CZ32704U1 - A device for increasing the overall engine efficiency while maintaining nitrogen oxide emissions from internal combustion engines - Google Patents
A device for increasing the overall engine efficiency while maintaining nitrogen oxide emissions from internal combustion engines Download PDFInfo
- Publication number
- CZ32704U1 CZ32704U1 CZ2018-35784U CZ201835784U CZ32704U1 CZ 32704 U1 CZ32704 U1 CZ 32704U1 CZ 201835784 U CZ201835784 U CZ 201835784U CZ 32704 U1 CZ32704 U1 CZ 32704U1
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- engine
- internal combustion
- mixture
- methane
- nitrogen oxide
- Prior art date
Links
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N Nitric oxide Chemical compound O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 105
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 title claims description 83
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 58
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 57
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 44
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims description 36
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 31
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 claims description 29
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 claims description 29
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 claims description 29
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 28
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 28
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 23
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 claims description 5
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 19
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 15
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 12
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 8
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 8
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 8
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 5
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 238000006722 reduction reaction Methods 0.000 description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 3
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 description 3
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000010531 catalytic reduction reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005352 clarification Methods 0.000 description 1
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000033116 oxidation-reduction process Effects 0.000 description 1
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
- F02B43/02—Engines characterised by means for increasing operating efficiency
-
- 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
- F02B51/00—Other methods of operating engines involving pretreating of, or adding substances to, combustion air, fuel, or fuel-air mixture of the engines
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D19/00—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
- F02D19/02—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with gaseous fuels
- F02D19/026—Measuring or estimating parameters related to the fuel supply system
- F02D19/029—Determining density, viscosity, concentration or composition
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M25/00—Engine-pertinent apparatus for adding non-fuel substances or small quantities of secondary fuel to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M25/00—Engine-pertinent apparatus for adding non-fuel substances or small quantities of secondary fuel to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture
- F02M25/14—Engine-pertinent apparatus for adding non-fuel substances or small quantities of secondary fuel to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture adding anti-knock agents, not provided for in subgroups F02M25/022 - F02M25/10
-
- 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
- F02B2043/103—Natural gas, e.g. methane or LNG used as a fuel
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
Description
Oblast technikyTechnical field
Technické řešení se týká zařízení pro zvyšování celkové účinnosti při zachování emisí oxidů dusíku ze spalovacích motorů u plynových zážehových spalovacích motorů spalujících chudou směs.The technical solution relates to a device for increasing the overall efficiency while maintaining the emission of nitrogen oxides from internal combustion engines in lean-gas fired gasoline internal combustion engines.
Dosavadní stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION
Zvyšování výkonu a účinnosti spalovacích motorů je doprovázeno zvyšováním emisí oxidů dusíku. Oxidy dusíku jsou tvořeny během spalování paliva ve spalovacím prostoru spalovacího motoru, a to oxidací dusíku ze spalovacího vzduchu. Pro tvorbu oxidů dusíku během spalování platí pravidlo, že s růstem teplot ve spalovacím prostoru během spalování roste i produkce oxidů dusíku. Snižování emisí oxidů dusíku u spalovacích motorů lze docílit dvěma základními skupinami způsobů a jejich vzájemnými kombinacemi.Increasing the power and efficiency of internal combustion engines is accompanied by an increase in nitrogen oxide emissions. Nitrogen oxides are formed during the combustion of the fuel in the combustion chamber of the internal combustion engine by oxidizing nitrogen from the combustion air. As for the formation of nitrogen oxides during combustion, the rule is that as the temperatures in the combustion chamber increase during combustion, the production of nitrogen oxides increases. Reduction of nitrogen oxide emissions in internal combustion engines can be achieved by two basic groups of processes and their combinations.
Prvním skupinou způsobů jsou opatření přímo ovlivňující výsledek spalovacího procesu ve válci spalovacího motoru. Mezi tato opatření patří změna úhlu předstihu zážehu, změna poměru paliva a spalovacího vzduchu, změna kompresního poměru motoru, využívání řízené recirkulace výfukových plynů, snížení plnícího tlaku v sacím systému spalovacího motoru, snížení teploty směsi pomocí mezichladiče plnícího vzduchu/směsi a vstřikování vody do sacího potrubí či přímo do spalovacího prostoru.A first group of methods are measures directly affecting the result of the combustion process in the cylinder of an internal combustion engine. These measures include changing the ignition angle, changing the fuel to combustion air ratio, changing the engine compression ratio, using controlled exhaust gas recirculation, reducing the boost pressure in the internal combustion engine intake, reducing the temperature of the mixture using the charge air / mixture intercooler, and injecting water into the intake or directly into the combustion chamber.
Snižováním úhlu předstihu zážehu dochází k poklesu teplot během spalování a tím i k poklesu emisí oxidů dusíku. Nevýhodou tohoto řešení je, že snižováním okamžiku předstihu dochází k nárůstu teplot výfukových plynů a může dojít k poklesu celkové účinnosti motoru. U motorů s atmosférickým plněním navíc dochází také k poklesu výkonu motoru.By reducing the ignition angle, the temperatures during combustion and the nitrogen oxide emissions decrease. The disadvantage of this solution is that by reducing the ignition timing the exhaust gas temperatures increase and the overall engine efficiency may decrease. In addition, engines with atmospheric charge also reduce engine power.
Pro různé hodnoty poměru paliva a spalovacího vzduchu rozeznáváme směsi bohaté - množství vzduchuje menší než odpovídá teoretické potřebě vzduchu, stechiometrické - množství vzduchu odpovídá teoretické potřebě vzduchu a chudé - množství vzduchu je větší než odpovídá teoretické potřebě vzduchu. V oblasti spalovaní chudé směsi s poklesem podílu paliva k podílu spalovacího vzduchu, tzv. ochuzováním směsi, dochází k poklesu teplot během spalování a tím i k poklesu emisí oxidů dusíku. Nevýhodou tohoto řešení je, že s ochuzováním směsi dochází k poklesu výkonu motoru, celkové účinnosti motoru a rovnoměrnosti běhu motoru a k růstu teplot výfukových plynů motoru.For different values of the ratio of fuel and combustion air we distinguish rich mixtures - the amount of air is less than the theoretical air requirement, stoichiometric - the amount of air corresponds to the theoretical air demand and poor - the amount of air is greater than the theoretical air demand. In the area of lean combustion with a decrease in the proportion of fuel to the proportion of combustion air, the so-called mixture depletion, there is a decrease in temperatures during combustion and thus a decrease in nitrogen oxide emissions. The disadvantage of this solution is that with the depletion of the mixture, engine power, overall engine efficiency and engine run uniformity, and engine exhaust gas temperatures increase.
Snižováním kompresního poměru motoru dochází k poklesu teplot během spalování a tím i k poklesu emisí oxidů dusíku. Nevýhodou tohoto řešení je, že snižováním kompresního poměru motoru dochází k poklesu výkonu a celkové účinnosti motoru.By decreasing the compression ratio of the engine, the temperatures during combustion are reduced and thus the emissions of nitrogen oxides decrease. The disadvantage of this solution is that by decreasing the compression ratio of the engine, the power and overall efficiency of the engine are reduced.
Při řízené recirkulace výfukových plynů je nasávaná směs smíchána v určitém poměru s částí spalin. Toto smíšení směsi a spalin opět způsobí pokles teplot během spalování a tím i pokles emisí oxidů dusíku. Nevýhodou tohoto řešení je jeho složitost a cena. Pokud není motor optimalizován, dochází s růstem podílu spalin na úkor podílu směsi k poklesu výkonu motoru, celkové účinnosti motoru a rovnoměrnosti běhu motoru a k růstu teplot výfukových plynů motoru.In controlled exhaust gas recirculation, the intake mixture is mixed in some proportion with a portion of the flue gas. This mixing of the mixture and the flue gas again causes a decrease in the temperatures during combustion and thus a decrease in the nitrogen oxide emissions. The disadvantage of this solution is its complexity and price. If the engine is not optimized, the increase in the proportion of combustion products at the expense of the proportion of the mixture leads to a decrease in engine power, overall engine efficiency and engine run uniformity, and an increase in engine exhaust gas temperatures.
Snižováním plnícího tlaku v sacím systému spalovacího motoru dochází k poklesu teplot během spalování a tím i k poklesu emisí oxidů dusíku. Nevýhodou tohoto řešení je, že snižováním plnícího tlaku dochází k poklesu výkonu motoru.By lowering the boost pressure in the intake system of the internal combustion engine, temperatures during combustion are reduced and thus nitrogen oxide emissions are reduced. The disadvantage of this solution is that decreasing the boost pressure results in a decrease in engine power.
- 1 CZ 32704 U1- 1 GB 32704 U1
Snížení teploty směsi pomocí mezichladiče plnícího vzduchu/směsi způsobí celkový pokles průběhu teplot k nižším hodnotám, tedy i teplot během spalování a tím i pokles emisí oxidů dusíku. Nevýhodou tohoto řešení je jeho složitost a cena.Lowering the temperature of the mixture with the charge air / mixture intercooler causes an overall decrease in the course of temperatures to lower values, i.e. temperatures during combustion and thus a decrease in nitrogen oxide emissions. The disadvantage of this solution is its complexity and price.
Vstřikování vody do sacího potrubí či přímo do spalovacího prostoru způsobí s ohledem na výpamé teplo pro změnu skupenství vody na vodní páru pokles teplot tedy i teplot během spalování a tím i pokles emisí oxidů dusíku. Nevýhodou tohoto řešení je vysoká cena, náročnost na výrobu, složitost a vyšší poruchovost motoru.The injection of water into the intake manifold or directly into the combustion chamber will cause, with regard to the heat of heat to change the state of the water into water vapor, a decrease in temperatures and therefore temperatures during combustion and thus a decrease in nitrogen oxide emissions. The disadvantage of this solution is the high cost, manufacturing demands, complexity and higher engine failure rate.
Druhou skupinou způsobů je dodatečná úprava již vzniklých spalin pomocí katalyzátorů.The second group of processes is the post-treatment of the already produced flue gases with the aid of catalysts.
Při provozu motoru na stechiometrickou směs se používá oxidačně-redukční katalyzátor. Tento katalyzátor snižuje emise oxidů dusíků pomocí redukční části katalyzátoru a emise oxidu uhelnatého a nespálených uhlovodíků pomocí oxidační části katalyzátoru. Z tohoto důvodu se tento katalyzátor také někdy nazývá třícestný - likviduje tři skupiny škodlivin. Při provozu motoru na chudou směs se používá pro snižování oxidů dusíku katalyzátor využívající principu selektivní katalytické redukce. Nevýhodou těchto řešení je vysoká cena, velmi vysoká složitost, omezená životnost katalyzátoru a vyšší poruchovost motoru.When operating the engine on a stoichiometric mixture, an oxidation-reduction catalyst is used. This catalyst reduces the emission of nitrogen oxides by means of the catalyst reducing portion and the emission of carbon monoxide and unburnt hydrocarbons by the oxidizing portion of the catalyst. For this reason, this catalyst is also sometimes called a three-way - it destroys three groups of pollutants. In lean engine operation, a catalytic reduction catalyst is used to reduce nitrogen oxides. The disadvantages of these solutions are high cost, very high complexity, limited catalyst life and higher engine failure.
Vzájemnou kombinací jednotlivých opatření lze docílit eliminace poklesu výkonu a účinnosti motoru s poklesem produkce oxidů dusíku. Kombinací opatření ale dochází k nárůstu ceny všech opatření, zvyšuje se složitost, klesá spolehlivost a roste poruchovost motoru.By combining the individual measures, it is possible to eliminate a decrease in engine power and efficiency with a decrease in the production of nitrogen oxides. However, the combination of measures increases the cost of all measures, increases complexity, decreases reliability and increases engine failure.
Podstata technického řešeníThe essence of the technical solution
Výše uvedené nedostatky lze do značné míry odstranit zařízením pro zvyšování celkové účinnosti motoru při zachování emisí oxidů dusíku ze spalovacích motorů podle tohoto technického řešení. Jeho podstatou je zařízení, u kterého směs metanu, oxidu uhličitého, oxidu uhelnatého a vodíku je přidána do paliva kdekoliv v palivovém systému motoru a/nebo je přidána do směsi paliva a vzduchu kdekoliv v sacím systému motoru a/nebo je přidána přímo do válce spalovacího motoru. Do paliva a/nebo směsi paliva a vzduchu se přidává směs metanu, oxidu uhličitého, oxidu uhelnatého a vodíku tak, že ve výsledném složení paliva ve spalovacím prostoru je množství metanu 36 až 51 % obj., oxidu uhličitého 27 až 35 % obj., oxidu uhelnatého 16 až 21 % obj. a vodíku 4 až 6 % obj. Na základě složení paliva ve spalovacím prostoru se upravuje podíl paliva a spalovacího vzduchu a/nebo úhel předstihu zážehu a/nebo kompresní poměr motoru a/nebo plnící tlak v sacím systému motoru.The aforementioned drawbacks can be largely overcome by a device for increasing the overall efficiency of the engine while maintaining nitrogen oxide emissions from internal combustion engines according to the present invention. It is based on a device in which a mixture of methane, carbon dioxide, carbon monoxide and hydrogen is added to the fuel anywhere in the engine fuel system and / or added to the fuel and air mixture anywhere in the engine intake system and / or added directly to the combustion cylinder. engine. A mixture of methane, carbon dioxide, carbon monoxide and hydrogen is added to the fuel and / or the fuel / air mixture such that the resulting fuel composition in the combustion chamber has a methane content of 36 to 51 vol%, carbon dioxide of 27 to 35 vol%, carbon monoxide 16 to 21 vol% and hydrogen 4 to 6 vol% Based on the fuel composition in the combustion chamber, the proportion of fuel and combustion air and / or ignition angle and / or engine compression ratio and / or intake system pressure are adjusted engine.
Uvedené řešení patří mezi opatření přímo ovlivňující výsledek spalovacího procesu ve válci spalovacího motoru.Said solution is one of the measures directly affecting the result of the combustion process in the cylinder of the internal combustion engine.
Podstata tohoto technického řešení spočívá v tom, že výsledné složení paliva ve válci díky stanovenému obsahu metanu, oxidu uhličitého, oxidu uhelnatého a vodíku zpomalí průběh hoření a vývinu tepla hořením ve válci spalovacího motoru, což způsobí pokles teplot během spalování a tím i pokles emisí oxidů dusíku, ale také i pokles výkonu a účinnosti motoru. Tento pokles výkonu je eliminován obohacením směsi a/nebo zvýšením kompresního poměru motoru a/nebo zvýšením plnícího tlaku v sacím systému motoru a/nebo v případě motorů s atmosférickým plněním zvýšením předstihu zážehu/vstřiku paliva, které ale zvýší teploty během spalování a tím i emise oxidů dusíku. U přeplňovaných motorů je pokles výkonu na rozdíl od motorů s atmosférickým plněním eliminován snížením předstihu zážehu/vstřiku paliva, které nemusí zvyšovat emise oxidů dusíku. Růst celkové účinnosti motoru při zachování emisí oxidů dusíku oxidů dusíku způsobený obohacením směsi a/nebo zvýšením kompresního poměru motoru a/nebo zvýšením plnícího tlaku v sacím systému motoru a/nebo v případě motorů s atmosférickým plněním zvýšením předstihu zážehu/vstřiku paliva je větší než pokles celkovéThe essence of this technical solution is that due to the determined content of methane, carbon dioxide, carbon monoxide and hydrogen, the resulting fuel composition in the cylinder will slow down the combustion process and heat generation by combustion in the cylinder of the internal combustion engine. but also a decrease in engine power and efficiency. This power drop is eliminated by enriching the mixture and / or increasing the engine compression ratio and / or increasing the boost pressure in the engine intake system and / or, in the case of atmospheric engines, by increasing the ignition / fuel injection timing, but increasing combustion temperatures and hence emissions nitrogen oxides. For turbocharged engines, power reduction, unlike atmospheric-charge engines, is eliminated by reducing ignition / fuel injection timing, which may not increase nitrogen oxide emissions. Increase in overall engine efficiency while maintaining NOx emissions due to enrichment of the mixture and / or increase in engine compression ratio and / or increase in boost pressure in engine intake system and / or for atmospheric charge engines, increase in ignition / fuel advance is greater than drop overall
-2CZ 32704 U1 účinnosti způsobený zpomalením průběhu hoření a vývinu tepla hořením ve válci spalovacího motoru. Stanovený obsah oxidu uhličitého ve výsledném složení paliva ve válci způsobí zachování odolnosti paliva ke klepání v použitelných mezích.-2E 32704 U1 efficiency caused by slowing down of combustion and heat generation by combustion in cylinder of internal combustion engine. The determined carbon dioxide content of the resulting fuel composition in the cylinder will maintain the knock resistance of the fuel within the applicable limits.
Obohacením směsi a/nebo zvýšením kompresního poměru motoru a/nebo zvýšením plnícího tlaku v sacím systému motoru a/nebo v případě motorů s atmosférickým plněním zvýšením předstihu zážehu/vstřiku paliva dojde k nárůstu výkonu motoru, teplot během spalování a tím i emise oxidů dusíku. U motorů přeplňovaných je nárůst výkonu na rozdíl od motorů s atmosférickým plněním způsoben snížením předstihu zážehu/vstřiku paliva, které nemusí zvyšovat emise oxidů dusíku. Nárůst oxidů dusíku je eliminován zpomalením průběhu hoření a vývinu tepla hořením ve válci spalovacího motoru. Podstata tohoto technického řešení spočívá v tom, že růst výkonu motoru způsobený obohacením směsi a/nebo zvýšením kompresního poměru motoru a/nebo zvýšením plnícího tlaku v sacím systému motoru a/nebo v případě motorů s atmosférickým plněním zvýšením předstihu zážehu/vstřiku paliva je větší než pokles výkonu motoru způsobený zpomalením průběhu hoření a vývinu tepla hořením ve válci spalovacího motoru.By enriching the mixture and / or by increasing the compression ratio of the engine and / or by increasing the boost pressure in the engine intake system and / or in the case of engines with atmospheric charge, by increasing ignition / fuel injection timing, engine performance, combustion temperatures and thus nitrogen oxide emissions will increase. For turbocharged engines, the increase in power as opposed to engines with atmospheric charge is due to a reduction in ignition / fuel injection timing, which may not increase nitrogen oxide emissions. The increase in nitrogen oxides is eliminated by slowing the combustion process and generating heat by burning in the cylinder of the internal combustion engine. The essence of this invention is that the increase in engine power caused by the enrichment of the mixture and / or the increase in the engine compression ratio and / or the increase in the boost pressure in the engine intake system and / or in the case of atmospheric engines a decrease in engine power due to slowing of the combustion process and heat generation by combustion in the cylinder of an internal combustion engine.
Zvýšení celkové účinnosti motoru podle tohoto technického řešení splňuje požadavek zachování výkonu a konstantní hladiny emisí oxidů dusíku ze spalovacích motorů. Snížení emisí oxidů dusíku ze spalovacích motorů podle tohoto technického řešení splňuje požadavek zachování výkonu a účinnosti motoru a rovnoměrnosti běhu motoru. Zvýšení výkonu motoru podle tohoto technického řešení splňuje požadavek zachování konstantní hladiny emisí oxidů dusíku ze spalovacích motorů.Increasing the overall efficiency of the engine according to the present invention meets the requirement of maintaining performance and constant levels of nitrogen oxide emissions from internal combustion engines. The reduction of nitrogen oxide emissions from internal combustion engines according to the present invention meets the requirement of maintaining engine power and efficiency and uniformity of engine operation. The increase in engine power according to this invention meets the requirement of maintaining a constant level of nitrogen oxide emissions from internal combustion engines.
Pracovní body pro jednotlivá paliva splňují podmínku zachování konstantní emise oxidů dusíku, výkonu a otáček spalovacího motoru. Porovnáním obou pracovních bodů je zřejmé, že použitím v tomto dokumentu definované směsi metanu, oxidu uhličitého, oxidu uhelnatého a vodíku je dosaženo vyšší celkové účinnosti motoru při zachování emise oxidů dusíku. Parametry výkon a otáčky motoru jsou konstantní. Z porovnání obou průběhů je patrné pomalejší hoření a uvolňování tepla hořením pro v tomto dokumentu definovanou směs metanu, oxidu uhličitého, oxidu uhelnatého a vodíku oproti referenčnímu palivu - metanu.The operating points for individual fuels meet the requirement to maintain a constant emission of nitrogen oxides, power and engine speed. By comparing the two operating points, it is clear that the use of a mixture of methane, carbon dioxide, carbon monoxide and hydrogen as defined herein provides a higher overall engine efficiency while maintaining nitrogen oxide emissions. The power and engine speed parameters are constant. Comparison of the two courses shows a slower burning and heat release by burning for the mixture of methane, carbon dioxide, carbon monoxide and hydrogen defined in this document compared to the reference fuel - methane.
Jedná se o technické řešení jednoduché konstrukce, které je snadné a levné na výrobu, nezvyšuje složitost motoru, nesnižuje spolehlivost motoru, nezvyšuje poruchovost motoru a je nenáročné na provozní náklady.It is a simple design solution that is simple and inexpensive to manufacture, does not increase engine complexity, does not reduce engine reliability, does not increase engine failure, and is low on operating costs.
Objasnění výkresůClarification of drawings
Technické řešení bude blíže objasněno na příkladech technického provedení podle přiložených výkresů. Na obr. 1 je znázorněno schéma zapojení s přívodem směsi metanu, oxidu uhličitého, oxidu uhelnatého a vodíku do palivového systému motoru. Na obr. 2 je znázorněno další schéma zapojení s přívodem směsi metanu, oxidu uhličitého, oxidu uhelnatého a vodíku do palivového systému motoru. Na obr. 3 je znázorněno ještě jedno schéma zapojení s přívodem směsi metanu, oxidu uhličitého, oxidu uhelnatého a vodíku do palivového systému motoru. Na obr. 4 je znázorněno schéma zapojení s přívodem směsi metanu, oxidu uhličitého, oxidu uhelnatého a vodíku přímo do válce spalovacího motoru. Na obr. 5 je znázorněno další schéma zapojení s přívodem směsi metanu, oxidu uhličitého, oxidu uhelnatého a vodíku přímo do válce spalovacího motoru. Na obr. 6 je znázorněno schéma zapojení s přívodem směsi metanu, oxidu uhličitého, oxidu uhelnatého a vodíku do palivového systému motoru a paliva přímo do válce spalovacího motoru.The technical solution will be explained in more detail on the examples of technical implementation according to the attached drawings. Figure 1 is a schematic diagram of the methane, carbon dioxide, carbon monoxide, and hydrogen feed to the engine fuel system. Fig. 2 shows another circuit diagram with methane, carbon dioxide, carbon monoxide, and hydrogen feed to the engine fuel system. FIG. 3 shows yet another circuit diagram with methane, carbon dioxide, carbon monoxide, and hydrogen feed to the engine fuel system. Fig. 4 shows a circuit diagram with a feed of a mixture of methane, carbon dioxide, carbon monoxide and hydrogen directly to the cylinder of an internal combustion engine. Fig. 5 shows another circuit diagram with the supply of a mixture of methane, carbon dioxide, carbon monoxide and hydrogen directly to the cylinder of an internal combustion engine. FIG. 6 shows a circuit diagram with methane, carbon dioxide, carbon monoxide and hydrogen inlet to the engine fuel system and fuel directly to the internal combustion engine cylinder.
-3 CZ 32704 U1-3 GB 32704 U1
Příklady uskutečnění technického řešeníExamples of technical solutions
Na obr. 1 je znázorněn příklad provedení technického řešení zařízení pro zvýšení celkové účinnosti motoru při zachování emisí oxidů dusíku ze spalovacích motorů. Do potrubí 3 pro přívod plynného paliva je připojeno další potrubí 5 pro přívod směsi metanu, oxidu uhličitého, oxidu uhelnatého a vodíku. Průtok směsi metanu, oxidu uhličitého, oxidu uhelnatého a vodíku je regulován pomocí ventilu 6. Směs plynného paliva a směsi metanu, oxidu uhličitého, oxidu uhelnatého a vodíku je vedena přívodním potrubím 7 do sacího systému 1 spalovacího motoru 2. Průtok směsi plynného paliva a směsi metanu, oxidu uhličitého, oxidu uhelnatého a vodíku do sacího systému 1 motoru je regulován pomocí dalšího ventilu 8. Sací systém 1 je připojen do válce spalovacího motoru 2.Fig. 1 shows an example of an embodiment of a device for increasing the overall efficiency of an engine while maintaining nitrogen oxide emissions from internal combustion engines. An additional line 5 for supplying a mixture of methane, carbon dioxide, carbon monoxide and hydrogen is connected to the gas supply line 3. The flow of the methane, carbon dioxide, carbon monoxide and hydrogen mixture is controlled by means of the valve 6. The mixture of gaseous fuel and the mixture of methane, carbon dioxide, carbon monoxide and hydrogen is led through the inlet pipe 7 to the intake system 1 of the internal combustion engine. methane, carbon dioxide, carbon monoxide and hydrogen to the engine intake system 1 is controlled by an additional valve 8. The intake system 1 is connected to the cylinder of the internal combustion engine 2.
Na obr. 2 a 3 je znázorněn příklad provedení technického řešení zařízení pro zvýšení celkové účinnosti motoru při zachování emisí oxidů dusíku ze spalovacích motorů. Do sacího systému 1 spalovacího motoru 2 je připojeno potrubí 3 pro přívod plynného paliva. Průtok plynného paliva do sacího systému 1 je regulován pomocí regulačního ventilu 4. Do sacího systému 1 je připojeno další potrubí 5 pro přívod směsi metanu, oxidu uhličitého, oxidu uhelnatého a vodíku. Průtok směsi metanu, oxidu uhličitého, oxidu uhelnatého a vodíku do sacího systému 1 je regulován pomocí ventilu 6. Sací systém 1 je připojen do válce spalovacího motoru 2.Figures 2 and 3 show an example of an embodiment of a device for increasing the overall efficiency of an engine while maintaining nitrogen oxide emissions from internal combustion engines. A gas supply line 3 is connected to the intake system 1 of the internal combustion engine 2. The flow of gaseous fuel into the suction system 1 is controlled by a control valve 4. An additional line 5 is connected to the suction system 1 for supplying a mixture of methane, carbon dioxide, carbon monoxide and hydrogen. The flow of the methane, carbon dioxide, carbon monoxide and hydrogen mixture into the intake system 1 is controlled by means of a valve 6. The intake system 1 is connected to the cylinder of the internal combustion engine 2.
Na obr. 4 je znázorněn příklad provedení technického řešení zařízení pro zvýšení celkové účinnosti motoru při zachování emisí oxidů dusíku ze spalovacích motorů. Do sacího systému 1 spalovacího motoru 2 je připojeno potrubí 3 pro přívod plynného paliva. Průtok plynného paliva do sacího systému 1 je regulován pomocí regulačního ventilu 4. Do válce spalovacího motoru 2 je připojeno další potrubí 5 pro přívod směsi metanu, oxidu uhličitého, oxidu uhelnatého a vodíku. Průtok směsi metanu, oxidu uhličitého, oxidu uhelnatého a vodíku do válce spalovacího motoru 2 je regulován pomocí ventilu 6. Sací systém .1 je připojen do válce spalovacího motoru 2.FIG. 4 illustrates an exemplary embodiment of an apparatus for increasing overall engine efficiency while maintaining nitrogen oxide emissions from internal combustion engines. A gas supply line 3 is connected to the intake system 1 of the internal combustion engine 2. The flow of gaseous fuel into the intake system 1 is controlled by a control valve 4. An additional line 5 is connected to the cylinder of the internal combustion engine 2 for supplying a mixture of methane, carbon dioxide, carbon monoxide and hydrogen. The flow of the methane, carbon dioxide, carbon monoxide and hydrogen mixture into the cylinder of the internal combustion engine 2 is controlled by the valve 6. The intake system 1 is connected to the cylinder of the internal combustion engine 2.
Na obr. 5 je znázorněn příklad provedení technického řešení zařízení pro zvýšení celkové účinnosti motoru při zachování emisí oxidů dusíku ze spalovacích motorů. Sací systém 1 je připojen do válce spalovacího motoru 2. Do válce spalovacího motoru 2 je připojeno potrubí 3 pro přívod plynného paliva. Průtok plynného paliva do válce spalovacího motoru 2 je regulován pomocí regulačního ventilu 4. Do válce spalovacího motoru 2 je připojeno další potrubí 5 pro přívod směsi metanu, oxidu uhličitého, oxidu uhelnatého a vodíku. Průtok směsi metanu, oxidu uhličitého, oxidu uhelnatého a vodíku do válce spalovacího motoru 2 je regulován pomocí ventilu 6.FIG. 5 shows an example of an embodiment of a device for increasing the overall efficiency of an engine while maintaining nitrogen oxide emissions from internal combustion engines. The suction system 1 is connected to the cylinder of the internal combustion engine 2. The gas cylinder 3 is connected to the cylinder of the internal combustion engine 2. The flow of gaseous fuel into the cylinder of the internal combustion engine 2 is regulated by a control valve 4. An additional line 5 is connected to the cylinder of the internal combustion engine 2 for supplying a mixture of methane, carbon dioxide, carbon monoxide and hydrogen. The flow of the methane, carbon dioxide, carbon monoxide and hydrogen mixture into the cylinder of the internal combustion engine 2 is controlled by the valve 6.
Na obr. 6 je znázorněn příklad provedení technického řešení zařízení pro zvýšení celkové účinnosti motoru při zachování emisí oxidů dusíku ze spalovacích motorů. Do sacího systému 1 spalovacího motoru 2 je připojeno další potrubí 5 pro přívod směsi metanu, oxidu uhličitého, oxidu uhelnatého a vodíku. Průtok směsi metanu, oxidu uhličitého, oxidu uhelnatého a vodíku do sacího systému 1 je regulován pomocí ventilu 6. Do válce spalovacího motoru 2 je připojeno potrubí 3 pro přívod plynného paliva. Průtok plynného paliva do válce spalovacího motoru 2 je regulován pomocí regulačního ventilu 4. Sací systém 1 je připojen do válce spalovacího motoru 2.Fig. 6 shows an example of an embodiment of a device for increasing the overall efficiency of an engine while maintaining nitrogen oxide emissions from internal combustion engines. An additional line 5 is connected to the intake system 1 of the internal combustion engine 2 for supplying a mixture of methane, carbon dioxide, carbon monoxide and hydrogen. The flow of the methane, carbon dioxide, carbon monoxide and hydrogen mixture into the intake system 1 is controlled by means of a valve 6. A gas supply line 3 is connected to the cylinder of the internal combustion engine 2. The flow of gaseous fuel into the cylinder of the internal combustion engine 2 is controlled by a control valve 4. The intake system 1 is connected to the cylinder of the internal combustion engine 2.
Průmyslová využitelnostIndustrial applicability
Zařízení pro zvýšení celkové účinnosti motoru při zachování emisí oxidů dusíku ze spalovacích motorů podle tohoto technického řešení nalezne uplatnění především u plynových zážehových spalovacích motorů spalujících chudou směs, které mají dostupný dostatečný zdroj směsi metanu, oxidu uhličitého, oxidu uhelnatého a vodíku.The device for increasing the overall efficiency of the engine while maintaining the emission of nitrogen oxides from internal combustion engines according to the present invention will find application especially in lean-gas fired gasoline internal combustion engines having a sufficient source of a mixture of methane, carbon dioxide, carbon monoxide and hydrogen.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2018-35784U CZ32704U1 (en) | 2018-12-21 | 2018-12-21 | A device for increasing the overall engine efficiency while maintaining nitrogen oxide emissions from internal combustion engines |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2018-35784U CZ32704U1 (en) | 2018-12-21 | 2018-12-21 | A device for increasing the overall engine efficiency while maintaining nitrogen oxide emissions from internal combustion engines |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ32704U1 true CZ32704U1 (en) | 2019-03-26 |
Family
ID=65899514
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ2018-35784U CZ32704U1 (en) | 2018-12-21 | 2018-12-21 | A device for increasing the overall engine efficiency while maintaining nitrogen oxide emissions from internal combustion engines |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CZ (1) | CZ32704U1 (en) |
-
2018
- 2018-12-21 CZ CZ2018-35784U patent/CZ32704U1/en not_active IP Right Cessation
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US9249746B2 (en) | System and method for engine control using pre-chamber ignition | |
| JPS5844858B2 (en) | Gasoline engine | |
| WO2014084024A1 (en) | Natural gas engine and operation method for natural gas engine | |
| US9145837B2 (en) | Engine utilizing a plurality of fuels, and a related method thereof | |
| WO2014084023A1 (en) | Natural gas engine and operation method for natural gas engine | |
| KR20040074595A (en) | Control device for supercharged engine | |
| WO1995027128A1 (en) | Three-way catalytic oxidizer for diesel engines | |
| CZ307252B6 (en) | A method of reducing nitrogen oxide emissions from petrol engines by combusting a homogeneous mixture and/or increasing the performance of such engines while maintaining the nitrogen oxide emissions from these engines and/or increasing the overall efficiency of such engines, and a device for implementing this method | |
| CZ31313U1 (en) | A device for reducing nitrogen oxide emissions and/or increasing the performance and/or increasing the overall efficiency of combustion engines | |
| CZ305218B6 (en) | Engine fuel system and/or engine admission system and/or internal combustion engine cylinder | |
| CN108678864B (en) | Control method for reducing emission and hydrogen consumption rate during starting of hydrogen engine | |
| US20130160429A1 (en) | Limiting nox emissions | |
| JP2017008900A (en) | Natural gas engine and operational method of natural gas engine | |
| CZ32704U1 (en) | A device for increasing the overall engine efficiency while maintaining nitrogen oxide emissions from internal combustion engines | |
| JP6398543B2 (en) | Natural gas engine and method of operating natural gas engine | |
| CZ32703U1 (en) | A device for reducing nitrogen oxide emissions from internal combustion engines | |
| CZ25132U1 (en) | Device for reducing nitrogen oxide emissions of internal combustion engines and/or increasing power of internal combustion engines while maintaining nitrogen oxide emissions of internal combustion engines and/or increasing total efficiency of engine | |
| CZ308432B6 (en) | A method of increasing the overall efficiency of an engine while maintaining nitrogen oxide emissions from internal combustion engines and the apparatus for this | |
| CZ2018738A3 (en) | Method of reducing nitrogen oxide emissions from internal combustion engines and the equipment for this | |
| Mehta et al. | Opportunity to improve the engine performance and emission characteristic by using oxygen enriched combustion | |
| US11261830B2 (en) | Stoichiometric engine system utilizing three-way catalyst upstream of turbine | |
| CZ21251U1 (en) | Device for reducing emissions of nitrogen oxides from internal combustion engines and/or increasing performance of internal combustion engines at maintaining emissions of nitrogen oxides from internal combustion engines and/or increasing total engine | |
| JP3331991B2 (en) | Internal combustion engine | |
| US20130160432A1 (en) | Limiting nox emissions | |
| JP2022100067A (en) | Control device for internal combustion engine |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FG1K | Utility model registered |
Effective date: 20190326 |
|
| MK1K | Utility model expired |
Effective date: 20221221 |