RU2546387C1 - Operation of ice with decrease in toxic gas discharge - Google Patents

Operation of ice with decrease in toxic gas discharge Download PDF

Info

Publication number
RU2546387C1
RU2546387C1 RU2013146354/06A RU2013146354A RU2546387C1 RU 2546387 C1 RU2546387 C1 RU 2546387C1 RU 2013146354/06 A RU2013146354/06 A RU 2013146354/06A RU 2013146354 A RU2013146354 A RU 2013146354A RU 2546387 C1 RU2546387 C1 RU 2546387C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
engine
protective coating
internal combustion
nanodispersed
modifier
Prior art date
Application number
RU2013146354/06A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2013146354A (en
Inventor
Вячеслав Иванович Черноиванов
Анатолий Васильевич Дунаев
Анатолий Иванович Железницкий
Original Assignee
Государственное научное учреждение Всероссийскмй научно-исследовательский технологический институт ремонта и эксплуатации машинно-тракторного парка Российской академии сельскохозяйственных наук (ГНУ ГОСНИТИ Россельхозакадемии)
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 Государственное научное учреждение Всероссийскмй научно-исследовательский технологический институт ремонта и эксплуатации машинно-тракторного парка Российской академии сельскохозяйственных наук (ГНУ ГОСНИТИ Россельхозакадемии) filed Critical Государственное научное учреждение Всероссийскмй научно-исследовательский технологический институт ремонта и эксплуатации машинно-тракторного парка Российской академии сельскохозяйственных наук (ГНУ ГОСНИТИ Россельхозакадемии)
Priority to RU2013146354/06A priority Critical patent/RU2546387C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2546387C1 publication Critical patent/RU2546387C1/en
Publication of RU2013146354A publication Critical patent/RU2013146354A/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

Abstract

FIELD: engines and pumps.
SUBSTANCE: proposed method can be used in ICE operation with addition of steam. In operation, protective coating with nanodisperse modification agent M of friction surfaces is applied on ICE surfaces in direct or indirect contact with combustion products to prevent corrosion and hydrogen brittleness promotion. For coating application, ICE is changed to idling without air wetting, heated at idling to rate temperature. Then, said modifying agent M is added to its crankcase oil, in every cylinder and to fuel to support ICE operation at idling with air wetting for at least 1-1.5 h. Said modifying agent represents minerals of serpentine group: antigorite, lizardite, chrysotile.
EFFECT: prevented corrosion and hydrogen brittleness promotion.
9 cl

Description

Настоящее изобретение относится к двигателям внутреннего сгорания и может применяться при эксплуатации тракторных, автомобильных, комбайновых, судовых и тепловозных двигателей с воспламенением топливо-воздушной смеси от создающейся в камере сгорания при сжатии впускного воздуха высокой температуры и от искры системы зажигания, при эксплуатации двигателей дорожно-строительных машин, привода генераторов тока, компрессоров, буровых установок и других стационарных и передвижных потребителей механической энергии.The present invention relates to internal combustion engines and can be used in the operation of tractor, automobile, combine, ship and diesel engines with ignition of the fuel-air mixture from the heat created in the combustion chamber during compression of the intake air and from the spark of the ignition system, when operating road engines construction machines, drive of current generators, compressors, drilling rigs and other stationary and mobile consumers of mechanical energy.

Одним из перспективных направлений снижения токсичности выхлопных газов двигателей внутреннего сгорания является насыщение продуктов сгорания двигателя водяным паром.One of the promising ways to reduce the toxicity of exhaust gases of internal combustion engines is to saturate the combustion products of the engine with water vapor.

Известна испарительная насадка регулярной структуры для уменьшения выброса вредных веществ с отработавшими газами тракторного дизеля путем увлажнения воздушного заряда и подачи пара в его впускной воздушный тракт (Трелина К.В. Испарительное увлажнение воздушного заряда двигателей сельскохозяйственной техники для уменьшения выбросов оксидов азота (на примере двигателя Д-120 (Д-21). Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.20.01. Технологии и средства механизации сельского хозяйства. М. ГОСНИТИ, 2007). Устройство включает корпус с впускным и выпускным патрубками, пакет увлажняющих пластин, смонтированных в корпусе с зазорами и установленных нижними концами в воду, залитую в корпус. Выпускной патрубок устройства соединен со впускным патрубком двигателя внутреннего сгорания. При работе двигатель всасывает увлажненный пластинами воздух, благодаря чему происходит снижение температуры процесса сгорания с одновременным увеличением полноты сгорания топлива и уменьшение выброса вредных газов. Недостатком испарительной насадки является отсутствие для различных режимов работы дизеля оптимизации отношения между величинами подаваемых в двигатель влаги и топлива, что не позволяет существенно уменьшать выбросы вредных веществ как в режиме максимального крутящего момента, так и при полной мощности двигателя. Насадку также невозможно использовать в холодное время года.Known regular-type evaporative nozzle to reduce the emission of harmful substances from the exhaust gases of a tractor diesel engine by moistening the air charge and supplying steam to its inlet air path (K. Trelina Evaporative humidification of the air charge of agricultural machinery engines to reduce nitrogen oxide emissions (for example, engine D -120 (D-21). Abstract of dissertation for the degree of candidate of technical sciences, specialty 05.20.01. Technologies and means of agricultural mechanization M. GOSNITY, 2007). The device includes a housing with inlet and outlet pipes, a package of dampening plates mounted in the housing with gaps and installed lower ends in the water poured into the housing. The exhaust pipe of the device is connected to the inlet pipe of the internal combustion engine. the engine draws in air moistened by the plates, due to which a decrease in the temperature of the combustion process occurs with a simultaneous increase in the completeness of fuel combustion and a decrease in the emission of harmful gases. The disadvantage of the evaporative nozzle is the absence for various modes of diesel engine optimization of the relationship between the values of moisture and fuel supplied to the engine, which does not significantly reduce the emissions of harmful substances both in the maximum torque mode and at full engine power. The nozzle also cannot be used in the cold season.

Известен способ повышения топливной экономичности и уменьшения содержания вредных веществ в выхлопных газах двигателей внутреннего сгорания подачей пара во впускной воздушный тракт двигателей испарительными устройствами с испарением воды выхлопными газами двигателя, реализованный в патенте США №5794601, МПК F02M 31/02 18.08.1998. В способе по патенту США №5794601, «альтернативное» топливо смешивают с выхлопными газами, испаряют в реакторе за счет подогрева выхлопными газами и подают подготовленную смесь на вход двигателя внутреннего сгорания. В качестве альтернативного топлива используют нетрадиционные топлива в том числе с добавкой некоторого количества воды.There is a method of increasing fuel economy and reducing the content of harmful substances in the exhaust gases of internal combustion engines by supplying steam to the intake air duct of the engines by evaporative devices with evaporation of water by the exhaust gases of the engine, implemented in US patent No. 5794601, IPC F02M 31/02 08/18/1998. In the method according to US patent No. 5794601, the "alternative" fuel is mixed with exhaust gases, evaporated in the reactor by heating with exhaust gases and the prepared mixture is fed to the input of the internal combustion engine. As an alternative fuel, non-traditional fuels are used, including with the addition of a certain amount of water.

Известен способ питания двигателя внутреннего сгорания, в соответствии с которым воду нагревают, используя тепло выхлопных газов, и смешивают нагретую воду с топливом в струйном насосе, получая дисперсную смесь топлива с водой, и подают дисперсную смесь в основной поток через газодинамический акустический излучатель, получая высокодисперсную смесь воздуха топлива и водяной добавки, обеспечивающую высокую эффективность снижения токсичности выхлопных газов на всех режимах работы ДВС (патент РФ на изобретение №2136492, МПК F02M 25/032).A known method of powering an internal combustion engine, in accordance with which water is heated using heat from the exhaust gases, and heated water is mixed with fuel in a jet pump to obtain a dispersed mixture of fuel and water, and the dispersed mixture is fed into the main stream through a gas-dynamic acoustic emitter, obtaining a highly dispersed a mixture of fuel air and water additives, providing high efficiency to reduce exhaust gas toxicity at all ICE operating modes (RF patent for invention No. 2136492, IPC F02M 25/032).

Во всех способах работы ДВС с добавкой воды существует проблема усиления коррозии и возможность водородного охрупчивания, так как в смеси водяных паров с топливом всегда присутствуют ионы водорода. Проблема усиления эрозии и водородного охрупчивания может иметь место и в цилиндрах двигателя. Эта проблема становится более актуальной, если учесть, что в продуктах сгорания всегда присутствует некоторое количество свободного углерода и моноокись углерода, которые при повышенных температурах взаимодействуют в водяными парами с образованием ионов водорода. При этом следует учитывать, что в процессе эксплуатации двигателя на стенках цилиндра и иных поверхностях, контактирующих с продуктами сгорания, формируется тонкий слой осевших продуктов сгорания, в котором накапливается свободный углерод, что делает проблему усиления коррозии при эксплуатации ДВС с подачей в его цилиндры топлива и увлажненного воздуха очень актуальной. Возможно, что усиление коррозии является одной из причин, по которой увлажнение воздуха не нашло широкого применения.In all methods of operation of internal combustion engines with the addition of water, there is a problem of increased corrosion and the possibility of hydrogen embrittlement, since hydrogen ions are always present in a mixture of water vapor with fuel. The problem of increased erosion and hydrogen embrittlement can also occur in engine cylinders. This problem becomes more relevant when you consider that in the combustion products there is always a certain amount of free carbon and carbon monoxide, which at elevated temperatures interact in water vapor with the formation of hydrogen ions. It should be borne in mind that during the operation of the engine on the cylinder walls and other surfaces in contact with the combustion products, a thin layer of settled combustion products is formed in which free carbon accumulates, which makes the problem of corrosion enhancement during the operation of the internal combustion engine with fuel and humidified air is very relevant. It is possible that increased corrosion is one of the reasons why air humidification is not widely used.

Задачей настоящего изобретения является разработка способа эксплуатации двигателя внутреннего сгорания с пониженным выбросом токсичных газов с подачей в его цилиндры топлива и увлажненного воздуха, который предотвращает или существенно снижает коррозию и водородное охрупчивание деталей цилиндропоршневой группы и иных элементов ДВС, контактирующих с паровоздушной смесью и продуктами сгорания.The objective of the present invention is to develop a method of operating an internal combustion engine with a reduced emission of toxic gases with the supply of fuel and humidified air to its cylinders, which prevents or substantially reduces corrosion and hydrogen embrittlement of parts of the piston-cylinder group and other ICE elements in contact with the vapor-air mixture and combustion products.

Поставленная задача решается тем, что предлагается способ эксплуатации двигателя внутреннего сгорания с пониженным выбросом токсичных газов, основанный на подаче при эксплуатации ДВС в его цилиндры топлива и увлажненного воздуха, при этом для увлажнения воздуха используют воду и/или водяной пар, подогретые отработавшими газами двигателя, в котором в период эксплуатации периодически на поверхности двигателя внутреннего сгорания, контактирующие прямо или косвенно с продуктами сгорания, наносят защитное покрытие с нанодисперсным модификатором, предотвращающим коррозию и водородное охрупчивание деталей, при этом для нанесения защитного покрытия переводят ДВС на холостой режим работы без увлажнения воздуха, прогревают его на холостом режиме до номинальной температуры, после чего вводят в его картерное масло, в каждый цилиндр и в топливо нанодисперсный модификатор поверхностей трения и поддерживают работу ДВС с введенным в него нанодисперсным модификатором на холостом режиме работы без увлажнения воздуха не менее 1-1,5 часов,The problem is solved in that a method of operating an internal combustion engine with a reduced emission of toxic gases is proposed, based on the supply of fuel and humidified air to its internal combustion engine during operation of the ICE, while water and / or water vapor heated by the engine exhaust gases are used to humidify the air, in which during operation periodically on the surface of the internal combustion engine in contact directly or indirectly with the combustion products, a protective coating with a nanodispersed modif with an ikator that prevents corrosion and hydrogen embrittlement of parts, while applying a protective coating, the internal combustion engines are put into idle operation without humidifying the air, they are heated at idle to the nominal temperature, and then a nanodispersed modifier is introduced into its crankcase oil, into each cylinder and into the fuel friction surfaces and support the operation of the internal combustion engine with a nanodispersed modifier introduced into it at idle operation without humidification for at least 1-1.5 hours,

Предпочтительно, что при нанесении защитного покрытия в качестве нанодисперсного модификатора поверхностей трения, предотвращающего коррозию и водородное охрупчивание деталей, в двигатель вводят нанодисперсные порошки минералов группы серпентина: антигорит, лизардит и хризотил.It is preferable that when applying a protective coating as a nanodispersed modifier of friction surfaces that prevents corrosion and hydrogen embrittlement of parts, nanodispersed powders of serpentine group minerals are introduced into the engine: antigorite, lizardite and chrysotile.

Предпочтительно, что первое защитное покрытие наносят перед первым запуском ДВС с подачей увлажненного воздуха в цилиндры двигателя.Preferably, the first protective coating is applied before the first start of the internal combustion engine with the supply of humidified air to the engine cylinders.

Кроме того, защитное покрытие с нанодисперсным модификатором, предотвращающим коррозию и водородное охрупчивание деталей, наносят через каждые 5000-6000 часов эксплуатации ДВС с подачей увлажненного воздуха в цилиндры двигателя.In addition, a protective coating with a nanodispersed modifier that prevents corrosion and hydrogen embrittlement of parts is applied every 5000-6000 hours of operation of the internal combustion engine with the supply of humidified air to the engine cylinders.

Предпочтительно, что при эксплуатации ДВС периодически определяют, необходимо ли повторное нанесение защитного покрытия с нанодисперсным модификатором, предотвращающим коррозию и водородное охрупчивание деталей, для чего измеряют характеристики цилиндропоршневой группы двигателя и при отклонении характеристик цилиндропоршневой группы двигателя более чем на 10% выполняют нанесение защитного покрытия с нанодисперсным модификатором, предотвращающим коррозию и водородное охрупчивание деталей.It is preferable that during the operation of the internal combustion engine, it is periodically determined whether it is necessary to re-apply the protective coating with a nanodispersed modifier that prevents corrosion and hydrogen embrittlement of parts, for which the characteristics of the cylinder-piston group of the engine are measured and, when the characteristics of the cylinder-piston group of the engine deviate by more than 10%, the protective coating is applied with nanodispersed modifier that prevents corrosion and hydrogen embrittlement of parts.

Предпочтительно, что для определения, необходимо ли нанесение защитного покрытия, используют один или несколько следующих параметров: давление остаточного вакуума РОВ, давление полного вакуума РПВ, компрессия двигателя РК.Preferably, to determine whether a protective coating is necessary, one or more of the following parameters is used: residual vacuum pressure P OV , total vacuum pressure P PV , engine compression P K.

Кроме того, для определения, необходимо ли нанесение защитного покрытия, контролируют дымность отработавших газов при работе ДВС на режиме без увлажнения воздуха.In addition, to determine whether it is necessary to apply a protective coating, smoke control of the exhaust gases is carried out during the operation of the internal combustion engine in the non-humidified mode.

Кроме того, подачу пара регулируют в пределах 5-15% от расхода топлива.In addition, the steam supply is regulated within 5-15% of the fuel consumption.

Кроме того, при эксплуатации двигателей запускают парогенератор в работу после прогрева двигателя до температуры отработавших газов более 150°C и выливают воду из парогенератора после остановки двигателя, если она к последующему запуску двигателя охладится до температуры ниже 30°C.In addition, during the operation of the engines, the steam generator is launched into operation after the engine is warmed up to an exhaust gas temperature of more than 150 ° C and the water is poured out of the steam generator after the engine is stopped, if it is cooled to a temperature below 30 ° C by the next engine start.

Нанесение защитного покрытия с нанодисперсным модификатором, предотвращающим коррозию и водородное охрупчивание деталей, препятствует непосредственному контакту поверхностей камеры сгорания с продуктами сгорания, что защищает эти поверхности от усиленной коррозии и водородного охрупчивания. Нанесение защитного покрытия переводом ДВС на холостой режим работы без увлажнения воздуха с прогревом его на холостом режиме до номинальной температуры, после чего вводят в его картерное масло, в каждый цилиндр и в топливо нанодисперсный модификатор поверхностей трения, и поддерживают работу ДВС с введенным в него нанодисперсным модификатором на холостом режиме работы без увлажнения воздуха не менее 1-1,5 часов, обеспечивает нанесение равномерного защитного слоя на наиболее уязвимые поверхности двигателя с точки зрения защиты от усиленной коррозии и водородного охрупчивания.The application of a protective coating with a nanodispersed modifier that prevents corrosion and hydrogen embrittlement of parts prevents direct contact of the surfaces of the combustion chamber with combustion products, which protects these surfaces from increased corrosion and hydrogen embrittlement. Applying a protective coating by transferring the internal combustion engine to idle operation without humidifying the air and heating it up at idle to the nominal temperature, after which a nanodispersed friction surface modifier is introduced into its crankcase oil, into each cylinder and into the fuel, and the operation of the ICE with nanodispersed introduced into it is maintained modifier at idle without humidification for at least 1-1.5 hours, provides an even protective layer on the most vulnerable surfaces of the engine in terms of protection against force hydrochloric corrosion and hydrogen embrittlement.

Использование нанодисперсных порошков минералов группы серпентина (антигорит, лизардит и/или хризотил) является наиболее эффективным для нанесения защитного слоя.The use of nanodispersed powders of serpentine group minerals (antigorite, lysardite and / or chrysotile) is most effective for applying a protective layer.

Нанесение первого защитного покрытия перед первым запуском ДВС с подачей увлажненного воздуха в цилиндры двигателя дает возможность обеспечить защиту любого двигателя, в том числе двигателя, конструкция которого не предусматривает такой защиты, например, серийно выпускаемых ДВС.The application of the first protective coating before the first start of the ICE with the supply of humidified air to the engine cylinders makes it possible to protect any engine, including an engine whose design does not provide such protection, for example, commercially available ICEs.

Нанесение защитного покрытия через каждые 5000-6000 часов эксплуатации ДВС с подачей увлажненного воздуха в цилиндры двигателя обеспечивает длительную безопасную эксплуатацию ДВС с подачей увлажненного воздуха.Applying a protective coating every 5000-6000 hours of operation of the internal combustion engine with the supply of humidified air to the engine cylinders ensures long-term safe operation of the internal combustion engine with the supply of moistened air.

Контроль характеристик цилиндропоршневой группы двигателя дает возможность более точного инструментального определения момента, когда необходимо повторное нанесение защитного покрытия с нанодисперсным модификатором, предотвращающим коррозию и водородное охрупчивание деталей.Monitoring the characteristics of the cylinder-piston group of the engine makes it possible to more accurately instrumental determine the moment when it is necessary to re-apply the protective coating with a nanodispersed modifier that prevents corrosion and hydrogen embrittlement of parts.

Предлагаемые параметры контроля: давление остаточного вакуума РОВ, давление полного вакуума РПВ, компрессия двигателя РК.Proposed control parameters: residual vacuum pressure P ОВ , total vacuum pressure Р PV , engine compression Р К.

Предлагаемые режимы подачи пара обеспечивают низкую токсичность выхлопных газов и щадящий режим воздействия на поверхности цилиндра и защитное покрытие.The proposed modes of steam supply provide low toxicity of exhaust gases and a sparing mode of exposure on the surface of the cylinder and a protective coating.

Техническим результатом обработки двигателей нанодисперсным модификатором поверхностей трения на основе минералов группы серпентина является их малоизносная эксплуатация с парогенераторами для впускного воздушного тракта, уменьшение расхода топлива и содержания вредных веществ в отработавших газах.The technical result of processing engines with a nano-dispersed modifier of friction surfaces based on minerals of the serpentine group is their low-wear operation with steam generators for the intake air duct, reduction of fuel consumption and the content of harmful substances in exhaust gases.

Пример осуществления изобретенияAn example embodiment of the invention

Предлагаемый способ эксплуатации двигателя внутреннего сгорания с подачей увлажненного воздуха в цилиндры был апробирован на дизельном двигателе Д-240Л трактора МТЗ. Перед первым запуском двигателя с подачей увлажненного воздуха на поверхности двигателя, контактирующие с продуктами сгорания, было нанесено защитное покрытие из нанодисперсного порошка серпентина с содержанием минералов: антигорит 35-40%, хризотил 40-45%, лизардит 15-20%, что аналогично ремонтно-восстановительным порошкам, например, по патентам РФ 2169172, 2176267, 2185422 и др.The proposed method of operating an internal combustion engine with the supply of humidified air to the cylinders was tested on a D-240L diesel engine of the MTZ tractor. Before the first start of the engine with the supply of humidified air on the surface of the engine in contact with the combustion products, a protective coating was applied from nanodispersed serpentine powder with the content of minerals: antigorite 35-40%, chrysotile 40-45%, lizardite 15-20%, which is similar to repair -reducing powders, for example, according to the patents of the Russian Federation 2169172, 2176267, 2185422 and others.

Для нанесения защитного покрытия нанодисперсный порошок вводили в картерное масло, дизельный двигатель был запущен и работал в режиме холостого хода 2 часа при частоте вращения коленчатого вала 870-900 об/мин. После нанесения защитного покрытия двигатель был переведен на работу с подачей увлажненного воздуха. Для этого на жаровой (выхлопной) трубе двигателя был смонтирован парогенератор, нагреваемый теплом отработавших газов двигателя, с дополнительным подогревом пара отработавшими газами. Выход паропровода был соединен с эжектором, установленным во впускном воздушном коллекторе двигателя. Расход пара составлял 5-15% от расхода воздуха. Температура пара на входе в эжектор была выше 100°C.To apply a protective coating, nanosized powder was introduced into crankcase oil, the diesel engine was started and idled for 2 hours at a crankshaft rotation speed of 870-900 rpm. After applying the protective coating, the engine was switched to work with humidified air. To do this, a steam generator was mounted on the engine’s heat (exhaust) pipe, heated by the heat of the engine’s exhaust gases, with additional heating of the steam by the exhaust gases. The steam line outlet was connected to an ejector installed in the engine air intake manifold. Steam consumption was 5-15% of air consumption. The vapor temperature at the inlet to the ejector was above 100 ° C.

Трактор с доработанным дизельным двигателем работал в различных режимах эксплуатации, в том числе на режимах с максимальной мощностью и на режимах с минимальной мощностью. На всех режимах эксплуатации наблюдалось снижение дымности выхлопных газов примерно в 2 раза и снижение загрязнения токсичными продуктами сгорания, как и на всех известных двигателях внутреннего сгорания с увлажнением всасываемого воздуха. После 2000 часов эксплуатации была проведена проверка состояния поверхностей цилиндра. Никаких коррозионных дефектов, связанных с присутствием в продуктах сгорания повышенного содержания ионов водорода и радикалов от диссоциации угольной кислоты, не обнаружено. Износ покрытия соответствовал длительности эксплуатации двигателя. Учитывая накопленный опыт работы по эксплуатации двигателей внутреннего сгорания с защитными покрытиями на основе нанодисперсного порошка серпентина, повторное нанесение покрытия рекомендовано выполнить после 5000 часов эксплуатации, что гарантирует, что даже в жестких условиях эксплуатации поверхность цилиндров будет надежно защищена от коррозии под воздействием увлажненных продуктов сгорания.The tractor with a modified diesel engine worked in various operating modes, including the modes with maximum power and the modes with minimum power. In all operating modes, a decrease in smoke emissions of the exhaust gases by about 2 times and a decrease in pollution by toxic combustion products, as well as on all known internal combustion engines with humidification of the intake air, were observed. After 2000 hours of operation, a check was made of the condition of the surfaces of the cylinder. No corrosion defects associated with the presence in the combustion products of a high content of hydrogen ions and radicals from the dissociation of carbonic acid were found. Wear of the coating corresponded to the duration of operation of the engine. Considering the experience gained in operating internal combustion engines with protective coatings based on serpentine nanodispersed powder, it is recommended to re-apply the coating after 5000 hours of operation, which ensures that even under harsh operating conditions the surface of the cylinders will be reliably protected from corrosion under the influence of moistened combustion products.

В альтернативном варианте, когда имеется соответствующее диагностическое оборудование, предлагается осуществлять аппаратурный контроль за износом защитного покрытия путем контроля соответствующих параметров эксплуатируемого двигателя. Предпочтительно для определения износа защитного покрытия измеряют давление остаточного вакуума РОВ, давление полного вакуума РПВ, компрессию двигателя РК, используя технологию, описанную в патентах РФ №2479830 и №2479831. В данном варианте осуществления предлагаемого изобретения при отклонении контрольного параметра более чем на 10% повторно наносят защитное покрытие по описанной выше технологии.Alternatively, when appropriate diagnostic equipment is available, it is proposed to monitor the wear of the protective coating by monitoring the corresponding parameters of the engine in use. Preferably, to determine the wear of the protective coating, the pressure of the residual vacuum R OB , the pressure of the full vacuum R PV , the compression of the engine R K are measured using the technology described in RF patents No. 2479830 and No. 2479831. In this embodiment of the invention, when the control parameter deviates by more than 10%, the protective coating is reapplied according to the technology described above.

В качестве варианта контроля износа защитного покрытия для определения, необходимо ли нанесение защитного покрытия, контролируют дымность выхлопных газов, при этом отключают подачу водяного пара в цилиндры двигателя, чтобы исключить влияние увлажнения на работу двигателя.As an option to control the wear of the protective coating, to determine whether it is necessary to apply a protective coating, control the smoke of the exhaust gases, while shutting off the supply of water vapor to the engine cylinders in order to exclude the effect of humidification on engine operation.

Описанная технология нанесения защитного покрытия не является единственно возможной. Аналогичные результаты по защите поверхностей двигателя внутреннего сгорания от воздействия коррозионно-активных продуктов сгорания при работе двигателя внутреннего сгорания на увлажненном воздухе можно получить при добавлении нанодисперного серпентированного порошка непосредственно в топливо. При этом добавляемый нанодисперсный порошок не оказывает влияния на работу системы питания двигателя.The described technology for applying a protective coating is not the only one possible. Similar results on the protection of the surfaces of an internal combustion engine from the effects of corrosive combustion products during operation of an internal combustion engine in humidified air can be obtained by adding a nanosized dispersed powder directly to the fuel. Moreover, the added nanodispersed powder does not affect the operation of the engine power system.

В качестве варианта можно подавать нанодисперсный порошок серпентина одновременно и в топливо, и в масло картера.Alternatively, serpentine nanodispersed powder can be fed simultaneously to both fuel and crankcase oil.

В примере осуществления описано использование изобретения при эксплуатации дизельного двигателя.An exemplary embodiment describes the use of the invention in the operation of a diesel engine.

Однако реализация изобретения не ограничивается дизельными двигателями и оно может использоваться в любом двигателе внутреннего сгорания.However, the implementation of the invention is not limited to diesel engines and it can be used in any internal combustion engine.

Claims (9)

1. Способ эксплуатации двигателя внутреннего сгорания с пониженным выбросом токсичных газов, основанный на подаче при эксплуатации ДВС в его цилиндры топлива и увлажненного воздуха, при этом для увлажнения воздуха используют воду и/или водяной пар, подогретые отработавшими газами двигателя, отличающийся тем, что в период эксплуатации периодически на поверхности двигателя внутреннего сгорания, контактирующие прямо или косвенно с продуктами сгорания, наносят защитное покрытие с нанодисперсным модификатором, предотвращающим коррозию и водородное охрупчивание деталей, при этом для нанесения защитного покрытия переводят ДВС на холостой режим работы без увлажнения воздуха, прогревают его на холостом режиме до номинальной температуры, после чего вводят в его картерное масло, в каждый цилиндр или/и в топливо нанодисперсный модификатор поверхностей трения и поддерживают работу ДВС с введенным в него нанодисперсным модификатором на холостом режиме работы без увлажнения воздуха не менее 1-1,5 часов.1. A method of operating an internal combustion engine with a reduced emission of toxic gases, based on the supply during operation of the internal combustion engine to the fuel and humidified air in its cylinders, while water and / or water vapor heated by the exhaust gases of the engine are used to humidify the air, characterized in that the period of operation periodically on the surface of the internal combustion engine, in direct or indirect contact with the combustion products, apply a protective coating with a nanodispersed modifier that prevents corrosion and uniform embrittlement of parts, while for applying a protective coating, the internal combustion engines are switched to idle operation without humidifying the air, warm it up at idle mode to the nominal temperature, and then a nanodispersed friction surface modifier is introduced into its crankcase oil, into each cylinder and / or fuel, and support the operation of the internal combustion engine with a nanodispersed modifier introduced into it at idle operation without humidification for at least 1-1.5 hours. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что при нанесении защитного покрытия в качестве нанодисперсного модификатора поверхностей трения, предотвращающего коррозию и водородное охрупчивание деталей, в двигатель вводят нанодисперсные порошки минералов группы серпентина: антигорит, лизардит и хризотил.2. The method according to claim 1, characterized in that when applying a protective coating as a nanodispersed modifier of friction surfaces to prevent corrosion and hydrogen embrittlement of parts, nanodispersed powders of serpentine group minerals are introduced into the engine: antigorite, lizardite and chrysotile. 3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что первое защитное покрытие наносят перед первым запуском ДВС с подачей увлажненного воздуха в цилиндры двигателя.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the first protective coating is applied before the first start of the internal combustion engine with the supply of humidified air to the engine cylinders. 4. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что защитное покрытие с нанодисперсным модификатором, предотвращающим коррозию и водородное охрупчивание деталей, повторно наносят через каждые 5000-6000 часов эксплуатации ДВС с подачей увлажненного воздуха в цилиндры двигателя.4. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the protective coating with a nanodispersed modifier that prevents corrosion and hydrogen embrittlement of parts is reapplied every 5000-6000 hours of ICE operation with the supply of humidified air to the engine cylinders. 5. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что периодически определяют, необходимо ли нанесение защитного покрытия с нанодисперсным модификатором, предотвращающим коррозию и водородное охрупчивание деталей, для чего измеряют характеристики цилиндропоршневой группы двигателя и при отклонении характеристик цилиндропоршневой группы двигателя более чем на 10% выполняют нанесение защитного покрытия с нанодисперсным модификатором, предотвращающим коррозию и водородное охрупчивание деталей,5. The method according to claim 1 or 2, characterized in that it is periodically determined whether it is necessary to apply a protective coating with a nanodispersed modifier that prevents corrosion and hydrogen embrittlement of parts, for which the characteristics of the cylinder-piston group of the engine are measured and when the characteristics of the cylinder-piston group of the engine deviate by more than 10% perform a protective coating with a nanodispersed modifier that prevents corrosion and hydrogen embrittlement of parts, 6. Способ по п.5, отличающийся тем, что для определения, необходимо ли повторное нанесение защитного покрытия, используют один или несколько следующих параметров: давление остаточного вакуума РОВ, давление полного вакуума РПВ, компрессия двигателя РК.6. The method according to claim 5, characterized in that to determine whether it is necessary to re-apply a protective coating, one or more of the following parameters is used: residual vacuum pressure P OV , full vacuum pressure P PV , engine compression P K. 7. Способ по п.5, отличающийся тем, что для определения, необходимо ли нанесение защитного покрытия, контролируют дымность выхлопных газов при работе ДВС на режиме без увлажнения воздуха.7. The method according to claim 5, characterized in that to determine whether it is necessary to apply a protective coating, the smokiness of the exhaust gases is controlled during the operation of the internal combustion engine in the non-humidified mode. 8. Способ по п.1, отличающийся тем, что подачу пара регулируют в пределах 5-15% от расхода топлива.8. The method according to claim 1, characterized in that the steam supply is controlled within 5-15% of the fuel consumption. 9. Способ по п.1, отличающийся тем, что при эксплуатации двигателей запускают парогенератор в работу после прогрева двигателя до температуры отработавших газов более 150°C и выливают воду из парогенератора после остановки двигателя, если она к последующему запуску двигателя охладится до температуры ниже 30°C. 9. The method according to claim 1, characterized in that during the operation of the engines, the steam generator is launched into operation after the engine is heated to an exhaust gas temperature of more than 150 ° C and the water is poured out of the steam generator after the engine is stopped, if it is cooled to a temperature below 30 by the subsequent engine start ° C.
RU2013146354/06A 2013-10-17 2013-10-17 Operation of ice with decrease in toxic gas discharge RU2546387C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013146354/06A RU2546387C1 (en) 2013-10-17 2013-10-17 Operation of ice with decrease in toxic gas discharge

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013146354/06A RU2546387C1 (en) 2013-10-17 2013-10-17 Operation of ice with decrease in toxic gas discharge

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2546387C1 true RU2546387C1 (en) 2015-04-10
RU2013146354A RU2013146354A (en) 2015-04-27

Family

ID=53282906

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013146354/06A RU2546387C1 (en) 2013-10-17 2013-10-17 Operation of ice with decrease in toxic gas discharge

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2546387C1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4958490A (en) * 1986-09-08 1990-09-25 Outokumpu Oy Method for reducing nitric oxide emissions in exhaust gases from diesel engines
RU2205193C2 (en) * 1998-03-25 2003-05-27 Андрюшин Виктор Михайлович Method of surface modification of contacting structural members and media
RU2208178C2 (en) * 2000-06-20 2003-07-10 Савельев Виктор Перфилович Internal combustion engine
WO2010090927A1 (en) * 2009-02-09 2010-08-12 The Lubrizol Corporation Method for improved performance of a functional fluid
RU2415176C2 (en) * 2009-05-29 2011-03-27 Николай Александрович Давыдов Nanotechnology-based antifriction powdered composition (versions), nanotechnology-based lubricant composition and nanotechnology-based lubrication method

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4958490A (en) * 1986-09-08 1990-09-25 Outokumpu Oy Method for reducing nitric oxide emissions in exhaust gases from diesel engines
RU2205193C2 (en) * 1998-03-25 2003-05-27 Андрюшин Виктор Михайлович Method of surface modification of contacting structural members and media
RU2208178C2 (en) * 2000-06-20 2003-07-10 Савельев Виктор Перфилович Internal combustion engine
WO2010090927A1 (en) * 2009-02-09 2010-08-12 The Lubrizol Corporation Method for improved performance of a functional fluid
RU2415176C2 (en) * 2009-05-29 2011-03-27 Николай Александрович Давыдов Nanotechnology-based antifriction powdered composition (versions), nanotechnology-based lubricant composition and nanotechnology-based lubrication method

Also Published As

Publication number Publication date
RU2013146354A (en) 2015-04-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3779213A (en) Cleaning internal combustion engines or the like
PL179811B1 (en) Engine with water injection into its cylinder
CN106150660B (en) A method of inhibiting direct-injection gasoline supercharging engine low speed advanced ignition
JP5044601B2 (en) Large two-cycle diesel engine with exhaust gas scrubber
CN104763540B (en) The internal combustion engine for operating the method for internal combustion engine and being operated with this method
KR20040005885A (en) Method and apparatus for reducing combustion engine emissions
EP1888906B1 (en) A method and an arrangement in connection with a turbocharged piston engine
EP1924760B1 (en) Arrangement and method in connection with a piston engine having a turbocompressor
US20150369122A1 (en) Method for cleaning a combustion chamber of an internal combustion engine, and internal combustion engine
RU2546387C1 (en) Operation of ice with decrease in toxic gas discharge
EP2803836B1 (en) Water injection in combustion engines
JP5650586B2 (en) Large two-cycle diesel engine with exhaust gas scrubber
EP2876290A1 (en) Method for managing combustion within the combustion chamber of an internal combustion engine or a burner, internal combustion engine and burner
RU2465484C2 (en) Piston engine feed method, and feed system of that engine
WO2019041615A1 (en) Method for cyclically disabling cylinders of v-type diesel engine
JP5204614B2 (en) NOx reduction method in diesel engine and diesel engine
US20120192561A1 (en) Combination spherical rotary valve internal combustion engine and steam engine incorporating scrubber capabilities on internal combustion engine exhaust
JP4409546B2 (en) Fresh water spraying device using scavenging air cooler and spraying and spraying device of fresh water in diesel engine
DE102010012295A1 (en) Method for evaporative cooling in combustion engines, involves evaporating injected water in combustion chamber in area of cylinder head
RU2557970C1 (en) Diesel engine and method of its operation
RU2158845C2 (en) Diesel engine fuel system with injection pump and projectors connected by hp pipes
Park et al. NOx Reduction of a Medium Speed Diesel Engine Using a Charge Air Moisturizer System
RU2564174C1 (en) Diesel engine and method of its operation
RU2633972C1 (en) Method for fuel supply to combustion chamber of internal combustion engine
Udayakumar et al. Use of oxygen enriched air in a direct Injection diesel engine

Legal Events

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

Effective date: 20151018