RO134399B1 - Procedeu de aditivare a aerului de ardere sau amestecului de aer-combustibil la motoarele cu aprindere prin scânteie, compoziţie şi dispozitiv pentru aplicarea procedeului - Google Patents
Procedeu de aditivare a aerului de ardere sau amestecului de aer-combustibil la motoarele cu aprindere prin scânteie, compoziţie şi dispozitiv pentru aplicarea procedeului Download PDFInfo
- Publication number
- RO134399B1 RO134399B1 ROA201900049A RO201900049A RO134399B1 RO 134399 B1 RO134399 B1 RO 134399B1 RO A201900049 A ROA201900049 A RO A201900049A RO 201900049 A RO201900049 A RO 201900049A RO 134399 B1 RO134399 B1 RO 134399B1
- Authority
- RO
- Romania
- Prior art keywords
- air
- engine
- additive
- combustion
- intake manifold
- Prior art date
Links
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 title claims description 82
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 27
- 230000008569 process Effects 0.000 title claims description 18
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims description 16
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims description 90
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 claims description 53
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims description 52
- 210000002268 wool Anatomy 0.000 claims description 17
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 14
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 claims description 10
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims description 10
- -1 transition metal salts Chemical class 0.000 claims description 9
- 229910052784 alkaline earth metal Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims description 7
- 150000003863 ammonium salts Chemical class 0.000 claims description 5
- 229910052723 transition metal Inorganic materials 0.000 claims description 5
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 claims description 4
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000003513 alkali Substances 0.000 claims description 3
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 3
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000011591 potassium Substances 0.000 claims description 3
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 150000001342 alkaline earth metals Chemical class 0.000 claims description 2
- 238000007654 immersion Methods 0.000 claims description 2
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 claims description 2
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims description 2
- 229920002994 synthetic fiber Polymers 0.000 claims description 2
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 claims description 2
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium atom Chemical compound [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N nitrogen oxide Inorganic materials O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 21
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 15
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 15
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 13
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 13
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 12
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 10
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 10
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 10
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 10
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 10
- 229910052815 sulfur oxide Inorganic materials 0.000 description 10
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 8
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 8
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 8
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 7
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 5
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 5
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 5
- 239000012855 volatile organic compound Substances 0.000 description 5
- 239000000443 aerosol Substances 0.000 description 4
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 239000005431 greenhouse gas Substances 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 4
- UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N Benzene Chemical compound C1=CC=CC=C1 UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 3
- 238000005054 agglomeration Methods 0.000 description 3
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000009194 climbing Effects 0.000 description 3
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 3
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 3
- 239000003999 initiator Substances 0.000 description 3
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 125000003367 polycyclic group Chemical group 0.000 description 3
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 206010061217 Infestation Diseases 0.000 description 2
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 239000005864 Sulphur Substances 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 2
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 2
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 238000000265 homogenisation Methods 0.000 description 2
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 2
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 229910052755 nonmetal Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000002843 nonmetals Chemical class 0.000 description 2
- 230000036961 partial effect Effects 0.000 description 2
- 125000005575 polycyclic aromatic hydrocarbon group Chemical group 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 2
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 2
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 2
- 150000003624 transition metals Chemical class 0.000 description 2
- 238000009736 wetting Methods 0.000 description 2
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 description 1
- CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N Ozone Chemical compound [O-][O+]=O CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OUUQCZGPVNCOIJ-UHFFFAOYSA-M Superoxide Chemical class [O-][O] OUUQCZGPVNCOIJ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XHCLAFWTIXFWPH-UHFFFAOYSA-N [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[V+5].[V+5] Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[V+5].[V+5] XHCLAFWTIXFWPH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 1
- 238000004220 aggregation Methods 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000429 assembly Methods 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000008033 biological extinction Effects 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 1
- 239000013256 coordination polymer Substances 0.000 description 1
- 230000002596 correlated effect Effects 0.000 description 1
- 230000000875 corresponding effect Effects 0.000 description 1
- 239000010779 crude oil Substances 0.000 description 1
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 description 1
- 239000002816 fuel additive Substances 0.000 description 1
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 1
- 210000004209 hair Anatomy 0.000 description 1
- 239000010763 heavy fuel oil Substances 0.000 description 1
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 description 1
- 230000005764 inhibitory process Effects 0.000 description 1
- 238000011900 installation process Methods 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 229910003002 lithium salt Inorganic materials 0.000 description 1
- 159000000002 lithium salts Chemical class 0.000 description 1
- 238000005461 lubrication Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 101150025474 mecr gene Proteins 0.000 description 1
- 239000002923 metal particle Substances 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 239000010705 motor oil Substances 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004745 nonwoven fabric Substances 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 150000001451 organic peroxides Chemical class 0.000 description 1
- 150000004965 peroxy acids Chemical class 0.000 description 1
- 159000000001 potassium salts Chemical class 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 230000000135 prohibitive effect Effects 0.000 description 1
- 230000000644 propagated effect Effects 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 238000011158 quantitative evaluation Methods 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 230000036632 reaction speed Effects 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 230000007480 spreading Effects 0.000 description 1
- 238000003892 spreading Methods 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- XTQHKBHJIVJGKJ-UHFFFAOYSA-N sulfur monoxide Chemical class S=O XTQHKBHJIVJGKJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229940070527 tourmaline Drugs 0.000 description 1
- 229910052613 tourmaline Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011032 tourmaline Substances 0.000 description 1
- 239000011573 trace mineral Substances 0.000 description 1
- 235000013619 trace mineral Nutrition 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 238000000844 transformation Methods 0.000 description 1
- 229910001428 transition metal ion Inorganic materials 0.000 description 1
- GPPXJZIENCGNKB-UHFFFAOYSA-N vanadium Chemical compound [V]#[V] GPPXJZIENCGNKB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001935 vanadium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920006186 water-soluble synthetic resin Polymers 0.000 description 1
- 239000012866 water-soluble synthetic resin Substances 0.000 description 1
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
- F02M27/00—Apparatus for treating combustion-air, fuel, or fuel-air mixture, by catalysts, electric means, magnetism, rays, sound waves, or the like
- F02M27/02—Apparatus for treating combustion-air, fuel, or fuel-air mixture, by catalysts, electric means, magnetism, rays, sound waves, or the like by catalysts
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
- C10L9/00—Treating solid fuels to improve their combustion
- C10L9/10—Treating solid fuels to improve their combustion by using additives
-
- 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
- F02M25/08—Engine-pertinent apparatus for adding non-fuel substances or small quantities of secondary fuel to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture adding fuel vapours drawn from engine fuel reservoir
- F02M25/0809—Judging failure of purge control system
- F02M25/0827—Judging failure of purge control system by monitoring engine running conditions
-
- 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
- F02M35/00—Combustion-air cleaners, air intakes, intake silencers, or induction systems specially adapted for, or arranged on, internal-combustion engines
- F02M35/10—Air intakes; Induction systems
- F02M35/10242—Devices or means connected to or integrated into air intakes; Air intakes combined with other engine or vehicle parts
-
- 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
- F02M35/00—Combustion-air cleaners, air intakes, intake silencers, or induction systems specially adapted for, or arranged on, internal-combustion engines
- F02M35/02—Air cleaners
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
Description
RO 134399 Β1
Invenția se se se referă la un procedeu de aditivare a procesului de combustie la motoarele cu aprindere prin scânteie, MAS, aditivare obținută prin introducerea de aditivi în aerul de ardere, sau în amestecul carburant din galeria de admisie, indiferent de tipul combustibilului utilizat. Totodată, invenția prezintă compoziții de aditivare, dispozitive de aditivare destinate aplicării procedeului, precum și o metodă de realizare a dispozitivelor necesare aplicării procedeului.
Motoarele cu ardere internă sunt cunoscute ca o sursă majoră de poluare, atât cu gaze cu efect de seră (CO2), cât și cu oxid de carbon (CO), oxizi de sulf (SOx), de azot (NOx), hidrocarburi incomplet oxidate (HC), compuși organici volatili (COV) și particule solide sau cvasisolide (PM), formate în jurul sulfului, în jurul unor metale tranziționale, conținute rezidual în combustibili, sau în jurul unor particule ajunse în procesul de ardere din aerul atmosferic aspirat.
Totodată, după intervale de utilizare mai îndelungate, motoarele își pierd o parte din performanțele inițiale privind puterea și cuplul motor disponibile, datorită înrăutățirii transferului de căldură, iar unele subansamble se deteriorează, datorită variațiilor de temperatură la care sunt supuse în timpul exploatării și datorită coroziunii (galeria de evacuare, eșapamentul, catalizatorii). De asemenea, sistemele de recirculare a gazelor (supapa EGR) se colmateaza progresiv, până la infundarea completă. O contribuție importantă la producerea acestor neajunsuri o are întreținerea deficitară, dar și variația compoziției combustibililor, de la un teritoriu la altul, sau chiar de la o alimentare la alta de la aceeași stație de alimentare.
O parte însemnată a emisiilor poluante, în special SOx, NOx, HC și COV, sunt emise în atmosferă în timpul pornirii la rece, până când se ating temperaturile necesare intrării în acțiune a catalizatorului. După unele studii aceste emisii reprezintă circa 10-^12% din totalul emisiilor poluante generate de motoarele MAS. O altă sursă de creștere a emisiilor poluante, în special CO, NOx și HC, este reprezentată de perioadele de accelerare și decelerare. Dacă pentru un drum pe autostradă accelerările și decelerările sunt mai rare, acestea devin preponderente într-un trafic aglomerat pe șoselele clasice și, mai ales, în aglomerările urbane.
Ciclul de funcționare la MAS presupune generarea de centri principali de aprindere, generați de către scânteile provenite de la bujie, apoi se generează centri de aprindere secundari, adică se inițiază și se propagă combustia (frontul de flacără).
Proporția de combustibil din cilindru, care ajunge să fie complet oxidată, depinde și de viteza de propagare a acestor centri de aprindere care, la rândul ei, este dependentă de compoziția combustibilului intrat în ciclu; timpul disponibil pentru combustie este, de asemenea limitat și scade mult la turații ridicate; combustibilul livrat spre combustie variază continuu, în funcție de sarcina motorului, iar aerul de combustie este alocat aproximativ invers proporțional cu sarcina motorului. Procesul ar trebui să decurgă astfel încât, pe parcursul unui ciclu de combustie, să se obțină o transformare cât mai avansată în energie termică a cantității de combustibil introdusă în cilindru, înainte ca frontul de flacără să ajungă la peretele cilindrului, iar la evacuare să ajungă o cât mai mică parte de combustibil neconsumat.
Totuși, indiferent de numărul supapelor, de arhitecturi sofisticate ale camerei de ardere și a sistemelor de distribuție, combustibilul alocat unui ciclu motor nu este consumat integral, iar reacțiile de ardere se opresc la peretele cilindrului, așa numita stingere a flăcării la perete. Evacuarea gazelor arse, împreuna cu particulele nearse rămase în urma opririi reacției de ardere, în amestec cu o fracție din aerul proaspăt adăugat în timpul cât ambele supape de admisie și de evacuare sunt deschise, conduce la pierderi de căldură și la reacții
RO 134399 Β1 de formare și reformare a unor poluanți. Mai mult decât atât, moleculele nearse, în amestec 1 cu o oarecare cantitate de aer (aspirată în intervalul de timp în care sunt deschise ambele supape), vor continua reacțiile de combustie în galeria de evacuare, degajând căldura care 3 se va pierde, iar pe măsură ce temperatura procesului de combustie scade, se creează condițiile reformării unor compuși poluanți (HC, SOx, CO, PM); o parte, reziduala, din mole- 5 culele combustibile insuficient oxidate se vor depune pe traseul de evacuare și pe traseele de recirculare a gazelor arse. 7
Prin mijloacele moderne de gestiune a combustiei se poate controla la un nivel rezonabil rezultatul arderii (poluanții), la turații și sarcini reduse și medii, dar mai puțin la 9 relanti și în cazul turațiior mari și a sarcinilor ridicate, adică la reprize sau la viteze mari. Pentru sarcini parțiale și turații medii, atat consumul specific de combustibil, implicit emisia 11 de gaze cu efect de seră, cât și emisiile poluante generate de combustie se pot menține în limite rezonabile. însă, în cazul funcționarii la relanti și reprize scurte de accelerare (cazul 13 circulației în marile aglomerării urbane) sau la sarcini mari, de exemplu la urcarea unei pante, accelerări puternice și/sau turații ridicate, consumul specific crește, iar emisiile poluante 15 devin mai puțin controlabile.
în cazul injecției directe de benzina problemele apar, în primul rând la relanti, dar și 17 în cazul sarcinilor mari, necesare la depășiri sau la urcarea unor pante mai pronunțate. La MAS moderne, la care se aplică tehnologia de injecție directă, s-a adoptat sistemul 19 „start-stop, care oprește motorul la staționare și îl repornește la apăsarea pedalei de accelerație, din cauza dificultății de gestionare a combustiei la relanti. 21
Așa cum se cunoaște, supapa de recirculare a gazelor arse (EGR), care are un rol determinant în reducerea emisiei poluanți, se închide în cazul în care motorului i se cere 23 cuplu mărit, cum se întâmplă în cazul urcării pantelor, în cazul depășirilor, dar și în situația circulației urbane, cu multe demaraje și reprize. Din această cauză emisia de poluanți crește, 25 iar infestarea atmosferei este resimțită mai puternic, mai ales în marile aglomerări urbane.
în afară de emisia de gaze cu efect de seră (CO2), care depinde direct de consumul 27 specific de combustibil al autovehiculului, emisiile poluante rămân o problemă deschisă, iar găsirea soluțiilor tehnice pentru reducerea acestora este un subiect de preocupare, atât 29 pentru organismele de reglementare, cât și pentru cei implicați în construirea, întreținerea și exploatarea motoarelor cu ardere internă. 31
De-a lungul timpului au fost propuse multe tehnologii pentru reducerea emisiilor poluante și a emisiei de CO2. 33
Sunt cunoscute soluții de reducere a concentrației poluanților evacuați în atmosferă, care se referă, aproape exclusiv, la tratarea emisiilor deja produse în urma procesului de 35 combustie, sau la pretratarea (aditivarea) combustibililor, în combinație cu posttratarea gazelor rezultate din ardere. Dăm numai câteva exemple, astfel: 37
Documentul JP 2003103172 A dezvăluie un purificator de aer pentru un motor cu ardere internă sau similar, care este interpus într-un pasaj de alimentare cu aer al unui motor 39 cu ardere internă, cazan sau altele asemenea, în care purificatorul de aer conține pulbere de trimalină, oxid de titan, oxid de vanadiu, pulbere de aluminiu, pulbere de fier, rășină 41 sintetică solubilă în apă care au fost agitate și amestecate cu pulbere de cupru și sare, iar amestecul a fost aplicat pe granule, foi sau materiale de plasă și uscat, formând un filtru de 43 aer pentru un motor cu ardere internă sau altele asemenea.
Documentul KR 20130048337 A dezvăluie o unitate de accelerare a arderii pentru 45 un motor cu ardere internă care include un element de accelerare a arderii format într-o foaie și o parte plată a carcasei (3), elementul de accelerare a arderii fiind format prin împrăștierea 47 pulberii de turmalină pe un material nețesut.
RO 134399 Β1
CA 2103647 - 23.03.1999 - D. Linder, E. Lox, B. Engler- propune un sistem nou de catalizatori la evacuare, în special pentru intervalul de timp necesar încălzirii motoarelor, adică încearcă remedierea unor efecte, fără a interveni asupra cauzelor formării poluanților.
US 3696795 - 10.10.1972 - R. Smith, D.A. Furlong - propune injectarea de apă și oxigen în camera de ardere, un sistem care presupune costuri importante de instalare și exploatare, cel puțin prin necesitatea producerii și utilizării oxigenului.
US 5930992 A - 1995 - Thomas Esoh, Martin Pischinger, Wolfganh Salber - FEV Europe - propune reducerea emisiilorîn timpul încălzirii motorului, prin alimentarea, în timpul încălzirii, a doar o parte dintre cilindri motorului. Dezvantajele sunt costul ridicat al modificărilor aduse motorului, iar cantitatea de căldură, necesară încălzirii catalizatorului, este, practic, aceeași, deci chiar dacă se reduc emisiile în unitatea de timp, cantitatea totală de emisii, generate în timpul încălzirii motorului, scade prea puțin.
US 5293741 A -1991- Kenji Kashiyama, Ken Umehara- Mazda Motor Corp. Propune creșterea excesului de aer în timpul încălzirii motorului. Dezavantajele propunerii țin de modificări costisitoare aduse motorului, dar nerezolvand încălzirea catalizatorului intr-un timp mai scurt, adică nu pare a influenta semnificativ cantitatea de emisii evacuate înainte de intrarea în funcțiune a catalizatorului.
US 7828862 - 09.11.2010 - Wai Yin Leung - propune un aditiv complex, cu rezultate notabile pentru consumul specific al motoarelor, reducere de emisii de aproximativ 50% pentru principalii poluanți și un consum de aditiv de circa 1 g/litru combustibil. Din descriere rezultă că aditivii propuși au un cost ridicat, iar proporția de aditivi este mare.
US 94587612 - 04.10.2014 - Guinther Gregory H. - Afton Chemicals - propune o metodă generică de introducere a aproape oricărui fel de aditiv pe calea aerului de combustie, aditivii utilizați având aproape orice stare de agregare, clamând efecte în sistemul de lubrifiere, de curățare a depunerilor de pe toate suprafețele metalice care vin în contact cu combustibilii și cu produsii de combustie, dar gestiunea proceselor de aditivare, necesar a fi corelata cu sarcina motorului, este prevăzuta ca fiind foarte complicata, adăugând la și modificând direct sistemele electronice de gestiune a motorului. Față de consumurile de aditivi arătate în exemplele prezentate în descriere, rezultatele obținute (cel puțin în ceea ce privește creșterea eficientei motorului) sunt destul de modeste, iar efectele privind emisia de poluanți nu sunt prezentate.
Cu referire numai la motoare se observă că, în general, aproape toate soluțiile tehnice propuse spre aplicare se îndreaptă spre corectarea rezultatelor combustiei și au ca dezavantaje comune dependența de compoziția combustibililor utilizați și de regimurile de exploatare a motorului.
în cazurile în care se propun noi combustibili, costurile de aplicare ar fi foarte ridicate, din cauza necesității de schimbare a tehnologiilor de rafinare. în plus, multe dintre soluțiile tehnice propuse nu se pot aplica la motoarele care sunt actualmente în exploatare, decât cu costuri suplimentare prohibitive.
în cazul în care procesele de rafinare ar putea conduce la o compoziție strict controlata a combustibililor, aceeași pe toate piețele de desfacere, constructorii de motoare ar putea atinge performante superioare din punct de vedere a nivelului emisiilor poluante, iar calitatea atmosferei ar tinde spre un optim acceptabil. Chiar și în acest caz, procesele de combustie depind, în suficientă măsură, de compoziția aerului necesar arderii, care prezintă variații mari, în funcție de zona geografică (zone cu pulberi în suspensie), pH (de exemplu aerul salin de pe litoralul marilor și oceanelor), presiune atmosferică (variații meteorologice, altitudine) și de concentrația de oxigen și ozon.
RO 134399 Β1
Problemele legate de reducerea emisiilor poluante și a emisiei de gaze cu efect de 1 seră sunt și în atenția celor implicați în proiectarea, construcția și exploatarea sistemelor de ardere industriale, în focare, la arderea combustibililor lichizi și gazoși (nu ne referim aici la 3 combustibili solizi).
Astfel, în descrierea de brevet RO 00122782 -14.06.2007 - M. Suta - se propune un 5 procedeu de reducere a emisiilor poluante și a emisiilor de gaze cu efect de seră, rezultate din arderea combustibililor, în sistemele de ardere industriale. 7
Soluția prezintă rezultate foarte bune în aplicare, cu multe aplicații pe trei continente, pe toți combustibilii utilizați în mod curent, solizi, lichizi sau gazosi, și este aplicată sub marca 9 ECOBIK®. Se folosesc soluții apoase de aditivi (1-2%) pentru producerea de aerosoli, care sunt injectați la presiune joasă (0,01-0,2 bar) în aerul de ardere al cazanelor sau cuptoarelor 11 industriale. Sunt folosite metode de injecție activă a aerosolilor, prin generare de aerosoli cu aer comprimat sau prin injecții proporționale, utilzând micropompe electrice. De notat că 13 aplicațiile se referă la instalații de ardere care consumă de la sute de kilograme, până la zeci de tone de combustibil pentru o oră de funcționare. 15
Aplicat inițial cu scopul reducerii consumurilor de combustibil la instalațiile de ardere industriale, procedeul a relevat influente benefice importante asupra emisiilor. Ca exemplu, 17 în anul 2003 s-au efectuat măsurători comparative, oficiale, la o rafinărie (3.000.000 t țitei/an), în urma cărora a rezultat o reducere cu peste 80% a concentrației emisiilor de SOx 19 și peste 25% a celor de Nox, emise la toate sistemele de ardere ale rafinăriei.
După monitorizări pe parcursul a zeci de ani, la mai mulți beneficiari, s-a constatat, 21 statistic, un consum de aditivi de cel mult 1 ng de aditiv pentru kilogramul de combustibil convențional, (un kg de combustibil convențional înseamnă 7000 kcal, adică aproximativ 23 aceeași cantitate de căldură care se găsește într-un litru de benzină uzuală). în mod curent, consumul s-a situat sub 100 pg/kgcc. 25
Se pune problema folosirii unor aditivi - inclusiv a unora dintre aditivii folosiți în descrierea RO 00122782 - la arderea combustibililorîn cilindrii motoarelor, dar, evident, fără 27 a se utiliza generatoare de aerosol, sau injecții proporționale, care sunt adecvate doar pentru instalații de ardere statice, echipamentele fiind utile doar în cazul unor sarcini termice 29 constante în intervale de timp mai lungi.
Problema tehnică pe care prezenta invenție își propune să o rezolve este înlăturarea 31 unor neajunsuri ale soluțiilor amintite și găsirea unei soluții care să permită asigurarea furnizării de aditivi, proporțional cu cantitatea variabilă de combustibil care intră în ciclul de 33 combustie, adică cu variația sarcinii motorului, în regim de răspuns aproape instantaneu. Este necesar, în același timp, să se țină seama de variația caracteristicilor fizico chimice ale 35 aerului de combustie, acesta prezentând diverse concentrații de vapori de apă și temperaturi diferite, într-un timp scurt. 37
Procedeul conform invenției elimină dezavantajele citate mai sus și rezolvă problema tehnică propusă prin faptul că introduce într-o fracție de aer de combustie o cantitate de 39 aditiv în proporție de 10'16 până la 10'12, raportat la masa aerului de combustie. în volum, aerul aditivat este în proporție de 0,2 până la maxim 1,0% din aerul de combustie. 41
Aditivul utilizat poate fi de tipul celor menționați în descrierea de brevet RO 00122782 sau de un tip asemănător. în general, este vorba de săruri de metale tranzitionale, în stare 43 de oxidare maximă și care conțin în molecula oxigen singlet (săruri de amoniu, sau săruri de metale alcaline și alcalino-pamantoase ale izopoliacizilor și heteropoliacizilor de vanadium, 45 molibden și wolfram, sau peroxicromati, ca săruri de sodiu, potasiu, litiu sau amoniu).
RO 134399 Β1
Fracția de aer de combustie aditivat ajunge în procesul de combustie aspirată, datorita depresiunii din galeria de admisie; aerul aditivat provine dintr-un dispozitiv în care se găsește aditivul sub formă de particule solide, reținut în structura unor plăci din pâslă din lână naturală, care umplu incinta dispozitivului; aerul care este apiratîn dispozitiv provine din atmosfera, separat de aerul principal de combustie, sau ca fracție a acestuia, în cazul în care există depresiune suficientă înainte de clapeta de admisie a aerului. Dispozitivul poate fi plasat în habitaclul motorului sau în vecinătatea acestuia (in special în cazul motoarelor staționare).
Avantajele aplicării procedeului care face obiectul prezentei descrieri sunt:
- se poate aplica pe orice fel de motor MAS, atat la cele aflate deja în exploatare, cât și la cele noi, atât la automobile, cât și la motoare staționare, care funcționează cu combustibili lichizi sau gazoși;
- oxidarea avansată, în cilidrii motorului, a moleculelor ciclice și policiclice, care se vor descompune și nu vor mai ajunge să fie evacuate în atmosferă (benzen, toluen, hidrocarburi aromate policiclice, particule cu conținut de carbon în stare cvasisolidă și altele). O parte, reziduală, dintre aceste molecule se vor descompune și în galeria de evacuare, ajungând în număr mult mai redus la catalizator sau la filtrul de particule (la motoarele unde acest filtru există);
- reducerea proporției de particule nearse sau incomplet oxidate, ușurând și optimizând prin aceasta funcționarea catalizatorului și a supapelor EGR;
- crearea continuă, în procesul de combustie, a unor elemente reducatoare, care vor reduce starea de oxidare a centrilor de formare a moleculelor care constituie emisiile poluante - sulf, alte nemetale, metale tranziționale - provenite din combustibili sau din aerul de combustie;
- eliminarea până la 100% a emisiei de SOx (chiar și la motorul rece);
- inhibarea parțială a oxidarii azotului, reducându-se prin aceasta proporția de NOx ajunsă la evacuare (reducere 30-430% la sarcina constantă);
- reducerea concentrației emisiilor de hidrocarburi nearse HC (reducere până la 100% la sarcina constantă);
- curățarea depunerilor de pe sistemul de evacuare și menținerea acestor suprafețe metalice în stare curată;
- reducerea consumului specific de combustibil, în special la turații ridicate și sarcini mari (de ia 4-45% la mers constant, cu sarcina redusă a motorului - viteza constantă 50, 70, 90 Km/h, și chiar peste 20% la accelerări și sarcini ridicate - panta, depășiri, viteza mare pe autostrada);
- creșterea puterii produse de către motor cu 4-M0% (față de momentul aplicării procedeului);
- creșterea cuplului motor cu 4-M2% (față de momentul aplicării procedeului); diminuarea coroziunii acide a sistemelor de evacuare a gazelor arse; prelungirea duratei de utilizare a uleiului motor;
- ameliorarea combustiei la relanti și la sarcini ridicate ale motorului, adică reducerea importantă a concentrației de HC, CO, SOx, NOx și particule și îmbunătățirea coeficientului de exces de aer;
- îmbunătățirea coeficientului de exces de aer, în toate regimurile de funcționare; încălzirea mai rapidă a motorului și, implicit, a catalizatorului, adică un nivel de poluare mai redus în timpul încălzirii motorului.
RO 134399 Β1
Se dau, în continuare, mai multe exemplede realizare a invenției, în legătură și cu 1 fig. 1...3 care reprezintă:
- fig. 1, prezentare schematică a modului de legare a unui dispozitiv, ce include un 3 singur tip de aditivant, la galeria de admisie a motorului;
- fig. 2, prezentare schematică a modului de legare a unui dispozitiv, ce include două 5 tipuri de aditivant, la galeria de admisie a motorului;
- fig. 3, prezentare schematică a unei porțiuni dintr-un fir de lână ce urmează a fi 7 impregnat cu soluția de aditiv.
O diferență importantă față de arderea combustibililor în instalații de ardere 9 industriale, este variația cvasipermanentă a sarcinii termice, motoarele lucrând, apropape continuu, în reprize de accelerare și apoi decelerare, ceea ce necesită asigurarea furnizării 11 de aditivi, proporțional cu cantitatea variabilă de combustibil care intră în ciclul de combustie, adică cu variația sarcinii motorului; este necesar, în același timp, să se țină seama de variația 13 caracteristicilor fizico chimice ale aerului de combustie, acesta prezentând diverse concentrații de vapori de apă și temperaturi diferite. Apare ca evidentă soluția de introducere a aditi- 15 vilorîn combustibil și există multe produse pe piață, comercializate în special în stațiile de alimentare cu carburanți, care se introduc, în anumite proporții în carburant, unele dintre 17 acestea având rezultate benefice, în special pentru îmbunătățirea motricității vehiculelor. Reglementările recente au impus însă, reducerea proporției celor mai mulți dintre acești 19 aditivi la maximum 1 mg/l, ceea ce pune probleme de omogenizare în întreaga masă a combustibilului din rezervor. Alți aditivi nu sunt miscibili în combustibili sau ar necesita tehnologii 21 deosebite pentru omogenizarea în combustibili. Această metodă de aditivare nu poate fi aplicată în cazul utilizării combustibililor gazoși. 23
Pentru a se putea obține optimizarea reacțiilor de ardere din cilindrii motoarelor cu ardere internă, atât a celor aflate în exploatare, cât și a celor care urmează a fi produse, 25 indiferent de tipul combustibiluilui, este necesar să se mărească viteza de reacție în procesele de combustie și să se reducă proporția de nearse evacuate, prin creșterea vitezei de 27 apariție și a numărului de centri secundari de aprindere, astfel încât o proporție mult mai mică din combustibil va fi evacuată în stare incomplet transformată în căldură, inhibând, în 29 același timp posibilitățile de formare în procesul de combustie a moleculelor emisiilor poluante, printr-un procedeu de aditivare a procesului de combustie. 31
Aditivii sunt utilizați doar pentru inițializarea unor lanțuri de reacție, iar după acest moment al inițializării aditivii se vor descompune; din acestă cauză, cantitatea specifică de 33 aditiv necesară este foarte mică - pico(nano)grame/litru combustibil.
La MAS, unde arderea este quasistoichiometrică (cel puțin la relanti și la sarcini 35 parțiale constante), se folosește o injecție pasivă; prin injecție pasivă înțelegem că dispozitivul care conține aditivii, descriși în prezenta invenție, este conectat la un stut de aspirație 37 de pe galeria de admisie, cu suprafața secțiunii de 0,5 până la 1,5% din suprafața secțiunii de absorbție a aerului (suprafața secțiunii de trecere a clapetei de admisie), invers pro- 39 porțional cu modulul depresiunii din galeria de admisie, măsurată la relanti. Suctiunea din galeria de admisie va crea depresiune în dispozitiv, care va absorbi aer atmosferic; aerul va 41 fi forțat de către depresiunea existentă să străbată pâslă cu aditivi conținută în dispozitiv și va antrena molecule de aditiv spre galeria de admisie. 43
Parametrii aerului disponibil pentru combustie variază continuu, după cum automobilul străbate diverse zone, unde aerul poate fi mai mult sau mai puțin umed, la o 45 temperatură și presiune atmosferică diferite, densitatea aerului depinzând și de altitudinea la care funcționează motorul. 47
RO 134399 Β1
Aditivii sunt conținuți intr-un dispozitiv de dimensiuni reduse, care conține un element filtrant, realizat din pâslă din fibre din lână naturală, fibre în ale căror cuticule (fig. 3) se găsește aditivul, introdus print-un proces lent de umectare în soluție apoasă de aditiv (150500 ore) și apoi supus unui proces de uscare controlată, la temperatura de 15-^25°C. Cea mai mare parte din aditiv va fi reținută în cuticulele fibrei de lână și în împâslitura de fibre presate. Aditivii, fiind săruri de metale tranziționale, solubile în apă, vorîmbiba firele de lână, iar după evaporarea apei, acestea vor reține particulele de săruri, în stare solidă. După ce procesul de uscare se încheie, cuticulele se închid, sigilând particulele de aditiv; aceeași contracție are loc în întreaga masă a pâslei naturale, sigilând și cantitatea de particule solide rămase între fibre.
Exemplu de dispozitiv pentru alicarea invenției (fig. 1) este un recipient simplu 1, din oțel sau din material sintetic cu proprietăți mecanice adecvate și rezistent la temperatura de peste la 130°C, cu dimensiuni corespunzatore cu capacitatea cilindrică a motorului, având în general volumul de la 100 cm3 la 500 cm3, recipient care se constituie ca o carcasă de filtru, având o priză de aspirație 2 și o ieșire 3 pentru un furtun de vacuum 4. Furtunul de vacuum este atașat la galeria de admisie a motorului 5. în cazul în care se folosesc doi aditivi, se poate proceda ca în fig. 2, atașându-se două prize de aspirație, iar prin ieșirea către galeria de admisie a motorului va ieși amestecul celor doi aditivi.
Recipientul 1 conține un set de plăci de pâslă de lână naturală, în ale căror fibre sunt particule foarte fine de aditiv, în stare solidă. Intrarea aerului atmosferic este prevăzută la priza (prizele) de aspirație 2, iar refularea către galeria de admisie preia aerul aditivat care a parcurs filtrele de pâslă active; pâslă discurilor cu aditiv constituie un filtru foarte bun pentru aerul aspirat, iar umiditatea naturală a aerului va prelua moleculele de aditiv, pe care le va introduce în galeria de admisie 5 prin furtunul de vacuum 4. De exemplu, la motoare de 1,31, până la 2,0 litri, recipientul folosit poate avea capacitatea de aproximativ 200 cmc.
Metoda pentru prepararea plăcilor de pâslă este următoarea: Aditivii sunt impregnați în fibrele de lână, prin imersie în soluție apoasă, preferabil de 2-5% (săruri solubile în apa demineralizată) a plăcilor de pâslă presate la o densitate de 40-150 kg/mc; densitatea pâslei este proporțională cu modulul depresiunii disponibile la intrarea în galeria de admisie. La utilizarea plăcilor de pâslă prefabricate, dar netratate cu aditivi se va avea în vedere faptul că pâslă fiind neomogenă, capacitatea de absorbție a apei diferă de la o placă la alta. Din această cauză, se testează capacitatea de absorbție a apei în plăcile de pâslă prevăzute pentru umplerea dispozitivului, prin imersia acestora în apa demineralizată, după ce pâslă uscată a fost, în prealabil, cântărită. Se scot plăcile, se scurg, până ce nu mai apar picături, apoi se cântăresc; diferența față de masa plăcilor uscate reprezintă capacitatea de absorbție a apei și reprezintă cantitatea de soluție pe care o vor absorbi. Se prepară soluția de aditiv - în general 2-5%, conținând cantitatea de aditiv solid dizolvat, și se introduc plăcile de pâslă în aceasta. Soluția va fi complet absorbită (100200 ore, la temperatura de 5-^20°C), iar după uscare, aditivul solid va fi reținut de către cuticulele firelor de lână și în interspațiile foarte fine dintre fibrele de lână ale pâslei. Cantitatea de aditiv reținută de către placa de pâslă este măsurabilă prin cântărire, după uscare; se va avea în vedere cantitatea totală de aditiv solid, conținută în dispozitiv, de 2-3 g/litru de capacitate cilindrică a motorului. Uscarea este lentă și este nevoie de 300-^600 de ore, la temperatura de 15-^25°C (a se evita expunerea la radiația solară).
în legătură cu aditivii folosiți mai putem adăuga următoarele:
Ansamblul de plăci de pâslă, încărcat cu aditiv are durata de exploatare aproximativ dublă față de cea a filtrului de aer principal al motorului. Plăcile trebuie schimbate însă, în primul rând, din cauza infestării cu particulele reziduale din aerul atmosferic aspirat,
RO 134399 Β1 deoarece consumul de aditiv este mai mic de 1 ng/litru combustibil. Din experiența de mai 1 mult de doi ani, pe diferite tipuri de motoare și în toate condițiile atmosferice avute la dispoziție, s-a constatat ca rezultatele optime sunt asigurate, pentru un set de pâslă 3 aditivată, pentru cel puțin 20000 Km, excepție făcând exploatarea motorului în zonele cu aer salin sau în condițiile de aer atmosferic cu conținut ridicat de pulberi, unde perioada optimă 5 de exploatare scade cu 30-^50%.
Aditivii folosiți sunt săruri de metale tranzitionale în stare de oxidare maximă, care au 7 în moleculă un oxigen singlet. Lista prezentata este deschisă, fiind posibil a fi utilizate și alte săruri, cu proprietățile de mai sus, ca săruri de potasiu, litiu sau amoniu - de exemplu: 9 ortovanadați - MeVO4; pirovanadați - MeV2O7; paramolibdenați - MeMo7O24; molibdenați -MeMo4; metawolframați - MeW4O13; bicromați - MeCr2O7; permanganați - MeMnO4. Sărurile 11 de potasiu au aplicare universală, acționând echilibrat pentru susținerea proceselor de combustie și reducerii emisiilor NOx, SOx, HC, COV, PM. 13
Sărurile de amoniu au acțiune mai pregnantă asupra emisiei de NOx și COV și sunt de ales la aplicațiile pe motoare care funcționează cu combustibili inferiori, sau reziduali. 15
Sărurile de litiu acționează preponderent asupra CO, accelerând transformarea moleculelor biatomice - CO - în molecule triatomice - CO2. 17
Schematic, structura firului de lână se prezintă în felul următor, fig. 3:
Un strat exterior, cuticulă, ce are rolul de a proteja straturile interne, care se deschide 19 în prezența apei și se închide în stare uscată; cortexul și un strat mijlociu, care reprezintă cea mai rezistentă componentă a firului de păr animal; medula, stratul intern. 21
Introducerea în pâslă a aditivului se bazează pe proprietățile specifice ale firului de lână, care are capacitatea de a absorbi cantități importante de apă, inclusiv în cuticule, care 23 se deschid progresiv la umectare și se închid după evaporarea apei. Proporția de particule, care sunt reținute între fibre, nu poate fi antrenată de către fluxul de aer supus aditivării, 25 datorită barierei formate de fibrele de lână întrețesute.
Aerul de combustie, aspirat de către motor va spăla firele de lână care conțin 27 sărurile în stare solidă și, datorită vaporilor de apă conținuți de aer, va deschide parțial cuticulele firelor de lână, vaporii de apă vor prelua molecule de aditiv, pe care le vor antrena 29 spre galeria de admisie. Cantitatea de aditiv vehiculată către cilindru este cvasiproporțională cu sarcina motorului și invers proporțional cu umiditatea aerului care străbate filtrul cu aditivi, 31 deoarece la creșterea umidității relative a aerului, cuticulele se desfac, determinând reducerea suprafeței secțiunii de trecere a aerului; aceasta înseamnă ca debitul de aer 33 aditivat la ieșire se va reduce, proporțional cu creșterea umidității, dar conținând aproximativ aceeași proporție de aditiv, raportat la masa de aer dirijată spre cilindri, necesară sarcinii 35 motorului din momentul respectiv.
Aditivii vor intra în galeria de admisie a motorului, unde, până la accesul în cilindru, 37 se omogenizează în volumul total al aerului de combustie, sau al amestecului combustibil; după intrarea în cilindru, la atingerea unor temperaturi de peste 400°C, moleculele de aditiv 39 devin active, formând acizii peroxosulfuric și peroxobisulfuric (pe baza reacției cu ionul SO3 2'), și eliberând ioni de oxigen liberi, care vor deveni inițiatori de lanțuri de reacție și vor 41 acționa prin multiplicarea vitezei de apariție de centri secundari de aprindere. Acești inițiatori vor reacționa cu substanțele aromatice policiclice din combustibil; de aici vor rezulta peroxizi 43 organici, peroxiacizi și superoxizi ai metalelor alcaline și alcalino-pamantoase, care vor deveni, la rândul lor, promotori ai reacțiilor următoare, reacții pentru care vor fi inițiatori. 45
Toți acești promotori de reacție au în moleculă un oxigen singlet, care are afinitate maximă pentru carbonul singlet din moleculele hidrocarburilor aromatice policiclice, adică 47 acele hidrocarburi care la funcționarea fără aditivi se regăsesc, în bună parte, la evacuare,
RO 134399 Β1 și care sunt responsabile pentru arderea incompletă, pentru formarea particulelor care se acumulează în filtre și pe suprafețele catalizatorilor și care se depun pe suprafețele metalice ale traseului de evacuare a gazelor arse. Din reacția dintre promotori și aromaticele policiclice va apare ionul hidrura H, care prin ciocniri eficace va ceda un electron atomilor centrali din compușii oxigenați ai metalelor și nemetalelor din incinta de ardere, sau dintre cei deja depuși pe suprafețele metalice din incinta de ardere sau pe galeria de evacuare și eșapament. Acești atomi centrali, primind electroni, își vor reduce starea de oxidare, pas cu pas (ciocnire după ciocnire), până la zero, pierzându-și capacitatea de a forma molecule complexe. Particulele metalice (conținute rezidual în combustibil - „trace elements), ajunse în stare de oxidare minimă, se vor depune pe suprafețele metalice ale traseului de evacuare a gazelor arse, la temperaturi sub 600°C constituindu-se, treptat, într-o peliculă protectoare față de atacuri acide. Este foarte important de subliniat necesitatea existenței în stare perfect etanșă a întregului traseu al gazelor arse, altfel, aerul fals care ar ajunge în sistemul de evacuare, va creea condiții de reformare a moleculelor poluanților.
Aditivii introduși în combustie vor suferi aceleași transformări, atomul central reducându-și starea de oxidare, pe seama aceluiași ion hidrură, produs în procesul de ardere.
Câteva teste, efectuate pe parcursul a mai mult de 2 ani de zile, cu dispozitive de aditivare a aerului de combustie sub marca EKOBIK® (abreviat în tabele ca EKB), au condus la rezultate foarte bune, atât din punct de vedere al îmbunătățirii performanțelor motoarelor, cât și al reducerii emisiei de poluanți:
Motoarele pe care s-a aplicat, până în prezent, procedeul, sunt următoarele:
| Producător | Capacitate | Tip motor | Parcurs la montaj | An fabricație |
| Renault | 1,61-16v | 85.000 km | 2009 | |
| Citroen | 1,61-16v | VTI | 90.000 km | 2008 |
| Citroen | 1,61-16v | VTH | 85.000 km | 2007 |
| Nissan | 1,51-16v | QG15 | 75.000 km | 2006 |
| Subaru | 2,0-16v | EJ20 | 330.000 km | 2005 |
| Mitsubishi | 2,0- 8v | 4G63 | 2.200.000 km | 1991 (carburator) |
| GM | 1,6-16v | 356 | 160.000 km | 2006 |
| Fiat | 1,4-16v | 188A5 | 130.000 km | 1998 |
| VW | 2,0-16v | AZM | 156.000 km | 2001 |
| Honda | 1,8-16v | VTEC | 95.000 km | 2008 |
RO 134399 Β1
Teste dinamometru MUSTANG MD-AWD-500 și DASH COMMAND Software 1
| Putere | Cuplu | |||||||
| CP | Nm | |||||||
| AUTO | An | Norma | Km | Nominal | Clasic (la montaj) | EKOBIK | Clasic (la montaj) | EKOBIK |
| Nubira (GM) | 2006 | E3 | 160.000 | 103 | 97 | 106 | 129 | 135 |
| Forester (Subaru) | 2005 | E3 | 330.000 | 125 | 107 | 123 | 157 | 172 |
| Logan (Renault) | 2009 | E4 | 85.000 | 104 | 94 | 98 | 137 | 142 |
| L300 (Mitsubishi) | 1991 | NE | 2.200.000 | 90 | 82 | 97 | 135 | 168 |
| Nissan | 2006 | E3 | 75.000 | 98 | 97 | 101 | 127 | 135 |
TEST ACCELERARE 30-110 Km/h
Subaru Forester - motor EJ-20 - 2,Ol - 125 HP 15
| Consum orar | Consum instantaneu | ||||||
| l/h | 1/100 km | ||||||
| Clasic | EKOBIK | Diferența | % | Clasic | EKOBIK | Diferența | % |
| 29,81 | 21,55 | 8,26 | 27,71 | 43,11 | 31,63 | 11,48 | 26,63 |
Teste drum - determinarea influenței asupra consumului de combustibil SUBARU FORESETER - Dash Command - 05.12.2017 - autostrada
| Viteza constantă | Turație | Consum | Putere calculată (consumată) | ||||||
| km/h | r/m | 1/100 Km | CP | ||||||
| Clasic | EKOBIK | Diferența | % | Clasic | EKOBIK | Diferența | % | ||
| 100 | 2600 | 8,3 | 7,9 | 0,4 | 4,82 | 45 | 40 | 5 | 11,11 |
| 130 | 3400 | 9,9 | 8,7 | 1,2 | 12,12 | 53 | 48 | 5 | 9,43 |
| 140 | 4100 | 12,8 | 10,9 | 1,9 | 14,84 | 58 | 53 | 5 | 8,62 |
| 150 | 4800 | 15 | 12,5 | 2,5 | 16,67 | 78 | 65 | 13 | 16,67 |
| 160 | 5500 | 19 | 16,5 | 2,5 | 13,16 | 110 | 83 | 27 | 24,55 |
RO 134399 Β1
DAEWOO NUBIRA SX- traseu București - Cărei - București = 1300 km - 2016/2018. S-au efectuat 6 drumuri clasic + 6 cu ΕΚΒ 02B - turații peste 3500 r/m. A fost comparată media consumurilor în toate condițiile atmosferice.
| Clasic | EKB | Diferența | % | |
| Fara AC | 12,5 | 10 | 2,5 | 20,00 |
| AC | 14 | 11,5 | 2,5 | 17,86 |
| Media | 13,25 | 10,75 | 2,50 | 18,93 |
SUBARU FORESTER - traseu - București - Budapesta - Klagenfurt - Villach - retur București -2700 km - decembrie/ianuarie. 3 drumuri clasic + 1 drum cu EKB - 02 B.
| Clasic | EKB | Diferența | % | |
| Fara AC | 12,3 | 10,5 | 1,8 | 14,63 |
SUBARU FORESTER - traseu - București - Marsilia - retur București - 5000 km august/septembrie. 1 drum clasic + 1 drum cu EKB - 02 B.
| Clasic | EKB | Diferența | % | |
| AC | 13,5 | 10,9 | 2,6 | 19,26 |
Teste emisii (procedura ITP - la relanti și la 2500 r/min)
| CO | NO | |||||||
| [mg/Nmc] | [mg/Nmc] | |||||||
| Clasic | EKB | Diferențe | Reducere % | Clasic | EKB | Diferențe | Reducere % | |
| Nubira | 2800 | 10 | 2790 | 99,64 | 90 | 20 | 120 | 77,78 |
| Forester | 2424 | 15 | 2409 | 99,38 | 45 | 10 | 35 | 77,78 |
| Log an | 3430 | 20 | 3410 | 99,42 | - | - | ||
| L300 (carburator) | 2400 | 10 | 2390 | 99,58 | 95 | 62 | 33 | 34,74 |
| Nissan | 200 | 0 | 200 | 100,00 | - | - | - | - |
| Citroen | 30 | 10 | 20 | 66,67 | - | - | - | - |
RO 134399 Β1
| NOx | SOx | HC | ||||||||||
| [mg/Nmc] | [mg/Nmc] | ppm | ||||||||||
| Clasic | EKB | Diferențe | Reducere % | Clasic | EKB | Diferențe | Reducere % | Clasic | EKB | Diferențe | Reducere % | |
| Nubira | 119 | 35 | 84 | 70,59 | 20 | 0 | 20 | 100 | 80 | 1 | 79 | 98,75 |
| Forester | 70 | 15 | 55 | 78,57 | 15 | 0 | 0 | 100 | 92 | 2 | 90 | 97,83 |
| Logan | - | - | - | - | - | - | - | - | 263 | 7 | 91 | 97,34 |
| L300 carburator | 126 | 92 | 34 | 26,98 | 55 | 0 | 0 | 100 | 158 | 15 | 92 | 90,51 |
| Nissan | - | - | - | - | - | - | - | - | 61 | 0 | 93 | 100,00 |
| Citroen | - | - | - | - | - | - | - | - | 368 | 9 | 359 | 97,55 |
S-a testat acțiunea aditivilor pe motorul rece, înainte ca temperatura catalizatorului să ajungă la temperatura de regim de funcționare. S-a obținut o reducere a CO și SOx de 17 peste 90% și a NOx de 10%; excesul de aer a coborât de la 1,03 până la 1,01.
Consumul de aditivi: 19
După experiența a peste 150.000 de km (însumat, pe mai multe mașini testate) s-a constatat ca aditivii au rămas, practic, neconsumați, dar o bună parte din cantitatea inițială 21 s-a alterat, pierzându-și calitățile inițiale, ionul de metal tranzițional reducându-și starea de oxidare, în special la aplicațiile care au circula în zona litorală, unde aerul este salin. în urma 23 aprecierilor cantitative, pe care le-am putut evalua cu mijloacele avute la dispoziție, a rezultat un consum de aditivi de mai puțin de 1 ng/litru de benzină (mult mai mic decât 100 pg/litru). 25
Claims (6)
- RO 134399 Β1Revendicări1. Procedeu de aditivare a aerului de ardere sau amestecului aer-combustibil în galeria de admisie a motoarelor cu aprindere prin scânteie, caracterizat prin aceea că aditivarea se realizează în următoarele etape:- o fracție din aerul de ardere este aspirată în motor;- fracția din aerul de ardere aspirată este tratată cu un aditiv format din săruri de metale tranziționale, aflate în stare de oxidare maximă și care conțin oxigen singlet în moleculă;- realizarea aditivării prin trecerea fracției de aer de ardere printr-un recipient (1) care conține aditivul dispus pe niște plăci de pâslă din lână având o densitate de 40-150 kg/m3;- fracția de aer de ardere aditivată este introdusă în galeria de admisie (5) a motorului, datorită presiunii negative create în interiorul galeriei de admisie (5) în timpul funcționării motorului, prin intermediul unei duze de aspirație care are valoarea suprafeței secțiunii cuprinsă în intervalul 0,5-1,5% din cea a secțiunii clapetei de aer pentru absorbția aerului, aditivarea fracției de aer fiind realizată cu o cantitate de aditivi în proporție de 10'16 până la 10'12 raportată la masa totală a aerului de ardere;- fracția de aer aditivată este introdusă în galeria de admisie (5) a motorului proporțional cu sarcina și turația motorului și cu temperatura aerului aspirat și invers proporțional cu umiditatea aerului de ardere;- fracția de aer aditivată este amestecată cu aerul sau amestecul de combustibil din galeria de admisie (5), de unde este absorbită în continuare în cilindrii motorului.
- 2. Procedeu conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că aditivii sunt livrați în galeria de admisie (5) în proporție constantă raportat la combustibil, în conformitate cu sarcina și turația motorului, dar invers proporțional cu umiditatea aerului de ardere, realizate prin reglarea continuă a debitului de aer care trece prin plăcile de pâslă din lână naturală.
- 3. Procedeu conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că pâslă este impregnată prin imersie în soluție apoasă de 2% până la 5% de săruri solubile în apă demineralizată, fiind păstrată în soluție timp de 100-300 ore la o temperatură de 15-25°C și uscate lent timp de 300-600 de ore la o temperatură de 15-25°C.
- 4. Compoziție conform procedeului de la revendicarea 1, caracterizată prin aceea că aditivii utilizați sunt ortovanadați sau pirovanadați ai metalelor alcaline și alcalino-pământoase, săruri de metale alcaline și alcalino-pământoase ale izopoliacizilor și heteropoliacizilor de vanadium, molibden și wolfram, sau peroxocromați, ca săruri de potasiu, litiu sau amoniu.
- 5. Dispozitiv pentru aditivarea aerului de ardere sau amestecului aer-combustibil în galeria de admisie a motoarelor cu aprindere prin scânteie utilizat în cadrul procedeului de la revendicarea 1, caracterizat prin aceea că este format dintr-un recipient (1) din oțel sau material sintetic rezistent la temperaturi de peste 130°C, cu un volum cuprins între 100 cm3 și 500 cm3 proporțional cu capacitatea cilindrică a motorului, recipientul (1) conținând niște plăci de pâslă impregnate cu aditiv sau este umplut cu pâslă din lână naturală și avand la un capăt o intrare de aspirație aer (2), iar la celălalt capăt o ieșire (3) pentru un furtun de vid (4) care este atașat la galeria de admisie (5) a motorului.
- 6. Dispozitiv conform revendicării 5, caracterizat prin aceea că pentru utilizarea a doi aditivi sunt prevăzute două intrări de aspirație aer (2), câte una la fiecare capăt al dispozitivului pentru fiecare aditiv, iar ieșirea (3) pentru furtunul de vid (4) este poziționată central, către galeria de admisie (5) a motorului.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ROA201900049A RO134399B1 (ro) | 2019-01-30 | 2019-01-30 | Procedeu de aditivare a aerului de ardere sau amestecului de aer-combustibil la motoarele cu aprindere prin scânteie, compoziţie şi dispozitiv pentru aplicarea procedeului |
| PCT/RO2019/000015 WO2020159392A1 (en) | 2019-01-30 | 2019-04-25 | Process for the additivation of the combustion process in spark ignition engines, composition, device and method for the application of the process |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ROA201900049A RO134399B1 (ro) | 2019-01-30 | 2019-01-30 | Procedeu de aditivare a aerului de ardere sau amestecului de aer-combustibil la motoarele cu aprindere prin scânteie, compoziţie şi dispozitiv pentru aplicarea procedeului |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RO134399A2 RO134399A2 (ro) | 2020-08-28 |
| RO134399B1 true RO134399B1 (ro) | 2024-04-30 |
Family
ID=69137968
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ROA201900049A RO134399B1 (ro) | 2019-01-30 | 2019-01-30 | Procedeu de aditivare a aerului de ardere sau amestecului de aer-combustibil la motoarele cu aprindere prin scânteie, compoziţie şi dispozitiv pentru aplicarea procedeului |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| RO (1) | RO134399B1 (ro) |
| WO (1) | WO2020159392A1 (ro) |
Family Cites Families (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2999485A (en) * | 1960-03-28 | 1961-09-12 | James H Lundy | Process for preconditioning air for use in the oxidation of hydrocarbon fuels |
| US3696795A (en) | 1971-01-11 | 1972-10-10 | Combustion Power | Air pollution-free internal combustion engine and method for operating same |
| US5293741A (en) | 1992-01-31 | 1994-03-15 | Mazda Motor Corporation | Warming-up system for warming up an engine for an automotive vehicle |
| DE4226394C2 (de) | 1992-08-10 | 1999-01-21 | Degussa | Verfahren zur katalytischen Autoabgasreinigung mit verbessertem Kaltstartverhalten |
| US5312566A (en) * | 1992-09-09 | 1994-05-17 | American Technologies Group, Inc. | Air intake system device |
| DE4445779A1 (de) | 1994-12-21 | 1996-06-27 | Fev Motorentech Gmbh & Co Kg | Verfahren zur Steuerung einer Mehrzylinder-Brennkraftmaschine in der Kaltstart- und Warmlaufphase |
| WO2001077258A1 (en) * | 2000-04-12 | 2001-10-18 | Mihai Suta | Composition and process for improving the combustibles combustion, process and device for obtaining such composition |
| JP2003103172A (ja) * | 2001-09-28 | 2003-04-08 | Nobuo Kubota | 空気活性触媒および内燃機関等のエアクリーナー |
| ITPI20050094A1 (it) * | 2005-09-02 | 2007-03-03 | Socoen Sviluppo Srl | Composto chimico per la catalisi della combustione ed apparati impieganti detto composto |
| WO2008103063A1 (en) * | 2007-02-22 | 2008-08-28 | Mihai Suta | Process for reducing polluting emissions and greenhouse effect gas emissions, resulting from combustibles burning |
| RO122915B1 (ro) * | 2007-06-14 | 2010-04-30 | Mihai Şuta | Procedeu de reducere a pierderilor sistemelor industriale de ardere a combustibililor şi de reducere a emisiilor de gaze cu efect de seră |
| US7828862B2 (en) | 2007-10-31 | 2010-11-09 | Syn-Tech Fine Chemicals Company Limited | Highly effective fuel additives for igniting internal combustion engines, diesel engines and jet propulsion engines |
| WO2013036311A1 (en) * | 2011-09-07 | 2013-03-14 | Afton Chemical Corporation | Airborne engine additive delivery system |
| KR101409351B1 (ko) * | 2011-11-02 | 2014-06-20 | 박성희 | 내연기관의 연소 촉진 기구 |
| ES2608904B1 (es) * | 2016-12-07 | 2018-01-24 | Aerem System, S.L. | Dispositivo ionizador |
-
2019
- 2019-01-30 RO ROA201900049A patent/RO134399B1/ro unknown
- 2019-04-25 WO PCT/RO2019/000015 patent/WO2020159392A1/en active Application Filing
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RO134399A2 (ro) | 2020-08-28 |
| WO2020159392A1 (en) | 2020-08-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101440735B (zh) | 一种柴油机全工况下排气加热装置、系统与方法 | |
| US7723257B2 (en) | Process for the catalytic control of radial reaction | |
| EP1833594B1 (en) | Catalytic burning reaction | |
| KR100653881B1 (ko) | 자동차 엔진의 연료와 산소혼합공급 방법의 저연비 저공해연소 시스템 | |
| US5482024A (en) | Combustion enhancer | |
| CN102517128A (zh) | 汽车尾气净化剂 | |
| RO134399B1 (ro) | Procedeu de aditivare a aerului de ardere sau amestecului de aer-combustibil la motoarele cu aprindere prin scânteie, compoziţie şi dispozitiv pentru aplicarea procedeului | |
| CN201003443Y (zh) | 具有燃料重整机构的柴油机排放系统 | |
| KR102626114B1 (ko) | 연료를 절감하고 배기가스 배출을 저감하는 내연기관 | |
| US4479907A (en) | Method of and apparatus for producing highly humid air | |
| MXPA03000683A (es) | Aditivo para reducir material particulado en emisiones que provienen de la combustion de diesel. | |
| CN103410590B (zh) | 一种发动机及进排气系统的长效环保养护方法 | |
| CN100371581C (zh) | 一种加氧式内燃机 | |
| US4666458A (en) | Method of manufacturing a burning accelerator for fuel oils such as petroleum | |
| CN112483286A (zh) | 一种燃油节油装置 | |
| CN204552993U (zh) | 汽车节能辅助器 | |
| CN1285711C (zh) | 柴油用助燃添加剂及其制备方法 | |
| CN103670819A (zh) | 尾气低排放内燃机原理结构与工艺技术 | |
| US6012417A (en) | Herbal catalytic composition and device for the same for use in automobiles | |
| CN2487881Y (zh) | 汽油气化发生器 | |
| CN116375494A (zh) | 一种多孔陶瓷球材料及其制备方法和应用 | |
| CN103897756B (zh) | Gdi发动机用节能环保除水除积碳燃油添加剂及其制备方法 | |
| CN100404843C (zh) | 泡腾式强制汽化内燃发动机 | |
| Yang et al. | Technical analysis of automobile pollution treatment | |
| CN2392923Y (zh) | 机动车环保节油器 |