FI120210B - Menetelmä mäntäpolttomoottorin käyttämiseksi NOx:ien vähentämiseksi - Google Patents
Menetelmä mäntäpolttomoottorin käyttämiseksi NOx:ien vähentämiseksi Download PDFInfo
- Publication number
- FI120210B FI120210B FI20030526A FI20030526A FI120210B FI 120210 B FI120210 B FI 120210B FI 20030526 A FI20030526 A FI 20030526A FI 20030526 A FI20030526 A FI 20030526A FI 120210 B FI120210 B FI 120210B
- Authority
- FI
- Finland
- Prior art keywords
- water
- load range
- fuel
- mass
- charge air
- Prior art date
Links
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
- F02B47/00—Methods of operating engines involving adding non-fuel substances or anti-knock agents to combustion air, fuel, or fuel-air mixtures of engines
- F02B47/02—Methods of operating engines involving adding non-fuel substances or anti-knock agents to combustion air, fuel, or fuel-air mixtures of engines the substances being water or steam
-
- 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
- F02M25/022—Adding fuel and water emulsion, water or steam
- F02M25/0228—Adding fuel and water emulsion
-
- 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
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)
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
Description
Menetelmä mäntäpolttomoottorin käyttämiseksi NOx:ien vähentämiseksi
Keksintö koskee menetelmää sellaisen vähintään yhdellä turboah-timella ja yhdellä ahtoilmajäähdyttimeilä varustetun mäntäpolttomoottorin käyt-5 tämiseksi NOx:ien vähentämiseksi, jossa on laite veden sekoittamiseksi polttoaineeseen polttoaine-vesiemulsion muodostamiseksi ennen ruiskutusta ja laite sytytyshetken säätämiseksi ja laite veden lisäämiseksi ahtoilmaan.
Tällainen menetelmä on tunnettu esimerkiksi julkaisuista Fl 113392 Bja US 6318308 B1.
10 Keksinnön tavoitteena oli saada aikaan mainitunlaiselle mäntäpolt- tomoottorille käyttömenetelmä, jolla pystytään saavuttamaan mahdollisimman pienellä veden kulutuksella mahdollisimman suuri NOx-vähennys ja samalla minimoimaan kielteiset vaikutukset polttoaineen kulutukseen ja nokipäästöihin. Tämä saavutetaan keksinnön mukaisesti sitä kautta, että: 15 koko kuormitusalueella toimitaan käyttäen polttoaine-vesiemulsiota, jossa veden osuus on 10-20 massaprosenttia, laskettuna 100 massaprosent-tia kohden hetkellistä kuormitusta vastaavaa polttoainetta, kuormitusalueen 76 % yläpuolella ja kuormitusalueen 30 % alapuolella toimitaan käyttäen aikaista sytytyshetkeä ja näiden arvojen välissä 20 olevalla välikuormitusalueella käyttäen myöhempää sytytyshetkeä ja/tai kuormitusalueen 75 % yläpuolella ja kuormitusalueen 30 % alapuolella toimitaan lisäämättä tai lisäten vähän vettä ahtoilmaan ja näiden arvojen välissä olevalla välikuormitusalueella lisäten runsaasti vettä.
Veden suhteellisen pieni osuus polttoaine-vesiemulsiossa tarjoaa 25 sen edun, että tämä vesimäärä voidaan syöttää seoksen mukana tekemättä ruiskutusjärjestelmään suuria muutoksia. Yiäkuormitusalueella käytettävällä aikaisella sytytyshetkellä vähennetään lämpötilojen nousua samoin kuin polttoaineen kulutusta. Alakuormitusalueella tämän avulla pidetään nokipäästöt pieninä. Vähäisellä veden lisäämisellä ahtoilmaan yiäkuormitusalueella pie-30 nennetään polttoaineen kulutuksen samoin kuin ahtopaineen nousua. Alakuor-mitusaiueella vältetään suurten vesimäärien yhteydessä odotettavissa olevat valkoiset savupäästöt ja saavutetaan vähäiset nokipäästöt.
Ylä- ja alakuormitusalueella käytettävä aikainen sytytyshetki säädetään edullisesti kulutuksen kannalta optimoiduksi, sytytys tapahtuu välikuormi-35 tusalueelia tällöin kampiakselin kääntökulman 5-10° verran myöhemmin. Tätä 2 kautta saavutetaan ylä- ja alakuormitusalueelia pieni kulutus ja välikuormitus-alueelia NOx-päästöjen huomattava väheneminen.
Keksinnön yhden kehitelmän mukaan kuormitusalueen 81 % yläpuolella ja kuormitusalueen 24 % alapuolella toimitaan lisäten vähän vettä ah-5 toilmaan.
Veden lisäys ahtoilmaan on ylä- ja alakuormitusalueelia edullisesti alle 15 massaprosenttia, laskettuna 100 massaprosenttia kohden hetkellistä kuormitusta vastaavaa polttoainetta. Siinä yhteydessä veden lisäystä ahtoilmaan rajoittavat yläkuormitusalueelia kulloisenkin mäntäpolttomoottorin ahto-10 paineen ja maksimipaineen suurimat sallitut arvot.
Veden lisäys ahtoilmaan on välikuormitusalueella noin 50 massa-prosenttia, laskettuna 100 massaprosenttia kohden hetkellistä kuormitusta vastaavaa polttoainetta. Tätä veden lisäystä rajoittaa ahtoilman kylläisyysrajan saavuttaminen veden suhteen.
15 Seuraavissa toteutusesimerkeissä on veden massaprosenttiset osuudet laskettu 100 massaprosenttia kohden hetkellistä kuormitusta vastaavaa polttoainetta.
Ensimmäisen toteutusesimerkin mukaan toimitaan dieselmoottorin ollessa kyseessä lisäten vettä sekä polttoaineeseen että ahtoilmaan. Tällöin 20 käytetään polttoaine-vesiemulsiota, jossa veden osuus on vakio, 15 massaprosenttia, kaikilla kuormitusalueilla. Tämä on myös sikäli edullista, että polttoai-ne-vesiemulsion vesimäärä on muutettavissa vain määrätyllä viipeellä. Ahtoilmaan lisättävä vesimäärä on sen sijaan kuormitukseen 25 % asti 15 massa-prosenttia ja kuormituksen 80 % yläpuolella 10 massaprosenttia. Veden lisää-25 mistä rajoittaa yläkuormitusalueelia periaatteessa se, ettei ylitetä kyseisen mäntäpolttomoottorin ahtopaineen ja maksimipaineen suurimpia sallittuja arvoja. Näiden alueiden välissä olevilla kuormitusalueilla toimitaan sitä vastoin käyttämällä suurempaa vesimäärää, 50 massaprosenttia. Tätä veden lisäystä rajoittaa ahtoilman kylläisyysrajan saavuttaminen veden suhteen.
30 Toisen toteutusesimerkin ollessa kyseessä toimitaan lisäämättä vet tä polttoaineeseen. Tällöin kuormitusalueilla 24 % ja yli 81 % sytytyshetki säädetään aikaiseksi, kun taas niiden välissä olevalla kuormitusalueella tapahtuu myöhäinen sytytys. Aikainen sytytyshetki valitaan siten, että saavutetaan mahdollisimman pieni polttoaineen kulutus. Välikuormitusalueella sytytyshetkeä 35 siirretään kampiakselin kääntökulman noin 7° verran takaisinpäin. Veden lisäys ahtoilmaan tapahtuu sillä tavalla, että kuormituspisteeseen 24 % asti toimi- 3 taan käyttäen veden osuutta 15 massaprosenttia ja kuormituspisteen ollessa yli 81 % käyttäen veden osuutta 10 massaprosenttia. Näiden alueiden välissä olevalla kuormitusalueeila toimitaan käyttäen ahtoilmaan lisätyn veden osuutta noin 50 massaprosenttia.
5 Kolmannen toteutusesimerkin ollessa kyseessä käytetään diesel moottorin yhteydessä kaikkia kolmea vaikutusmahdollisuutta. Sytytyshetki, jonka määrää polttoaineen ruiskutushetki, säädetään sekä kuormituspistee-seen 24 % asti että kuormituspisteen 81 % yläpuolella aikaiseksi ja niiden välissä olevalla kuormitusalueeila myöhäiseksi. Polttoaine-vesiemuision kohdalla 10 toimitaan kaikilla kuormitusalueilia käyttämällä vakioarvoa 15 massaprosenttia. Veden lisäys ahtoilmaan säädetään sitä vastoin kuormitukseen 24 % asti 15 massaprosentiksi ja kuormituksen ollessa yli 81 % 10 massaprosentiksi. Niiden välissä olevilla kuormitusalueilia toimitaan käyttäen veden osuutta 50 massa-prosenttia.
15 Vesimäärän vaihto voi tapahtua moottorin käydessä yksinkertaisella tavalla yhdellä iskulla ylitettäessä ala- ja välikuormitusalueen samoin kuin väii-ja yläkuormitusalueen välinen raja.
Edellä esitetyn menetelmän yhteydessä otetaan huomioon, että ΝΟχ-raja-arvot ovat yleensä sykliarvoja. Se tarkoittaa, että tarkastellaan eri 20 kuormituspisteistä saatua painotettua keskiarvoa. On siis täysin sallittua, että päästöt ovat yksittäisissä kuormituspisteissä jonkin verran suurempia ja toisissa kuormituspisteissä jonkin verran pienempiä kuin raja-arvo, erityisesti koska kuormituspisteiden painotus on erilainen.
Claims (8)
1. Menetelmä sellaisen vähintään yhdellä turboahtimella ja yhdellä ahtoilmajäähdyttimellä varustetun mäntäpolttomoottorin käyttämiseksi NOx:ien vähentämiseksi, jossa on laite veden sekoittamiseksi polttoaineeseen polttoai- 5 ne-vesiemulsion muodostamiseksi ennen ruiskutusta ja laite sytytyshetken säätämiseksi ja laite veden lisäämiseksi ahtoilmaan, tunnettu siitä koko kuormitusalueella toimitaan käyttäen polttoaine-vesiemulsiota, jossa veden osuus on 10-20 massaprosenttia, laskettuna 100 massaprosent-tia kohden hetkellistä kuormitusta vastaavaa polttoainetta, 10 kuormitusalueen 75 % yläpuolella ja kuormitusalueen 30 % alapuo lella toimitaan käyttäen aikaista sytytyshetkeä ja näiden arvojen välissä olevalla välikuormitusalueella käyttäen myöhempää sytytyshetkeä ja/tai kuormitusalueen 75 % yläpuolella ja kuormitusalueen 30 % alapuolella toimitaan lisäämättä tai lisäten vähän vettä ahtoilmaan ja näiden arvojen 15 välissä olevalla välikuormitusalueella lisäten runsaasti vettä.
2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ylä- ja alakuormitusafueella käytettävä aikainen sytytyshetki säädetään kulutuksen kannalta optimoiduksi ja sytytys tapahtuu välikuormitusalueella kampiakselin kääntökulman 5-10° verran myöhemmin.
3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kuormitusalueen 81 % yläpuolella ja kuormitusalueen 24 % alapuolella toimitaan lisäten vähän vettä ahtoilmaan.
4. Jonkin edeltävistä patenttivaatimuksista mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että veden lisäys ahtoilmaan on ylä- ja alakuormitusalueelia 25 edullisesti alle 15 massaprosenttia, laskettuna 100 massaprosenttia kohden hetkellistä kuormitusta vastaavaa polttoainetta.
5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että veden lisäystä ahtoilmaan rajoittavat yläkuormitusalueella kulloisenkin mäntäpolttomoottorin ahtopaineen ja maksimipaineen suurimat sallitut arvot.
6. Jonkin edeltävistä patenttivaatimuksista mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että veden lisäys ahtoilmaan on välikuormitusalueella noin 50 massaprosenttia, laskettuna 100 massaprosenttia kohden hetkellistä kuormitusta vastaavaa polttoainetta.
7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, 35 että veden lisäystä rajoittaa välikuormitusalueella ahtoilman kylläisyysrajan saavuttaminen veden suhteen.
8, Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kuormitusalueen 81 % yläpuolella ja kuormitusalueen 24 % alapuolella toimitaan käyttäen aikaista sytytyshetkeä ja välikuormitusalueella käyttäen myöhäistä sytytyshetkeä.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE10218723 | 2002-04-26 | ||
DE10218723A DE10218723B4 (de) | 2002-04-26 | 2002-04-26 | Verfahren zum Betrieb einer Kolbenbrennkraftmaschine zur NOx-Reduzierung |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
FI20030526A0 FI20030526A0 (fi) | 2003-04-08 |
FI20030526A FI20030526A (fi) | 2003-10-27 |
FI120210B true FI120210B (fi) | 2009-07-31 |
Family
ID=7714440
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
FI20030526A FI120210B (fi) | 2002-04-26 | 2003-04-08 | Menetelmä mäntäpolttomoottorin käyttämiseksi NOx:ien vähentämiseksi |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR100898357B1 (fi) |
DE (1) | DE10218723B4 (fi) |
FI (1) | FI120210B (fi) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2415988A1 (en) | 2010-08-06 | 2012-02-08 | Caterpillar Motoren GmbH & Co. KG | Two-stage turbocharged engine |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5656957A (en) | 1979-10-16 | 1981-05-19 | Tokyo Electric Power Co Inc:The | Steam feeder for diesel engine |
DE3401143C2 (de) * | 1983-03-12 | 1986-08-07 | Forschungsgesellschaft für Energietechnik und Verbrennungsmotoren mbH, 5100 Aachen | Verfahren und Vorrichtung zur Einbringung eines flüssigen Mediums in den Arbeitsraum einer Verbrennungskraftmaschine |
JP3008660B2 (ja) * | 1992-04-16 | 2000-02-14 | 三菱自動車エンジニアリング株式会社 | エマルジョン燃料エンジン |
JPH06173777A (ja) * | 1992-12-07 | 1994-06-21 | Ryoju Shoji Kk | 高電圧印加エマルジョン燃料油生成装置 |
DE19618791C1 (de) * | 1996-05-10 | 1997-12-11 | Mtu Friedrichshafen Gmbh | Brennstoffeinspritzsystem für Emulsionsbetrieb |
JP4208349B2 (ja) | 1999-06-29 | 2009-01-14 | ナブテスコ株式会社 | エマルジョン燃料給油装置 |
-
2002
- 2002-04-26 DE DE10218723A patent/DE10218723B4/de not_active Expired - Fee Related
-
2003
- 2003-04-08 FI FI20030526A patent/FI120210B/fi not_active IP Right Cessation
- 2003-04-18 KR KR1020030024555A patent/KR100898357B1/ko active IP Right Grant
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE10218723B4 (de) | 2006-02-16 |
FI20030526A0 (fi) | 2003-04-08 |
KR20030084612A (ko) | 2003-11-01 |
DE10218723A1 (de) | 2003-11-20 |
KR100898357B1 (ko) | 2009-05-20 |
FI20030526A (fi) | 2003-10-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN1460149A (zh) | 用于内燃机中气态燃料的引入及控制燃烧的方法和装置 | |
US20120227397A1 (en) | Gaseous fuel-powered engine system having turbo-compounding | |
US8566006B2 (en) | Method for controlling combustion in a multi-cylinder engine, and multi-cylinder engine | |
US7210449B2 (en) | Method for controlling an internal combustion engine operating with direct fuel injection | |
KR101780693B1 (ko) | 내부 연소 엔진의 작동 방법 및 그에 의해 작동되는 내부 연소 엔진 | |
JP2008025543A (ja) | 内燃機関の排気再循環システム | |
CN110418887B (zh) | 内燃机和用于控制这种内燃机的方法 | |
JP5803326B2 (ja) | 過給機付リーンバーンエンジン | |
JP2005291210A (ja) | 内燃過給エンジンの排気ガスの再循環を制御する方法およびそのような方法を使用するエンジン | |
JP2007255427A (ja) | 自己着火型内燃式往復ピストン・エンジンを運転するための方法及び装置 | |
JP7477311B2 (ja) | 補助ブロワを備えた大型エンジン及び運転方法 | |
PL198208B1 (pl) | Dwusuwowy wysokoprężny silnik spalinowy | |
Aoyagi et al. | Diesel Combustion and Emission Using High Boost and High Injection Pressure in a Single Cylinder Engine (Effects of Boost Pressure and Timing Retardation on Thermal Efficiency and Exhaust Emissions) | |
FI120210B (fi) | Menetelmä mäntäpolttomoottorin käyttämiseksi NOx:ien vähentämiseksi | |
JP2013007352A (ja) | 過給機付リーンバーンエンジン | |
GB2359858A (en) | Boosted (supercharged) direct injection stratified charge gasoline engines | |
CN101532419A (zh) | 二冲程内燃机中燃烧换气(扫气)的方法 | |
JP4015132B2 (ja) | 燃焼室を備えたシリンダを有するクロスヘッドディーゼルエンジン及びこのようなエンジンへ燃料を噴射する方法 | |
JP5167854B2 (ja) | 内燃機関 | |
KR102124728B1 (ko) | 선박용 디젤 엔진 | |
JP6521234B2 (ja) | 内燃機関の制御装置及びそれを用いた陸舶産業用内燃機関 | |
JP6890840B2 (ja) | 内燃機関の制御装置及びそれを用いた陸舶産業用内燃機関 | |
CN112302810B (zh) | 船舶用柴油发动机 | |
KR101226058B1 (ko) | 직접분사식 가솔린 엔진에서 점화플러그 카본누적을 방지하기 위한 밸브제어방법 | |
KR100643823B1 (ko) | 연소실들이 있는 실린더들을 가진 크로스헤드 디젤 엔진과그러한 엔진의 연료분사방법 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
FG | Patent granted |
Ref document number: 120210 Country of ref document: FI |
|
PC | Transfer of assignment of patent |
Owner name: MAN ENERGY SOLUTIONS SE |
|
MM | Patent lapsed |