устройство отвода отработанных газов автомобилей

Формула изобретения

Устройство отвода отработанных газов автомобилей, включающее штатный выхлопной патрубок и выхлопо-рассеивающую трубу, выполненную с возможностью подсоединения к штатному выхлопному патрубку и прикрепленную к кузову автомобиля, верхняя выхлопная часть которой расположена над кузовом автомобиля, отличающееся тем, что в выхлопо-рассеивающей трубе установлен побудитель расхода газа с электроприводом, связанным с системой электропитания автомобиля, мощность которого составляет 0,5-2,5% от мощности двигателя автомобиля, причем верхняя выхлопная часть выхлопо-рассеивающей трубы выполнена в виде сопла Лаваля и наклонной в сторону задней части автомобиля под углом 7°-20° к вертикали.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области автомобилестроения, в частности к системам отвода выхлопных газов автомобилей, и может быть использовано для эффективного рассеивания выхлопных газов в атмосфере и уменьшения токсичности вблизи автомобилей с работающим ДВС.

Известны многочисленные устройства отвода отработанных газов, например, грузовых автомобилей, включающие выхлопную трубу, верхняя выхлопная часть которой расположена над кузовом автомобиля. К недостаткам известных устройств можно отнести невысокую скорость потока отработанных газов на выходе из выхлопной трубы и, как следствие, недостаточную эффективность рассеивания выхлопных газов в атмосфере и возможную повышенную токсичность вблизи автомобилей с работающим ДВС.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство отвода отработанных газов автомобилей, включающее штатный выхлопной патрубок и выхлопо-рассеивающую трубу, выполненную с возможностью подсоединения к штатному выхлопному патрубку, и прикрепленную к кузову автомобиля, верхняя выхлопная часть которой расположена над кузовом автомобиля (см. а.с. СССР №1798218, МПК В60К 13/04, 1991). К недостаткам известного устройства также можно отнести невысокую скорость потока отработанных газов на выходе из выхлопной трубы и, как следствие, недостаточную эффективность рассеивания выхлопных газов в атмосфере и возможную повышенную токсичность вблизи автомобилей с работающим ДВС.

Предлагаемое изобретение направлено на решение задачи, состоящей в повышении эффективности рассеивания выхлопных газов в атмосфере, уменьшении токсичности вблизи автомобилей с работающим ДВС за счет увеличения скорости отработанных газов на выходе в атмосферу и, соответственно высоты выброса их в атмосферу.

Данная задача решается тем, что в устройстве отвода отработанных газов автомобилей, включающем штатный выхлопной патрубок и выхлопо-рассеивающую трубу, выполненную с возможностью подсоединения к штатному выхлопному патрубку, и прикрепленную к кузову автомобиля, верхняя выхлопная часть которой расположена над кузовом автомобиля, в выхлопо-рассеивающей трубе установлен побудитель расхода газа с электроприводом, связанным с системой электропитания автомобиля, мощность которого составляет 0,5-2,5% от мощности двигателя автомобиля, причем верхняя выхлопная часть выхлопо-рассеивающей трубы выполнена в виде сопла Лаваля и наклонной в сторону задней части автомобиля под углом 7-20° к вертикали.

Установка в выхлопо-рассеивающей трубе побудителя расхода газа с электроприводом, например вентилятора, позволяет увеличить скорость потока газа на выходе из выхлопо-рассеивающей трубы и, соответственно, увеличить высоту выброса отработанных газов, а также уменьшить противодавление выхлопу, которое имеет место за счет повышенного гидросопротивления выхлопо-рассеивающей трубы, что улучшает работу ДВС.

Связь побудителя расхода газа с электроприводом с системой электропитания автомобиля позволяет использовать эту систему для питания электродвигателя побудителя расхода.

Мощность побудителя расхода с электроприводом в интервале 0,5-2,5% от мощности двигателя автомобиля обусловлена тем, что при мощности менее 0,5% не удается получить достаточной скорости газов на выходе из выхлопо-рассеивающей трубы для выброса их на необходимую высоту, а при мощности более 2,5% не целесообразна, так как скорость газа и высота выброса достаточно велики и не приводят к ощутимому снижению токсичности в зоне вероятного местонахождения людей, а потери мощности ДВС на привод побудителя расхода значительны.

Выполнение верхней выхлопной части выхлопо-рассеивающей трубы в виде сопла Лаваля позволяет увеличить скорость газа на выходе в атмосферу в силу известных свойств сопла Лаваля.

Выполнение верхней выхлопной части выхлопо-рассеивающей трубы, наклонной в сторону задней части автомобиля под углом 7-20° к вертикали, позволяет при движении автомобиля вперед, что в основном имеет место при его эксплуатации, иметь скорость газа на выходе в атмосферу с горизонтальной составляющей, совпадающей по направлению с потоком окружающего воздуха относительно автомобиля, что уменьшает затраты мощности на удаление отработанных газов из устройства отвода отработанных газов в атмосферу. Наклон этой трубы под углом 7-20° к вертикали обусловлен тем, что при угле менее 7° не обеспечивается какого-либо ощутимого снижения затрат мощности по сравнению с вертикальным выхлопом, а при угле более 20° не удается получить необходимой высоты выброса отработанных газов из-за недостаточной величины вертикальной составляющей скорости на выходе в атмосферу.

Оптимальность описанных выше признаков, характеризующих диапазоны мощности побудителя расхода и угла наклона верхней выхлопной части выхлопо-рассеивающей трубы, получена в результате многочисленных экспериментов в реальных условиях эксплуатации автомобиля, причем эти диапазоны действительны для приведенной в формуле изобретения неразрывной совокупности признаков устройства отвода отработанных газов автомобиля.

На чертеже схематично представлено предлагаемое устройство отвода отработанных газов автомобиля.

Устройство отвода отработанных газов автомобилей содержит штатный выхлопной патрубок 1 и выхлопо-рассеивающую трубу 2, выполненную с возможностью подсоединения к штатному выхлопному патрубку 1, и прикрепленную к кузову 3 автомобиля, верхняя выхлопная часть которой расположена над кузовом автомобиля. В выхлопо-рассеивающей трубе 2 установлен побудитель 4 расхода газа с электроприводом, связанным с системой 5 электропитания автомобиля, мощность которого составляет 0,5-2,5% от мощности двигателя автомобиля. Верхняя выхлопная часть выхлопо-рассеивающей трубы выполнена в виде сопла Лаваля 6 и наклонной в сторону задней части автомобиля под углом 7-20° к вертикали.

Устройство отвода отработанных газов автомобилей работает следующим образом.

Отработанные газы от ДВС автомобиля поступают в штатный выхлопной патрубок 1, а затем в выхлопо-рассеивающую трубу 2, в которой при помощи побудителя 4 расхода газа с электроприводом увеличивается скорость потока отработанных газов. На выходе в атмосферу скорость газа еще более возрастает за счет разгона потока в сопле Лаваля 6. При этом поток отработанного газа при мощности побудителя расхода в пределах 0,5-2,5% от мощности ДВС, с соплом Лаваля 6 на выходе в атмосферу и указанном выше диапазоне углов наклона выхлопной части выхлопо-рассеивающей трубы 2, выбрасывается в атмосферу на высоту приблизительно 5 м. Такой высоты достаточно для эффективного рассеивания отработанных газов в атмосфере в наиболее неблагоприятной обстановке, например, при работе ДВС на холостом ходу при остановке автомобиля. Концентрация же токсичных примесей выхлопных газов в воздухе на уровне наиболее вероятного местонахождения людей вблизи автомобиля с работающим ДВС не превышает предельно допустимых значений, что обеспечивает экологически комфортную обстановку в этой зоне.

Предлагаемое устройство отвода отработанных газов автомобилей имеет простую конструкцию, его установка не требует внесения каких-либо конструктивных изменений в штатную конструкцию автомобиля, обеспечивает эффективное рассеивание выхлопных газов в атмосфере и экологически комфортную обстановку вблизи автомобилей с работающим ДВС.