Spôsob spaľovania v spaľovacích motoroch

Číslo patentu: 278825

Dátum: 04.03.1998

Autori: Olsson John, Olsson Gunnar, Olsson Bertil, Lindström Arne

Stiahnuť PDF súbor.

Zhrnutie / Anotácia

Spôsob spaľovania v spaľovacích motoroch pre zníženie obsahu škodlivín vo výfukových plynoch, pri ktorom je do spaľovacieho priestoru (13) privádzaná kvapalná zmes obsahujúca peroxid alebo peroxo zlúčeninu, podľa vynálezu spočíva v tom, že sa kvapalná zmes pre lepšie dohorievanie paliva tak vo výfukovom potrubí (16), ako aj v prípadnom katalytickom zariadení vstrekuje do spaľovacieho priestoru (13) tak, že pri prechode motora z výfukového zdvihu do nasávacieho zdvihu jej časť prechádza do výfukového potrubia (16).

Text

Pozerať všetko

Dátum podania 300189 (13) Druh dokumentu B 6 Číslo prioritnej prihlášky 32200291-0 (51) Im- C 6 Dátum priority 29.01.88 F 02 M 25/10 F 02 D 19/00Krajina priority SE Dátum zverejnenia 04.03.98 Dátum zverejnenia udelenia vo Vestníku 04.03.98(72) Pôvodca vynálezu Olsson John, Partille, SESpôsob spaľovania v spaľovacích motoroch pre zníženie obsahu škodlivín vo výfukových plynoeh, pri ktorom je do spaľovacieho priestoru (13) privádzaná kvapalná zmes obsahujúca peroxid alebo peroxo zlúčeninu, podľa vynálezu spočíva V tom, že sa kvapalná zmes pre lepšie dohorievanic paliva tak vo výfukovom po- J trubí (16), ako aj v prípadnom katalytickom zariadení r vstrekuje do spaľovacieho priestoru (13) tak, že pri prechode motora z výfukovćho zdvihu do nasávacieho zdvihu jej časť prechádza do výfukového potrubia (16). mVynalez sa týka spôsobu zlepšenia spaľovania v spaľovacích motoroch a zníženia obsahu škodlivín vo výfukových plynoch tak, že sa do spaľovaoej komory privádza kvapalná zmes obsahujúca peroxid alebo peroxo zlúčeninu.Zvýšený počet vozidiel hlavne v mestských aglomeráciách zväčšuje množstvo výfukových plynov a vytvára zdravotne a ekologické problémy. Škodlivinami, ktoré zapríčiňujú hlavné problémy, sú oxidy uhlíka, uhľovodíky a oxidy dusíka. Základnou príčinou škodlivých výfukových plynov je nedokonalé horenie. Na zníženie obsahu týchto škodlivín vo výfukových plynoch sa používajú rôzne technológie, z ktorých najznámejšie je použitie katalyzátorov, ktore využívajú horenie výfukových plynov mimo skutočný spaľovací proces v motore, Pokiaľ ide o výfukové plyny zo vznetových motorov,existuje pri riešení rad problémov. Jedným z nich je tvorenie sadzí, iným je tvorba oxidov dusíka V priebehu spaľovania. Emisíu oxidov uhlíka a uhľovodíkov možno znížiť použitím katalyzačných zariadeni. Nastávajúcim problémom pritom je, že okrem oxidácie C 0 a HC na C 02 a vodu oxiduje určité množstvo dusíka na oxid dusíka NOX. Dochádza k tomu preto, lebo Vmetový motor nevyhnutne pracuje s prebytkom vzduchu. iným problémom je, že sadze po určitom čase bránia funkcii katalyzátora. Tvorba sadzí môže byť znížená čiastočne alebo úplne nahradením paliva pre vznetovć motory etylalkoholom. Problemy s oxidom dusíka však trvajú.Úlohou predloženého vynálezu je dosiahnuť zlepšené horenie, a tým zníženie emisií zo spaľovacích motorov znížením obsahu sadzi a oxidov dusíka tak pri motore, ako V katalyzačnom zariadení, a to i V prípade vznetovćho motora. Toto bolo dosiahnuté spôsobom zlepšenia spaľ vania V spaľovacích motoroch na zníženie obsahu škodlivín vo výfukových plynoch, pri ktorom je do spaľovacícho priestoru privádzaná kvapalná zmes obsahujúca peroxid alebo peroxo zlúčeninu. Kvapalná zmes sa pre lepšie dohorievanie paliva tak vo výfukovom potrubí, ako i v prípadnom katalytickom zariadení, Vstrekuje do spaľovacieho priestoru tak, že pri prechode motora z výfukovćho zdvihu do nasávacieho zdvihu jej časť prechádza do výfukového potrubia.Výhodné uskutočnenie spôsobu podľa vynálezu spočíva V tom, že sa kvapalná zmes pre požadované rozprášenie privádza ústím privádzacej rúrky, ktore je umiestnené V spaľovacom priestore motora alebo V jeho blízkosti, pričom priestorom medzi privádzacou rúrkou a druhou rúrkou, v ktorej je privádzacia rúrka upravená, sa privádza médium s tlakom odlišným od tlaku v ústi privádzacej rúrky.Ine výhodné uskutočnenie spočíva V tom, že kvapalná zmes je rozprašovaná a smerovaná tak, že sa rozdeľuje tak do spaľovacieho priestoru, ako aj do blízkosti výfukového ventilu, ktorý je V dôsledku prekrytia fázy nasavania a výfuku otvorený aspoň po časť nasávacieho zdvihu.Ďalšie výhodne Vyhotovenie spočíva V tom, že kvapalná zmes obsahuje aspoň 0,001 peroxidu alebo peroxo zlúčeniny.Výhodne kvapalná zmes obsahuje 0,1 až 35 peroxidu alebo peroxo zlúčenín.Prednostne kvapalná zmes obsahuje až 99 alifatíckćho alkoholu s l až 8 atómami uhlíka.Ďalšie prednostné uskutočnenie spočíva V tom, že kvapalná zmes obsahuje 10 až 95 alkoholu, pričom alkohol je tvorený etanolom.Posledné Výhodné uskutočnenie spočíva v tom, že bežné palivo je úplne alebo sčasti nahradené kvapalnou zmesou.Týmito opatreniami sa dosahuje zlepšenć dohorievanie tak vo výfukovom potrubí, ako V prípadnom katalyzačnom zariadení.Prehľad obrázkov na výkresochPredmet vynálezu bude opísaný na príklade konkrétneho uskutočnenia vo vzťahu k pripojenćmu výkresu, na ktorom predstavuje obr. l nárysný schematický rez hlavou valca vznetovćho motora so sacím ventilom,obr. 2 pôdorys čiastočnćho rezu zariadením z obr. l V rovine II-Il.Na obr. l a 2 je znázomený vznetový motor s hlavou 11 valca, nasávacím potrubím 12, ktoré vedie do spaľ vacieho priestoru 13 motora, nasávacím ventilom 14 s ventilovým sedlom 15, výfukovým potrubím 16, výfukovým ventilom 17 a vstrekovacou dýzou 18. Pri tomto vyhotovení je palivo vstrekované do predkomôrky 19, v ktorej je usporiadaná žeraviaca sviečka 20 na uľahčenie spustenia studeného motora. Obmenou tohto usporiadania je možnosť priameho Vstrekovania paliva do spaľovacieho priestoru 13.V nasávacom potrubí 12 je usporiadaná privádzacia rúrka 21 na prívod kvapalnej zmesi s obsahom peroxidu,alebo zmesi peroxo zlúčeniny, vody a prípadne iných prímesí, ktoré budú opísanć. Privádzacia rúrka 21 je s vôľou vedená vnútri druhej rúrky 22 na prívod média s tlakom, ktorý sa odlišuje od tlaku V ústi 23 privádzacej rúrky 21. Ústie 23 je umiestnené tesne pri nasávacom ventile 14. Môže byť umiestnené aj mútrí spaľovacieho priestoru 13 motoru. Médium môže byť plynné a môže byť tvorené atmosferickým vzduchom, pričom V tomto prípade je druhá rúrka 22 upravená ako spojenie s atmosférou mimo motora. Týmto mćdiom môžu byť i výfukové plyny motoru, privádzané pod tlakom druhou rúrkou 22. Môže ním byť napríklad tiež malé množstvo vzduchu privádzaného od turbodúchadla alebo od zvláštneho vzduchovćho čerpadla.Takýmto zariadením sa dosiahne atomizácia privádzanej kvapalnej zmesi. Konce privádzacej rúrky 21 a druhej rúrky 22 môžu byť usporiadané, ako je opísané vo švédskej patentovej prihláške 8604448-4, ktorá zodpovedá PCT/SE 87/00477. Ústie 23 privádzacej rúrky 21 môže byť axiálne premiestňované proti ústiu druhej rúrky 22 tak, že ústie 23 sa nachádza bud vnútri alebo mimo ústia druhej rúrky 22. Kvapalina alebo jej kvapky súpotom rozprášené stredovým Výtokom druhej rúrky 22.Pozmenene usporiadanie je upravené tak, že privádzacia rúrka 21 a druhá rúrka 22 majú spoločný Výstupný otvor s priemerom menším ako má ústie 23 druhej nírky 22. Tento spoločný Výstup môže byť rozšírený s cieľom vedenia prúdu za úzkym priechodom, kde dochádza k účinnému miešaniu kvapaliny a prostredia.Ak sa má pridať zvláštne palivo, napríklad etanol,môže sa privádzať prívodom umiestneným mimo privádzacej rúrky 21, ale vnútri druhej rúrky 22. Privádzanie a regulácia kvapalnej zmesi sa deje privádzacim zariadením(neznazornené). Ak je kvapalina privádzaná takmer bez tlaku a V niektorých prípadoch vo veľmi malých množstvách, je pre rozprášenie kvapaliny dôležitý prúd plynu. Možno usporiadať viac ako jeden prívod - privádzaciu rúrku 21 - obklopený druhou rúrkou 22 pre každý valec. Altematívne je možné do privádzanej kvapalnej zmesi primiešať palivo, napríklad alkohol.Zloženie kvapaliny sa môže meniť, ale malo by obsahovať 0,001 až 80 , prednostne 0,1 až 35 peroxidu alebo peroxo zlúčenín, výhodne oxidu uhlíka. Kvapalina môže tiež obsahovať až 5 oleja s antikoróznou prísadou. Zvyšný podiel je tvorený vodou a/alebo alifatickým alkoholom s jedným až ôsmimi atômami uhlíka,napriklad etanolom. Zmes obsahuje 10 - 95 alkoholu.Pri usporiadaní prívodnej sústavy pre peroxid alebo peroxo zlúčeniny je dôležité zabrániť dlhým dopravným cestám a vyhnúť sa bežným kovom. Pretože je ťažké navrhovať Vysokotlakovú sústavu bez použitia kovov V príVodnej sústave, je nutné sa vyhnúť vysokým tlakom,pretože nimi dochádza ľahko k rozloženiu nestálych zlúčenín.Inou dôležitou skutočnosťou je, že kvapalina je vstrekovaná do spaľovacieho priestoru 13 pod ostrým uhlom, čo znamená tak blízko osi valca, ako je to len možné, aby sa zabránilo ich styku so stenou valca. Ak pride kvapalina do styku so stenou valca, Vzniká nebezpečenstvo, že stratí svoje vlastnosti a tiež, že prenikne do oleja v kľukovej skrini. Môže tiež zmývať olej zo stien valca, čo vedie k ich zvýšenému opotrebovaniu a zvýšenej spotrebe oleja.Výsledkom vstrekovania kvapaliny, ako je uvedené,spolu s plynulým vstrekovaním je, že časť kvapaliny prechádza pri prekrývaní otvorenia ventilov 14, 17 do výfukového potrubia 16. To je výhodné, pretože určité kvapaliny zlepšujú dohorievanie vo výfukovom potrubí 16. Akje usporiadané katalytickć zariadenie, zlepší sa rovnako dohorievanie i V ňom, takže jeho účinnosť sa rovnako zvýši. Nastavovaním časovania prekrývania nasávacieho ventilu 14 a Výfukovćho ventilu 17 možno zvýšiť alebo znížiť množstvo kvapaliny vychádzajúcej z valca V časovom rozsahu tohto prekrytía. To možno usporiadať pri nových konštrukciách motorov alebo nahradením pôvodného značkového hriadeľa iným. Rovnako to možno dosiahnuť zmenou vzdialenosti ústia 23 od Výfukovćho ventilu 17. Čím väčšia je táto vzdialenosť, tým menšie množstvo kvapaliny prechádza do Výfukovćho potrubia 16.V úvode boli uvedene problemy vznikajúce pri použití katalyzačného zariadenia pri vozidlách vybavených dieselovými motormi. Sú nimi tvorenie sadzi a Vznik oxidov dusíka NOX. Tieto problémy je možné riešiť prívodom peroxidu alebo peroxo zlúčenín spôsobom, ktorý bol opísaný. Skúšky boli vykonané V Statens technologiskaInstitut (Štátnom technologickom ústave) STI v Nórsku na motore Diesel Volvo Penta MDl. Skúšky boli vykonané bez katalyzátora a bez kvapaliny (skúška l) a s katalyzátorom V kombinácii so vstrekovaním kvapaliny obsahujúcej niektoré peroxidy (skúška 2). Zloženie kvapaliny V tejto skúške bolo 10 sedempercentnćho peroxidu vodíka a 90 etanolu. Väčšina paliva pre vznetové motory bola v tomto prípade nahradená kvapalnou zmesou. Dosiahli sa nasledujúce výsledkyJe potrebne poznamenať, že dieselov motor pracuje s veľkým prebytkom vzduchu a vysokou spaľovacou teplotou. l napriek tomu bol výron NO, znížený. Účinnosť motora sa nezmenila. Pomer množstva kvapalnej zmesi k množstvu bežného paliva môže dosahovať medze od niekoľko desatín percenta až takmer do sto percent. V poslednom pripade bude Výhodne väčšou časťou alkohol, ktorý sa spaľuje ako v Ottovom motore, bez tvorenia sadzí.Predložený vynález nie je obmedzený na dieselove motory. Možno ho použiť pri všetkých typoch spaľovacích motorov, napríklad motorov benzínových.l. Spôsob spaľovania V spaľovacích motoroch pre zníženie obsahu škodlivín vo výfukových plynoeh, pri ktorom je do spaľovacieho priestoru privádzaná kvapalná zmes obsahujúca peroxid alebo peroxo zlúčeninu,vyznačuj úci sa týmjesakvapalnázmes pre lepšie dohorievanie paliva tak vo výfukovom potrubí(16), ako aj V prípadnom katalytickom zariadení, Vstrekuje do spaľovacieho priestoru (13) tak, že pri prechode motora z Výfukovćho zdvihu do nasávacieho zdvihu jej časť prechádza do Výfukovćho potrubia (16).2. Spôsob podľa nároku l, v y z n a č uj ú ci s a t ý m , že sa kvapalná zmes na požadované rozprášenie privádza ústím (23) privádzacej rúrky (21), ktoré je umiestnené v spaľovacom priestore (13) motora alebo V jeho blízkosti, pričom priestorom medzi privádzacou rúrkou (21) a druhou rúrkou (22), v ktorej je privádzacia rúrka (21) upravená, sa privádza médium s tlakom odlišným od tlaku V ústl (23) privádzacej rúrky (21).3. Spôsob podľa nároku 1 alebo 2, v y z n a č u j ú c i s a t ý m , že sa kvapalná mes rozprašuje a smeruje tak, že sa rozdeľuje tak do spaľovacieho priestoru (13), ako aj do blízkosti Výfukovćho ventilu (17), ktorý jc V dôsledku prekrytia fázy nasávania a výfuku otvorený aspoň po časť nasávacieho zdvihu.4. Spôsob podľa jedného z nárokov 1 až 3, V y značuj úci sa tým,žekvapalnázrnesobsahuje aspoň 0,001 peroxidu alebo peroxo zlúčeniny.5. Spôsob podľa nároku 3, V y z n a č uj ú ci s a tý m , že kvapalná zmes obsahuje 0,1 až 35 peroxidu alebo peroxo zlúčenín.6. Spôsob podľa nároku 4 alebo 5, v y z n a č u j ú c i s a t ý m , že kvapalná zmes obsahuje až 99 alifatickćho alkoholu s l až 8 atómami uhlíka.7. Spôsob podľa nároku 6, V y z n a č u j ú c is a t ý m , že kvapalná zmes obsahuje 10 až 95 alkoholu, 8. Spôsob podľa nároku 6 alebo 7, v y z n a č u j ú c i s a t ý m , že alkoholje tvorený etanolom.9. Spôsob podľa ktoréhokoľvek z nárokov 1 až 8, 5 vyznačujúci sa tým, že bežné palivoje úplne alebo sčasti nahradené kvapalnou zmesou.

MPK / Značky

MPK: F02M 25/10, F02D 19/00

Značky: spôsob, motoroch, spaľovania, spalovacích

Odkaz

<a href="http://skpatents.com/5-278825-sposob-spalovania-v-spalovacich-motoroch.html" rel="bookmark" title="Databáza patentov Slovenska">Spôsob spaľovania v spaľovacích motoroch</a>

Podobne patenty