Способ и система регулирования приземной концентрации вредных веществ отработавших газов транспортных средств с двигателями внутреннего сгорания

Способ регулирования приземной концентрации заключается в том, что неочищенные отработавшие газы (ОГ) от источника ОГ разделяют на два потока, первый поток направляют в блоки нейтрализатора, где производят их очистку от вредных веществ, а второй поток направляют в байпасный канал, управляют расходом отработавших газов в потоках и направляют первый и второй потоки в окружающую среду, дополнительно, перед направлением первого и второго потоков в окружающую среду, потоки объединяют, измеряют параметры отработавших газов в объединенном потоке, направляют измеренные значения параметров в блок сравнения, где с использованием параметров ОГ рассчитывают приземную концентрацию и направляют рассчитанное значение приземной концентрации в корректор, измеряют скорость и направление набегающего потока воздуха и направляют эти измеренные значения в корректор, где корректируют значение рассчитанной приземной концентрации по значениям измеренных скорости и направления потока набегающего воздуха, откорректированное значение приземной концентрации направляют в блок сравнения, где сравнивают значение откорректированной приземной концентрации со значением нормированной приземной концентрации, и при превышении значения откорректированной приземной концентрации над значением нормированной приземной концентрации увеличивают расход отработавших газов в первом потоке и уменьшают расход отработавших газов во втором потоке, а при превышении значения нормированной приземной концентрации над значением откорректированной, уменьшают расход отработавших газов в первом потоке и увеличивают расход газов во втором потоке. Приведена система регулирования приземной концентрации. Изобретения позволяют улучшить экологическое состояние данной местности и условия работы источника ОГ транспортных средств с ДВС сгорания, за счет регулирования величины приземной концентрации вредных веществ отработавших газов в зависимости от заданной величины нормированной приземной концентрации вредных веществ, скорости и направления набегающего потока воздуха, параметров окружающей среды, особенности данной местности с информированием о соотношении значений рассчитанной (фактической) и нормированной приземных концентраций и о недопустимом увеличении приземной концентрации вредных веществ. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к разработке способов и конструированию систем для улучшения экологического состояния данной местности за счет снижения приземной концентрации вредных веществ отработавших газов передвижных источников (транспортных средств) с двигателями внутреннего сгорания, например, тепловозов, с одновременной оптимизацией технико-экономических показателей двигателя транспортного средства и продлении ресурса нейтрализаторов отработавших газов.

Известен способ удаления оксидов азота, содержащихся в выхлопных газах двигателя внутреннего сгорания, при котором отработавшие газы от двигателя внутреннего сгорания направляют в катализатор и теплообменник, расположенный в отводном канале перед катализатором, производят очистку отработавших газов в катализаторе, направляют очищенные отработавшие газы в окружающую среду и изменяют расход газов между потоками через теплообменник и нейтрализатор (FR, патент №2764638 А1, кл. F01N 3/20, опубл. 1998).

Недостатком известного способа является то, что он не предусматривает регулирования приземной концентрации вредных веществ отработавших газов за счет управления скоростью выброса отработавших газов и их расходом через катализатор с учетом нормированной приземной концентрации, а также увеличение срока службы катализатора за счет выпуска части неочищенных отработавших газов в окружающую среду.

Известен способ снижения концентрации вредных веществ отработавших газов, при котором неочищенные отработавшие газы от источника отработавших газов разделяют на два потока, причем первый поток неочищенных отработавших газов направляют для очистки в блоки нейтрализатора и затем направляют этот первый поток очищенных отработавших газов в окружающую среду, второй поток неочищенных отработавших газов направляют в байпасный канал и направляют вместе с первым очищенным потоком отработавших газов в окружающую среду и управляют расходом отработавших газов в потоках (GB, патент №1357485, кл. F01N 3/14, 1974).

Недостатком известного способа является то, что он не предусматривает регулирования приземной концентрации вредных веществ отработавших газов с учетом нормированной приземной концентрации и атмосферных условий окружающей среды за счет управления скоростью выброса отработавших газов.

Известен способ снижения приземной концентрации вредных веществ отработавших газов, принятый за прототип, при котором неочищенные отработавшие газы от источника отработавших газов разделяют на два потока, первый поток направляют в блоки нейтрализатора, где производят их очистку от вредных веществ, а второй поток направляют в байпасный канал, управляют расходом отработавших газов в потоках и направляют первый и второй потоки в окружающую среду, а на выходе из байпасного канала увеличивают скорость первого и второго потоков за счет сжатия потоков газа (RU, патент №2190767 по кл. F01N 3/20, 2002).

Недостатком известного способа является то, что он не предусматривает регулирование приземной концентрации вредных веществ отработавших газов транспортных средств с двигателями внутреннего сгорания и улучшения экологического состояния конкретной местности путем измерения параметров (концентрации, температуры и расхода) газа в потоках, расчета приземной концентрации, измерения скорости и направления набегающего потока воздуха, корректировки значения измеренной приземной концентрации в зависимости от скорости и направления набегающего потока воздуха, назначения нормированной приземной концентрации в зависимости от категории (особенностей) данной местности, вторичной корректировки значения приземной концентрации в зависимости от параметров окружающей среды, сравнения значений откорректированной приземной концентрации со значением нормированной приземной концентрации, информирования о результатах сравнения нормированного и откорректированного значений приземной концентрации и, в случае недопустимого превышения величины откорректированной приземной концентрации над величиной нормированной приземной концентрации, регулирования расхода и скорости выхода отработавших газов в зависимости от величины приземной концентрации.

Известна система, описанная в устройстве для очистки отработавших газов в двигателе внутреннего сгорания, содержащая корпус с катализатором, входной и выходной каналы, сообщающие корпус соответственно с источником отработавших газов и с окружающей средой, абсорбент, байпасный канал, размещенный внутри корпуса катализатора (JP, заявка на патент №2722988 В2, 6307230 А, кл. F01N 3/08, опубл. 1998).

Недостатком известной системы является то, что она не предусматривает выпуск части неочищенных отработавших газов в окружающую среду, а также не содержит датчиков скорости и направления набегающего потока воздуха, датчика атмосферных условий, корректора, задатчиков нормированной приземной концентрации и категории местности, подвижного сопла, выполненного с возможностью изменения своего проходного сечения, привода сопла, сигнального устройства, что не позволяет регулировать приземную концентрацию вредных веществ отработавших газов и улучшить экологическое состояние данной местности.

Известно устройство для отвода отработавших газов двигателя внутреннего сгорания, содержащее корпус с перегородками и с катализатором в виде двух фильтров, входной и выходной каналы, сообщающие корпус соответственно с источником отработавших газов и с окружающей средой, первую и вторую камеры с сетчатыми ограждениями, в которых размещены фильтры, байпасный трубопровод, размещенный внутри корпуса катализатора между двумя камерами и сообщающий источник отработавших газов с окружающей средой (GB, патент №1289928 по кл. F01N 3/14, 1971).

Недостатком известного устройства является отсутствие регулятора расхода газа, датчика скорости и направления набегающего потока воздуха, датчика атмосферных условий, корректора, задатчиков нормированной приземной концентрации и категории местности, подвижного сопла, выполненного с возможностью изменения своего проходного сечения, привода сопла, сигнального устройства, что не позволяет регулировать приземную концентрацию вредных веществ отработавших газов и улучшить экологическое состояние данной местности.

Известно устройство для снижения приземной концентрации вредных веществ отработавших газов, содержащее корпус с блоками нейтрализатора, входной и выходной каналы, сообщающие корпус соответственно с источником отработавших газов и с окружающей средой, байпасный канал, размещенный внутри корпуса, причем байпасный канал соединен с одной стороны с входным каналом, а с другой стороны связан с окружающей средой и в нем размещено сопло, которое расположено со стороны выхода байпасного канала в окружающую среду, регулятором расхода, размещенном в байпасном канале, вторым соплом, размещенным на выходе выпускного канала в окружающую среду, причем первое и второе сопла выполнены в виде усеченных конусов (RU, патент №2190767 по кл. F01N 3/20, 2002).

Недостатком известного устройства является отсутствие привода регулятора расхода отработавших газов, измерительного блока, блока сравнения, блока индикации, датчика скорости и направления набегающего потока воздуха, корректора, задатчика нормированной приземной концентрации, привода сопла, задатчика категории местности, датчика окружающей среды, задатчика нормированных значений окружающей среды, сигнального устройства, а также отсутствие подключения: измерительного блока, блока индикации, привода регулятора расхода отработавших газов, задатчика нормированной приземной концентрации и корректора - к блоку сравнения, датчика скорости и направления набегающего потока воздуха - к корректору, привода сопла - к блоку сравнения, задатчика категории местности - к задатчику нормированной приземной концентрации, датчика окружающей среды, задатчика нормированных значений окружающей среды и сигнального устройства - к блоку сравнения, и отсутствие выполнения сопла подвижным с возможностью изменения своего проходного сечения, что не позволяет регулировать приземную концентрацию вредных веществ от отработавших газов и улучшить экологическое состояние данной местности.

Известна система очистки отработавших газов, принятая за прототип, содержащая корпус с блоками нейтрализатора, входной и выходной каналы, сообщающие корпус соответственно с источником отработавших газов и с окружающей средой, байпасный канал, размещенный внутри корпуса, перегородку, размещенную внутри нейтрализатора и разделяющую корпус на объемы, каждый из которых сообщен с входным и выходным каналами, байпасный канал образован одним из объемов, а блоки нейтрализатора размещены во всех объемах, кроме байпасного канала, регуляторы расхода, которые размещены в байпасном канале и во всех объемах, в которых расположены блоки очистки, кроме одного, имеющего максимальное сопротивление, измерительные блоки, блок сравнения, блок индикации, блок управления и привод регуляторов расхода, сообщенные между собой связями, при этом измерительные блоки установлены в байпасном канале и объемах, в которых расположены нейтрализаторы, с возможностью контактирования измерительных блоков с отработавшими газами, а блок управления связан с регуляторами расхода приводом.

Кроме этого, система снабжена направляющими поверхностями, выполненными в байпасном канале, количество измерительных блоков равно количеству объемов, включая байпасный канал (RU, патент №2184858, кл. F01N 3/20, 2002).

Недостатком известной системы является отсутствие датчика скорости и направления набегающего потока воздуха, корректора, сопла с приводом, датчика окружающей среды, сигнального устройства, а также отсутствие подключения: корректора - к блоку сравнения, датчика скорости и направления набегающего потока воздуха - к корректору, привода сопла - к блоку сравнения, датчика окружающей среды и сигнального устройства - к блоку сравнения, и отсутствие выполнения сопла подвижным с возможностью изменения своего проходного сечения, что не позволяет регулировать приземную концентрацию вредных веществ отработавших газов и улучшить экологическое состояние данной местности.

Техническим результатом изобретения является улучшение экологического состояния данной местности и условий работы источника отработавших газов транспортных средств с двигателями внутреннего сгорания за счет регулирования величины приземной концентрации вредных веществ отработавших газов в зависимости от заданной величины нормированной приземной концентрации вредных веществ, скорости и направления набегающего потока воздуха, параметров окружающей среды, особенностей данной местности с информированием о соотношении значений рассчитанной (фактической) и нормированной приземных концентраций и о недопустимом увеличении приземной концентрации вредных веществ.

Указанный технический результат по способу регулирования приземной концентрации вредных веществ отработавших газов транспортных средств с двигателями внутреннего сгорания достигается тем, что в способе снижения приземной концентрации вредных веществ отработавших газов, при котором неочищенные отработавшие газы от источника отработавших газов разделяют на два потока, первый поток направляют в блоки нейтрализатора, где производят их очистку от вредных веществ, а второй поток направляют в байпасный канал, управляют расходом отработавших газов в потоках и направляют первый и второй потоки в окружающую среду, дополнительно, перед направлением первого и второго потоков в окружающую среду, потоки объединяют, измеряют параметры отработавших газов в объединенном потоке, направляют измеренные значения параметров в блок сравнения, где с использованием параметров отработавших газов рассчитывают приземную концентрацию, и направляют рассчитанное значение приземной концентрации в корректор, измеряют скорость и направление набегающего потока воздуха и направляют эти измеренные значения в корректор, где корректируют значение рассчитанной приземной концентрации по значениям измеренных скорости и направления потока набегающего воздуха, откорректированное значение приземной концентрации направляют в блок сравнения, где сравнивают значение откорректированной приземной концентрации со значением нормированной приземной концентрации, и при превышении значения откорректированной приземной концентрации над значением нормированной приземной концентрации, увеличивают расход отработавших газов в первом потоке и уменьшают расход отработавших газов во втором потоке, а при превышении значения нормированной приземной концентрации над значением откорректированной, уменьшают расход отработавших газов в первом потоке и увеличивают расход газов во втором потоке.

Кроме этого, при превышении значения нормированной приземной концентрации над значением откорректированной уменьшают скорость выброса объединенного потока отработавших газов, а при превышении значения откорректированной приземной концентрации над значением нормированной увеличивают скорость объединенного потока отработавших газов измеряют параметры окружающей среды, измеренные значения параметров окружающей среды направляют в блок сравнения, где сравнивают соответствующие замеренные и нормированные значения окружающей среды, и, в случае отличия, направляют результаты сравнения значений замеренных и нормированных в корректор, где вторично корректируют значение приземной концентрации.

Указанный технический результат по системе регулирования приземной концентрации вредных веществ отработавших газов транспортных средств с двигателями внутреннего сгорания достигается тем, что система очистки отработавших газов, содержащая корпус с блоками нейтрализатора, входной и выходной каналы, сообщающие корпус соответственно с источником отработавших газов и с окружающей средой, байпасный канал, размещенный внутри корпуса, регулятор расхода отработавших газов, размещенный в байпасном канале, привод регулятора расхода отработавших газов, измерительный блок, блок сравнения, блок индикации, причем измерительный блок, блок индикации и привод регулятора расхода отработавших газов подключены к блоку сравнения, а измерительный блок имеет возможность контактировать с отработавшими газами, дополнительно снабжена датчиком скорости и направления набегающего потока воздуха, корректором, причем корректор подключен к блоку сравнения, а датчик скорости и направления набегающего потока воздуха подключен к корректору.

Кроме этого, система снабжена соплом с приводом, сопло размещено на выходе выходного канала и выполнено подвижным с возможностью изменения своего проходного сечения, датчиком окружающей среды и сигнальным устройством, подключенными к блоку сравнения.

Заявленный способ и система регулирования приземной концентрации вредных веществ отработавших газов поясняются блок-схемой системы со схемой корпуса в разрезе на чертеже.

Система регулирования приземной концентрации вредных веществ от отработавших газов транспортных средств с двигателями внутреннего сгорания (не показаны) для реализации предлагаемого способа содержит корпус 1 с блоками нейтрализатора 2, входной 3 и выходной 4 каналы, сообщающие корпус 1 соответственно с источником 5 отработавших газов и с окружающей средой 6, байпасный канал 7, размещенный внутри корпуса 1, регулятор 8 расхода отработавших газов, размещенный в байпасном канале 7, привод 9 регулятора 8 расхода отработавших газов, сопло 10, размещенное на выходе выходного канала 4, привод 11 сопла 10, измерительный блок 12, имеющий возможность контактировать с отработавшими газами, блок сравнения 13, сигнальное устройство 14, задатчик 15 категории местности, задатчик 16 значений нормированной приземной концентрации, задатчик 17 нормированных значений параметров окружающей среды, датчик 18 параметров окружающей среды, датчик 19 скорости и направления набегающего потока воздуха, корректор 20, блок индикации 21 (дисплей).

Привод 9 регулятора 8 расхода отработавших газов, привод 11 сопла 10, измерительный блок 12, сигнальное устройство 14, задатчик 16 значений нормированной приземной концентрации, задатчик 17 нормированных значений параметров окружающей среды, датчик 18 параметров окружающей среды и корректор 20 подключены к блоку сравнения 13, задатчик 15 категории местности подключен к задатчику 16 значений нормированной приземной концентрации, а датчик 19 скорости и направления набегающего потока воздуха подключен к корректору 20.

Для работы системы (блока сравнения 13) необходим алгоритм 22 для расчета значения приземной концентрации по измеренным измерительным блоком 12 значениям параметров (концентрации, температуры и расхода) отработавших газов, алгоритм 23 для корректировки рассчитанной приземной концентрации по значениям скорости и направления набегающего потока воздуха и алгоритм 24 для вторичной корректировки приземной концентрации по результатам сравнения значений замеренных и нормированных параметров окружающей среды.

Приземной концентрацией вредных веществ от отработавших газов является количество вредного вещества, выпадающего на определенную площадь поверхности Земли в единицу времени.

В качестве источника отработавших газов 5 может быть тепловоз с двигателем внутреннего сгорания.

В качестве блоков нейтрализатора 2 могут быть каталитические блоки сотовой конструкции, сажевый фильтр и т.д.

В качестве входного канала 3 может быть патрубок между источником отработавших газов 5 (двигателем) и корпусом 1, а в качестве выпускного канала 4 может быть выводная (выхлопная) труба источника отработавших газов 5.

В качестве регулятора 8 расхода отработавших газов может быть поворотная заслонка с ручным или автоматическим (механическим, пневматическим и т.п.) приводом 9.

В качестве сопла 10 может быть срез выпускного канала, например верхний срез выхлопной трубы тепловоза. Сопло 10 выполнено подвижным с ручным или автоматическим (механическим, пневматическим и т.п.) приводом 11 и с возможностью изменения своего проходного сечения.

Выполнение сопла 10 подвижным с возможностью изменения своего проходного сечения может быть осуществлено с помощью подвижной стенки прямоугольного выпускного канала (трубы) или круглого сопла, выполненного в виде диафрагмы.

В качестве измерительного блока 12 может быть датчик концентрации, температуры и расхода отработавших газов и их комбинации.

В качестве блока сравнения 13 может быть электронное устройство, например сумматор.

В качестве сигнального устройства 14 может быть лампочка или зуммер.

В качестве задатчика 15 категории местности может быть набор условных значений различного типа (категории) местности: равнины, жилого мегаполиса, густо населенной, горной местности и т.д.

В качестве задатчика 16 нормированной приземной концентрации может быть набор нормированных значений приземных концентраций, принятых для данной местности.

В качестве задатчика 17 нормированных значений параметров окружающей среды может быть набор нормированных значений температуры, давления, влажности и концентрации вредных веществ в окружающей среде (атмосферный фон).

В качестве датчика 18 параметров окружающей среды могут быть измерительные зонды для измерения температуры, давления, влажности окружающей среды, концентрации вредных веществ в окружающей среде (атмосферный фон) и т.д.

В качестве датчика 19 скорости и направления набегающего потока воздуха может быть следящее устройство, установленное на транспортном средстве. Следящее устройство отслеживает скорость и направление набегающего потока воздуха, которое складывается из скорости и направления перемещения источника 5 отработавших газов и скорости и направления движения окружающей среды 6 (ветра).

В качестве корректора 20 может быть электронное устройство корректирующее (модулирующее) значение рассчитанной приземной концентрации отработавших газов в зависимости от скорости и направления набегающего потока воздуха, а также от параметров окружающей среды (от атмосферных условий).

В качестве блока индикации 21 может быть дисплей.

Предлагаемый способ осуществляют следующим образом. В исходном состоянии регулятор 8 расхода отработавших газов находится в открытом положении, а сопло 10 - в положении, соответствующем максимальному проходному сечению.

Неочищенные отработавшие газы от источника 5 отработавших газов направляют во входной канал 3 корпуса 1, где разделяют их на два потока, причем первый поток направляют в блоки нейтрализатора 2, где производят их очистку от вредных веществ, а второй поток направляют в байпасный канал 7, второй поток неочищенных отработавших газов объединяют в выпускном канале 4 с первым очищенным потоком отработавших газов и направляют объединенный поток отработавших газов через сопло 10 в окружающую среду 6.

Направление части неочищенных отработавших газов (второго потока) через байпасный канал 7 в окружающую среду 6, когда это позволяет ограничение по нормированной приземной концентрации, позволяет уменьшить поток отработавших газов через блоки нейтрализатора 2 и увеличить, тем самым, ресурс блоков нейтрализатора 2, имеющих, как правило, значительную стоимость.

На выходе из сопла 10 измеряют измерительным блоком 12 параметры отработавших газов (концентрацию вредных веществ, температуру и расход газа) в объединенном потоке отработавших газов, направляют измеренные значения параметров отработавших газов в блок сравнения 13, где по измеренным измерительным блоком 12 значениям параметров отработавших газов с использованием алгоритма 22 рассчитывают приземную концентрацию и направляют рассчитанное значение приземной концентрации в корректор 20, измеряют датчиком 19 скорость и направление набегающего потока воздуха и направляют эти измеренные значения скорости и направления набегающего потока воздуха в корректор 20, где с использованием алгоритма 23 корректируют значение рассчитанной приземной концентрации по значениям измеренных скорости и направления набегающего потока воздуха, откорректированное значение приземной концентрации направляют в блок сравнения 13, задают задатчиком 16 нормированной приземной концентрации значение нормированной приземной концентрации и направляют это значение нормированной приземной концентрации в блок сравнения 13, где сравнивают значение откорректированной приземной концентрации со значением нормированной приземной концентрации, результаты сравнения значений откорректированной и нормированной приземных концентраций выводят на блок индикации (дисплей) 21 и при превышении значения откорректированной над значением нормированной приземных концентраций включают сигнальное устройство 14 (лампочку), чем информируют о недопустимом увеличении значения приземной концентрации, воздействуют на привод 9 регулятора 8 расхода отработавших газов, переводя регулятор 8 в положение частичного перекрытия байпасного канала 7, чем увеличивают расход отработавших газов в первом потоке через блоки нейтрализатора 2 и уменьшают расход отработавших газов во втором потоке через байпасный канал 7 для повышения степени очистки отработавших газов и, как следствие, для снижения приземной концентрации.

В случае превышения величины откорректированной приземной концентрации над величиной нормированной приземной концентрации при полностью закрытом регуляторе 8 расхода отработавших газов (весь поток отработавших газов направлен через блоки нейтрализатора 2), воздействуют через привод 11 на сопло 10 и уменьшают его проходное сечение, увеличивая, тем самым, скорость выброса отработавших газов объединенного потока отработавших газов из сопла 10 в окружающую среду 6, что, в свою очередь, увеличивает высоту подъема отработавших газов, площадь их рассеивания и, следовательно, уменьшая приземную концентрацию.

При превышении значения нормированной приземной концентрации над значением откорректированной приземной концентрации (например, в случае изменения режима работы источника 5 отработавших газов в сторону более «легких экологических режимов» или снижения требований к нормированному значению приземной концентрации), воздействуют через привод 11 на сопло 10 и увеличивают его проходное сечение, уменьшая, тем самым, сопротивление выходу объединенного потока отработавших газов («облегчая» работу двигателя), но и уменьшая при этом скорость выхода объединенного потока отработавших газов из сопла 10 в окружающую среду 6, а следовательно, увеличивая приземную концентрацию.

Если этих действий не достаточно, и значение нормированной приземной концентрации превышает значение откорректированной приземной концентрации, воздействуют на привод 9 регулятора 8 расхода отработавших газов, переводя регулятор 8 расхода отработавших газов в положение более полного открытия байпасного канала 7, чем уменьшают расход отработавших газов в первом потоке через блоки нейтрализатора 2 и увеличивают расход отработавших газов во втором потоке через байпасный канал 7 для увеличения ресурса блоков нейтрализатора 2.

Для учета рельефа, заселенности, состояния экологического фона и других факторов местности, где расположен (движется) источник 5 отработавших газов, выбор значения нормированной приземной концентрации в задатчике 16 производят в зависимости от категории местности, задаваемой задатчиком 15 категории местности.

Для повышения точности определения рассчитанной в блоке сравнения 13 и откорректированной в корректоре 20 величины приземной концентрации замеряют датчиком 18 параметры окружающей среды, замеренные значения параметров окружающей среды направляют в блок сравнения 13, задают задатчиком 17 значения нормированных параметров окружающей среды и направляют эти значение нормированных параметров окружающей среды в блок сравнения 13, где сравнивают значения замеренных и нормированных параметров окружающей среды, и, в случае отличия, направляют результаты сравнения значений замеренных и нормированных параметров окружающей среды в корректор 20, где по определенному закону с использованием алгоритма 24 вторично корректируют значение откорректированной приземной концентрации по результатам сравнения значений замеренных и нормированных параметров окружающей среды.

В качестве измеряемых параметров и задаваемых нормированных параметров окружающей среды 6 могут быть температура, давление, влажность и концентрация вредных веществ в окружающей среде (атмосферный фон), а также их комбинации.

Регулирование величины приземной концентрации в зависимости от требований конкретной местности позволяет ввести различные допустимые (нормированные) значения приземных концентраций, так, например, ужесточить допустимые нормы в густо населенных мегаполисах, что позволяет улучшить экологическое состояние данных районов, либо позволяет при прохождении транспортным средством малонаселенных районов улучшить топливную экономичность и снизить механическую и тепловую напряженность работы двигателя с увеличением ресурса блоков нейтрализатора.

Таким образом, предлагаемый способ и система регулирования приземной концентрации вредных веществ от отработавших газов транспортных средств с двигателями внутреннего сгорания обеспечивают определение величины приземной концентрации, ее сравнение с нормированными значениями приземной концентрации и регулирование величины приземной концентрации в зависимости от скорости и направления перемещения источника отработавших газов и ветра, особенностей (рельефа, степени заселенности, экологического фона и т.д.) данной местности, а также от атмосферных условий, что улучшает экологическое состояние данной местности и увеличивает ресурс блоков нейтрализатора.

1. Способ регулирования приземной концентрации вредных веществ отработавших газов транспортных средств с двигателями внутреннего сгорания, при котором неочищенные отработавшие газы от источника отработавших газов разделяют на два потока, первый поток направляют в блоки нейтрализатора, где производят их очистку от вредных веществ, а второй поток направляют в байпасный канал, управляют расходом отработавших газов в потоках и направляют первый и второй потоки в окружающую среду, отличающийся тем, что перед направлением первого и второго потоков в окружающую среду потоки объединяют, измеряют параметры отработавших газов в объединенном потоке, направляют измеренные значения параметров в блок сравнения, где с использованием параметров отработавших газов рассчитывают приземную концентрацию, и направляют рассчитанное значение приземной концентрации в корректор, измеряют скорость и направление набегающего потока воздуха и направляют эти измеренные значения в корректор, где корректируют значение рассчитанной приземной концентрации по значениям измеренных скорости и направления потока набегающего воздуха, откорректированное значение приземной концентрации направляют в блок сравнения, где сравнивают значение откорректированной приземной концентрации со значением нормированной приземной концентрации, и при превышении значения откорректированной приземной концентрации над значением нормированной приземной концентрации увеличивают расход отработавших газов в первом потоке и уменьшают расход отработавших газов во втором потоке, а при превышении значения нормированной приземной концентрации над значением откорректированной уменьшают расход отработавших газов в первом потоке и увеличивают расход газов во втором потоке.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что при превышении значения нормированной приземной концентрации над значением откорректированной уменьшают скорость выброса объединенного потока отработавших газов, а при превышении значения откорректированной приземной концентрации над значением нормированной увеличивают скорость объединенного потока отработавших газов.

3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что измеряют параметры окружающей среды, измеренные значения параметров окружающей среды направляют в блок сравнения, где сравнивают соответствующие замеренные и нормированные значения окружающей среды, и, в случае отличия, направляют результаты сравнения значений замеренных и нормированных в корректор, где вторично корректируют значение приземной концентрации.

4. Система регулирования приземной концентрации вредных веществ отработавших газов транспортных средств с двигателями внутреннего сгорания, содержащая корпус с блоками нейтрализатора, входной и выходной каналы, сообщающие корпус соответственно с источником отработавших газов и с окружающей средой, байпасный канал, размещенный внутри корпуса, регулятор расхода отработавших газов, размещенный в байпасном канале, привод регулятора расхода отработавших газов, измерительный блок, блок сравнения, блок индикации, причем измерительный блок, блок индикации и привод регулятора расхода отработавших газов подключены к блоку сравнения, а измерительный блок имеет возможность контактировать с отработавшими газами, отличающаяся тем, что она снабжена датчиком скорости и направления набегающего потока воздуха, корректором, причем корректор подключен к блоку сравнения, а датчик скорости и направления набегающего потока воздуха подключен к корректору.

5. Система по п.4, отличающаяся тем, что снабжена соплом с приводом, сопло размещено на выходе выходного канала и выполнено подвижным с возможностью изменения своего проходного сечения.

6. Система по п.4 или 5, отличающаяся тем, что она снабжена датчиком окружающей среды, подключенным к блоку сравнения.

7. Система по п.4 или 5, отличающаяся тем, что она снабжена сигнальным устройством, подключенным к блоку сравнения.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к двигателестроению и может быть использовано, например, в системе управления двигателем внутреннего сгорания, включающей в себя преобразователь параметра среды, например каталитический нейтрализатор или газовый редуктор, для определения параметра среды, находящейся до или после преобразователя.

Изобретение относится к способу работы двигателя внутреннего сгорания, оснащенного дожигателем, для снижения уровня выбросов во время его запусков из холодного состояния.

Изобретение относится к охране окружающей среды, а точнее к охране воздушного бассейна от твердых частиц (ТЧ), образующихся при сгорании углеводородного топлива в дизельных двигателях различных типов и назначения.

Изобретение относится к охране окружающей среды, а точнее к защите воздушного бассейна от вредных веществ (ВВ), образующихся при сжигании тяжелого углеводородного топлива (типа соляры, мазута и др.) в различных энергетических установках: двигателях внутреннего сгорания (преимущественно дизелях), котлах ТЭС, ТЭЦ и т.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано с целью повышения эффективности очистки. .

Изобретение относится к области двигателестроения и позволяет повысить эффективность на режимах х.х. .

Изобретение относится к способу распределения газового потока в газопаропроизводящих установках повышенного давления при выбросе их в атмосферу в компрессорах, печах и т.п., в частности глушителях двигателей внутреннего сгорания

Изобретение относится к способу управления работой системы нейтрализации отработавших газов и к системе нейтрализации отработавших газов. Сущность изобретения: способ управления работой системы (100) нейтрализации отработавших газов, содержащей по меньшей мере сажевый фильтр (42) для улавливания сажи из отработавших газов двигателя (10) и deNOx-каталитический нейтрализатор (44) для уменьшения содержания оксида азота в отработавших газах двигателя (10). Для проведения регенерации сажевого фильтра (42) рабочие режимы сажевого фильтра (42) и deNOx-каталитического нейтрализатора (44) синхронизируют друг с другом, когда каталитический нейтрализатор (44) обеспечивает эффективность превращения оксида азота, превышающую заданный предел. Техническим результатом изобретения является обеспечение эксплуатации сажевого фильтра с более высокой степенью его заполнения, а также с более долгими интервалами между регенерациями без риска повреждения сажевого фильтра. 2 н. и 11 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к способу, относящемуся к системам SCR, для очистки выхлопных газов. Сущность изобретения: способ, относящийся к системам SCR, для очистки выхлопных газов, с помощью которого жидкость подается в устройство подачи, через которое она затем подается в дозатор в точке потребления системы SCR. Способ содержит этап непрерывного определения совокупных количеств жидкости, дозированной через дозатор. Необходимость замены или очистки фильтрующего блока для упомянутой жидкости также определяется на основе упомянутых совокупных количеств дозированной жидкости. Способ дополнительно содержит этап дозирования, по меньшей мере, части жидкости, подаваемой через устройство подачи; и подачи недозированной жидкости назад в обратный поток, чтобы дать ей возможность снова быть поданной в упомянутое устройство подачи. Изобретение также относится к компьютерному программному продукту, который содержит программный код для выполнения компьютером способа согласно изобретению. Изобретение также относится к устройству и к транспортному средству, которое оборудовано устройством. Техническим результатом изобретения является обеспечение уменьшения риска засорения фильтра, повышение производительности системы SCR с оптимизированным использованием фильтра для восстанавливающих агентов упомянутых систем SCR. 5 н. и 16 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к способу эксплуатации системы выпуска отработавших газов (ОГ), образующихся при работе двигателя внутреннего сгорания (ДВС), с расположенными в ней по меньшей мере одним улавливателем твердых частиц и по меньшей мере одним каталитическим нейтрализатором, заключающемуся в выполнении по меньшей мере следующих стадий: а) управляют процессами, протекающими в ДВС, с помощью системы лямбда-регулирования регулируемой величины (5), б) устанавливают необходимость в проведении процесса регенерации улавливателя твердых частиц, в) определяют потребное количество кислорода для проведения процесса регенерации улавливателя твердых частиц, г) с помощью системы лямбда-регулирования регулируемую величину настраивают на значение, согласованное с определенным на предыдущей стадии потребным количеством кислорода и поддерживаемое в течение периода регенерации улавливателя твердых частиц. Изобретение относится также к автомобилю, оснащенному ДВС с принудительным воспламенением рабочей смеси и пригодному для осуществления на нем предлагаемого в изобретении способа. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к капельной подаче жидкого восстановителя в выпускной трубопровод двигателя внутреннего сгорания (ДВС). Способ капельной подачи жидкого восстановителя (1), представляющего собой водный раствор мочевины, в выпускной трубопровод (2) двигателя (3) внутреннего сгорания (ДВС) заключается в определении по меньшей мере одного параметра (4) отработавших газов (ОГ) при работе ДВС. В зависимости от определенного параметра (4) ОГ задают размер (5) капли (6) подаваемого восстановителя (1). В зависимости от заданного размера (5) капли (6) настраивают первое давление (7) нагнетания восстановителя (1) в выпускной трубопровод (2) и в выпускной трубопровод (2) подающим блоком (8) подают восстановитель (1). Описано также устройство, пригодное для осуществления такого способа. Техническим результатом изобретения является обеспечение максимально равномерного распределения восстановителя в потоке ОГ во всех режимах работы ДВС для улучшения испарения восстановителя. 2 н. и 11 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к конструкции и способу управления количеством восстановителя, которое подается в линию выхлопа двигателя внутреннего сгорания. Конструкция для управления введением восстановителя в линию (3) выхлопа двигателя (1) внутреннего сгорания в зависимости от количества оксида одновалентного азота, находящегося в линии (3) выхлопа, содержит систему (8-12) введения, выполненную с возможностью введения восстановителя в линию (3) выхлопа, первый катализатор (13), который выполнен с возможностью уменьшения количества оксидов азота в выхлопных газах в линии (3) выхлопа посредством подаваемого восстановителя, также второй катализатор (14), который расположен после первого катализатора (13) в линии (3) выхлопа и преобразует аммиак в выхлопных газах в газообразный азот и оксид одновалентного азота. Конструкция содержит датчик (17) оксида одновалентного азота, выполненный с возможностью отслеживания количества оксида одновалентного азота, присутствующего в линии (3) выхлопа в месте, расположенном после второго катализатора (14), а также блок (10) управления, выполненный с возможностью управления системой (8-12) введения так, что он регулирует количество (q) восстановителя, вводимого в линию (3) выхлопа, если датчик (17) обнаружит, что количество оксида одновалентного азота имеет значение, которое не находится в пределах требуемого диапазона (А). Также изобретение относится к способу для управления введением восстановителя в линию (3) выхлопа двигателя (1) внутреннего сгорания в зависимости от количества оксида одновалентного азота. Техническим результатом изобретения является оптимальное уменьшение выпуска оксидов азота и оксидов одновалентного азота. 2 н. и 20 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания. Способ эксплуатации двигателя (10) заключается в том, что при определенной температуре выбранного компонента - каталитического нейтрализатора (70) или двигателя (10), закрывают клапан (150) противодавления для регулирования прохождения отработавших газов. Осуществляют регулирование работы впускного и/или выпускного клапана (52), (54) путем уменьшения перекрытия клапанов, чтобы уменьшить внутреннюю рециркуляцию отработавших газов цилиндра (30). Раскрыт вариант способа эксплуатации двигателя и система двигателя. Технический результат заключается в уменьшении разбавление заряда цилиндра отработавшими газами для поддержания стабильности горения. 3 н. и 16 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к катализатору окисления для двигателя внутреннего сгорания, работающего на бедной смеси. Устройство включает в себя двигатель внутреннего сгорания, работающий на бедной смеси, средство управления работой двигателя и систему выхлопа для очистки выхлопного газа двигателя. Система выхлопа включает в себя первый катализатор окисления, расположенный на первой монолитной подложке с сотовой структурой. Первый катализатор окисления включает платину, нанесенную на носитель на основе первого оксида металла. Носитель включает, по меньшей мере, один способный восстанавливаться оксид. Первый катализатор окисления не содержит щелочные и щелочноземельные металлы. Средство управления работой двигателя выполнено с возможностью периодического модулирования лямбда-композиции выхлопного газа, контактирующего с первым катализатором окисления, для обогащения лямбда-композиции. Технический результат - восстановление каталитической окислительной активности катализатора. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 3 ил., 1 табл., 3 пр.

Изобретение относится к области очистки отработавших газов двигателя внутреннего сгорания. Устройство диагностики неисправности включает в себя устройство очистки выхлопного газа, расположенное в выхлопном канале двигателя внутреннего сгорания и включающее в себя катализатор SCR; устройство подачи, подающее добавку, такую как аммиак, устройству очистки выхлопного газа; устройство EGR, обеспечивающее рециркуляцию части выхлопного газа из выхлопного канала на нижней по потоку стороне положения подачи добавки во впускной канал; средство получения для получения количества притока NOx в устройство очистки выхлопного газа; средство диагностики для вычисления физической величины, коррелированной со способностью к очистке NOx устройства очистки выхлопного газа, с использованием полученного количества притока NOx и диагностики того, что неисправность возникла в устройстве очистки выхлопного газа, когда физическая величина меньше порогового значения; и средство корректировки для корректировки порогового значения до меньшего значения, когда добавка рециркулирует вместе с частью выхлопного газа, чем когда происходит иное. 4 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к разработке способов и конструированию систем для улучшения экологического состояния данной местности за счет снижения приземной концентрации вредных веществ отработавших газов передвижных источников с двигателями внутреннего сгорания, например, тепловозов, с одновременной оптимизацией технико-экономических показателей двигателя транспортного средства и продлении ресурса нейтрализаторов отработавших газов

Наверх