Spôsob kontroly emisií znečisťujúcich látok zo spaľovacieho motora, hnací mechanizmus a vozidlo vybavené týmto hnacím mechanizmom

Číslo patentu: E 19814

Dátum: 12.02.2010

Autori: Charial Christophe, Audouin Arnaud, Maesse Pierre Henri

Je ešte 10 strán.

Pozerať všetko strany alebo stiahnuť PDF súbor.

Text

Pozerať všetko

SPÓSOB KONTROLY EMISIÍ ZNEČISŤUJÚCICH LÁTOK zo SPAĽOVACIEHO MOTORA, HNACÍ MECHANIZMUS A VOZIDLO WBAVENÉ TÝMTO HNACÍM MECHANIZMOM0001 Tento vynález sa týka spôsobu kontroly emisií znečisťujúcich látok zo spaľovacieho motora.0002 Používanie motora využívajúceho fosílne palivo, ako je ropa alebo uhlie, vspaľovacom systéme, konkrétne motorového paliva, vedie k produkcii značného množstva znečisťujúcich látok, ktorých je možné sa zbavovať vypúšťaním do prostredia, čím dochádza kjeho znečisteniu. Spomedzi týchto znečisťujúcich látok najväčší problém predstavujú oxidy dusíka (tzv. NOx),keďže sa predpokladá, že práve tieto plyny sú jedným z faktorov prispievajúcich kvytváraniu kyslých dažďov a odlesñovaniu. Plyny NOx navyše spôsobujú zdravotné problémy uľudí asú kľúčovými prvkami pri vytváraní smogu(znečistenie atmosféry) v mestách. Legislatíva kladie čoraz väčší dôraz na znižovanie množstva týchto plynov a/alebo na elimináciu ich pevných alebo mobilných zdrojov.0003 Medzi znečisťujúce látky, ktoré legislatíva upravuje čoraz prísnejšie,patria tiež sadze a iné pevné častice, ktoré pochádzajú najmä zneúplného spaľovania paliva, vznikajú konkrétne vtedy, keď motor pracuje stzv. ochudobnenou zmesou, t. j. snadbytkom kyslíka (vzduchu) vzhľadom na stechiometriu reakcie spaľovania. Ochudobnené zmesi sú spravidla určené pre tzv. dieselové motory, ktorých zapaľovanie sa dosahuje kompresiou.0004 Pre tieto dve velké kategórie znečisťujúcich látok sa zavádzajú rôzne prostriedky na odstránenie znečistenia a stratégie spaľovania.0005 S cieľom obmedziť emisie pevných častíc sa postupne všeobecne zavádza technológia filtrov pevných častíc do všetkých vozidiel vybavených dieselovým motorom. Táto technológia vprincípe spočíva vtom, že núti výfukové plyny prejsť cez pórovité kanály so štruktúrou keramickej voštiny. Takto odñltrované sadze sa nazhromaždia aeliminujú počas procesu regenerácie filtra, kedy dochádza kich spáleniu. Na dosiahnutie tejto regenerácie je zakaždým potrebné zvýšiť teplotu výfukových plynov, čo sa typicky dosiahne obohatením týchto plynov o palivo (vstrekuje sa priamo vo výfukovom potrubí alebo v spaľovacej komore motora počas fázy odchodu zcyklu spaľovania) a/alebo zvýšením záťaže motora. Na zjednodušenie spaľovania sadzí sa využíva tiež katalytické činidlo, ktoré sa natrvalo vkladá do kanálov ñltra alebo sa zavádza ako prísada do paliva, pričom táto technológia umožňuje prevádzku pri nižších teplotách spaľovania, ako sú teploty spaľovania využívané pri katalyzovaných ñltroch.0006 Za účelom obmedzenia emisií plynov NOx je v súčasných vozidlách najbežnejším zavedeným spôsobom zníženie emisií vzdroji, inak povedané,prevádzkou motora v takých podmienkach, aby množstvo produkovaných plynov NOx bolo menšie, ako sú Iimitné množstvá. Tieto podmienky nastanú najmä pri veľmi jemnom nastavení rôznych parametrov motora, počínajúc parametrami vstrekovania paliva a opätovného vstrekovania časti výfukových plynov do nasávania, aby došlo kzníženiu koncentrácie kyslíka podporujúcej vytváranie oxidov dusíka.0007 Tolerované úrovne emisií sa postupne sprísňujú, preto iné riešenie spočíva vo využívaní následného spracovania zavedením redukčného činidla do výfukového potrubia. Jedným z takých riešení následného spracovania,ktoré už preukázalo svoju účinnosť, je používanie zdroja amoniaku (NH 3), ako je napríklad vodný roztok močoviny. Amoniak reaguje splynmi NOx na katalyzátore, aby sa vytvoril inertný dusík N 2 a voda HZO. Toto riešenie ja všeobecne známe pod anglickou skratkou SCR názvu SeIective Catalytic Réduction.0008 Pre súčasné spracovanie plynov NOx apevných častíc sa musi výfukové potrubie vybaviť dvoma zariadeniami na následné spracovanie katalyzátorom SCR (S) atiltrom pevných častíc (F). Tento filter si navyše vyžaduje zavedenie oxidačného katalyzátora (C) za filter. Zhora nadol v smere prúdenia výfukových plynov tak možno vidieť štyri architektúry typu SCF, CSF,CFS a CSF.0009 V žiadosti o patent W 0 2007/132102 sa demonštrovali výhody architektúry typu CSF spojenej s modulačným kontrolným zariadením počas fáz regenerácie filtra pevných častíc, vstrekovania močoviny a paliva za účelom kompenzácie tepelných strát výfukových plynov v katalyzátore, čim nedochádza k tomu, aby sa plyny vo filtri pevných častíc ochladili.0010 Vtomto dokumente sa jednoducho uvádza, že filter pevných častíc môže byť už známeho typu. Ako sa uvádza vyššie, všeobecne existujú dva dôležité typy filtrov pevných častíc filtre zvané neaditívne (na spresnenie,palivo neobsahuje prísady, steny filtra sú pokryté katalytickou vrstvou) a aditivne filtre. Dokument EP 1 321 643 A 1 uvádza používanie aditivnych filtrov.0011 Autori tohto vynálezu zistili, že používanie aditívneho ñltra bolo výnimočne výhodné, ak sa skombinoval srozumne zvolenou stratégiou vstrekovania paliva.0012 Cielom vynálezu je konkrétnejšie spôsob kontroly emisií znečisťujúcich látok zo spaľovacieho motora obsahujúceho minimálne jednu komoru spaľovania zmesi vzduchu a paliva, pričom uvedený motor je spojený svýfukowm potrubím obsahujúcim vsmere prúdenia výfukových plynov redukčný katalyzátor plynov NOx a filter pevných častíc, vyznačujúci sa tým, že používa palivo obsahujúce prísadu podporujúcu spaľovanie sadzí počas regenerácii filtra pevných častíc, atým, že motor pracuje podľa minimálne jedného hlavného spôsobu fungovania, kedy sa palivo vstrekuje vsúlade s kalibráciou minimalizujúcou vypúšťanie oxidu uhličitého z motora.0013 Dobre známym spôsobom sa kalibrácie tepelného motora uskutočňujú na báze testovacich platforiem, počas ktorých sa merajú najmäemisie znečisťujúcich látok, ktoré treba kontrolovať výberom nastavení, ktorépre daný bod fungovania (zodpovedajúci najmä danému režimu motora a danej požiadavke na krútiaci moment) vedú k najlepšiemu kompromisu medzi emisiami C 02, emisiami znečisťujúcich látok a živosťou (ktorá odráža najmä kapacitu čo najrýchlejšie reagovať na požiadavky vodiča). Výber kalibrácie minimalizujúcej vypúšťanie oxidu uhličitého tak zvyšuje nároky na spotrebu paliva a znižuje nároky na úroveň emisií plynov NOx bez ďalších komplikácií pri výbere kalibrácie.0014 Redukčný katalyzátor plynov NOx je výhodne katalyzátor typu SCR,pričom prostriedky na vstrekovanie redukčného činidla, ako napríklad vodný roztok močoviny, sa nachádzajú pred týmto katalyzátorom. Vjednom variante môže tento katalyzátor obsahovať tiež Iapač plynov NOx s tzv. ochudobnenou zmesou, ktorý je známy tiež pod anglickou skratkou LNT (Lean NOx Trap), t. j. zariadenie schopné absorbovať plyny NOx obsiahnuté vo výfukových plynoch,keď motor pracuje pri ochudobnenej zmesi, redukovať auvoľniť tieto plyny NOx, ked motor dočasne pracuje s obohatenou zmesou na regeneráciu Iapača. Tento typ zariadenia navyše obsahuje redukčné katalyzačné činidlo na báze drahých kovov, ako je platina alebo ródium, adsorpčné činidlo typicky zložené z alkalického kovu, napríklad z BaC 03.0015 Pokiaľ je architektúra výfukového potrubia kompatibilná s fungovaním motora v režime podporujúcom redukciu oxidu uhličitého za cenu vytvárania plynov NOx, je možné predstaviť si rôzne zjednodušenia motora a stratégii riadenia s tým spojené.0016 Preto navrhujeme viac neochladzovať cirkulujúce výfukové plyny určené na opätovné nasávanie, čo sa samozrejme na úrovni hnacieho mechanizmu prejaví absenciou prostriedkov na ochladzovanie týchto plynov, t. j. úspory tepelného výmenníka, prípadne obtoku tohto výmenníka a ventilu v tomto obtoku.0017 Ako sa uvádza vyššie, používanie plynov EGR bolo v automobilovom priemysle najbežnejším spôsobom zníženia teploty v spaľovacej komore, a teda zmenšenia množstva produkovaných oxidov dusíka. Toto zníženie teploty je samozrejme ovela účinnejšie, ako keď sa plyny ochladzujú pred zmiešaním

MPK / Značky

MPK: F02D 23/02, F02D 41/38, F01N 13/02, F02D 21/08, F01N 3/023, F02D 41/00, F01N 3/08

Značky: týmto, hnací, mechanizmus, látok, vybavené, motora, emisií, hnacím, kontroly, znečisťujúcich, vozidlo, mechanizmom, spôsob, spaľovacieho

Odkaz

<a href="http://skpatents.com/18-e19814-sposob-kontroly-emisii-znecistujucich-latok-zo-spalovacieho-motora-hnaci-mechanizmus-a-vozidlo-vybavene-tymto-hnacim-mechanizmom.html" rel="bookmark" title="Databáza patentov Slovenska">Spôsob kontroly emisií znečisťujúcich látok zo spaľovacieho motora, hnací mechanizmus a vozidlo vybavené týmto hnacím mechanizmom</a>

Podobne patenty