RU2819975C1 - Автоматизированная система очистки отработавших газов двигателей внутреннего сгорания в составе тормозного испытательного стенда - Google Patents
Автоматизированная система очистки отработавших газов двигателей внутреннего сгорания в составе тормозного испытательного стенда Download PDFInfo
- Publication number
- RU2819975C1 RU2819975C1 RU2023129433A RU2023129433A RU2819975C1 RU 2819975 C1 RU2819975 C1 RU 2819975C1 RU 2023129433 A RU2023129433 A RU 2023129433A RU 2023129433 A RU2023129433 A RU 2023129433A RU 2819975 C1 RU2819975 C1 RU 2819975C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- engine
- exhaust
- internal combustion
- exhaust gases
- exhaust gas
- Prior art date
Links
- 239000007789 gas Substances 0.000 title claims abstract description 48
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 title claims abstract description 25
- 238000012360 testing method Methods 0.000 title claims abstract description 20
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 title abstract description 8
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 20
- 239000003621 irrigation water Substances 0.000 claims abstract description 14
- 230000002528 anti-freeze Effects 0.000 claims abstract description 5
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 claims abstract description 5
- 238000000746 purification Methods 0.000 claims description 15
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000779 smoke Substances 0.000 description 9
- 239000004071 soot Substances 0.000 description 8
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 6
- 230000002262 irrigation Effects 0.000 description 4
- 238000003973 irrigation Methods 0.000 description 4
- 229940113601 irrigation solution Drugs 0.000 description 4
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 4
- 239000012670 alkaline solution Substances 0.000 description 2
- 239000007866 anti-wear additive Substances 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 230000013011 mating Effects 0.000 description 2
- 238000005065 mining Methods 0.000 description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000287828 Gallus gallus Species 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
- 238000009692 water atomization Methods 0.000 description 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 1
Abstract
Изобретение может быть использовано при испытания двигателей внутреннего сгорания на тормозных стендах. Автоматизированная система очистки отработавших газов двигателей внутреннего сгорания в составе тормозного испытательного стенда содержит систему очистки отработавших газов, включающую выпускной трубопровод (1) для отвода отработавших газов из двигателя, сообщенный с ресивером (2), электронный блок (3) управления, к входам которого подключены датчики (4) и (5) нагрузочного и скоростного режимов работы двигателя. В выпускном трубопроводе (1) двигателя непосредственно перед ресивером (2) установлена электромагнитная форсунка (6), гидравлически сообщенная с электронасосом (7) подачи воды из бака (8) источника оросительной воды и с механическим запорным вентилем (9). Форсунка (6) электрически соединена через электронный блок (3) управления, оснащенный регуляторами (11) и (12) длительности и паузы электрического сигнала, с источником (12) питания постоянным током и датчиками (4) и (5) нагрузочного и скоростного режимов работы двигателя. В качестве оросительной воды используется раствор дистиллированной воды с добавкой 1…2% тосола по объему. Технический результат заключается в упрощения конструкции системы и в уменьшении дымности отработавших газов. 2 ил.
Description
Изобретение относится к испытаниям двигателей внутреннего сгорания (ДВС) на тормозных стендах с использованием системы очистки отработавших газов для снижения выбросов сажи (дымности) и других вредных веществ в атмосферу.
В процессе испытаний ДВС на тормозном стенде на режимах перегрузок (режим максимального крутящего момента при срабатывании корректора цикловой подачи топлива) в отработавших газах увеличивается количество сажевых частиц и других вредных веществ, что сопровождается повышенным дымлением двигателя, изменением цвета выхлопного дыма с сизого до черного и ухудшением экологической безопасности.
Перед авторами стояла задача разработать простую в исполнении, технически реализуемую на основе радиотехнических элементов отечественного производства, надежную и эффективную в работе автоматизированную систему очистки отработавших газов ДВС в составе тормозного испытательного стенда, обеспечивающую проведение моторных испытаний в широком диапазоне нагрузочно-скоростных и температурных режимов работы автотракторных двигателей, в том числе и на режимах перегрузок.
При просмотре источников патентной и научно-технической информации были выявлены технические решения, позволяющие оценить возможность использования их в разрабатываемой системе.
Известна система очистки отработавших газов ДВС [Патент РФ № 2027464, МПК B01D 3/04, B01D 47/00, B01D 53/34. Система очистки отработавших газов двигателей внутреннего сгорания / В.В. Дыбок, В.А. Бахенский, С.Г. Егорова. - Заявка № 5021473 от 10.01.1992; Опубл. 27.01.1995], содержащая цилиндрическую камеру (бак) с щелочным раствором (вода с добавлением щелочи) и насос для подачи данного раствора.
Недостатком этой системы является ограниченное применение при повышенных значениях нагрузки и частоты вращения коленчатого вала двигателя, так как при отводе отработавших газов из ДВС через камеру с щелочным раствором создается избыточное противодавление на выпуске отработавших газов и, как следствие, это приводит к повышению температуры выпускных клапанов механизма газораспределения ДВС и интенсификации образования нагарных отложений на их рабочих поверхностях.
Известна система очистки отработавших газов ДВС [Одноцилиндровые установки типа ИТ / И.А. Панков, В.В. Щеголь, И.Я. Безносиков, Б.И. Шапиро. - М.: Оборонгиз, 1962. - С.119-121], содержащая выпускной трубопровод для отвода отработавших газов из двигателя, сообщенный трубкой с ресивером и источником оросительной воды для орошения отработавших газов.
Недостатком этой системы является ограниченное применение из-за невозможности автоматического регулирования количества и тонкости распыливания воды при орошении отработавших газов в зависимости от изменения нагрузочно-скоростного режима работы ДВС, что не обеспечивает снижение сажевых и других вредных выбросов, содержащихся в отработавших газах, до допустимых значений.
Наиболее близкой по технической сущности и взятой за прототип является автоматизированная система выпуска отработавших газов ДВС в составе тормозного испытательного стенда [Патент РФ № 2806705, МПК F02B 79/00, F01N 3/04, F01N 9/00. Автоматизированная система очистки отработавших газов моторного испытательного стенда / Р.И. Алибеков, Д.А. Уханов, И.Д. Глазунов, К.В. Шаталов. - Заявка № 2023110919 от 27.04.2023; Опубл. 03.11.2023, Бюл. № 31], содержащая выпускной трубопровод для отвода отработавших газов из двигателя, сообщенный патрубком с сажеотделителем, в боковых стенках которого установлены, как минимум, два механических гидрораспределителя, подключенных к источнику оросительной воды для орошения отработавших газов через запорный клапан, исполнительный механизм которого связан с соответствующим входом электронного блока управления, к входам которого подключены датчики нагрузочного (датчик максимального крутящего момента) и скоростного (датчик частоты вращения коленчатого вала двигателя) режимов работы ДВС.
Недостатком этой системы очистки отработавших газов является ограниченное применение из-за сложности конструкции и не возможность получения в процессе орошения отработавших газов туманообразного мелкодисперсного состава капель оросительной воды механическими гидрораспылителями с малым расходом потребляемой воды. Данная система уменьшает количество сажевых частиц и вредных выбросов отработавших газов до допустимых значений с большими материальными затратами, связанными со сложностью конструкции системы очистки отработавших газов ДВС в составе моторного испытательного стенда и повышенным расходом оросительной воды. Кроме того, использование воды в системе для орошения отработавших газов снижает надежность отдельных её элементов (сопрягаемых деталей гидрораспылителей и запорного клапана) по причине их повышенного износа из-за отсутствия в воде веществ, обладающих свойствами противоизносных присадок.
Система очистки отработавших газов по прототипу не в полной мере справляется с отделением сажевых частиц несмотря на то, что количество подаваемой воды на входе в механические гидрораспылители автоматически регулируется запорным клапаном в зависимости от изменения величины дымности, определяемой дымомером, с помощью электронного блока управления по сигналам оптического датчика, установленного в выпускном трубопроводе ДВС. Если дымность отработавших газов превышает допустимые значения, приводящие к образованию сажевых частиц, то количество подаваемой воды к гидрораспылителям увеличивают. Однако технический результат у прототипа (снижение дымности отработавших газов) при работе двигателя на режиме максимального крутящего момента (на режиме перегрузок) получен за счет усложнения конструкции системы очистки отработавших газов путем введения дополнительных элементов (сажеотделителя с двумя, как минимум, механическими гидрораспылителями, оптического датчика с дымомером, запорного клапана с исполнительным механизмом). Кроме того, для обеспечения качественного распыливания воды механические гидрораспылители расходуют большой объем оросительной воды. Причем из прототипа не ясно, какими техническими средствами обеспечивается подача воды к гидрораспылителям от источника оросительной воды (насосом или под напором воды от центральной сети водоснабжения помещения, в котором размещен тормозной испытательный стенд).
Технический результат изобретения - повышение эффективности использования и надежности автоматизированной системы очистки отработавших газов ДВС в составе тормозного испытательного стенда за счет упрощения её конструкции и создания условий для уменьшения дымности отработавших газов (сажи) и других вредных выбросов в атмосферу до допустимых значений при работе двигателя на различных нагрузочно-скоростных режимах, включая и режим перегрузок, с малыми материальными затратами.
Указанный технический результат достигается за счет того, что автоматизированная система очистки отработавших газов двигателей внутреннего сгорания в составе тормозного испытательного стенда, содержащая систему очистки отработавших газов, включающей выпускной трубопровод для отвода отработавших газов из двигателя, сообщенный с ресивером, электронный блок управления, к входам которого подключены датчики нагрузочного и скоростного режимов работы двигателя, согласно изобретению в выпускном трубопроводе двигателя непосредственно перед ресивером установлена электромагнитная форсунка, гидравлически сообщенная с электронасосом подачи воды из бака источника оросительной воды и с механическим запорным вентилем, причем форсунка электрически соединена через электронный блок управления, оснащенный регуляторами длительности и паузы электрического сигнала, с источником питания постоянным током, датчиками нагрузочного и скоростного режимов работы двигателя, а в качестве оросительной воды является раствор дистиллированной воды с добавкой 1…2% тосола по объему.
На фиг. 1 представлена блок-схема автоматизированной системы очистки отработавших газов двигателей внутреннего сгорания в составе тормозного испытательного стенда.
Автоматизированная система очистки отработавших газов ДВС в составе тормозного испытательного стенда содержит систему очистки отработавших газов, включающей выпускной трубопровод 1 для отвода отработавших газов из двигателя, сообщенный с ресивером 2, электронный блок 3 управления, к входам которого подключены датчики 4 и 5 нагрузочного и скоростного режимов работы двигателя, при этом в выпускном трубопроводе 1 двигателя непосредственно перед ресивером 2 установлена электромагнитная форсунка 6, гидравлически сообщенная с электронасосом 7 подачи воды из бака 8 источника оросительной воды и с механическим запорным вентилем 9, причем форсунка 6 электрически соединена через электронный блок 3 управления, оснащенный регуляторами 10 и 11 длительности и паузы электрического сигнала, с источником питания 12 постоянным током, датчиками 4 и 5 нагрузочного и скоростного режимов работы двигателя а в качестве оросительной воды является раствор дистиллированной воды с добавкой 1…2% тосола по объему.
Автоматизированная система очистки отработавших газов ДВС в составе тормозного испытательного стенда работает следующим образом.
При работе дизеля в режиме перегрузок по информативным сигналам датчиков 4 и 5 нагрузочного и скоростного режимов включается электронасос 7 с обратным клапаном, который при открытом запорном вентиле 9 подает под избыточным давлением (0,2…0,3 МПа) оросительный раствор из бака 8 по гибкому трубопроводу к электромагнитной форсунке 6, впрыскивающей оросительный раствор в виде туманообразного конуса в поток отработавших газов, движущегося по внутренней полости выпускного трубопровода 1 двигателя. Электронасос 7 подает требуемое количество раствора к форсунке 6 в соответствии с первоначальной настройкой блока 3 управления с помощью регуляторов 10 и 11 длительности и паузы электрического сигнала. При подаче сигнала низкого уровня напряжения в электрическую цепь электромагнитной форсунки 6 её обмотка обесточится, игла перекроет канал распылителя форсунки 6 и подача раствора прекратится. При подаче сигнала высокого уровня напряжения игла форсунки 6 откроет канал и подача оросительного раствора возобновится. С изменением нагрузочно-скоростного режима работы ДВС параметры управляющих импульсов напряжения (длительность и пауза между ними) изменяются оператором вручную. Чем не продолжительнее время открытия иглы форсунки 6, тем больше оросительного раствора поступит в поток отработавших газов. Питание электрических цепей системы осуществляется от источника постоянного тока 12 напряжением 12 В. Добавление к дистиллированной воде 1…2% тосола по объему, содержащего противоизносные присадки, способствует снижению износа сопрягаемых деталей электронасоса 7 и электромагнитной форсунки 6 и, как следствие, повышению надежности всей системы очистки отработавших газов ДВС.
Предлагаемая автоматизированная система очистки отработавших газов ДВС может устанавливаться не только на тормозные испытательные стенды, но и на автотракторную технику (кормораздатчики, автопогрузчики, карьерные автосамосвалы и пр.), работающую в закрытых помещениях (теплицах, коровниках, бройлерных цехах и пр.) и в глубоких карьерах по добыче ископаемых, где наблюдается повышенная задымленность и загазованность атмосферного воздуха.
Автоматизированная система очистки отработавших газов двигателей внутреннего сгорания в составе тормозного испытательного стенда (фиг.2) технически реализуема. Для её изготовления используются отечественные комплектующие изделия: электромагнитная форсунка 6 и электронасос (бензонасос) 7 от автомобильной техники с инжекторными двигателями, а радиотехнические элементы электронного блока 3 управления (генератор прямоугольных импульсов, регуляторы настройки - потенциометры и др.) доступны в приобретении.
Claims (1)
- Автоматизированная система очистки отработавших газов двигателей внутреннего сгорания в составе тормозного испытательного стенда, содержащая систему очистки отработавших газов, включающую выпускной трубопровод для отвода отработавших газов из двигателя, сообщенный с ресивером, электронный блок управления, к входам которого подключены датчики нагрузочного и скоростного режимов работы двигателя, отличающаяся тем, что в выпускном трубопроводе двигателя непосредственно перед ресивером установлена электромагнитная форсунка, гидравлически сообщенная с электронасосом подачи воды из бака источника оросительной воды и с механическим запорным вентилем, причем форсунка электрически соединена через электронный блок управления, оснащенный регуляторами длительности и паузы электрического сигнала, с источником питания постоянным током, датчиками нагрузочного и скоростного режимов работы двигателя, а в качестве оросительной воды используется раствор дистиллированной воды с добавкой 1…2% тосола по объему.
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2819975C1 true RU2819975C1 (ru) | 2024-05-28 |
Family
ID=
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1291498A2 (en) * | 2001-09-11 | 2003-03-12 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Emission control system for internal combustion engine |
| US8534053B2 (en) * | 2009-05-21 | 2013-09-17 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Exhaust purification apparatus for internal combustion engine |
| RU2543087C2 (ru) * | 2008-12-17 | 2015-02-27 | Эмитек Гезельшафт Фюр Эмиссионстехнологи Мбх | Способ и устройство для капельной подачи жидкого восстановителя в выпускной трубопровод |
| RU2630640C2 (ru) * | 2015-03-02 | 2017-09-11 | Тойота Дзидося Кабусики Кайся | Устройство очистки отработавшего газа |
| RU204359U1 (ru) * | 2020-12-24 | 2021-05-21 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Рязанский государственный агротехнологический университет имени П.А. Костычева" (ФГБОУ ВО РГАТУ) | Устройство для очистки отработавших газов двигателей внутреннего сгорания |
| RU2806705C1 (ru) * | 2023-04-27 | 2023-11-03 | Федеральное автономное учреждение "25 Государственный научно-исследовательский институт химмотологии Министерства обороны Российской Федерации" | Автоматизированная система очистки отработавших газов моторного испытательного стенда |
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1291498A2 (en) * | 2001-09-11 | 2003-03-12 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Emission control system for internal combustion engine |
| RU2543087C2 (ru) * | 2008-12-17 | 2015-02-27 | Эмитек Гезельшафт Фюр Эмиссионстехнологи Мбх | Способ и устройство для капельной подачи жидкого восстановителя в выпускной трубопровод |
| US8534053B2 (en) * | 2009-05-21 | 2013-09-17 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Exhaust purification apparatus for internal combustion engine |
| RU2630640C2 (ru) * | 2015-03-02 | 2017-09-11 | Тойота Дзидося Кабусики Кайся | Устройство очистки отработавшего газа |
| RU204359U1 (ru) * | 2020-12-24 | 2021-05-21 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Рязанский государственный агротехнологический университет имени П.А. Костычева" (ФГБОУ ВО РГАТУ) | Устройство для очистки отработавших газов двигателей внутреннего сгорания |
| RU2806705C1 (ru) * | 2023-04-27 | 2023-11-03 | Федеральное автономное учреждение "25 Государственный научно-исследовательский институт химмотологии Министерства обороны Российской Федерации" | Автоматизированная система очистки отработавших газов моторного испытательного стенда |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7216607B2 (en) | Emission control water injection system for diesel engines | |
| CN102884298B (zh) | 燃料喷射系统及控制燃料喷射系统的电子控制装置 | |
| CN109736937A (zh) | 一种双火花塞混合燃料转子机及其控制方法 | |
| CN102635425A (zh) | 用于将液体计量到内燃机的废气管中的装置及方法 | |
| CN102733944A (zh) | 一种同时降低柴油机氮氧化物和碳烟排放的系统及方法 | |
| CN112384689A (zh) | 一种柴油甲醇组合燃烧发动机及其控制方法 | |
| DE102015111132A1 (de) | Verfahren zur Regenerierung eines Partikelfilters eines Diesel-Hybridfahrzeuges | |
| CN204646492U (zh) | 微量柴油引燃缸内高压直喷喷射器热负荷控制系统 | |
| RU2819975C1 (ru) | Автоматизированная система очистки отработавших газов двигателей внутреннего сгорания в составе тормозного испытательного стенда | |
| CN103306782A (zh) | 柴油发动机排气后处理装置升温器控制系统及控制方法 | |
| US4240380A (en) | Water injection system | |
| CN107208561A (zh) | 在用柴油‑气体燃料混合物的混合运行中控制柴油发动机燃料喷射装置的喷射控制器和方法 | |
| CN104389689A (zh) | 一种汽车发动机燃油供给系统 | |
| KR20050103909A (ko) | 내연기관용 분사 장치 | |
| CN201013455Y (zh) | 甲醇/汽油灵活燃料汽车改装附加电子控制部件 | |
| CN102155321B (zh) | 一种车辆尾气净化复合电子控制装置 | |
| CN202031727U (zh) | 一种电控燃气多点顺序喷射供气系统 | |
| CN107178439A (zh) | 发动机喷油装置、发动机系统以及发动机喷油控制方法 | |
| RU2704370C1 (ru) | Система для удаления нагара из двигателя внутреннего сгорания | |
| CN103277173A (zh) | 柴油发动机排气后处理装置升温控制系统及控制方法 | |
| CN103758664B (zh) | 一种前置减排系统 | |
| CN109826727B (zh) | 一种节能减排柴油乳化方法 | |
| CN203685417U (zh) | 一种前置减排系统 | |
| CN203098083U (zh) | 内燃机节油器 | |
| CN102072033A (zh) | 具有obd系统的车用燃气顺序喷射系统 |