CZ304745B6 - Spalovací motor - Google Patents

Spalovací motor Download PDF

Info

Publication number
CZ304745B6
CZ304745B6 CZ2005-385A CZ2005385A CZ304745B6 CZ 304745 B6 CZ304745 B6 CZ 304745B6 CZ 2005385 A CZ2005385 A CZ 2005385A CZ 304745 B6 CZ304745 B6 CZ 304745B6
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
internal combustion
combustion engine
reformer
ammonia
reformate
Prior art date
Application number
CZ2005-385A
Other languages
English (en)
Other versions
CZ2005385A3 (cs
Inventor
GĂĽnter Eberspach
Original Assignee
Eberspächer Climate Control Systems GmbH & Co. KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Eberspächer Climate Control Systems GmbH & Co. KG filed Critical Eberspächer Climate Control Systems GmbH & Co. KG
Publication of CZ2005385A3 publication Critical patent/CZ2005385A3/cs
Publication of CZ304745B6 publication Critical patent/CZ304745B6/cs

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/18—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control
    • F01N3/20—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control specially adapted for catalytic conversion ; Methods of operation or control of catalytic converters
    • F01N3/2066—Selective catalytic reduction [SCR]
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/02—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
    • F01N3/021—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters
    • F01N3/033—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters in combination with other devices
    • F01N3/035—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters in combination with other devices with catalytic reactors, e.g. catalysed diesel particulate filters
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B43/00—Engines characterised by operating on gaseous fuels; Plants including such engines
    • F02B43/10—Engines or plants characterised by use of other specific gases, e.g. acetylene, oxyhydrogen
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2240/00—Combination or association of two or more different exhaust treating devices, or of at least one such device with an auxiliary device, not covered by indexing codes F01N2230/00 or F01N2250/00, one of the devices being
    • F01N2240/25—Combination or association of two or more different exhaust treating devices, or of at least one such device with an auxiliary device, not covered by indexing codes F01N2230/00 or F01N2250/00, one of the devices being an ammonia generator
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2240/00—Combination or association of two or more different exhaust treating devices, or of at least one such device with an auxiliary device, not covered by indexing codes F01N2230/00 or F01N2250/00, one of the devices being
    • F01N2240/30—Combination or association of two or more different exhaust treating devices, or of at least one such device with an auxiliary device, not covered by indexing codes F01N2230/00 or F01N2250/00, one of the devices being a fuel reformer
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2610/00—Adding substances to exhaust gases
    • F01N2610/02—Adding substances to exhaust gases the substance being ammonia or urea
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2610/00—Adding substances to exhaust gases
    • F01N2610/11—Adding substances to exhaust gases the substance or part of the dosing system being cooled
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B37/00—Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A50/00—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
    • Y02A50/20—Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/30—Use of alternative fuels, e.g. biofuels
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S123/00—Internal-combustion engines
    • Y10S123/12—Hydrogen

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)

Abstract

Je popsán spalovací motor, zejména v motorovém vozidle, s reformovacím zařízením (11) pro výrobu vodíku. Reformovací zařízení (11) má jediný provozní stupeň, při kterém vytváří takové množství reformátu, jako je potřebné pro vyčištění maximálně vytvářeného množství výfukových plynů nebo vyšší množství. Na výstupní straně reformovacího zařízení (11) je uspořádáno rozdělovací zařízení (10). Rozdělovací zařízení (10) je na výstupní straně připojeno na sací vedení (3) spalovacího motoru (1) a zdroj (9) amoniaku. Zdroj (9) amoniaku je na výstupní straně napojen na výfukové vedení (4) spalovacího motoru (1) ve směru toku před SCR-katalyzátorem (8). Rozdělovací zařízení (10) je vytvořeno tak, že rozděluje reformát v závislosti na provozním stavu spalovacího motoru (1) mezi sací vedení (3) a zdroj (9) amoniaku.

Description

Oblast techniky
Předkládaný vynález se týká spalovacího motoru, zejména v motorovém vozidle, s reformovacím zařízením pro výrobu vodíku.
Dosavadní stav techniky
Obecně je známo používat reformovací zařízení při následném zpracování výfukových plynů, zejména spalin z Dieselových (naftových) motorů. Jeho úloha spočívá v tom, že vytváří vodík, který se například v následujících krocích přemění na amoniak. K tomu se palivo, například nafta, promíchává se vzduchem a přivádí do autotermního reaktoru, který ve velkém rozsahu pracuje bez vnějšího ohřevu. Zde se přibližně při 700 °C vytváří směs plynů, která obsahuje především vodík, oxid uhličitý, dusík a vodu. V následujících krocích z vodíku vytvářený amoniak může ve speciálním, ktomu určeném katalyzátoru (SCR-katalyzátor, přičemž SCR znamená selektivní katalytickou redukci) přeměnit ve spalinách se nacházející oxidy dusíku na neškodné látky dusík a vodu. Obecně je přitom známo takovéto reformovací zařízení uspořádat do celého toku, částečného toku (bypass) nebo mezi sací a výfukovou stranu motoru.
Předkládaný vynález se zabývá problémem vytvořit pro spalovací motor s reformovacím zařízením v úvodu uvedeného druhu takové vylepšené provedení, které zejména spolehlivě pokryje rychlé a velké přechody zatížení dynamicky provozovaného spalovacího motoru a přesto bude ještě realizovatelné s přijatelnou cenou.
Podstata vynálezu
Uvedený problém se podle vynálezu řeší předmětem nezávislého patentového nároku. Výhodná provedení jsou předměty závislých patentových nároků.
Předkládaný vynález se zakládá na obecné myšlence použít u spalovacího motoru reformovací zařízení pro výrobu vodíku, které má jediný provozní stupeň, ve kterém vytváří tolik nebo více reformátu, jako se potřebuje pro vyčištění maximálně vznikajícího množství výfukových plynů (spalin). Na výstupní straně reformovacího zařízení je přitom uspořádáno rozdělovači zařízení, které je svojí výstupní stranou připojeno jak na sací vedení spalovacího motoru, tak i na zdroj amoniaku. Zdroj amoniaku je na výstupní straně napojen ve směru toku před SCR-katalyzátorem na výfukové vedení spalovacího motoru. Rozdělovači zařízení rozděluje přitom (v závislosti na provozním stavu spalovacího motoru) reformát mezi sací vedení a zdroj amoniaku.
Protože reformovací zařízení má pouze jediný provozní stupeň, může za ním zařazené rozdělovači zařízení prostřednictvím potřebě odpovídajícího rozdělení reformátu mezi sací vedení a zdroj amoniaku v závislosti na provozním stavu spalovacího motoru zpracovat velmi rychlé a velmi vysoké skoky v zatížení. Přitom je reformát pro čištění spalin neustále k dispozici v dostatečném množství pro použití, takže může být přizpůsoben vypouštěným oxidům dusíku z dynamicky provozovaného spalovacího motoru pouze prostřednictvím potřebě odpovídajícího rozdělení mezi výfukové vedení a sací vedení. Nadto je uspořádání a vytvoření reformovacího zařízení, případně rozdělovacího zařízení, schopno sledovat velké tlakové výkyvy, přičemž zejména u výfukového systému s částicovým filtrem může být zajištěno příslušné výfukové napájení při všech provozních stavech, tedy také při zátěžových vrcholech. Prostřednictvím konstantní výroby reformátu se dosáhne zjednodušeného způsobu provozu, čímž může být dosaženo také jednoduššího provedení reformovacího zařízení, popřípadě napájení vzduchem a spalinami. Ve spodní oblasti zatížení, ve které reformovací zařízení vytváří více reformátu, než je potřebné pro čištění výfukových plynů,
- 1 CZ 304745 B6 se nepotřebný tok reformátu přivádí do sacího vedení spalovacího motoru a tím se prostřednictvím spálení ve spalovacím motoru přemění na mechanický výkon, takže při odpovídajícím uvažování palivového napájení spalovacího motoru v podstatě není očekáván nárůst spotřeby oproti modulovatelnému reformovacímu zařízení.
Výhodně je reformovací zařízení parciální oxidačně-reformovacího zařízení (POX-reformovací zařízení). Takováto POX-reformovací zařízení jsou již dlouho osvědčena a zlepšují schopnost startů za studená u spalovacího motoru, čímž může být dosaženo šetrného zahřátí spalovacího motoru.
Podle jednoho výhodného provedení řešení podle vynálezu je mezi reformovací zařízení a rozdělovacím zařízením a/nebo mezi rozdělovacím zařízením a zařízením na výrobu amoniaku a/nebo mezi rozdělovacím zařízením a sacím vedením uspořádán chladič. Tento chladič je přitom výhodně začleněn do topného obvodu pro ohřev spalovacího motoru a/nebo vnitřního prostoru vozidla vybaveného spalovacím motorem a/nebo oxidačního katalyzátoru výfukového vedení při studeném startu. Uspořádání chladiče mezi reformovací zařízení a rozdělovači zařízení podle první alternativy umožňuje přitom temperování reformátu vytvářeného v reformovacím zařízení na optimální teplotu pro následující kroky procesu, jako je například vytváření amoniaku. Současně se již do rozdělovacího zařízení přivádí temperovaný reformát, takže tento reformát může být rozdělován s optimální teplotou mezi výfukové vedení a sací vedení spalovacího motoru.
Při jednom výhodném provedení řešení podle vynálezu probíhá zavádění reformátu do sacího vedení ve směru toku před kompresorem. Tím je dosaženo potřebě přizpůsobenému zavádění v reformovacím zařízení vytvářeného reformátu, který je například navíc správně temperován, do sacího vedení spalovacího motoru. Jako kompresor může být použit například prostřednictvím výfukových plynů fluidně poháněný turbokompresor nebo mechanicky poháněný kompresor, které oba mají za úkol stlačovat nasátý čerstvý vzduch a přivádět jej ve stlačené formě do spalovacího motoru.
Další důležité znaky a výhody vynálezu vyplývají ze závislých patentových nároků, z výkresu a z příslušného popisu obrázku znázorněného na výkresu.
Je samozřejmé, že v předcházejícím popisu uvedené a v následujícím popisu ještě dále vysvětlené znaky nejsou použitelné pouze ve vždy uvedených kombinacích, ale jsou použitelné rovněž v jiných kombinacích nebo dokonce samostatně, aniž by přitom byl překročen rozsah předkládaného vynálezu.
Jeden výhodný příklad provedení vynálezu je znázorněn na připojeném výkresu a bude v následujícím popisu blíže vysvětlen ve spojení s odkazy na obrázek znázorněný na tomto výkresu.
Přehled obrázků na výkresech
Obr. 1 znázorňuje blokové schéma spalovacího motoru s reformovacím zařízením uspořádaným a vytvořeným podle vynálezu.
Příklady provedení vynálezu
Podle obr. 1 má spalovací motor i motor nebo blok 2 motoru se sacím vedením 3 připojeným k němu na vstupní straně a s výfukovým vedením 4 připojeným k němu na výstupní straně. Spalovací motor 1 může být například vestavěn do neznázoměného motorového vozidla, respektive může toto vozidlo pohánět. V sacím vedení 3 je výhodně uspořádán kompresor 5, který je zde vytvořen jako turbokompresor poháněný výfukovými plyny a podle toho je také zapojen na své poháněči straně do výfukového vedení 4. Kompresor 5 může být alternativně vytvořen jako me-2CZ 304745 B6 chanicky, například spalovacím motorem i poháněný kompresor. Kompresor 5 slouží známým způsobem pro stlačování do bloku 2 motoru přiváděného čerstvého vzduchu, čímž může být dosaženo zvýšení výkonu a účinnosti spalovacího motoru i.
Ve směru toku za kompresorem 5 může být ve výfukovém vedení 4 uspořádán oxidační katalyzátor 6, který způsobuje čištění výfukových plynů v podobě úbytku emisí oxidu uhelnatého a uhlovodíků tím, že tyto látky oxiduje na oxid uhličitý a vodu.
Na výstupní straně oxidačního katalyzátoru 6 může být ve směru toku dále uspořádán ve výfukovém vedení 4 částicový filtr 7, zejména sazový filtr, který odfiltrovává jemné ve spalinách (výfukových plynech) se nacházející částice, zejména částice sazí, a tím má bránit jejich uvolňování do okolí. Dále ve směru toku za částicovým filtrem 2 může být ve výfukovém vedení 4 uspořádán SCR-katalyzátor, který redukuje ve výfukových plynech se nacházejí oxidy dusíku na vodu a vzdušný dusík. Pro chemickou redukci oxidů dusíku ne vodu a dusík je navíc potřebný amoniak, který podle obr. 1 je generován zařízením 9 na výrobu amoniaku a je do výfukového vedení přidáván ve směru toku před SCR-katalyzátorem 8, výhodně také ve směru toku za částicovým filtrem 7.
Zařízení 9 na výrobu amoniaku je na vstupní straně spojeno s výstupní stranou rozdělovacího zařízení 10, kterému přináleží úkol podle potřeby rozdělovat tok reformátu ke zdroji 9 amoniaku, to mezi výfukové vedení 4 najedné straně a sací vedení 3 na straně druhé.
K tomu je rozdělovači zařízení 10 na vstupní straně proudově spojeno s výstupní stranou reformovacího zařízení 11 a na výstupní straně jak se sacím vedením 3, tak také se zařízením 9 na výrobu amoniaku a přes něj tedy s výfukovým vedením 4. Reformovací zařízení 11 je vytvořeno tak, že může vyrábět vodík, který se např. v následujících krocích mění na amoniak v zařízení 9 na výrobu amoniaku. Pro vytváření reformátu, tj. vodíku, potřebné výchozí látky, totiž vzduch a palivo, budou do reformovacího zařízení 11 podle obr. 1 přiváděny z dmýchadla 13 a rovněž z palivového napájení 14.
Pokud se týká výkonu, na rozdíl od obvyklých řiditelných, respektive modulovatelných reformovacích zařízení, která musí zvládat velmi rychlé a velmi velké přechody výkonu, protože musí sledovat přechody v množství vypouštěných oxidů dusíku u dynamicky provozovaného spalovacího motoru, je u spalovacího motoru i podle předkládaného vynálezu stanoveno, že reformovací zařízení Π. má pouze jediný provozní stupeň, při kterém vyrábí tolik nebo více reformátu, jako je potřebné pro vyčištění maximální možné hodnoty výfukových plynů či spalin. Rozdělovacímu zařízení 10 přitom přináleží ta úloha rozdělovat reformát v závislosti na provozním stavu spalovacího motoru i mezi sací vedení 3 a zařízení 9 na výrobu amoniaku. Výhoda spočívá vedle jednoduššího a tím levnějšího provedení reformovacího zařízení 11, popřípadě dmýchadla 13 a palivového napájení 14, ve zjednodušeném, statickém způsobu provozu v důsledku konstantní výroby reformátu. Pro čištění spalin či výfukových plynů nepotřebný (částečný) tok reformátu se prostřednictvím spalování v bloku 2 motoru přemění na mechanický výkon, takže nedochází k žádnému nárůstu spotřeby vzhledem k modulovanému reformovacímu zařízení, pokud se patřičně respektuje přivádění reformátu při provozu zařízení pro vstřikování paliva. K tomu je rozdělovači zařízení 10 vhodným způsobem spojeno s odpovídajícím, zde neznázoměným řízením vstřikovacího zařízení.
Reformovací zařízení 11 může být například vytvořeno jako parciální oxidačně-reformovací zařízení (POX-reformovací zařízení). Takovéto POX-reformovacího zařízení oxiduje v palivu se nacházejí uhlovodíky v katalytické nebo termické reakci společně s ve vzduchu se nacházejícím kyslíkem na vodík, oxid uhelnatý a oxid uhličitý. K tomu potřebná energie se normálním způsobem v procesu sama zajistí prostřednictvím spalování (oxidace) části uhlovodíků.
Podle jednoho dalšího povedení řešení podle předkládaného vynálezu si lze představit, že mezi reformovacím zařízením 11 a rozdělovacím zařízením 10 a/nebo mezi rozdělovacím zařízením
-3CZ 304745 B6 zařízením 9 na výrobu amoniaku a/nebo mezi rozdělovacím zařízením 10 a sacím vedením 3 je uspořádán chladič 15. Protože se přitom jedná o fakultativní možnost řešení, je chladič 15 podle obr. 1 znázorněn přerušovanými čarami. Chladič 15 může být přitom začleněn do neznázoměného topného obvodu pro ohřev spalovacího motoru I a/nebo vnitřního prostoru spalovacím motorem i vybaveného vozidla a/nebo oxidačního katalyzátoru 6 ve výfukovém vedení 4 při studeném startu. U „topného obvodu“ se jedná výhodně o tak jako tak začleněný „chladicí obvod“ spalovacího motoru 1 pro chlazení bloku 2 motoru při provozu za tepla. Chladič 15 mezi rozdělovacím zařízením 10 a zařízením 9 na výrobu amoniaku může sloužit pro temperování toku reformátu odcházející z rozdělovacího zařízení 10 do zařízení 9 na výrobu amoniaku.
Přídavně nebo alternativně může být rozdělovači zařízení 10 na výstupní straně navíc připojeno na hořák 16, přičemž reformát se nyní v závislosti na provozním stavu spalovacího motoru 1 rozděluje mezi sací vedení 3, zdroj 9 amoniaku a hořák 16. Lze si přitom představit, že při studeném startu se do hořáku 16 přivádí celý tok nebo část toku reformátu a tam se spaluje a přes tepelný výměník (chladič) se přitom vznikající spalovací teplo přivádí do odpovídající topného obvodu pro ohřev bloku 2 motoru, popřípadě spalovacího motoru 1 a/nebo spalovacím motorem 1 vybaveného vozidla. Při studeném startu spalovacího motoru 1 se obvykle nevyskytují velké emise oxidů dusíku, takže reformát může být všechen do hořáku 16 s příslušným, zde neznázorněným tepelným výměníkem.
V jednom dalším, neznázoměném provedení může být systém navíc vybaven hořákem 16 také pro nezávisle vytápění vozidla. Hořák 16 má tu další výhodu, že v případě deceleračního provozu vozidla (provoz s uvolněným akceleračním pedálem), ve kterém není žádoucí uvolňování mechanického výkonu, může být vytvářený reformát spalován. V zimě může být toto spalovací teplo využito k tomu, aby zcela nebo částečně kompenzovalo s deceleračním provozem vozidla často spojené ochlazení chladicího obvodu motoru, například při dlouhých horských sjezdech, a tím přímo dosáhlo vyššího tepelného komfortu.
S hořákem 16 nebo s přídavným, neznázoměným hořákem může být například při studeném startu ohříván také systém pro následné zpracování výfukových plynů, například oxidační katalyzátor 6, takže tento systém rychleji dosáhne svojí provozní teploty. Spalovací teplo může být samozřejmě rovněž použito k tomu, aby podpořilo regeneraci eventuálně použitého částicového filtru 7.
Podle jednoho dalšího výhodného provedení řešení podle vynálezu může být také zajištěno, aby kompresor 5 byl použit pro napájení reformovacího zařízení 11 čerstvým vzduchem. Přitom může být na tlakové straně kompresoru 5 oddělen částečný tok stlačeného nasátého vzduchu, který se přivádí do reformovacího zařízení 11 přes přívodní vedení L7. Výhodně přitom může být vypuštěno dmýchadlo 13, respektive může být nahrazeno přívodním vedením 17, čímž se dosáhne konstrukčního zjednodušení a současně levnější varianty provedení.
Souhrnně je možné podstatné znaky řešení podle předkládaného vynálezu charakterizovat následovně:
Vynález navrhuje u spalovacího motoru 1 použít reformovací zařízení 11 sjedním provozním stupněm, ve kterém vyrábí tolik nebo více reformátu, jako je potřebné pro vyčištění maximálního případného množství výfukových plynů či spalin. Reformovací zařízení Uje přitom na výstupní straně proudově spojeno se vstupní stranou rozdělovacího zařízení 10, které tok reformátu podle potřeby, to jest v závislosti na provozním stavu spalovacího motoru 1, na své výstupní straně rozděluje mezi sací vedení 3 a zařízení 9 na výrobě amoniaku.
Řešení podle předkládaného vynálezu nabízí výhodu jednoduchého provedení reformovacího zařízení 11 se zjednodušeným způsobem provozu v důsledku konstantní výroby reformátu a současně s přeměnou části toku reformátu, která není potřebná pro vyčištění výfukových plynů, na mechanický výkon prostřednictvím spalování ve spalovacím motoru i. Tím se zejména dosáhne
-4CZ 304745 B6 kontinuálního provozu reformovacího zařízení, aniž by přitom bylo pozorováno podstatné zvýšení spotřeby oproti modulovanému reformovacímu zařízení.

Claims (11)

  1. PATENTOVÉ NÁROKY
    1. Spalovací motor, zejména v motorovém vozidlu
    - se zařízením (9) pro výrobu amoniaku, které je na výstupní straně napojeno na výfukové vedení (4) spalovacího motoru (1) ve směru toku před SCR-katalyzátorem (8),
    - s reformovacím zařízením (11) pro výrobu vodíku, vyznačující se tím, že
    - reformovací zařízení (11) je upraveno pro výrobu reformátu ze vzduchu a paliva,
    - zařízení (9) pro výrobu amoniaku je upraveno pro výrobu amoniaku z reformátu,
    - reformovací zařízení (11) má jediný provozní stupeň, pro vytváření konstantně alespoň tolik reformátu, kolik je potřeba pro vyčištění maximálně vytvářeného množství výfukových plynů při provozu spalovacího motoru (1),
    - na výstupní straně reformovacího zařízení (11) je uspořádáno rozdělovači zařízení (10),
    - přičemž toto rozdělovači zařízení (10) je na výstupní straně připojeno na sací vedení (3) spalovacího motoru (1) a zařízení (9) pro výrobu amoniaku,
    - a přičemž toto rozdělovači zařízení (10) rozděluje reformát v závislosti na provozním stavu spalovacího motoru (1) mezi sací vedení (3) a zařízení (9) pro výrobu amoniaku tak, že pro vyčištění výfukových plynů potřebný reformát je přiváděn do zařízení (9) pro výrobu amoniaku a nadbytečný reformát je přiváděn do sacího vedení (3).
  2. 2. Spalovací motor podle nároku 1, vyznačující se tím, že reformovacím zařízením (11) je parciální oxidačně reformovací zařízení (POX-reformovací zařízení).
  3. 3. Spalovací motor podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že
    - mezi reformovacím zařízením (11) a rozdělovacím zařízením (10) je uspořádán chladič (15) a/nebo
    - mezi rozdělovacím zařízením (10) a zařízením (9) pro výrobu amoniaku je uspořádán chladič (15) a/nebo
    - mezi rozdělovacím zařízením (10) a sacím vedením (3) je uspořádán chladič (15).
  4. 4. Spalovací motor podle nároku 3, vyznačující se tím, že chladič (15) je zapojen do topného obvodu pro ohřev spalovacího motoru (1) a/nebo vnitřního prostoru spalovacím motorem (1) vybaveného vozidla a/nebo oxidačního katalyzátoru (6) výfukového vedení (4) při studeném startu.
  5. 5. Spalovací motor podle jednoho z nároků laž4, vyznačující se tím, že rozdělovači zařízení (10) je na výstupní straně dále připojeno na hořák (16) pro rozdělování reformátu v závislosti na provozním stavu spalovacího motoru (1) mezi sací vedení (3), zařízení (9) pro výrobu amoniaku a hořák (16).
  6. 6. Spalovací motor podle nároku 5, vyznačující se tím, že hořák (16) je zapojen do topného obvodu pro ohřev nejméně jednoho ze zařízení, kteiými jsou spalovací motor (1), vnitřní prostor spalovacím motorem (1) vybaveného vozidla, oxidační katalyzátor (6), částicový filtr (
  7. 7).
    -5CZ 304745 B6
    Ί. Spalovací motor podle jednoho z nároků laž6, vyznačující se tím, že reformovací zařízení (11) je na výstupní straně připojeno na sací vedení (3) ve směru toku před kompresorem (5).
    5
  8. 8. Spalovací motor podle nároku 7, vyznačující se tím, že kompresorem (5) je turbokompresor.
  9. 9. Spalovací motor podle jednoho z nároků laž8, vyznačující se tím, že místo přivádění amoniaku ze zařízení (9) pro výrobu amoniaku do výfukového vedení (4) je uspořádáίο no ve směru toku za oxidačním katalyzátorem (6) a/nebo ve směru toku za částicovým filtrem (7).
  10. 10. Spalovací motor podle jednoho z nároků 7a 8, vyznačující se tím, že na tlakové straně kompresoru (5) odbočuje přívodní vedení (17) vedoucí do reformovacího zařízení (11) pro
  11. 15 napájení reformovacího zařízení (11) čerstvým vzduchem prostřednictvím částečného toku stlačeného nasávaného vzduchu.
CZ2005-385A 2004-06-15 2005-06-15 Spalovací motor CZ304745B6 (cs)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102004028651A DE102004028651B4 (de) 2004-06-15 2004-06-15 Brennkraftmaschine

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CZ2005385A3 CZ2005385A3 (cs) 2006-02-15
CZ304745B6 true CZ304745B6 (cs) 2014-09-17

Family

ID=35459203

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ2005-385A CZ304745B6 (cs) 2004-06-15 2005-06-15 Spalovací motor

Country Status (3)

Country Link
US (1) US7367183B2 (cs)
CZ (1) CZ304745B6 (cs)
DE (1) DE102004028651B4 (cs)

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102006043104A1 (de) * 2005-11-14 2007-07-05 Robert Bosch Gmbh Abgasreinigungsanlage für ein Kraftfahrzeug
US20080016850A1 (en) * 2006-07-21 2008-01-24 Eaton Corporation Simultaneous LNT and DPF regeneration
SE530582C2 (sv) * 2006-11-29 2008-07-08 Scania Cv Ab Arrangemang och metod hos en överladdad förbränningsmotor
DE102007003114A1 (de) 2007-01-16 2008-07-17 J. Eberspächer GmbH & Co. KG Energiebereitstellungssystem
US20080202096A1 (en) * 2007-02-28 2008-08-28 Caterpillar Inc. Particulate regeneration and engine control system
DE102007038410B4 (de) * 2007-08-14 2013-01-03 Continental Automotive Gmbh Vorrichtung und Verfahren zur selektiven katalytischen Reduktion von Stickoxiden in einem sauerstoffhaltigen Abgas einer Verbrennungsanlage
DE102007048610A1 (de) * 2007-10-10 2009-04-16 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Erfassen von Informationen
JP2009103020A (ja) * 2007-10-23 2009-05-14 Honda Motor Co Ltd 内燃機関の排気浄化方法および排気浄化装置
GB0721528D0 (en) * 2007-11-02 2007-12-12 T Baden Hardstaff Ltd Exhaust system
KR100910053B1 (ko) * 2007-12-18 2009-07-30 한국기계연구원 질소산화물 제거 시스템 및 방법
JP2009162157A (ja) * 2008-01-08 2009-07-23 Honda Motor Co Ltd 内燃機関の排気浄化装置
CA2654823C (en) * 2008-02-19 2016-06-21 University Of Ontario Institute Of Technology Methods and apparatus for using ammonia as sustainable fuel, refrigerant and nox reduction agent
US8438838B2 (en) 2010-10-11 2013-05-14 Faurecia Emissions Control Technologies Fuel-fired burner and heat exchanger system for heating a NOx reducing agent supply tank
DE102012204649A1 (de) * 2012-03-22 2013-09-26 Volkswagen Aktiengesellschaft Motoraggregat mit gasbetriebenen Verbrennungsmotor und Wasserstoffreformer und Verfahren zum Betreiben eines solchen Motoraggregats
US8695540B2 (en) * 2012-06-18 2014-04-15 Aerojet Rocketdyne Of De, Inc. Fuel-cracking diesel engine system
CN112012854B (zh) * 2020-08-31 2022-08-05 天津大学 面向可再生储氢燃料的发动机燃烧系统
US20220403272A1 (en) 2021-05-18 2022-12-22 Obantarla Corp. Autonomous Modular Flare Gas Conversion Systems and Methods

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10135643A1 (de) * 2001-07-21 2003-02-13 Ballard Power Systems Vorrichtung zur Versorgung einer Brennkraftmaschine mit Kraftstoff
DE10203034A1 (de) * 2002-01-26 2003-07-31 Ballard Power Systems Verfahren und Vorrichtung zur Reduzierung von Stickoxiden im Abgas einer Brennkraftmaschine
DE10219799A1 (de) * 2002-05-03 2003-11-13 Bosch Gmbh Robert Verbrennungsvorrichtung mit einer Abgasreinigungsvorrichtung
US20040020191A1 (en) * 2002-08-05 2004-02-05 Kramer Dennis A. Method and apparatus for advancing air into a fuel reformer by use of a turbocharger
EP1421987A2 (en) * 2002-11-21 2004-05-26 Delphi Technologies, Inc. Method and system for regenerating nox adsorbers and/or particulate filters

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2140254A (en) * 1936-10-21 1938-12-13 Ammonia Casale Societa Anonima Device for operating internal combustion engines with mixtures of ammonia, hydrogen, and nitrogen prepared from ammonia
JPH02157464A (ja) * 1988-12-08 1990-06-18 Shinnenshiyou Syst Kenkyusho:Kk 超低公害内燃機関
JPH05332152A (ja) * 1991-06-25 1993-12-14 Koji Korematsu アンモニア燃焼エンジン
DE19922961C2 (de) * 1999-05-19 2003-07-17 Daimler Chrysler Ag Abgasreinigungsanlage mit interner Ammoniakerzeugung zur Stickoxidreduktion
US6655130B1 (en) * 2000-10-30 2003-12-02 Delphi Technologies, Inc. System and controls for near zero cold start tailpipe emissions in internal combustion engines
US6739125B1 (en) * 2002-11-13 2004-05-25 Collier Technologies, Inc. Internal combustion engine with SCR and integrated ammonia production
JP4284087B2 (ja) * 2003-02-18 2009-06-24 本田技研工業株式会社 内燃機関の排気ガス浄化装置
US7188469B2 (en) * 2003-12-29 2007-03-13 Delphi Technologies, Inc. Exhaust system and methods of reducing contaminants in an exhaust stream
US7240484B2 (en) * 2003-12-29 2007-07-10 Delphi Technologies, Inc. Exhaust treatment systems and methods for using the same
US20050247050A1 (en) * 2004-05-05 2005-11-10 Eaton Corporation Adsorption based ammonia storage and regeneration system
US7293409B2 (en) * 2006-02-07 2007-11-13 Delphi Technologies, Inc. Process and system for improving combustion and exhaust aftertreatment of motor vehicle engines
US7472545B2 (en) * 2006-05-25 2009-01-06 Delphi Technologies, Inc. Engine exhaust emission control system providing on-board ammonia generation

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10135643A1 (de) * 2001-07-21 2003-02-13 Ballard Power Systems Vorrichtung zur Versorgung einer Brennkraftmaschine mit Kraftstoff
DE10203034A1 (de) * 2002-01-26 2003-07-31 Ballard Power Systems Verfahren und Vorrichtung zur Reduzierung von Stickoxiden im Abgas einer Brennkraftmaschine
DE10219799A1 (de) * 2002-05-03 2003-11-13 Bosch Gmbh Robert Verbrennungsvorrichtung mit einer Abgasreinigungsvorrichtung
US20040020191A1 (en) * 2002-08-05 2004-02-05 Kramer Dennis A. Method and apparatus for advancing air into a fuel reformer by use of a turbocharger
EP1421987A2 (en) * 2002-11-21 2004-05-26 Delphi Technologies, Inc. Method and system for regenerating nox adsorbers and/or particulate filters

Also Published As

Publication number Publication date
DE102004028651A1 (de) 2006-01-12
CZ2005385A3 (cs) 2006-02-15
US7367183B2 (en) 2008-05-06
US20050274331A1 (en) 2005-12-15
DE102004028651B4 (de) 2006-09-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CZ304745B6 (cs) Spalovací motor
US7386977B2 (en) Method and apparatus for regenerating NOx adsorbers
US9562454B2 (en) Exhaust gas treatment device, method for processing exhaust gas, and motor vehicle
JP2009504990A (ja) 内燃機関の排ガス流中の窒素酸化物を還元するための装置、反応器、及び、方法
US6871790B2 (en) Heating system for a vehicle
KR20070038446A (ko) ＮＯｘ 트랩 및/또는 디젤 엔진에 합성가스의 간헐적인사용
GB2486022A (en) Particle reactor with an air inlet manifold
US11459926B2 (en) Apparatus, system, and method for oxidizing methane in a lean-burn engine exhaust
JP5053392B2 (ja) 補助発電装置
KR101866886B1 (ko) 연료 개질기
JP5228832B2 (ja) 排気ガス浄化システム及び排気ガス浄化方法
JP7462730B2 (ja) 排出ガスを後処理するための装置及び方法、並びにその利用
CN116892437A (zh) 内燃机和相关的运行方法
KR20180068167A (ko) 슈퍼 챠저를 이용한 연료 개질 시스템
JP5006776B2 (ja) 燃料改質装置
KR20230035886A (ko) 연료 개질 시스템
JP2023535640A (ja) 自動車用の内燃機関及び自動車
KR20220031654A (ko) 배기 가스 후처리
CN116034216A (zh) 用于机动车的内燃机以及机动车
GB2484165A (en) An auxiliary power generation apparatus
EP3218590A1 (en) An exhaust gas heating and energy recovery system
KR20190003137A (ko) 연료 개질 시스템
KR20180068154A (ko) 개질 시스템

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Patent lapsed due to non-payment of fee

Effective date: 20160615