без необходимости демонтажа клапана 2. Данное изобретение не ограничивается описанным примером выполнения, оно может содержать различные изменения и модификации, очевидные для специалиста в данной области.
Формула изобретения
1. Деселератор (1), установленный в выхлопной системе транспортного средства с двигателем внутреннего сгорания, содержащий по меньшей мере один клапан (2), снабженный подвижной заслонкой (7), и управляющий этой заслонкой цилиндр (9), который включает в себя подвижный поршень (11), снабженный штоком (12), соединенным с упомянутой подвижной заслонкой (7), и по меньшей мере одно уравнительное устройство (25) для выравнивания противодавления, создаваемого при воздействии указанной подвижной заслонки на газы, причем указанное уравнительное устройство приводится в действие, когда подвижная заслонка (7) находится в закрытом положении, начиная с определенной пороговой величины противодавления, и при достижении противодавлением указанной пороговой величины открывает подвижную заслонку (7) на степень I возврата в открытое положение с тем, чтобы создавать соответствующий расход выпуска выхлопных газов для регулирования этого противодавления независимо от режима работы двигателя, отличающийся тем, что указанное уравнительное устройство (25) встроено в управляющий цилиндр (9) с установкой внутри этого цилиндра между подвижным поршнем (11) и штоком (12) цилиндра, причем шток (12) выполнен с возможностью смещения на ход С' по отношению к подвижному поршню (11), при этом указанный ход С' соответствует степени I возврата в открытое положение и регулируется по меньшей мере одной управляющей тарированной пружиной (26), расположенной между упомянутым подвижным поршнем (11) и штоком (12).2. Деселератор по п.1, отличающийся тем, что поршень (11) имеет коаксиальную полость (27), а шток (12) снабжен головкой (28), входящей в эту полость, причем в полости позади головки помещена управляющая тарированная пружина (26).3. Деселератор по п.2, отличающийся тем, что поршень (11) состоит из двух соединенных частей (11а, 1lb), а полость (27) расположена внутри этих двух частей.4. Деселератор по п.2, отличающийся тем, что управляющая пружина (26) оттарирована таким образом, что она сжимается, начиная с величины силы, соответствующей упомянутой выше пороговой величине предварительно заданного противодавления.5. Деселератор по п.1, отличающийся тем, что максимальный ход С' штока (12) цилиндра находится в пределах от 0 до 10 мм и предпочтительно равен 5 мм.6. Деселератор по п.5, отличающийся тем, что заслонка (7) выполнена поворотной, а степень I возврата в открытое положение является углом α, максимальная величина которого находится в пределах от 0 до 20° и предпочтительно равна 10°.7. Деселератор по п.2, отличающийся тем, что полость (27) имеет длину, по меньшей мере равную сумме длины сжатой управляющей тарированной пружины (26), толщины головки (28) штока и максимального хода С' штока (12).8. Деселератор по п.6, отличающийся тем, что ось (А) поворота заслонки (7) смещена по отношению к оси (В) симметрии этой заслонки на величину (d).9. Деселератор по п.8, отличающийся тем, что величина (d) находится в пределах от 0,5 до 5 мм.10. Деселератор по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что цилиндр (9) снабжен двумя отдельными подшипниками (17, 19), предназначенными для направления штока (12) вдоль оси, причем подшипник (17) размещен в поршне (11), а подшипник (19) размещен в неподвижном кольце (18), закрывающем корпус цилиндра (9).
MM4A Досрочное прекращение действия патента из-за неуплаты в установленный срок пошлины заподдержание патента в силе
Дата прекращения действия патента: 23.04.2011
Дата публикации: 20.02.2012
bankpatentov.ru
Дистиллятор для самогона: виды и применение
Самогоноварением сегодня занимается большое количество людей, и с этой целью они пользуются самогонными аппаратами, или дистилляторами, для самогона. Но слово «дистиллятор» используется и в другом смысле — это прибор для дистилляции и не только самогона. Иногда же дистиллятором называют только перегонный куб в составе самогонного аппарата. Такие агрегаты осуществляют перегонку сырья, которое содержит этиловый спирт. К примеру, это может быть брата, вино, спирт-сырец. Дистиллятор для самогона предложен на рынке товаров для винокурения в разных конфигурациях, которые отличаются друг от друга комплектацией и, соответственно, ценой.
Самогонный аппарат
Какую конструкцию имеет самогонный аппарат? Каков принцип его работы? Как выбрать качественный самогонный аппарат для домашнего винокурения?
Чем отличаются дистилляторы?
Любой самогонный аппарат, предлагающийся в продаже, состоит из таких обязательных элементов:
- Перегонного куба: это емкость, изготовленная из нержавеющей стали, которая предназначена для нагрева сырья и перегонки самогона. Перегонный куб имеет толщину стенок и дна, составляющую несколько миллиметров, что позволяет равномерно и качественно нагревать брагу, при этом не допуская ее пригорания и приставания к стенкам емкости.
- Змеевик: представляет собой тонкую изогнутую трубку, по которой перемещаются пары закипающей браги. Змеевик также изготавливается из нержавеющей стали, которая не вступает в реакцию с парами браги. В змеевике пар не только циркулирует, но и охлаждается, превращаясь в конденсат. Полученный конденсат собирается в чистую емкость.
Также самогонный аппарат может оснащаться такими элементами:
1) Сухопарником: это закрытая герметичная емкость, которая в агрегате находится между перегонным кубом и змеевиком-холодильником. С этими составляющими самогонного аппарата сухопарник соединяется при помощи трубок, по которым циркулирует пар из кипящей браги. В змеевике происходит конденсация всех алкогольных паров, а из-за того, что постоянный подвод тепла провоцирует повторное кипение спирта, ненужные примеси оседают на внутренних стенках сухопарника и не попадают в готовый продукт.
Использование сухопарника-отстойника позволяет значительно упростить очищение дистиллята, но на этом список преимуществ сухопарника не заканчивается. Применение сухопарника позволяет предупредить расплескивание браги и ее смешивание с самогоном. Сухопарник входит в комплектацию большинства моделей продаваемых самогонных аппаратов.
Если же такого элемента нет, то винокур может самостоятельно купить и установить сухопарник на самогонный аппарат. При желании на дистилляторы для самогона можно устанавливать по 2 и даже по 3 сухопарника. Сами же сухопарники могут изготавливаться как из нержавеющей стали, так из стекла (такое приспособление будет внешним видом напоминать банку). Независимо от материала изготовления, сухопарник должен быть герметичным.
Сухопарники также выполняют и другую функцию — их используют в качестве емкостей, в которые вкладываются добавки, используемые в облагораживании самогона. Речь идет об ароматных специях, кусочках фруктов, ягод и т. д.
2) Дефлегматор, или ректификационная колонна: есть мнение, что такое оборудование к самогонному аппарату позволяет осуществить дополнительную очистку спирта за счет осаждения флегмы и ее направления обратно в перегонный куб. Здесь при нагревании она вновь испаряется, а ее конденсат стекает вниз, и это процесс повторяется несколько раз.
В таком агрегате, как ректификационная колонна самогонного аппарата, пар браги разделяется на фракции. Их можно разделить так: «головы» (ядовитые примеси, употребление которых может привести к тяжелому отравлению и даже гибели), «тело» (этиловый спирт) и «хвосты» (сивушные масла). Использование ректификационной колонны позволит получать лишь этиловый спирт без каких-либо нежелательных примесей. Такой самогон сразу же после изготовления используют в качестве основы для изготовления любого домашнего алкоголя.
Ректификационная колонна может работать только со спиртом-сырцом крепостью 40 градусов, но не с брагой. То есть если винокур эксплуатирует ректификационную колонну без традиционного самогонного аппарата, у него ничего не получится. При закипании брага засорит ректификационную колонну и она выйдет из строя.
3) Терморегулятор, или термометр: хороший самогонный аппарат всегда оснащается прибором для контроля температурного режима нагревания браги. Все дело в том, что на определенных стадиях ее нагревания происходит испарение различных составляющих сырья, в том числе и тех, наличие которых в самогоне не допускается.
Производители также могут комплектовать свой товар другими вспомогательными в приготовлении самогона элементами: книгами с рецептами приготовления самогона, концентратами-ароматизаторами и т. д.
Все самогонные аппараты можно разделить на проточные и непроточные. Чем отличается один агрегат от другого? Первые самогонные дистилляторы требуют наличия водопровода и подключения к нему. Непроточные же аппараты заполняются дистиллированной водой вручную, так как они не подключаются к водопроводу.
Что лучше: проточный самогонный аппарат или самогонный аппарат непроточного типа? Ответ на этот вопрос зависит от того, где именно будет эксплуатироваться агрегат. Если человек покупает устройство для дистилляции воды или самогона на даче, то выбор следует сделать в пользу аппарата, не требующего подключения к водопроводу.
Как работает самогонный аппарат?
Принцип работы самогонного аппарата для дистилляции спиртосодержащего сырья основывается на том, что все компоненты, из которых состоит брага, закипают при разной температуре. Самую низкую температуру кипения имеют «хвосты» — ядовитые примеси. Вредные фракции испаряются из браги, нагретой до 63-68 градусов. «Хвосты» составляют всего 5% от объема дистиллята, тем не менее их наличие в употребляемом напитке может быть фатальным для человека.
Когда сырье в перегонном кубе нагревается до 70 градусов, то происходит испарения этилового спирта — «сердца» браги, ради которого и выполняется перегонка самогона. В правильно изготовленной браге содержится как минимум 80% спирта.
Прекратить процесс сбора сырья следует, когда температура нагревания повышается до 85 градусов. Все дело в том, что на этом этапе начинается испарение и конденсация «хвостов», представленных сивушными маслами. Их употребление вряд ли может закончиться отравлением, но сами сивушные масла могут портить вкус и запах спиртного. От таких примесей все же рекомендуется избавиться в процессе перегонки самогона.
Для получения качественного самогона, а также с целью предупреждения поломки дистиллятора, следует внимательно отнестись к соблюдению правил его эксплуатации. Начальным этапом подготовки самогонного аппарата к работе является его мытье. Перегонный куб для этого заполняют чистой водой и кипятят ее на протяжении 10-15 минут. После приготовленную по рецепту брагу заливают в перегонный куб (одна четверть должна оставаться свободной) и закрывают емкость крышкой, но так, чтобы была обеспечена полная герметичность. Затем следует взять шланг из ПВХ или силикона и прикрепить его к нижнему штуцеру охладителя для подачи воды. К нижнему штуцеру следует присоединить шланг, который будет отводить воду.
На штуцер отбора надевают фрагмент шланга из силикона и опускают его в чистую емкость, предназначенную для сбора дистиллята. Если самогонный аппарат имеет биметаллический термометр, то его перед использованием агрегата необходимо отрегулировать.
После всех этих действий приступают к перегонке самогона, в обязательном порядке контролируя температурный режим дистилляции.
Как выбрать?
В продаже имеется богатый выбор моделей агрегатов для дистилляции самогона, и все они отличаются друг от друга техническими характеристикам. Чтобы не растеряться в выборе таких агрегатов, в первую очередь внимание следует обратить на такие важные характеристики самогонного аппарата:
- Объем перегонного куба: качественный аппарат имеет перегонный куб объемом не менее 12 литров. Если вы собираетесь перегонять небольшие объемы спирта, то куба вместительностью 12-14 литров вполне хватит. Перегонный куб вместительностью 20-25 литров позволит изготавливать десятки литров самогона.
- Материал: оптимально покупать аппарат, изготовленный из меди или нержавеющей стали. Такие металлы не вступают в реакцию с парами, исходящими от кипящей браги, поэтому они не влияют на характеристики дистиллята. Толщина металла стенок куба должна быть минимум 2 миллиметра. Если стенки слишком тонкие, то брага в них может пригорать.
- Наличие в конструкции аппарата детали для очистки самогона: у хорошего самогонного аппарата есть сухопарник, причем оптимально, если это разборная емкость. Наличие двух сухопарников позволит сделать очистку самогона более совершенной, что считается немаловажным аспектом с точки зрения выбора дистиллятора.
Многие дистилляторы для самогона можно использовать не только в сфере винокурения. В таких агрегатах также дистиллируют воду, что позволяет избавить ее от примесей. Дистиллированная вода используется в бытовых, медицинских и промышленных целях.
При покупке дистиллятора важно обращать внимание на наличие техпаспорта и гарантийного талона к товару. Также аппарат должен комплектоваться инструкцией. Если всех этих документов нет, то, скорее всего, предлагаемый аппарат является подделкой или же имеет низкое качество.
pogarchik.com
Деселератор, встроенный в выхлопную систему транспортного средства с двигателем внутреннего сгорания
Область техникиИзобретение относится к деселератору, устанавливаемому в выхлопной системе транспортного средства с двигателем внутреннего сгорания. Деселератор содержит по меньшей мере один клапан, снабженный корпусом, образующим канал, и подвижной заслонкой, которая расположена поперечно указанному каналу и соединена с управляющим валом, и средства управления указанной заслонкой, содержащие уравнительное устройство для выравнивания противодавления, создаваемого при воздействии указанной подвижной заслонки на газы. Уравнительное устройство предназначено для срабатывания, когда заслонка находится в закрытом положении, начиная с определенной пороговой величины противодавления, открывания выпускного канала при достижении противодавлением указанной пороговой величины и удерживания его открытым за пределами пороговой величины давления независимо от режима работы двигателя с тем, чтобы создавать соответствующий расход выпуска выхлопных газов. При этом уравнительное устройство содержит тарированный клапан, расположенный в указанном выпускном канале, и пружину сжатия, расположенную позади указанного тарированного клапана и оттарированную на указанную пороговую величину давления. Уровень техникиДанный тип деселератора хорошо известен, в частности, в области промышленных транспортных средств с двигателями внутреннего сгорания. Учитывая большую инерцию этих машин, в них в дополнение к тормозной системе необходимо применение деселератора, который встраивается в выхлопную систему, предпочтительно между двигателем и глушителем, и обычно устанавливается на выходе турбокомпрессора, питаемого от выхлопного коллектора. Обычно деселератор управляется левой педалью, чтобы избежать одновременного нажатия на педаль сцепления. Деселератор позволяет создавать противодавление в выхлопной системе. Такое противодавление может быть более или менее высоким в зависимости от положения заслонки и степени ее открытия. Противодавление обеспечивает снижение числа оборотов двигателя, дополняя тем самым действие тормозной системы транспортного средства. Чем выше противодавление, тем эффективнее осуществляется снижение скорости. Однако необходимо ограничивать это противодавление до максимально допустимого давления для выхлопного коллектора во избежание повторного открытия впускных клапанов. Это противодавление зависит от давления выхлопных газов на заслонку и находится в асимптотической функции работы двигателя. Следовательно, каждому режиму работы двигателя соответствует определенный уровень противодавления и, соответственно, определенный уровень снижения скорости. В целях оптимизации процесса снижения скорости стремятся сделать эту функцию постоянной для любых режимов работы двигателя, начиная с самых малых оборотов, при этом противодавление не должно превышать максимально допустимого давления. Одно из известных устройств описано в европейской заявке ЕР 536284, в котором модулятор выпуска выхлопных газов содержит перекрывающую заслонку с двумя выпускными отверстиями, перекрываемыми с помощью плоских пружин различной жесткости. По достижении первого уровня противодавления первая плоская пружина открывает первое выхлопное отверстие, открывая проход для части выхлопных газов. По достижении второго уровня противодавления вторая плоская пружина открывает второе выхлопное отверстие, увеличивая таким образом расход выхлопных газов. Это устройство позволяет ограничить противодавление, но создает ступенчатый процесс замедления, то есть не является оптимальным. Кроме того, плоские пружины подвергаются температурным нагрузкам и агрессивному воздействию выхлопных газов. Вследствие этого со временем их работа нарушается, отрицательно влияя на срабатывание при открывании и закрывании. На практике под действием температуры выхлопных газов плоские пружины утрачивают жесткость, и выхлопные отверстия остаются в постоянно открытом положении, уменьшая таким образом противодавление и эффективность замедления. Более того, поскольку система регулирования встроена в заслонку, то невозможна ее дополнительная установка при послепродажном обслуживании на уже действующие деселераторы. Иная конструкция, описанная в патентной публикации СН-А428318, предусматривает клапан, расположенный в корпусе дискового затвора с противоположной стороны управляющего вала заслонки. С этой целью на корпусе имеются два специальных канала, играющих роль байпаса, когда клапан срабатывает. Подобная конструкция требует создания специального отделения вне деселератора для размещения клапана, которое должно быть герметичным по отношению к выхлопным газам. Дело в том, что сам клапан, в том виде как он есть, не позволяет гарантировать требуемую герметичность. Кроме того, это внешнее отделение создает проблемы, связанные с занимаемым им объемом. Необходима дополнительная пружина между клапаном и заслонкой для удержания этой последней, опирающейся в верхней части на осевой упор, предусматриваемый на управляющем валу, и для гашения вибрации заслонки. Конфигурация этого осевого упора заставляет делать корпус деселератора из двух частей, что, в свою очередь, порождает проблемы, связанные с герметичностью. Кроме того, вокруг управляющего вала заслонки не предусмотрено никакой герметичной защиты. Сущность изобретенияЗадачей настоящего изобретения является улучшение используемых в настоящее время деселераторов и создание простого, компактного и недорогого уравнительного устройства для выравнивания противодавления, позволяющего получать постоянные и максимальные характеристики замедления независимо от режима работы двигателя. При этом предлагаемое устройство обеспечивает надежность и стабильность работы на весь срок эксплуатации и отсутствие риска разрушения вследствие агрессивного воздействия выхлопных газов и высоких температур. Решение поставленной задачи достигается путем создания деселератора такого типа, как это описано в ограничительной части п.1 формулы изобретения. Отличительные особенности деселератора заключаются в том, что указанное уравнительное устройство встроено в корпус клапана и содержит направляющую втулку, через которую проходит вал. В направляющей втулке имеется осевая полость, предназначенная для установки указанного тарированного клапана и его пружины коаксиально указанному валу, а выпускной канал расположен по существу перпендикулярно валу и выходит в канал ниже указанной заслонки с тем, чтобы вместе с уравнительным устройством создавать перепускной проход для выпуска части потока выхлопных газов. В предпочтительном варианте исполнения направляющая втулка содержит по меньшей мере одно радиальное отверстие, сообщающееся с нижней по потоку частью выпускного канала. Предпочтительно направляющая втулка имеет кольцевое седло, предназначенное для установки в упор указанного тарированного клапана, причем в указанном седле образовано отверстие, устанавливающее сообщение между указанным тарированным клапаном и каналом выше заслонки. В одном из вариантов кольцевое седло выполнено в виде врезного кольца, расположенного в соответствующей канавке в указанной направляющей втулке, причем внутренний диаметр указанного врезного кольца больше диаметра вала с образованием отверстия. В оптимальном варианте заслонка содержит полость, обращенную к тарированному клапану и сообщающуюся с каналом выше заслонки, когда эта последняя находится в закрытом положении. В предпочтительном варианте исполнения тарированный клапан имеет прокладку, расположенную вокруг вала заслонки, а направляющая втулка содержит в своей осевой полости кольцо, снабженное прокладкой, которая окружает вал заслонки, при этом указанные прокладки выполнены плоскими и изготовлены из графита. В оптимальном примере выполнения направляющая втулка имеет опорную поверхность, расположенную напротив соответствующей поверхности заслонки, для образования первой осевой опоры. Клапан содержит также вторую направляющую втулку, предназначенную для направления второго конца указанного управляющего вала, причем указанная вторая втулка имеет опорную поверхность, расположенную напротив соответствующей поверхности заслонки, для образования второй осевой опоры. Предпочтительно направляющие втулки имеют наружную резьбу и ввинчиваются в соответствующие отверстия, выполненные в корпусе, и обработаны для создания низкого коэффициента трения и обеспечения способности выдерживать высокие температуры и окисляющее воздействие выхлопных газов. Перечень чертежейДалее изобретение и его преимущества будут пояснены на примере выполнения со ссылками на чертежи, на которых:фиг.1 изображает в перспективе общий вид деселератора, установленного на выходе турбокомпрессора,фиг.2-4 изображают деселератор на виде в разрезе по оси соответственно в нерабочем положении с открытой заслонкой, при работе с закрытой заслонкой и в равновесном положении с открытой выхлопной трубой,фиг.5 изображает вид заслонки в перспективе,фиг.6 изображает в перспективе направляющую втулку уравнительного устройства. Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретенияКак показано на фиг.1, деселератор 1 установлен обычным образом в выхлопной системе промышленной машины общего назначения с двигателем внутреннего сгорания, на выходе турбокомпрессора ТС, к которому отработанные газы двигателя (на чертеже не показан) поступают из выхлопного коллектора СЕ. Представленный в разрезе на фиг.2-4 деселератор 1 содержит клапан 2, управляемый соответствующим органом управления (на чертеже не показан), таким как цилиндр, привод и т.д. Клапан 2 имеет корпус 4, образующий канал 5 для прохода выхлопных газов в направлении стрелок F, и полость 6 для подвижной заслонки 7, которая установлена в корпусе 4 поперечно указанному каналу 5 и предназначена для удержания выхлопных газов выше по ходу потока, когда заслонка находится в закрытом положении. На концах корпуса 4 предусмотрены монтажные фланцы 4а и 4b для присоединения перед деселератором к соответствующему фланцу турбокомпрессора ТС, а за деселератором - к соответствующему фланцу выхлопной трубы (см. фиг. 1). Очевидно, что в зависимости от типа деселератора монтажные фланцы 4а и 4b могут быть заменены любым другим эквивалентным устройством типа зажимных хомутов и т.п. Представленная на чертежах подвижная заслонка 7 представляет собой поворотный дроссельный затвор, установленный на валу 8 с осью А, так что вал 8 образует ось поворота заслонки 7. Вал 8 установлен в корпусе 4 с помощью двух направляющих втулок, нижней втулки 9 и верхней втулки 10. Направляющие втулки 9, 10 ввинчены в соответствующие отверстия в корпусе 4, при этом именно винтовое соединение обеспечивает герметичность соединения между втулками и корпусом в отношении просачивания выхлопных газов. Втулки 9, 10 имеют также осевой упорный контакт между своими внутренними поверхностями 9' 10' и соответствующими торцевыми поверхностями заслонки 7, обеспечивая таким образом позиционирование и осевую блокировку заслонки для устранения риска паразитных вибраций. С этой целью втулки 9 и 10 обработаны таким образом, чтобы создавать низкий коэффициент трения и выдерживать высокие температуры и окисляющее воздействие выхлопных газов. Один из концов вала 8 выходит за пределы корпуса 4 через верхнюю направляющую втулку 10 для подсоединения к органу управления непосредственно или с помощью плеча рычага 8'. Возможны различные варианты выполнения заслонки, такие как в виде конусной пробки, шарового клапана или золотника. Деселератор 1 содержит также уравнительное устройство 20, встроенное в корпус 4 клапана 2 и предназначенное для того, чтобы обеспечивать выпуск выхлопных газов с определенным пониженным расходом, когда заслонка 7 находится в закрытом положении, для уравновешивания давлений и получения максимальной и постоянной величины противодавления независимо от режима работы двигателя, начиная с некоторой предварительно заданной пороговой величины давления. Уравнительное устройство 20 содержит выпускной канал 21, выполненный в корпусе 4 в обход заслонки 7. Практически этот канал 21 представляет собой уже имеющуюся в корпусе 4 полость разрежения, которая используется в деселераторе по другой заявке данного заявителя и предназначена для обеспечения герметичности между управляющим валом и корпусом. В настоящем изобретении эта полость разрежения используется как выпускной канал. Следовательно, нет необходимости существенно переделывать корпус 4, если не считать выполнения отверстия для установки верхней втулки 10. Выпускной канал 21 расположен по существу перпендикулярно валу 8 и проходит в обе стороны от направляющей втулки 10. Канал имеет глухой конец выше заслонки 7 по направлению потока газов, а второй конец канала выходит в канал 5 ниже заслонки 7. Указанное уравнительное устройство 20 содержит также тарированный клапан 22, предназначенный для открывания или закрывания выпускного канала 21 после превышения предварительно заданного порога давления. Тарированный клапан 22 имеет кольцевую форму, окружает вал 8 с возможностью скольжения относительно вала и снабжен уплотнительной прокладкой 22'. Тарированный клапан 22 установлен в осевой полости 23 верхней направляющей втулки 10, а вал 8 проходит через клапан. Верхняя направляющая втулка 10 имеет радиальные отверстия 24, сообщающиеся с выпускным каналом 21. На ближайшем к заслонке 7 конце втулки 10 имеется кольцевое седло 25, предназначенное для посадки указанного тарированного клапана 22 и образования отверстия 26 вокруг вала 8, позволяющее выхлопным газам непосредственно передавать давление на тарированный клапан 22. Как показано на фиг.6, кольцевое седло 25 может быть образовано врезным кольцом, установленным в соответствующей кольцевой канавке в верхней втулке 10, причем внутренний диаметр кольца больше диаметра вала 8 с образованием указанного отверстия 26. Когда тарированный клапан 22 отходит от кольцевого седла 25, отверстие 26 устанавливает сообщение между каналом 5 и радиальными отверстиями 24. Пружина 27 сжатия установлена позади тарированного клапана 22. Она установлена с опорой на кольцо 28 с уплотнительной прокладкой 28', опирающееся на дно упомянутой осевой полости 23. Пружина 27 сжатия оттарирована на такое усилие, что сжимается под действием силы, соответствующей предварительно заданной пороговой величине противодавления, которое непосредственно передается выхлопными газами. Заслонка 7 выполнена с обращенной в сторону верхней направляющей втулки 10 полостью 29, которая окружает вал 8 и сообщается с отверстием 26 в кольцевом седле 25. Полость 29 выполнена по форме дуги окружности и сообщается только с каналом 5 выше заслонки 7. Уплотнительные прокладки 22' и 28' предпочтительно выполнены плоскими из графита, устойчивыми к воздействию высоких температур и коррозионному воздействию газов. Прокладки обеспечивают герметичность между валом 8, клапаном 22 и верхней втулкой 10. Управление деселератором 1 осуществляется водителем промышленного транспортного средства посредством педали управления. При нормальной работе транспортного средства деселератор 1 находится в нерабочем положении, то есть подвижная заслонка 7 открыта (фиг. 2) и допускает свободный проход выхлопных газов. Во время торможения средства управления, приводимые в действие водителем, осуществляют закрывание заслонки 7 (фиг.3). При этом выхлопные газы удерживаются, и создается противодавление, которое вызывает снижение числа оборотов двигателя и, соответственно, снижение скорости движения машины. Следует уточнить, что даже в полностью закрытом положении между заслонкой 7 и полостью 6 остается некоторый зазор, который допускает выход выхлопных газов с пониженным расходом во избежание малейшего риска блокировки двигателя и создания высокого давления, опасного для расположенного выше по потоку оборудования. Начиная с определенной пороговой величины давления уравнительное устройство 20 (положение по фиг.4) приводится в действие для выравнивания давления и выдерживания постоянной величины противодавления независимо от режима работы двигателя. Фиг.2 изображает деселератор 1 в нерабочем положении. Заслонка 7 находится в открытом положении, т.е. ориентирована параллельно потоку выхлопных газов. Давление газов перед тарированным клапаном 22 по существу нулевое. Вследствие этого уравнительное устройство 20 не работает. Фиг.3 изображает деселератор 1 в рабочем положении. Заслонка 7 находится в закрытом положении, т.е. расположена перпендикулярно потоку выхлопных газов и создает противодавление газов. Как уже пояснялось выше, заслонка 7 и полость 6 установки заслонки выполнены таким образом, что между ними остается очень малый проход для выпуска газов. В положении по фиг. 3 давление перед тарированным клапаном 22 растет, но пока остается ниже определенной предварительно заданной величины давления, которая определяется пружиной 27 сжатия. Фиг. 4 изображает деселератор 1 в положении равновесия. Давление газов выше заслонки 7 увеличилось до пороговой величины противодавления, определяемой пружиной 27 тарированного клапана 22. Под действием этого давления тарированный клапан 22 поднимается с седла 25 и сжимает пружину 27. Отверстие 26 устанавливает сообщение между каналом 5 выше заслонки 7 и выпускным каналом 21 через полость 29 и радиальные отверстия 24 в верхней направляющей втулке 10. Таким образом, часть выхлопных газов отводится в выпускной канал 21, который выводит их ниже заслонки 7, создавая переменный расход выпуска для поддержания по существу постоянного противодавления. В этом примере выполнения деселератора 1 тарированный клапан 22 остается открытым в положении равновесия, следствием чего является регулирование противодавления выше заслонки 7. За счет этого обеспечивается постоянное и максимальное снижение числа оборотов двигателя и скорости движения в пределах соответствия определенному заранее заданному противодавлению, которое может быть максимально допустимым противодавлением выхлопного коллектора СЕ. Из описания следует, что данное изобретение позволяет улучшить имеющиеся в настоящее время в наличии деселераторы, предлагая простое, недорогое, эффективное, компактное и встроенное в клапан 2 уравнительное устройство 20, обеспечивающее также надежное уплотнение деселератора. Данное изобретение не ограничивается описанным примером выполнения, оно может содержать различные изменения и модификации, очевидные для специалиста в данной области.
Формула изобретения
1. Деселератор (1), установленный в выхлопной системе транспортного средства с двигателем внутреннего сгорания, содержащий по меньшей мере один клапан (2), снабженный корпусом (4), образующим канал (5), и подвижной заслонкой (7), которая расположена поперечно указанному каналу (5) и соединена с управляющим валом (8), и средства управления указанной заслонкой, содержащие уравнительное устройство (20) выравнивания противодавления, создаваемого при воздействии указанной подвижной заслонки на газы, причем указанное уравнительное устройство предназначено для срабатывания, когда заслонка (7) находится в закрытом положении, начиная с определенной пороговой величины противодавления, открывания выпускного канала (21) при достижении противодавлением указанной пороговой величины, и удерживания его открытым за пределами пороговой величины давления независимо от режима работы двигателя с тем, чтобы создавать соответствующий расход выпуска выхлопных газов, причем уравнительное устройство (20) содержит тарированный клапан (22), расположенный в указанном выпускном канале (21), и пружину (27) сжатия, расположенную позади указанного тарированного клапана (22) и оттарированную на указанную пороговую величину давления, отличающийся тем, что указанное уравнительное устройство (20) встроено в корпус (4) клапана (2) и содержит направляющую втулку (10), через которую проходит вал (8), и в которой имеется осевая полость (23), предназначенная для установки указанного тарированного клапана (22) и его пружины (27) коаксиально указанному валу (8), а выпускной канал (21) расположен, по существу, перпендикулярно валу (8) и выходит в канал (5) ниже указанной заслонки с тем, чтобы вместе с уравнительным устройством (20) создавать перепускной проход для выпуска части потока выхлопных газов.2. Деселератор по п.1, отличающийся тем, что направляющая втулка (10) содержит по меньшей мере одно радиальное отверстие (24), сообщающееся с нижней по потоку частью выпускного канала (21).3. Деселератор по п.1, отличающийся тем, что направляющая втулка (10) имеет кольцевое седло (25), предназначенное для установки в упор указанного тарированного клапана (22), причем в указанном седле образовано отверстие (26), устанавливающее сообщение между указанным тарированным клапаном (22) и каналом (5) выше заслонки (7).4. Деселератор по п.3, отличающийся тем, что кольцевое седло (25) выполнено в виде врезного кольца, расположенного в соответствующей канавке в указанной направляющей втулке (10), причем внутренний диаметр указанного врезного кольца больше диаметра вала (8) с образованием отверстия (26).5. Деселератор по п.1, отличающийся тем, что заслонка (7) содержит полость (29), обращенную к тарированному клапану (22) и сообщающуюся с каналом (5) выше заслонки (7), когда эта последняя находится в закрытом положении.6. Деселератор по п.1, отличающийся тем, что тарированный клапан (22) имеет прокладку (22'), расположенную вокруг вала (8) заслонки (7).7. Деселератор по п.1, отличающийся тем, что направляющая втулка (10) содержит в своей осевой полости (23) кольцо (28), снабженное прокладкой (28'), которая окружает вал (8) заслонки (7).8. Деселератор по п.6 или 7, отличающийся тем, что прокладки (22', 28') изготовлены из графита.9. Деселератор по п.1, отличающийся тем, что направляющая втулка (10) имеет опорную поверхность (10'), расположенную напротив соответствующей поверхности заслонки (7), для образования первой осевой опоры.10. Деселератор по п.9, отличающийся тем, что клапан (2) содержит вторую направляющую втулку (9), предназначенную для направления второго конца указанного управляющего вала (8), причем указанная вторая втулка имеет опорную поверхность (9'), расположенную напротив соответствующей поверхности заслонки (7), для образования второй осевой опоры.11. Деселератор по п.9 или 10, отличающийся тем, что направляющие втулки (9, 10) имеют наружную резьбу и ввинчиваются в соответствующие отверстия, выполненные в корпусе (4).12. Деселератор по п.11, отличающийся тем, что направляющие втулки (9, 10) обработаны для создания низкого коэффициента трения и обеспечения способности выдерживать высокие температуры и окисляющее воздействие выхлопных газов.
MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе
Дата прекращения действия патента: 23.04.2004
Извещение опубликовано: 27.04.2005 БИ: 12/2005
bankpatentov.ru
