RU2349782C2 - Diesel engine with inlet and outlet circuits connected by crossover pipe - Google Patents

Diesel engine with inlet and outlet circuits connected by crossover pipe Download PDF

Info

Publication number
RU2349782C2
RU2349782C2 RU2006139890/06A RU2006139890A RU2349782C2 RU 2349782 C2 RU2349782 C2 RU 2349782C2 RU 2006139890/06 A RU2006139890/06 A RU 2006139890/06A RU 2006139890 A RU2006139890 A RU 2006139890A RU 2349782 C2 RU2349782 C2 RU 2349782C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
diesel engine
exhaust
inlet
diesel
crossover pipe
Prior art date
Application number
RU2006139890/06A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2006139890A (en
Inventor
Виль Моисеевич Капитанский (RU)
Виль Моисеевич Капитанский
Original Assignee
Виль Моисеевич Капитанский
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 Виль Моисеевич Капитанский filed Critical Виль Моисеевич Капитанский
Priority to RU2006139890/06A priority Critical patent/RU2349782C2/en
Publication of RU2006139890A publication Critical patent/RU2006139890A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2349782C2 publication Critical patent/RU2349782C2/en

Links

Classifications

    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Supercharger (AREA)

Abstract

FIELD: engines and pumps.
SUBSTANCE: diesel comprises inlet and outlet circuits connected by crossover pipe. In the area of crossover pipe connection to outlet circuit there is a movable gate valve, and extent of its opening is specified by operator's command or automation system signal. Extent of gate valve opening provides continuous uninterrupted operation of diesel engine in idle running condition and at low loads with maintenance of exhaust gases temperature of at least 250° C.
EFFECT: prevention of unburnt oil exhaust from outlet circuit, worsening of ecological situation near operating diesel engine and coking of turbocompressor flow path.
1 dwg

Description

Изобретение относится к дизелестроению и распространяется на двух- и четырехтактные дизели.The invention relates to diesel engineering and applies to two and four stroke diesel engines.

В последние годы в ряде отраслей техники и народного хозяйства (морской и речной флот различного назначения, тепловозостроение, резервные и аварийные дизельные электроагрегаты и электростанции и др.) резко возросла потребность в дизелях, допускающих длительную непрерывную эксплуатацию на малых нагрузках (от холостого хода и обычно до 25% - далее долевые режимы) без ограничения времени.In recent years, in a number of branches of technology and the national economy (marine and river fleets for various purposes, diesel locomotive, backup and emergency diesel power units and power plants, etc.), the demand for diesels that allow continuous continuous operation at low loads (from idling and usually up to 25% - further fractional modes) without time limit.

Решению этой задачи препятствует в первую очередь выброс несгоревшего масла в выпускную систему двигателя и из нее в окружающую среду, что существенно ухудшает экологическую обстановку вблизи работающего двигателя. Кроме того, на этих режимах происходит закоксовывание проточной части турбины турбокомпрессора (ТК) двигателя, что приводит к невозможности вывода двигателя с долевых нагрузок на заданную более высокую из-за наступления помпажа ТК, т.е. приводит к невозможности нормальной эксплуатации двигателя. Указанные неприятности обусловлены низкой температурой выпускных газов на этих долевых режимах.The solution to this problem is hindered primarily by the release of unburned oil into the exhaust system of the engine and from it into the environment, which significantly worsens the environmental situation near the working engine. In addition, in these modes, coking of the turbine compressor turbine compressor (TC) turbine flow section occurs, which makes it impossible to bring the engine from shared loads to a predetermined higher one due to the occurrence of surging TC, i.e. leads to the impossibility of normal operation of the engine. These troubles are due to the low temperature of the exhaust gases in these shared modes.

Для избежания отмеченных неприятностей все дизелестроительные фирмы как правило вынуждены предписывать в своих инструкциях по эксплуатации периодический (через каждые 5-10 ч работы на таких режимах) вывод двигателя на повышенные нагрузки (более 50%) для прожога выпускного коллектора и проточной части ТК от несгоревшего масла и коксовых отложений. Очевидно, что выполнение этого требования создает значительные неудобства для потребителей и в ряде случаев приводит к значительным дополнительным расходам у них.To avoid the noted troubles, all diesel-building companies are usually forced to prescribe in their operating instructions periodic (every 5-10 hours of operation in such modes) engine output to increased loads (more than 50%) to burn the exhaust manifold and the flow part of the fuel oil from unburned oil and coke deposits. Obviously, the implementation of this requirement creates significant inconvenience for consumers and in some cases leads to significant additional costs for them.

Патентом №2285133 предложено применение измененных органов газораспределения для обеспечения длительной непрерывной работы дизеля на долевых нагрузках. В данном решении предлагается другой способ достижения аналогичного результата - повышение температуры выпускных газов до требуемых значений за счет частичного перепуска выпускных газов на всасывание и повышение тем самым температуры свежего заряда на входе в цилиндры дизеля.Patent No. 2285133 proposes the use of modified gas distribution bodies to ensure long-term continuous operation of a diesel engine at shared loads. This solution proposes another way to achieve a similar result - increasing the temperature of the exhaust gases to the required values due to the partial bypass of the exhaust gases to the intake and thereby increasing the temperature of the fresh charge at the inlet to the diesel cylinders.

Технической задачей изобретения является применение такого решения, при котором обеспечивалась бы как нормальная работа дизеля на всех эксплуатационных режимах, так и непрерывная без ограничения по времени работа на холостом ходу и малых нагрузках - обычно менее 25% - (долевые режимы) за счет повышения температуры выпускных газов до уровня, при котором исключается выброс из цилиндров в выпускной тракт и наружу несгоревшего масла и закоксовывание проточной части турбины турбокомпрессора обычно до уровня не менее 250°С. Поставленная задача решается за счет применения дизелей, содержащих впускной (воздухозаборный) и выпускной тракты, соединенные между собой перепускной трубой, причем в зоне подключения перепускной трубы к выпускному тракту установлена подвижная заслонка, отличающихся тем, что степень открытия заслонки задается оператором или системой автоматизации для обеспечения длительной непрерывной работы дизеля на холостом ходу и малых нагрузках с поддержанием температуры выпускных газов на этих режимах не менее 250°С за счет перепуска части выпускных газов на всасывание.An object of the invention is the application of such a solution that would ensure both normal operation of the diesel engine at all operating conditions and continuous operation without idle time and idle and low loads - usually less than 25% - (fractional modes) by increasing the temperature of the exhaust gases to a level at which the release of unburned oil from the cylinders into the exhaust path and out and the coking of the turbine compressor turbine flow section is usually up to a level of at least 250 ° C. The problem is solved through the use of diesels containing an inlet (intake) and exhaust paths interconnected by a bypass pipe, and in the area where the bypass pipe is connected to the exhaust duct, a movable damper is installed, characterized in that the degree of opening of the damper is set by the operator or automation system to ensure long continuous idle operation of the diesel engine and low loads while maintaining the temperature of the exhaust gases in these modes at least 250 ° C due to the bypass part accelerated gases to suction.

Повышение температуры выпускных газов на долевых режимах обеспечивается путем повышения температуры свежего заряда на впуске в цилиндры дизеля за счет частичного смешения всасываемого воздуха с перепускаемыми на вход дизеля (или его наддувочного агрегата - компрессора турбокомпрессора) выпускными газами. В зависимости от типа дизеля и его характеристик может требоваться перепуск, как правило, не более 60% выпускных газов. Поскольку выпускные газы на долевых режимах имеют достаточно большой избыток воздуха, то обеспечивается нормальная работа дизеля в этих условиях. При такой организации рабочего процесса температура заряда на входе в цилиндры может достигать 160-180°С, а на входе в агрегат наддува - немного менее указанных значений.An increase in the temperature of exhaust gases in fractional modes is ensured by increasing the temperature of the fresh charge at the inlet to the diesel cylinders due to the partial mixing of the intake air with the exhaust gases transferred to the diesel inlet (or its charge unit - turbocharger compressor). Depending on the type of diesel engine and its characteristics, a bypass, usually not more than 60% of the exhaust gases, may be required. Since exhaust gases in fractional modes have a sufficiently large excess of air, the normal operation of the diesel engine under these conditions is ensured. With this organization of the working process, the temperature of the charge at the inlet to the cylinders can reach 160-180 ° C, and at the inlet to the boost unit it can be slightly less than the indicated values.

При реализации данного решения на двигателе конструктивно должны быть приспособлены к работе с указанными температурами компрессорная часть агрегата наддува, а также ресивер наддувочного воздуха и зона продувочных окон двухтактного дизеля. Кроме того, необходимо предусмотреть при включении перепуска выпускных газов отключение протока холодной воды через воздухоохладитель дизеля для исключения ненужного в этом случае охлаждения воздуха. При наличии на двигателе сдвоенного воздухоохладителя - воздухоподогревателя, одна из секций которого является охладителем и омывается водой наружного контура, а другая - подогревателем, омываемым горячей водой внутреннего контура двигателя, проток через эту вторую секцию сохраняется при перепуске выпускных газов на всасывание.When implementing this solution on the engine, the compressor part of the boost unit, as well as the charge air receiver and the blow-off window area of a two-stroke diesel engine must be structurally adapted to work with the indicated temperatures. In addition, when switching on the exhaust gas bypass, it is necessary to provide for the shutdown of the cold water flow through the diesel air cooler to eliminate unnecessary cooling of the air in this case. If there is a dual air cooler on the engine - an air heater, one of the sections of which is a cooler and is washed by the water of the external circuit, and the other by a heater washed by the hot water of the internal circuit of the engine, the flow through this second section is maintained when the exhaust gases are bypassed.

Для организации перепуска выпускных газов на всасывание в зоне соединения перепускной трубы с выпускным трактом установлена подвижная заслонка, управляемая автоматически или по команде оператора. Могут быть реализованы два варианта управления (автоматического регулирования) открытием заслонки - полное открытие и полное закрытие, либо открытие заслонки, пропорциональное количеству перепускаемых на всасывание выпускных газов. В первом случае реализуется наиболее простая система автоматизации или управления заслонкой, - при снижении температуры выпускных газов ниже заданного уровня (менее 250°С) заслонка полностью открывается. В этом случае на режиме с температурой, близкой к 250°С, температура повысится до 400-420°С. При дальнейшем снижении нагрузки вплоть до холостого хода температура будет снижаться, оставаясь всегда выше 250°С. Во втором случае на любом долевом режиме температура выпускных газов будет поддерживаться примерно постоянной в диапазоне 275-290°СTo organize the bypass of the exhaust gases for suction, a movable damper is installed in the zone where the bypass pipe is connected to the exhaust duct, which is controlled automatically or by command of the operator. Two control options (automatic regulation) can be realized by opening the damper - full opening and complete closure, or opening the damper proportional to the number of exhaust gases transferred to the suction. In the first case, the simplest automation or control system for the damper is implemented - when the exhaust gas temperature drops below a predetermined level (less than 250 ° C), the damper opens completely. In this case, in a mode with a temperature close to 250 ° C, the temperature will increase to 400-420 ° C. With a further decrease in load up to idling, the temperature will decrease, always remaining above 250 ° C. In the second case, at any fractional mode, the temperature of the exhaust gases will be maintained approximately constant in the range of 275-290 ° С

Открытие заслонки при температуре выпускных газов ниже 250°С производится с задержкой по времени в зависимости от уставки применительно к данному типу двигателя и условиям его эксплуатации. Требуемое прикрытие заслонки при повышении температуры выпускных газов выше 300-350°С либо 400-420°С (в зависимости от принятого закона управления заслонкой) должно реализовываться без задержки по времени. Величина временной задержки выдачи управляющего сигнала устанавливается лицом, ответственным за эксплуатацию данного двигателя, в соответствии с инструкцией по эксплуатации последнего и реализуется либо оператором (при ручном управлении), либо с помощью регулировочного органа системы автоматизации.Opening the shutter at an exhaust gas temperature below 250 ° C is time-delayed depending on the setpoint for this type of engine and its operating conditions. The required cover of the shutter when the temperature of the exhaust gas rises above 300-350 ° C or 400-420 ° C (depending on the adopted law of control of the shutter) should be implemented without delay in time. The value of the time delay for the issuance of a control signal is set by the person responsible for the operation of this engine, in accordance with the instruction manual of the latter and is implemented either by the operator (with manual control), or by using the regulatory body of the automation system.

На чертеже представлен дизель с впускным и выпускным трактами, соединенными между собой перепускной трубой. Здесь 1 - дизель, 2 - турбокомпрессор, 3 - выпускной тракт, 4 - рычаг заслонки, 5 - заслонка, 6 - перепускной трубопровод, 7 - впускной тракт.The drawing shows a diesel engine with inlet and outlet tracts interconnected bypass pipe. Here 1 is a diesel engine, 2 is a turbocharger, 3 is an exhaust tract, 4 is a damper lever, 5 is a damper, 6 is an overflow pipe, 7 is an intake duct.

При работе на режимах с температурой выпускных газов выше 250°С заслонка закрыта. При работе на долевых режимах (с температурой выпускных газов ниже 250°С) оператор либо система автоматизации, воздействуя на рычаг 5, открывают на необходимую величину заслонку 6 в соответствии с реализованным регламентом управления ею, указанным выше. При увеличении нагрузки дизеля и соответствующем повышении температуры выпускных газов производится закрытие заслонки. Степень открытия заслонки определяет количество перепускаемых на всасывание выпускных газов. Для защиты от попадания на всасывание сажистых отложений и окалины из выпускного трубопровода на перепускной трубе рекомендуется установить сетчатый фильтр.When operating in modes with an exhaust gas temperature above 250 ° C, the shutter is closed. When operating in shared modes (with the temperature of the exhaust gases below 250 ° C), the operator or the automation system, acting on the lever 5, open the valve 6 to the required value in accordance with the implemented control procedures for it, mentioned above. With an increase in the diesel load and a corresponding increase in the temperature of the exhaust gases, the shutter is closed. The degree of opening of the damper determines the amount of exhaust gases that are allowed to be sucked in. To protect soot and scale from getting into the suction from the exhaust pipe, a strainer is recommended to be installed on the overflow pipe.

Claims (1)

Дизель, содержащий впускной (воздухозаборный) и выпускной тракты, соединенные между собой перепускной трубой, причем в зоне подключения перепускной трубы к выпускному тракту установлена подвижная заслонка, отличающийся тем, что степень открытия заслонки для обеспечения длительной непрерывной работы дизеля на холостом ходу и малых нагрузках с поддержанием температуры выпускных газов на этих режимах не менее 250°С задается командой оператора или системы автоматизации. A diesel engine comprising an inlet (intake) and exhaust ducts interconnected by a bypass pipe, wherein a movable damper is installed in the area where the bypass pipe is connected to the exhaust duct, characterized in that the degree of opening of the damper to provide continuous continuous idling of the diesel engine and low loads with maintaining the temperature of the exhaust gases in these modes at least 250 ° C is set by a team of operators or automation systems.
RU2006139890/06A 2006-11-10 2006-11-10 Diesel engine with inlet and outlet circuits connected by crossover pipe RU2349782C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006139890/06A RU2349782C2 (en) 2006-11-10 2006-11-10 Diesel engine with inlet and outlet circuits connected by crossover pipe

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006139890/06A RU2349782C2 (en) 2006-11-10 2006-11-10 Diesel engine with inlet and outlet circuits connected by crossover pipe

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2006139890A RU2006139890A (en) 2008-05-20
RU2349782C2 true RU2349782C2 (en) 2009-03-20

Family

ID=39798555

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2006139890/06A RU2349782C2 (en) 2006-11-10 2006-11-10 Diesel engine with inlet and outlet circuits connected by crossover pipe

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2349782C2 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2509906C1 (en) * 2012-12-06 2014-03-20 Юрий Константинович Курчаков Ice exhaust gas circulation system
MD1240Y (en) * 2017-07-07 2018-03-31 Технический университет Молдовы Device for cleaning exhaust gases of the internal combustion engine (embodiments)
RU2710445C2 (en) * 2015-06-01 2019-12-26 Форд Глобал Текнолоджиз, Ллк Exhaust gas recirculation system

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2509906C1 (en) * 2012-12-06 2014-03-20 Юрий Константинович Курчаков Ice exhaust gas circulation system
RU2710445C2 (en) * 2015-06-01 2019-12-26 Форд Глобал Текнолоджиз, Ллк Exhaust gas recirculation system
MD1240Y (en) * 2017-07-07 2018-03-31 Технический университет Молдовы Device for cleaning exhaust gases of the internal combustion engine (embodiments)

Also Published As

Publication number Publication date
RU2006139890A (en) 2008-05-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9261051B2 (en) Methods and systems for boost control
US8056340B2 (en) EGR mixer for high-boost engine systems
US10634040B2 (en) Engine air path cooling system
US20100095941A1 (en) Internal combustion engine comprising an exhaust gas recirculation system
SU1746898A3 (en) Power plant
SE506515C2 (en) Supercharged internal combustion engine, preferably diesel type, equipped with an exhaust gas recirculation device
DK201000409A (en) Large two-stroke diesel engine with an exhaust gas purification system
GB2316445A (en) Cooling system for EGR, integral with main engine cooling system
CN108716433A (en) Engine thermal management system and its control method
CN102062002A (en) Device and method for compressor and charge air cooler protection in an internal combustion engine
CN102444507B (en) Gas inlet and outlet system for homogeneous charge compression ignition (HCCI) engine, gas inlet control method and engine
US20180171845A1 (en) Turbocharged Engine Assembly With Two Exhaust Pipes And Regulating Valve
JPWO2012176286A1 (en) Control device for internal combustion engine
CN102312731B (en) Diesel engine for vehicle
RU2349782C2 (en) Diesel engine with inlet and outlet circuits connected by crossover pipe
US10578035B2 (en) Gas flow control for an internal combustion engine
WO2013160530A1 (en) An internal combustion engine and a method of controlling the operation thereof
RU2537660C1 (en) Method of ice adjustment
Bernasconi et al. Two-stage turbocharging solutions for tier 4 rail applications
DK178781B1 (en) Large two-stroke turbocharged compression ignited internal combustion engine with an exhaust gas purification system
US20150176537A1 (en) Exhaust gas recovery apparatus of egr cooler for vehicle
RU69925U1 (en) DEVICE FOR RECIRCULATION OF EXHAUST GASES OF SHIP DIESEL
RU189116U1 (en) POWER SUPPLY SYSTEM BY AIR OF A COMBINED ENGINE WITH VORTEX TURNING AIR SUPPLY THERMAL REGULATOR
KR101098662B1 (en) Engine system
Hristov et al. EGR Operation Influence on the Marine Engine Efficiency

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20091111