Способ снижения дымности отработавших газов дизеля

 

Изобретение относится к обласои двигателестроения. Целью изобретения является повьппение эффективности путем улучшения регенерации, снижение стоимости и повышение надежности . Изобретение касается способа снижения ДЫМНОСТИ отработавших газов дизеля, снабженного сажевым фильтром, заключающегося в том, что при работе дизеля фильтруют отработавшие газы на фильтре и регенерируют фильтр выжиганием сажи в присутствии катализатора, причем катализатор подают в цилиндр дизеля через штатную топливную форсунку в виде смеси его с топливом. В качестве катализатора принимают неорганические соединения типа нитратов, хлоридов, сульфатов меди, свинца, марганца, молибдена, титана в водном или спиртовом растворе, смешиi вание которого с дизельным топливом ведут в нагнетательном трубопровосл де, куда раствор катализатора подают через невозвратньй клапан между впрысками топлива, причем концентрацию катализатора в топливе принимают равной 0,05-1%, а предпочтительно 0,1-0,5%, при этом линейно меняют IS5 концентрацию от 0,05-0,1% на холос0д том ходу до 0,5-1% на режимах ных нагрузок вне зависимости от частоты вращения вала. 3 ил. О Ь

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (50 4 F 02 M 43/00

ЗГ" с ЗРЯЧ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ газов дизеля, снабженного сажевым фильтром, заключающегося в том, что при работе дизеля фильтруют отработавшие газы на фильтре и регенерируют фильтр выжиганием сажи в присутствии катализатора, причем катализатор подают.в.цилиндр дизеля через штатную топливную форсунку в виде смеси его c топливом. В качестве катализатора принимают неорганические соединения типа нитратов, хлоридов, сульфатов меди, свинца, марганца, молибдена, титана в водном или спиртовом растворе, смешивание которого с дизельным топливом ведут в нагнетательном трубопроводе, куда раствор катализатора подают через невозвратный клапан между впрысками топлива, причем концентрацию катализатора в топливе принимают равной 0,05-1Х а предпочтительно

О,!-0,5Х при этом линейно меняют концентрацию от 0,05-0, 1Х на холостом ходу до 0,5-17 íà режимах полных нагрузок вне зависимости от частоты вращения вала. 3 ил.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

RO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3856289/25-06 (22) 19.11.84 (46) 30.10.86. Бюл. В 40 (71) Ордена Дружбы народов университет дружбы народов им. Патриса Лумумбы и Филиал Научно-исследовательского конструкторско-технологического института тракторных и комбайновых двигателей (72) О,И. Жегалин, В.А. Куцевалов, В.И. Панчишный, Н.Н. Патрахальцев и Е.Г. Пономарев (53) 621.43.038.5 (088.8) (56) Wiedemann В. Application of

Particulate Teaps and Fuel additives for Reduction of exhaust emissions.БАР У 840078, с. 1-17. (54) СПОСОБ СНИЖЕНИЯ ДЫМНОСТИ ОТРАБОТАВШИХ ГАЗОВ ДИЗЕЛЯ (57) Изобретение относится к обласои двигателестроения. Целью изобретения является повышение эффективности путем улучшения регенерации, снижение стоимости и повышение надежности. Изобретение касается способа снижения дымности отработавших.SU ) 267034 А 1

1 12670

Изобретение относится к двигателестроению для использования в качестве средств снижения дымности от" работавших газов (ОГ) путем воздействия на топливную аппаратуру, работающую на жидком топливе и катализаторе.

Целью изобретения является повышение эффективности путем улучшения регенерации сажевого фильтра„ .10 снижения стоимости и повышения надежности.

На фиг.1 показана схема установки дизеля с сажевым фильтром и средствами подачи катализатора, на 15 фиг.2 — схема устройства для подачи катализатора; на фиг.3 — зависимость от нагрузки (h) процентного содержания катализатора (К) в смеси с дизельным топливом. 20

Система содержит дизель 1 с топливным насосом 2 высокого давления, связанным нагнетательными трубопроводами 3 с топливными форсунками 4.

Выхлопная труба 5 связана с сажевым 25 фильтром 6, имеющим фильтрующие поверхности 7. Емкость 8 содержит раствор катализатора (водный, спиртовой и т.д.) и трубопроводами 9 через невозвратные (обратные) клапаны 10 связана с нагнетательными трубопроводами 3. Орган управления насоса 2 (или его рейка) связан с преобразователем 11 (например, потенциометром), вырабатывающим сигнал, пропорциональный нагрузке. Преобразователь 11 связан, например, электрически с электромагнитным клапаном 12 (регулятором расхода любого типа).

Насос 2 (фиг.2) содержит плунжерную пару 13 с линией всасывания

14 и нагнетательным клапаном 15,, имеющим разгрузочный поясок 16.Рей" ка 17 топливного насоса 2 имеет связь с преобразователем 11 ее хода 45 в сигнал, пропорциональный нагрузке.

Регулятор расхода 12 меняет расход катализатора иэ емкости 8 по сигналу от преобразователя 12.

Способ осуществляют следующим образом.

При работе дизеля 1 отработанные газы по трубе 5 поступают в фильтр 6, фильтруются на поверхностях 7 и очищенные от сажи выбрасываются в атмосферу. При работе насоса 2 при отсечке подачи, когда нагнетатепьный клапан 15 садится в седло, он

34 своим пояском 16 разгружает нагнетательный трубопровод 3, формируя в нем волну разрежения, которая открывает обратный клапан 10, благодаря чему раствор катализатора из емкости 8 через регулятор расхода 12 поступает в полость нагнетательного трубопровода 3. Так как волна разрежения проходит у клапана 10 со скоростью звука многократно, то через клапан 10 катализатор многократно за время между циклами малыми дозами входит в трубопровод 3, где образует эмульсию с топливом. При очередном впрыске топливо в смеси с катализатором через форсунку 4 подается в цилиндр дизеля 1.

Емкость 8 содержит водные растворы таких каталитически активных веществ, как, например, растворимые нитраты, хлориды, сульфаты меди, свинца, марганца, молибдена, титана и др. Могут быть использованы и растворы металпоорганических соединений, упомянутых катионов, водноспиртовые растворы и любые другие гомогенные смеси, содержащие активный металл, а также устойчивые эмульсии, тонкие суспенэии и т.д.

В цилиндры дизеля катализаторы подаются в концентрациях, зависящих от нагрузки, причем количество катализатора увеличивается с ростом нагрузки, т.е. с ростом дымности.Катализатор в цилиндре снижает температуру горения сажи, приводя к снижению дымности отработанных газов. Несгоревшая сажа выносится в фильтр и выносит внутри частиц сажи вкрапления катализатора. Откладывающаяся на поверхностях 7 сажа содержит внутри слоев катализатор, который, приводит к тому, что при некотором накоплении сажи и при прогреве слоя до 400450 С происходит возгорание сажи и о выгорание ее, т.е. регенерация фильтра и восстановление его фильтрующнх способностей. Предпочтительной концентрацией катализатора в растворе в емкости 8 является концентрация в

5" 10Х.

Таким образом, для поддержания концентрации катализатора в цикловой подаче в пределах 0,05-0,57 необходимо менять производительность подачи (расход через обратный клапан

10) в пределах 2-207 от цикловой подачи топлива. Такие расходы через клапан 1О обычно обеспечиваются при штатном разгрузочном объеме пояска

16 нагнетательного клапана 15 или при незначительном (на 20-50Х) увеличении этого объема.

Нижние пределы концентрации каталитического вещества (0,05-0, 1Х) определяются следующим

По мере фильтрации ОГ на фильтрующих поверхностях откладывается как сажа, так и катализатор. По мере их накопления достигается такая концентрация катализатора, при которой при температурах около 400 С начинается горение сажи. При этом, чем больше сажи накопилось в фильтре, тем выше в нем температура.

Последняя при больших количествах сажи может достигать 1000-1200 С и выше и вызывать плавление и другие разрушения фильтра.

Нижний предел концентрации ката-., литического вещества зависит от той максимальной темйературы, которую выдерживает сажевый фильтр. Такая температура по аналогии с каталитическими нейтрализаторами не должна превышать 750-850 С. Этот уровень температуры определяет то максимальное накопление сажи, которое имеет место в фильтре к началу выгорания сажи. Указанный предел определен экспериментально.

Верхние пределы концентрации катализатора (0,5-1,0X) ограничиваются следующим.

Для возгорания сажи и поддержания в зоне горения достаточных для сгорания, но допустимых по долговечности фильтра температур (не более о

750-850 С), необходимо накопление на фильтрующем элементе некоторого количества сажи. При ее накоплении одновременно накапливается. катализатор, рациональная концентрация кото рого определена. Завышенная концентрация катализатора в ОГ приводит лишь к перерасходу катализатора, не

1267034 4 обеспечивая надежного снижения свежесодержания и надежной регенерации фильтра. Указанные пределы концентрации каталитического вещества получены экспериментально иэ условия максимальной эффективности сажеочисткн при высокой степени регенерации и высокой долговечности фильтра.

Таким образом, предлагаемый спо10 соб обеспечивает повышение эффектив-, ности путем улучшения регенерации, снижения стоимости и повышения надежности.

Формула иэ обре тения

Способ снижения дымности отработавших газов -дизеля, снабженного сажевым фильтром, заключающийся в том, что при работе дизеля фильтруют от20 работавшие газы на фильтре и регенерируют фильтр выжиганием сажи в присутствии катализатора, причем катализатор подают в цилиндр дизеля через штатную топливную аппаратуру д с нагнетательным трубопроводом и форсункой в виде смеси его с топливом, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности путем улучшения регенерации, снижения стоимости и повышения надеж ности, в качестве катализатора используют неорганические соединения типа нитратов, хлоридов, сульфатов меди, свинца, марганца, молибдена, титана в водном или спиртовом растворе, которые смешивают с дизельным топливом в нагнетательном трубопроводе, куда раствор катализатора подают через невозвратный клапан между впрысками топлива, причем концентрацию катализатора в топливе поддерживают равной 0,05-1, предпочтительно 0,1-0,5Х при этом линейно меняют концентрацию от 0,05О, 1Х на холостом ходу до 0,5-1Х нарежимах полных нагрузок вне зависимости от частоты вращения коленчатого вала.

12б 7034 я

Рмо ww к,к, Фик 3

Составитель В. Павлюков

Редактор Н, Горват Техред Л(.Олейник Корректор И немчик

Заказ 5739/28

Тираж 523 Подписное

BHHKIH Государственного комитета СССР

1 по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная,4