FI124963B - Ohitusventtiilijärjestely ja polttomoottorin pakokaasujärjestelmä - Google Patents

Ohitusventtiilijärjestely ja polttomoottorin pakokaasujärjestelmä Download PDF

Info

Publication number
FI124963B
FI124963B FI20115584A FI20115584A FI124963B FI 124963 B FI124963 B FI 124963B FI 20115584 A FI20115584 A FI 20115584A FI 20115584 A FI20115584 A FI 20115584A FI 124963 B FI124963 B FI 124963B
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
inlet
outlet
valve arrangement
bypass valve
exhaust system
Prior art date
Application number
FI20115584A
Other languages
English (en)
Swedish (sv)
Other versions
FI20115584A (fi
FI20115584L (fi
FI20115584A0 (fi
Inventor
Kaj Lundin
Original Assignee
Wärtsilä Finland Oy
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 Wärtsilä Finland Oy filed Critical Wärtsilä Finland Oy
Priority to FI20115584A priority Critical patent/FI124963B/fi
Publication of FI20115584A0 publication Critical patent/FI20115584A0/fi
Priority to KR1020147000933A priority patent/KR101766520B1/ko
Priority to EP12735585.7A priority patent/EP2721266B1/en
Priority to PCT/FI2012/050583 priority patent/WO2012172169A2/en
Priority to CN201280029390.4A priority patent/CN103987934B/zh
Publication of FI20115584A publication Critical patent/FI20115584A/fi
Publication of FI20115584L publication Critical patent/FI20115584L/fi
Application granted granted Critical
Publication of FI124963B publication Critical patent/FI124963B/fi

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
    • F02B37/00—Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
    • F02B37/02—Gas passages between engine outlet and pump drive, e.g. reservoirs
    • 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
    • F01N3/2053—By-passing catalytic reactors, e.g. to prevent overheating
    • 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
    • F01N13/00—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00
    • 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
    • F01N13/00—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00
    • F01N13/18—Construction facilitating manufacture, assembly, or disassembly
    • F01N13/1805—Fixing exhaust manifolds, exhaust pipes or pipe sections to each other, to engine or to vehicle body
    • 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
    • F01N13/00—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00
    • F01N13/18—Construction facilitating manufacture, assembly, or disassembly
    • F01N13/1861—Construction facilitating manufacture, assembly, or disassembly the assembly using parts formed by casting or moulding
    • 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
    • F01N3/103—Oxidation catalysts for HC and CO only
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K1/00—Lift valves or globe valves, i.e. cut-off apparatus with closure members having at least a component of their opening and closing motion perpendicular to the closing faces
    • F16K1/16—Lift valves or globe valves, i.e. cut-off apparatus with closure members having at least a component of their opening and closing motion perpendicular to the closing faces with pivoted closure-members
    • F16K1/18—Lift valves or globe valves, i.e. cut-off apparatus with closure members having at least a component of their opening and closing motion perpendicular to the closing faces with pivoted closure-members with pivoted discs or flaps
    • F16K1/22—Lift valves or globe valves, i.e. cut-off apparatus with closure members having at least a component of their opening and closing motion perpendicular to the closing faces with pivoted closure-members with pivoted discs or flaps with axis of rotation crossing the valve member, e.g. butterfly valves
    • 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
    • F01N2240/36—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 exhaust flap
    • 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
    • F01N2390/00—Arrangements for controlling or regulating exhaust apparatus
    • 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
    • F01N2410/00—By-passing, at least partially, exhaust from inlet to outlet of apparatus, to atmosphere or to other device
    • 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

Description

OHITUSVENTTIILIJÄRJESTELY JA POLTTOMOOTTORIN PAKOKAASUJÄRJESTELMÄ
Keksinnön tekninen ala
Esillä oleva keksintö kohdistuu patenttivaatimuksen 1 johdanto-osan mukaiseen ohitusventtiilijärjestelyyn polttomoottorin pakokaasujärjestelmää varten. Keksintö koskee myös toisen itsenäisen patenttivaatimuksen johdanto-osan mukaista polttomoottorin pakokaasujärjestelmää.
Keksinnön taustaa Päästörajojen noudattamiseksi useissa polttomoottoreissa on katalysaattorilaitteet, kuten hapetuskatalysaattorit ja/tai katalysaattorit selektiivistä katalyyttistä pelkistystä (SCR) varten. Joissakin toimintaolosuhteissa voi esiintyä tarvetta katalysaattorilaitteen ohitukselle. Tämä voi olla tilanne, kun esim. kaksipolttoainemoottoria käytetään rikkiä sisältävällä nestemäisellä polttoaineella, joka deaktivoisi hapetuskatalysaattorin. Moottoreissa on tämän vuoksi usein ohivirtauskanava pakokaasujen ohjaamiseksi hapetuskatalysaattorin tai SCR:tä varten olevan katalysaattorin ohi. Tarvitaan ainakin kaksi venttiiliä syöttämään pakokaasut ohituskanavaan ja sulkemaan yhteys katalysaattorilaitteelle. Kukin ohitusventtiili tarvitsee oman toimilaitteensa ja putkisto vaatii paljon tilaa, mikä voi olla ongelma erityisesti laivan moottoreissa.
Julkaisusta US 5398503 A tunnetaan polttomoottorin pakokaasujärjestelmä, joka käsittää ohitusventtiilijärjestelyn. Ohitusventtiilijärjestelyyn kuuluu ohituskanava sekä ohituskanavaan järjestetty adsorboiva suodatin, joka poistaa pakokaasuista hiilivetyjä. Venttiilin avulla pakokaasuja voidaan ohjata ohituskanavaan.
Julkaisusta JPH 05106748 A tunnetaan ohitusventtiilijärjestely, joka käsittää läppäventtiilin, jolla virtaus voidaan ohjata ohituskanavaan.
Keksinnön yhteenveto
Esillä olevan keksinnön yhtenä tavoitteena on aikaansaada parannettu ohitusventtiilijärjestely polttomoottorin pakokaasujärjestelmään. Esillä olevan keksinnön mukaisen järjestelyn tunnusomaiset piirteet esitetään patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosassa. Keksinnön toisena tavoitteena on aikaansaada parannettu polttomoottorin pakokaasujärjestelmä. Keksinnön mukaiselle pakokaasujärjestelmälle on tunnusomaista se, mitä on esitetty toisen itsenäisen patenttivaatimuksen tunnusmerkkiosassa.
Esillä olevan keksinnön mukaisesti ohitusventtiilijärjestely käsittää putkiston, jossa on ensimmäinen tuloaukko, toinen tuloaukko, ensimmäinen poistoaukko ja toinen poistoaukko sekä venttiili, jolla on ensimmäinen asema, jossa fluidivirtaus ensimmäisestä tuloaukosta ensimmäiseen poistoaukkoon ja toisesta tuloaukosta toiseen poistoaukkoon on sallittu, ja fluidivirtaus ensimmäisestä tuloaukosta toiseen poistoaukkoon ja toisesta tuloaukosta ensimmäiseen poistoaukkoon on suljettu, ja toinen asema, jossa fluidivirtaus ensimmäisestä tuloaukosta toiseen poistoaukkoon ja toisesta tuloaukosta ensimmäiseen poistoaukkoon on sallittu, ja fluidivirtaus ensimmäisestä tuloaukosta ensimmäiseen poistoaukkoon ja toisesta tuloaukosta toiseen poistoaukkoon on suljettu.
Esillä olevan keksinnön mukainen pakokaasujärjestelmä käsittää edellä määritellyn ohitusventtiilijärjestelyn.
Esillä olevan keksinnön mukaisella ohitusventtiilijärjestelyllä ja pakokaasujärjestelmällä voidaan ohittaa hapetuskatalysaattori tai SCR-katalysaattori käyttämällä yhtä ainoata venttiiliä useiden venttiilien sijasta.
Ohitusventtiilijärjestely on siis kompakti ja edullinen ja sitä voidaan ohjata yhdellä toimilaitteella. Keksinnön mukainen ohitusventtiilijärjestely voidaan järjestää esimerkiksi kaksivaiheturboahtauksella varustetun moottorin turboahtimien väliin. Järjestely voi olla hyödyllinen myös laivan konehuoneessa, jossa käytettävissä oleva tila on rajallinen. Ohitusventtiilijärjestely soveltuu myös moottoreiden modernisointeihin.
Keksinnön erään suoritusmuodon mukaan toinen tuloaukko sijaitsee ohitusventtiilijärjestelyn vastakkaisessa päässä suhteessa ensimmäiseen tuloaukkoon. Tässä järjestelyssä on useita eri mahdollisuuksia sijoittaa katalysaattorilaite ja se on erityisen edullinen silloin kun käytettävissä oleva tila on rajallinen.
Keksinnön erään toisen suoritusmuodon mukaan putkisto käsittää ensimmäisen putkielementin, joka liittää ensimmäisen tuloaukon ensimmäiseen poistoaukkoon ja toisen putkielementin, joka liittää toisen tuloaukon toiseen poistoaukkoon. Keksinnön erään toisen suoritusmuodon mukaan sekä ensimmäinen putkielementti että toinen putkielementti käsittää laipan venttiilin järjestämiseksi ensimmäisen putkielementin ja toisen putkielementin väliin. Tällainen ohitusventtiilijärjestely on yksinkertainen ja edullinen valmistaa. Useissa tapauksissa ensimmäinen ja toinen putkielementti voivat olla samanlaiset. Sekä ensimmäinen putkielementti että toinen putkielementti voidaan valmistaa valukappaleesta. Venttiili voi olla läppäventtiili.
Keksinnön erään toisen suoritusmuodon mukaan venttiilin DN-koko on 40-60 % suurempi kuin putkiston DN-koko. Tämä varmistaa, että venttiilin virtausalan koko on suunnilleen sama kuin putkiston virtausalan koko.
Keksinnön erään suoritusmuodon mukaan pakokaasujärjestelmässä ohitusventtiilijärjestelyn ensimmäinen tuloaukko on virtausyhteydessä moottorin pakosarjan kanssa, ensimmäinen poistoaukko on virtausyhteydessä katalysaattorilleen tuloaukon kanssa, toinen tuloaukko on virtausyhteydessä katalysaattorilaitteen poistoaukon kanssa, ja toinen poistoaukko on virtausyhteydessä turboahtimen turbiinin tuloaukon kanssa.
Keksinnön erään toisen suoritusmuodon mukaan pakokaasujärjestelmässä ohitusventtiilijärjestelyn ensimmäinen tuloaukko on virtausyhteydessä ensimmäisen turboahtimen turbiinin poistoaukon kanssa, ensimmäinen poistoaukko on virtausyhteydessä katalysaattorilaitteen tuloaukon kanssa, toinen tuloaukko on virtausyhteydessä katalysaattorilaitteen poistoaukon kanssa, ja toinen poistoaukko on virtausyhteydessä toisen turboahtimen turbiinin tuloaukon kanssa.
Piirustusten lyhyt kuvaus
Kuviossa 1 esitetään kaavamaisesti turboahdettu polttomoottori, jossa on esillä olevan keksinnön erään suoritusmuodon mukainen pakokaasujärjestelmä.
Kuviossa 2 esitetään kuvion 1 moottori toisessa toimintamoodissa.
Kuviossa 3 esitetään keksinnön erään suoritusmuodon mukainen ohitusventtiilijärjestely räjäytyskuvana.
Kuviossa 4 esitetään kuvion 3 ohitusventtiilijärjestely ensimmäisessä toimintamoodissa.
Kuviossa 5 esitetään kuvion 3 ohitusventtiilijärjestely toisessa toimintamoodissa.
Kuviossa 6 esitetään kaavamaisesti turboahdettu polttomoottori, jossa on esillä olevan keksinnön erään suoritusmuodon mukainen pakokaasujärjestelmä.
Keksinnön yksityiskohtainen kuvaus
Keksinnön suoritusmuotoja kuvataan nyt yksityiskohtaisemmin viittaamalla oheisiin piirustuksiin.
Kuviossa 1 esitetään kaavamaisesti polttomoottori 2. Moottori 2 on suuri polttomoottori 2, kuten laivan pää- tai apumoottorina tai voimalaitoksessa sähkön tuotantoon käytettävä moottori. Moottorin 2 pakokaasujärjestelmä käsittää pakosarjan 16 ja turboahtimen 10 moottorin 2 imuilman paineistamiseksi ja sen ohjaamiseksi imusarjan 15 läpi moottorin 2 sylintereihin. Pakokaasujärjestelmässä on myös katalysaattorilaite 9, joka voi olla esim. hapetuskatalysaattori moottorin 2 hiilivety- ja CO-päästöjen vähentämiseksi. Hapetuskatalysaattori edellyttää suhteellisen korkeaa pakokaasun lämpötilaa ja moottorin 2 hapetuskatalysaattori 9 sijaitseekin sen vuoksi pakokaasujärjestelmässä turboahtimen 10 ylävirran puolella. Tietyissä moottorin 2 toimintaolosuhteissa voi esiintyä tarvetta ohittaa hapetuskatalysaattori 9 ja ohjata pakokaasut pakosarjasta 16 suoraan turboahtimelle 10. Tätä tarkoitusta varten moottorin 2 pakokaasujärjestelmässä on ohitusventtiilijärjestely 1.
Kuvioissa 3-5 esitetään keksinnön erään suoritusmuodon mukainen ohitusventtiilijärjestely 1. Ohitusventtiilijärjestely 1 käsittää putkiston, jossa on ensimmäinen tuloaukko 3a, ensimmäinen poistoaukko 3b, toinen tuloaukko 4a ja toinen poistoaukko 4b. Kuvioiden suoritusmuodossa ohitusventtiilijärjestelyn 1 putkisto käsittää ensimmäisen putkielementin 3 ja toisen putkielementin 4. Ensimmäinen putkielementti 3 ja toinen putkielementti 4 ovat V-muotoisia putkia, jotka voidaan valmistaa esim. valamalla. Ensimmäinen putkielementti 3 liittää ensimmäisen tuloaukon 3a ensimmäiseen poistoaukkoon 3b. Toinen putkielementti 4 liittää toisen tuloaukon 4a toiseen poistoaukkoon 4b. Toinen tuloaukko 4a sijaitsee ohitusventtiilijärjestelyn 1 vastakkaisessa päässä suhteessa ensimmäiseen tuloaukkoon 3a. Nimellisvirtauksen suunta toisessa putkielementissä 4 on siten vastakkainen verrattuna nimellisvirtauksen suuntaan ensimmäisessä putkielementissä 3. Kuvioiden 3-5 suoritusmuodossa putkielementit 3, 4 on muotoiltu siten, että virtaussuunta poistoaukolla 3b, 4b on sama kuin tuloaukolla 3a, 4a. Putkielementit 3, 4 voidaan kuitenkin taivuttaa myös siten, että virtaussuunta poistoaukolla 3b, 4b eroaa virtaussuunnasta tuloaukolla 3a, 4a. Toinen tai molemmat putkielementit 3, 4 voidaan taivuttaa esim. siten, että poistoaukko 3b, 4b on 90 asteen kulmassa suhteessa tuloaukkoon 3a, 4a. Ensimmäisen putkielementin 3 tulopäässä on ensimmäinen imulaippa 13a ja ensimmäisen putkielementin 3 poistopäässä on ensimmäinen ulostulolaippa 13b. Toisen putkielementin 4 tulopäässä on toinen imulaippa 14a ja toisen putkielementin 4 poistopäässä on toinen ulostulolaippa 14b. Laippoja 13a, 13b, 14a, 14b voidaan käyttää liittämään ohitusventtiilijärjestely 1 pakokaasujärjestelmän muihin osiin.
Kummassakin putkielementissä 3, 4 on lisäksi venttiililaippa 6, 7, joka on järjestetty putkielementtien 3, 4 keskelle venttiilin 5 järjestämiseksi putkielementtien 6, 7 välille. Kuvioiden suoritusmuodossa venttiili 5 on läppäventtiili. Venttiili 5 valitaan siten, että venttiilin 5 DN-koko on 40-60 % suurempi kuin putkiston DN-koko. DN-koko on edullisesti 50 % suurempi kuin putkiston DN-koko. Tällä valinnalla varmistetaan, että venttiilin 5 virtausala ei ole pienempi kuin putkiston virtausala. Venttiili 5 käsittää venttiilielimen 11, jolla on kaksi asemaa. Kuviossa 4 esitetään venttiili 5 ensimmäisessä asemassa. Ensimmäisessä asemassa fluidivirtaus ensimmäisestä tuloaukosta 3a ensimmäiseen poistoaukkoon 3b ja toisesta tuloaukosta 4a toiseen poistoaukkoon 4b on sallittu, ja fluidivirtaus ensimmäisestä tuloaukosta 3a toiseen poistoaukkoon 4b ja toisesta tuloaukosta 4a ensimmäiseen poistoaukkoon 3b on suljettu. Virtaussuunta ensimmäisellä poistoaukolla 3b on siten sama kuin ensimmäisellä tuloaukolla 3a, ja virtaussuunta toisella poistoaukolla 4b on sama kuin toisella tuloaukolla 3a. Kuviossa 5 esitetään venttiili 5 toisessa asemassa. Toisessa asemassa fluidivirtaus ensimmäisestä tuloaukosta 3a toiseen poistoaukkoon 4b ja toisesta tuloaukosta 4a ensimmäiseen poistoaukkoon 3b on sallittu, ja fluidivirtaus ensimmäisestä tuloaukosta 3a ensimmäiseen poistoaukkoon 3b ja toisesta tuloaukosta 4a toiseen poistoaukkoon 4b on suljettu. Virtaussuunta toisella poistoaukolla 4b on vastakkainen verrattuna virtaussuuntaan ensimmäisellä tuloaukolla 3a. Venttiili 5 on varustettu toimilaitteella 8 venttiilielimen 11 kääntämiseksi ensimmäisestä asemasta toiseen asemaan ja päinvastoin. Toimilaite 8 voi olla esim. pneumaattisesti, sähköisesti tai hydraulisesti toimiva. Keksinnön mukainen ohitusventtiilijärjestely 1 on yksinkertainen ja kompakti ja sitä voidaan käyttää yhdellä ainoalla toimilaitteella 8.
Kuvion 1 suoritusmuodossa ohitusventtiilijärjestelyn 1 ensimmäinen tuloaukko 3a on liitetty moottorin 2 pakosarjaan 16. Ohitusventtiilijärjestelyn 1 ensimmäinen poistoaukko 3b on liitetty hapetuskatalysaattorin 9 tuloaukkoon. Ohitusventtiilijärjestelyn 1 toinen tuloaukko 4a on liitetty hapetuskatalysaattorin 9 poistoaukkoon ja toinen poistoaukko 4b on liitetty turboahtimen 10 turbiinin sisääntuloaukkoon. Moottorin 2 normaalin käynnin aikana venttiili 5 on ensimmäisessä asemassa ja ohitusventtiilijärjestely 1 toimii ensimmäisessä toimintamoodissa. Moottorin 2 pakokaasut voivat siten virrata pakosarjassa 16 ohitusventtiilijärjestelyn 1 ensimmäiseen tuloaukkoon 3a ja ensimmäisestä tuloaukosta 3a ohitusventtiilijärjestelyn 1 ensimmäiseen poistoaukkoon 3b. Ensimmäisestä poistoaukosta 3a pakokaasut voivat virrata edelleen hapetuskatalysaattoriin 9. Hapetuskatalysaattorista 9 pakokaasut virtaavat ohitusventtiilijärjestelyn 1 toiseen tuloaukkoon 4a ja edelleen toisen poistoaukon 4b kautta turboahtimen 10 turbiiniin. Venttiilin 5 venttiilielin 11 estää pakokaasuja virtaamasta suoraan ensimmäiseltä putkielementiltä 3 toiselle putkielementille 4. Kun esiintyy tarvetta ohittaa hapetuskatalysaattori 9, venttiili 5 käännetään toiseen asemaan ohitusventtiilijärjestelyn 1 käyttämiseksi toisessa toimintamoodissa, kuten kuviossa 2 on esitetty. Ohitusventtiilijärjestelyn 1 ensimmäisen tuloaukon 3a ja ensimmäisen poistoaukon 3b välinen virtausyhteys on siis suljettu ja virtaus hapetuskatalysaattorille 9 estetty. Ensimmäisen tuloaukon 3a ja toisen poistoaukon 4b välinen virtausyhteys on avattu ja pakokaasut voivat virrata ohitusventtiilijärjestelyltä 1 turboahtimen 10 turbiinille virtaamatta hapetuskatalysaattorin 9 läpi.
Kuviossa 6 on esitetty keksinnön erään toisen suoritusmuodon mukainen pakokaasujärjestelmä. Tässä suoritusmuodossa pakokaasujärjestelmä käsittää ensimmäisen turboahtimen 10 ja toisen turboahtimen 17. Ensimmäinen, korkeapaineturboahdin 10 on kytketty sarjaan toisen, matalapaineturboahtimen 17 kanssa. Pakokaasujärjestelmässä on myös katalysaattorilaite 9, joka on tämän suoritusmuodon tapauksessa katalysaattori selektiivistä katalyyttistä pelkistystä varten. Ensimmäisen turboahtimen 10 turbiinin tuloaukko on liitetty moottorin 2 pakosarjaan 16, ja ensimmäisen turboahtimen 10 turbiinin poistoaukko on liitetty ohitusventtiilijärjestelyn 1 ensimmäiseen tuloaukkoon 3a. Ohitusventtiilijärjestelyn 1 ensimmäinen poistoaukko 3b on liitetty katalysaattorin 9 tuloaukkoon. Katalysaattorin 9 poistoaukko on liitetty ohitusventtiilijärjestelyn 1 toiseen tuloaukkoon 4a, ja ohitusventtiilijärjestelyn 1 toinen poistoaukko 4b on liitetty toisen turboahtimen 17 turbiinin tuloaukkoon. Ohitusventtiilijärjestelyn 1 venttiilin 5 ollessa ensimmäisessä asemassa, kuten kuviossa 6, pakokaasut voivat virrata ensimmäiseltä turboahtimelta 10 ohitusventtiilijärjestelyn 1 kautta katalysaattorille 9. Katalysaattorilta 9 pakokaasut virtaavat ohitusventtiilijärjestelyn 1 kautta toiselle turboahtimelle 17. Kun esiintyy tarvetta ohittaa katalysaattori 9, venttiili 5 käännetään toiseen asemaan. Pakokaasujen virtaus ohitusventtiilijärjestelyn 1 ensimmäiseltä tuloaukolta 3a ensimmäiselle poistoaukolle 3b ja edelleen katalysaattorille 9 on estetty. Ohitusventtiilijärjestelyn 1 ensimmäinen tuloaukko 3a saatetaan virtausyhteyteen ohitusventtiilijärjestelyn 1 toisen poistoaukon 4b kanssa, ja pakokaasut voivat siten virrata ohitusventtiilijärjestelyltä 1 suoraan toiselle turboahtimelle 17.
Alan ammattimiehelle on selvää, että keksintöä ei ole rajoitettu edellä kuvattuihin suoritusmuotoihin, vaan se voi vaihdella oheisten patenttivaatimusten suojapiirin puitteissa.

Claims (6)

1. Ohitusventtiilijärjestely (1) polttomoottorin (2) pakokaasujärjestelmää varten, ohitusventtiilijärjestelyn (1) käsittäessä putkiston, jossa on ensimmäinen tuloaukko (3a), toinen tuloaukko (4a), ensimmäinen poistoaukko (3b) ja toinen poistoaukko (4b), järjestelyn (1) edelleen käsittäessä venttiilin (5), jolla on ensimmäinen asema, jossa fluidivirtaus ensimmäisestä tuloaukosta (3a) ensimmäiseen poistoaukkoon (3b) ja toisesta tuloaukosta (4a) toiseen poistoaukkoon (4b) on sallittu, ja fluidivirtaus ensimmäisestä tuloaukosta (3a) toiseen poistoaukkoon (4b) ja toisesta tuloaukosta (4a) ensimmäiseen poistoaukkoon (3b) on suljettu, ja toinen asema, jossa fluidivirtaus ensimmäisestä tuloaukosta (3a) toiseen poistoaukkoon (4b) ja toisesta tuloaukosta (4a) ensimmäiseen poistoaukkoon (3b) on sallittu, ja fluidivirtaus ensimmäisestä tuloaukosta (3a) ensimmäiseen poistoaukkoon (3b) ja toisesta tuloaukosta (4a) toiseen poistoaukkoon (4b) on suljettu, tunnettu siitä, että putkisto käsittää ensimmäisen putkielementin (3), joka liittää ensimmäisen tuloaukon (3a) ensimmäiseen poistoaukkoon (3b) ja toisen putkielementin (4), joka liittää toisen tuloaukon (4a) toiseen poistoaukkoon (4b), ensimmäisen putkielementin (3) ja toisen putkielementin (4) käsittäessä laipan (6, 7) venttiilin (5) järjestämiseksi ensimmäisen putkielementin (3) ja toisen putkielementin (4) väliin.
2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen ohitusventtiilijärjestely (1), tunnettu siitä, että toinen tuloaukko (4a) sijaitsee ohitusventtiilijärjestelyn (1) vastakkaisessa päässä suhteessa ensimmäiseen tuloaukkoon (3a).
3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen ohitusventtiilijärjestely (1), tunnettu siitä, että sekä ensimmäinen putkielementti (3) että toinen putkielementti (4) on valmistettu valukappaleesta.
4. Jonkin edeltävän patenttivaatimuksen mukainen ohitusventtiilijärjestely (1), tunnettu siitä, että venttiili (5) on läppäventtiili.
5. Jonkin edeltävän patenttivaatimuksen mukainen ohitusventtiilijärjestely (1), tunnettu siitä, että venttiilin (5) DN-koko on 40-60 % suurempi kuin putkiston DN-koko.
6. Polttomoottorin pakokaasujärjestelmä, joka käsittää ohitusventtiilijärjestelyn (1), joka ohitusventtiilijärjestely käsittää putkiston, jossa on ensimmäinen tuloaukko (3a), toinen tuloaukko (4a), ensimmäinen poistoaukko (3b) ja toinen poistoaukko (4b), järjestelyn (1) edelleen käsittäessä venttiilin (5), jolla on ensimmäinen asema, jossa fluidivirtaus ensimmäisestä tuloaukosta (3a) ensimmäiseen poistoaukkoon (3b) ja toisesta tuloaukosta (4a) toiseen poistoaukkoon (4b) on sallittu, ja fluidivirtaus ensimmäisestä tuloaukosta (3a) toiseen poistoaukkoon (4b) ja toisesta tuloaukosta (4a) ensimmäiseen poistoaukkoon (3b) on suljettu, ja toinen asema, jossa fluidivirtaus ensimmäisestä tuloaukosta (3a) toiseen poistoaukkoon (4b) ja toisesta tuloaukosta (4a) ensimmäiseen poistoaukkoon (3b) on sallittu, ja fluidivirtaus ensimmäisestä tuloaukosta (3a) ensimmäiseen poistoaukkoon (3b) ja toisesta tuloaukosta (4a) toiseen poistoaukkoon (4b) on suljettu, tunnettu siitä, että ohitusventtiilijärjestelyn (1) ensimmäinen tuloaukko (3a) on virtausyhteydessä polttomoottorin (2) pakosarjan (16) tai ensimmäisen turboahtimen (10) turbiinin poistoaukon kanssa, ensimmäinen poistoaukko (3b) on virtausyhteydessä katalysaattorilaitteen (9) tuloaukon kanssa, toinen tuloaukko (4a) on virtausyhteydessä katalysaattorilaitteen (9) poistoaukon kanssa, ja toinen poistoaukko (4b) on virtausyhteydessä turboahtimen (10, 17) turbiinin tuloaukon kanssa.
FI20115584A 2011-06-14 2011-06-14 Ohitusventtiilijärjestely ja polttomoottorin pakokaasujärjestelmä FI124963B (fi)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20115584A FI124963B (fi) 2011-06-14 2011-06-14 Ohitusventtiilijärjestely ja polttomoottorin pakokaasujärjestelmä
KR1020147000933A KR101766520B1 (ko) 2011-06-14 2012-06-11 바이패스 밸브 배열체 및 배기 시스템
EP12735585.7A EP2721266B1 (en) 2011-06-14 2012-06-11 By-pass valve arrangement and exhaust system
PCT/FI2012/050583 WO2012172169A2 (en) 2011-06-14 2012-06-11 By-pass valve arrangement and exhaust system
CN201280029390.4A CN103987934B (zh) 2011-06-14 2012-06-11 旁通阀装置和排气系统

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20115584A FI124963B (fi) 2011-06-14 2011-06-14 Ohitusventtiilijärjestely ja polttomoottorin pakokaasujärjestelmä
FI20115584 2011-06-14

Publications (4)

Publication Number Publication Date
FI20115584A0 FI20115584A0 (fi) 2011-06-14
FI20115584A FI20115584A (fi) 2012-12-15
FI20115584L FI20115584L (fi) 2012-12-15
FI124963B true FI124963B (fi) 2015-04-15

Family

ID=44206795

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI20115584A FI124963B (fi) 2011-06-14 2011-06-14 Ohitusventtiilijärjestely ja polttomoottorin pakokaasujärjestelmä

Country Status (5)

Country Link
EP (1) EP2721266B1 (fi)
KR (1) KR101766520B1 (fi)
CN (1) CN103987934B (fi)
FI (1) FI124963B (fi)
WO (1) WO2012172169A2 (fi)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3152418B1 (en) * 2014-06-09 2018-05-30 Wärtsilä Finland Oy Bypass device of an exhaust system of a turbocharged internal combustion engine and a system comprising a bypass device
US10767543B2 (en) * 2018-07-20 2020-09-08 Tenneco Automotive Operating Company Inc. Reduced length exhaust system with valve
KR102179064B1 (ko) 2019-11-13 2020-11-16 주식회사 엑시아머티리얼스 수상 구조 재킷용 스마트 발포 모듈, 이를 구비한 수상 구조 재킷, 그리고 수상 구조 재킷용 스마트 발포 모듈의 제어 방법
KR102200727B1 (ko) 2020-09-07 2021-01-11 주식회사 엑시아머티리얼스 스마트 발포 혼합장치, 스마트 발포 혼합장치 기반의 수상 구조 재킷, 그리고 스마트 발포 혼합장치 기반의 수상 구조 재킷을 이용한 위험 관리 시스템

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4485621A (en) * 1983-01-07 1984-12-04 Cummins Engine Company, Inc. System and method for reducing particulate emissions from internal combustion engines
JPH03141816A (ja) * 1989-10-27 1991-06-17 Toyota Motor Corp 排気ガス浄化装置
US5125231A (en) * 1990-06-08 1992-06-30 Corning Incorporated Dual converter engine exhaust system for reducing hydrocarbon emissions
KR960004832B1 (ko) * 1992-08-24 1996-04-16 미쯔비시지도오샤고오교오 가부시기가이샤 배기가스정화장치
DE19960430B4 (de) * 1999-12-15 2005-04-14 Daimlerchrysler Ag Abgasreinigungsanlage mit Stickoxid-Speicherkatalysator und Schwefeloxid-Falle und Betriebsverfahren hierfür
FR2859238B1 (fr) * 2003-08-29 2006-01-20 Valeo Thermique Moteur Sa Dispositif de regulation thermique de gaz d'echappement
EP1904724B1 (en) * 2005-07-07 2012-09-12 Volvo Lastvagnar Ab Method, device and computer program product for diagnosing of at least one exhaust emission control unit
JP4553023B2 (ja) * 2008-03-21 2010-09-29 株式会社デンソー 排気ガス切替弁

Also Published As

Publication number Publication date
CN103987934B (zh) 2016-07-06
WO2012172169A3 (en) 2013-04-25
EP2721266B1 (en) 2015-11-25
FI20115584A (fi) 2012-12-15
WO2012172169A2 (en) 2012-12-20
FI20115584L (fi) 2012-12-15
KR20140051242A (ko) 2014-04-30
CN103987934A (zh) 2014-08-13
FI20115584A0 (fi) 2011-06-14
EP2721266A2 (en) 2014-04-23
KR101766520B1 (ko) 2017-08-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8757133B2 (en) Gaseous fuel and intake air mixer for internal combustion engine
US8250866B2 (en) EGR extraction immediately downstream pre-turbo catalyst
AU2012308961B2 (en) Systems and apparatus for transferring fluid
US20130111901A1 (en) Pulsation absorption system for an engine
CN102287250B (zh) 用于涡轮增压内燃机的紧密联接的排气后处理设备
WO2008108141A1 (ja) 内燃機関及び内燃機関の制御装置
US9546621B2 (en) Carbon dioxide recirculation system
RU2012111437A (ru) Двигатель внутреннего сгорания, оборудованный турбинами с перепускной заслонкой, и способ его эксплуатации
EP2363584B1 (en) Multi-stage supercharger system for internal combustion engine
US11306688B2 (en) Low-pressure EGR system with turbo bypass
FI124963B (fi) Ohitusventtiilijärjestely ja polttomoottorin pakokaasujärjestelmä
US20080256951A1 (en) Combustion engine breathing system including a compressor valve for a biturbo with cylinder deactivation
RU2012111436A (ru) Двигатель внутреннего сгорания с двумя турбокомпрессорами и способ его эксплуатации
KR101840908B1 (ko) 내연 피스톤 엔진의 배기 가스들을 처리하기 위한 배열체, 내연 피스톤 엔진 및 내연 피스톤 엔진의 배기 가스를 처리하기 위한 방법
US20160010540A1 (en) Exhaust system having remote multi-valve wastegate
KR20200111523A (ko) 배기 매니폴드
US11454163B1 (en) Turbocharger system with turbine bypass circuit to reduce emissions during engine cold start
WO2010076590A1 (en) Internal combustion engine equipped with two turbochargers
EP2917526B1 (en) Exhaust gas processing system for an internal combustion piston engine
JP2007285265A (ja) 排気系の排気構造
KR20200069932A (ko) 흡기 매니폴드
EP3152418B1 (en) Bypass device of an exhaust system of a turbocharged internal combustion engine and a system comprising a bypass device
EP3071809B1 (en) Arrangement for treating exhaust gas in a turbocharged internal combustion engine and method of operating a turbocharged internal combustion engine
JP2011085108A (ja) 内燃機関の排気装置

Legal Events

Date Code Title Description
FG Patent granted

Ref document number: 124963

Country of ref document: FI

Kind code of ref document: B