Двигатель внутреннего сгорания с газотурбинным наддувом

 

Изобретение относится к устройствам снижения выбросов вредных веществ двигателей, в частности тепловозных дизелей. Целью изобретения является повышение эффективности. Двигатель содержит очищающее устройство 7 для улавливания и дожигания сажи с узлом продувки фильтра 9 сжатым воздухом и обводную трубу 14, установленную до фильтра 9 и проходящую до одного из впускных клапанов. Сорванная с фильтра 9 сажа потоком сжатого воздуха направляется из очищающего устройства 7 для дожигания сажи по обводной трубе 14 в цилиндры двигателя. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 F 02 М 25 06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

2 ч

Ж

CO

ОЪ

С0

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4463509/25-06 (22) 19.07.88 (46) 07.09.90. Бюл. № 33 (71) Уральский электромеханический институт инженеров железнодорожного транспорта им. Я. М. Свердлова (72) В. Г. Булаев, Е. М. Тарасов и О. В. Булаев (53) 621.43.057 (088.8) (56) Заявка Японии № 60 — 79114, кл. 51 D 51 опубли к. 1985. (54) ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ С ГАЗОТУРБИННЫМ НАДДУВОМ

ÄÄSUÄÄ 1590606 A 1 (57) Изобретение относится к устройствам снижения выбросов вредных веществ двигателей, в частности тепловозных дизелей. Целью изобретения является повышение эффективности. Двигатель содержит очищающее устройство 7 для улавливания и дожигания сажи с узлом продувки фильтра 9 сжатым воздухом и обводную трубу 14, установленную до фильтра 9 и проходящую до одного из впускных клапанов. Сорванная с фильтра 9 сажа потоком сжатого воздуха направляется из очищающего устройства 7 для дожигания сажи по обводной трубе 14 в цилиндры двигателя. 2 з.п.ф-лы, 3 ил.

1590606

Формула изобретекия

Изобретение относится к машиностроению, а именно к устройствам снижения токсичности двигателей внутреннего сгорания, Цель изобретения — — повышение эффективности.

На фиг. 1 показана схема двигателя внутреннего сгорания; на фиг. 2 -- устройство очистки фильтра сжатым воздухом; на фиг. 3 — разрез А — А на фиг. 2.

Двигатель 1 содержит выхлопной патрубок 2, турбокомпрессор 3, турбинное колесо 4, компрессорное колесо 5, перепускную трубу 6, очищающее устройство 7, блок 8 катализатора на металлическом носителе, фильтр 9 керамический или тканевый узел 10 очистки фильтра сжатым воздухом сопла 11, трубку 12 для подачи сжатого воздуха, впускной.патрубок 13. обводную трубу

14 для отвоца сжатого воздуха с сажей, перепускной канал 15, заслонку 16, воздушный клапан 17, заслонку 18, термопару 19, заслонку 20, датчик 21 для за мера да вления, выхлопной патрубок

22, компрессор 23, клапан 24, втулку 25, канавку 26, радиальную трубку 27, зону 28 впускного клапана и клана н 29.

При работе двигателя I перепускаемые газы из выхлопного патрубка 2 направляются в перепускную трубу 6, проходят через очищающее устройство 7. Проходя через блок 8 катализатора, газообразные продукты неполного сгорания топлива выгop«loT.

Твердые частицы (сажа) начинают выгорать в блоке 8 при те.лпературе 430 — 450 С.

При более низких температурах они свободно проходят через каналы блока 8. Несгоревшие частички сажи задерживаются в попах фильтра 9, Далее очищеннь,*е газы движутся через перепускнугс трубу 6 и открытую заслонку 20 во впускной патрубок 13, где и происходит их смепечие с0 свежим наддувочным воздухом. Далее образовавшаяя смесь поступает в цилиндры двигателя 1. Когда температура рециркулируемыx газов вbføå

350 С сажа может воспламениться и начать гореть, произойдет резкое повышение температуры газов, котсрое фиксирует термопара

19. На исполнительные механизмы подается команда на закрь тие заслонки 20 в перепускной трубе 6 и открытие заслонки 18 в перепускном кана: е 15. Горячие рециркулируемые газы через выхлопной патрубок 22 вместе с основным потоком газа выбрасываются в атмосферу. При снижении температуры вся система срабатывает в обратном направлении. В том случае, когда температура перепускаемых газов недостаточна для воспламенения сажи, происходит ее напыление на поверхности филь.гра 9. В результате в рециркуляционном канале постепенно оудет расти протинодавление, что приведет к снижению расхода газов ici рециркуляцию.

Эффективность действия репи ркуляции будет снижаться. При достижени . противодавле10

50 ния критического уровня срабатывает датчик

21 давления и подает команду на закрытие заслонки 20 в перепускной трубе 6 и открытие клапана 17 в трубке 12 подвода сжатого воздуха для подачи сжатого воздуха в узел !О и сопла 11 для продувки фильтра 9 обратным потоком воздуха. Одновременно открывается заслонка 16 в свободной трубе 14. Сорванная с фильтра 9 обратным потоком воздуха сажа через трубу 14 подается непосредственно в зону 28 впускных клапанов (не показаны) и попадает в цилиндры двигателя 1, где и сгорает. При достижении в рециркулируемом канале заданного противодавления система приводится в исходное состояние.

Узел 10 для подачи потока сжатого воздуха на фильтр 9 для очистки его от сажи выполнен следующим образом.

Узел 10 имеет круглую форму и посажен на втулку 25, в которой Hìååòcÿ канавка 26 для прохода сжатого воздуха в радиальную трубку 27 и далее в сопла 11. Часть выдающих сопл 11 размещено под углом к плоскости фильтра, поэтому при истечении сжатого воздуха из сопл 11 за счет образующейся реактивной тяги узел 10 начинает вращаться, что обеспечивает равномерный обдув всей поверхности фильтра 9, а следовательно, и равномерный срыв сажи.

Для поднятия эффективности очистки фильтра от сажи радиальная трубка 27 имеет форму кривой Архимеда.

Сжатый воздух на продувку фильтра может подаваться по команде датчика 21 при достижении критического значения противодавления в очищающем устройстве 7 за счет отложения сажи на фильтре 9 или от величины заданной нагрузки на коленчатом валу двигателя. В этом случае подача сжатого воздуха на продувку фильтра осуществляется следующим образом: при отключении рециркуляции газов (дизель с рециркуляцией работает в заданной области нагрузок) закрывается заслонка 20 и при дальнейшем росте нагрузки подается команда на открытие клапана 17 и 24 для подачи сжатого воздуха на продувку фильтра и заслонки 16 в обводной трубе 14 для отвода в дизель сжатого воздуха с сажей. В первом случае воздух подается из нагнетательного тракта от турбокомпрессора через клапан 29, во втором — от магистрали сжатого воздуха. Подачу сжатого воздуха на продувку фильтра можно осуществить также в определенной области нагрузок.

Управление клапанами 17 и 24 и заслонкой 6 можно сблокировать с рукояткой контроллера машиниста тепловоза, т. е. сделать автоматическое включение.

1. Двигатель внутреннего сгорания с газотурбинным наддувом, содержащий по мень!

590606

Составитель О. Немцов

Редактор Л. Зайцева Техред А. Кравчук Корректор М. Шароши

Заказ 26!9 Тираж 441 Подписное

BI II4HI I;"1 Государствсцного комитета по изобретениям н открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Рауьнская наб., д. 4, 5

Производственно-издательский комбинат «Патент», r. Ужгород, ул. Гагарина, 101 шей мере один цилиндр с впускными и выпускными клапанами и патрубками, соединенными между собой при помощи перепускной трубы, в которой размещено очищающее устройство с фильтром, имеющим узел его очистки сжатым воздухом, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности, он снабжен обводной трубой с заслонкой, соединяющей очищающее устройство, до фильтра по ходу отработавших газов с впускным патрубком вблизи впускных клапа нов.

2. Двигатель по п. !, отличающиися тем, что узел очистки фильтра сжатым воздухом

5 выполнен в виде ряда сопл, установленных под углом к поверхности фильтра.

3. Двигатель по пп. 1 и 2, отличаюи4ийся тем, что ряд сопл размещен по кривой

Архимеда.