SU1267034A1 - Способ снижени дымности отработавших газов дизел - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к обласои двигателестроени . Целью изобретени   вл етс  повьппение эффективности путем улучшени  регенерации, снижение стоимости и повышение надежности . Изобретение касаетс  способа снижени  ДЫМНОСТИ отработавших газов дизел , снабженного сажевым фильтром, заключающегос  в том, что при работе дизел  фильтруют отработавшие газы на фильтре и регенерируют фильтр выжиганием сажи в присутствии катализатора, причем катализатор подают в цилиндр дизел  через штатную топливную форсунку в виде смеси его с топливом. В качестве катализатора принимают неорганические соединени  типа нитратов, хлоридов, сульфатов меди, свинца, марганца, молибдена, титана в водном или спиртовом растворе, смешиi вание которого с дизельным топливом ведут в нагнетательном трубопровосл де, куда раствор катализатора подают через невозвратньй клапан между впрысками топлива, причем концентрацию катализатора в топливе принимают равной 0,05-1%, а предпочтительно 0,1-0,5%, при этом линейно мен ют IS5 концентрацию от 0,05-0,1% на холос0д том ходу до 0,5-1% на режимах ных нагрузок вне зависимости от частоты вращени  вала. 3 ил. О Ь

Description

Изобретение относитс  к двигателестроению дл  использовани  в качестве средств снижени  дымности отработавших газов (ОГ) путем воздействи  на топливную аппаратуру, работающую на жидком топливе и катализаторе .

Целью изобретени   вл етс  повышение эффективности путем улучшени  регенерации сажевого фильтра,, снижени  стоимости и повышени  надежности .

На фиг.1 показана схема установки дизел  с сажевым фильтром и средствами подачи катализатора, на фиг.2 - схема устройства дл  подачи катализатора; на фиг.З - зависимость от нагрузки (h) процентного содержани  катализатора (К) в смеси с дизельным топливом.

Система содержит дцзель 1 с топливным насосом 2 высокого давлени , св занным нагнетательными трубопроводами 3 с топливными форсунками 4. Выхлопна  труба 5 св зана с сажевь№1 фильтром 6, имеющим фильтрующие поверхности 7. Емкость 8 содержит раствор катализатора (водный, спиртовой и т.д.) и трубопроводами 9 через невозвратные (обратные) клапаны 10 св зана с нагнетательными трубопроводами 3. Орган управлени  насоса 2 (или его рейка) св зан с преобразователем 11 (например, потенциометром ), вырабатывающим сигнал, пропорциональный нагрузке. Преобразователь 11 св зан, например, электрически с злектромагнитным клапаном 12 (регул тором расхода любого типа). Насос 2 (фиг.2) содержит плунжерную пару 13с линией всасывани  14 и нагнетательным клапаном 15,, имеющим разгрузочный по сок 16.Рейка 17 топливного насоса 2 имеет св зь с преобразователем 11 ее хода в сигнал, пропорциональный нагрузке Регул тор расхода 12 мен ет расход катализатора из емкости 8 по сигналу от преобразовател  12.

I

Способ осуществл ют следующим

образом.

При работе дизел  1 отработанные газы по трубе 5 поступают в фильтр 6 фильтруютс  на поверхност х 7 и очищенные от сажи выбрасываютс  в атмосферу . При работе насоса 2 при отсечке подачи, когда нагнетательный клапан 15 садитс  в седло, он

своим по ском 16 разгружает нагнетательный трубопровод 3, формиру  в нем волну разрежени , котора  открывает обратный клапан 10, благодар 

чему раствор катализатора из емкости 8 через регул тор расхода 12 поступает в полость нагнетательного трубопровода 3. Так как волна разрежени  проходит у клапана 10 со

скоростью звука многократно, то через клапан 10 катализатор многократно за врем  между циклами малыми дозами входит в трубопровод 3, где образует эмульсию с топливом. При

очередном впрыске топливо в смеси с катализатором через форсунку 4 подаетс  в цилиндр дизел  1.

Емкость 8 содержит водные растворы таких каталитически активных веществ , как, например, растворимые нитраты, хлориды, сульфаты меди, свинца, марганца, молибдена, титана и др. Могут быть использованы и растворы металлоорганических соединений , упом нутых катионов, водноспиртовые растворы и любые другие гомогенные смеси, содержащие активный металл, а также устойчивые эмульсии , тонкие суспензии и т.д.

В цилиндры дизел  катализаторы подаютс  в концентраци х, завис щих от нагрузки, причем количество катализатора увелтичиваетс  с ростом нагрузки , т.е. с ростом дымности.Катализатор в цилиндре снижает температуру горени  сажи, привод  к снижению дымности отработанных газов. Несгоревша  сажа выно.ситс  в фильтр и выносит внутри частиц сажи вкраплени 

катализатора. Откладывающа с  на поверхност х 7 сажа содержит внутри слоев катализатор, который, приводит к тому, что при некотором накоплении сажи и при прогреве сло  до 400450°С происходит возгорание сажи и выгорание ее, т.е. регенераци  фильтра и восстановление его фильтрующих способностей. Предпочтительной концентрацией катализатора в растворе в емкости 8  вл етс  концентраци  в

5-10%.

Таким образом, дп  поддержани  концентрации катализатора в цикловой подаче в пределах 0,05-0,5% необходимр мен ть производительность подачи (расход через обратный клапан 10) в пределах 2-20% от цикловой подачи топлива. Такие расходы через

клапан 1U обычно обеспечиваютс  при штатном разгрузочном объеме по ска 16 нагнетательного клапана 15 или при незначительном (на 20-50%) увеличении этого объема.

Нижние пределы концентрации каталитического вещества (0,05-0,1%) определ ютс  следующим .

По мере фильтрации ОГ на фильтрующих поверхност х откладываетс  как сажа, так и катализатор. По мере их накоплени  достигаетс  така  концентраци  катализатора, при которой при температурах около 400°С начинаетс  горение сажи. При этом, чем больше сажи накопилось в фильтре , тем выше в нем температура. Последн   при больших количествах сажи может достигать 1000-1200 С и Bbmie и вызывать плавление и другие разрушени  фильтра.

Нижний предел концентрации каталитического вещества зависит от той максимальной температуры, которую выдерживает сажевый фильтр. Така  температура по аналогии с каталитическими нейтрализаторами не должна превьш1ать 750-850С. Этот уровень температуры определ ет то максимальное накопление сажи, которое имеет место в фильтре к началу выгорани  сажи. Указанный предел определед экспериментально.

Верхние пределы концентрации катализатора (0,5-1,0%) ограничиваютс  следующим.

Дл  возгорани  сажи и поддержани  в зоне горени  достаточных дл  сгорани , но допустимых по долговечности фильтра температур (не более 750-850 С), необходимо накопление на фильтрующем элементе некоторого количества сажи. При ее накоплении одновременно накапливаетс  катализатор , рациональна  концентраци  каторого определена. Завышенна  концентраци  катализатора в ОГ приводит лишь к перерасходу катализатора, не

1267034

обеспечива  надежного снижени  свежесодержани  и надежной регенерации фильтра. Указанные пределы концентрации каталитического вещества полу5 чены экспериментально из услови  максимальной эффективности сажеочистки при высокой степени регенерации и высокой долговечности фильтра.

Таким образом, предлагаемый споfO соб обеспечивает повышение эффектив-, ности путем улучшени  регенерации, снижени  стоимости и повьшени  надежности .

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   15

   Способ снижени  дымности отработавших газов дизел , снабженного сажевым фильтром, заключающийс  в том, что при работе дизел  фильтруют от0 работавшие газы на фильтре и регенерируют фильтр выжиганием сажи в присутствии катализатора, причем катализатор подают в цилиндр- дизел  через штатную топливную аппаратуру

   5 с нагнетательным трубопроводом и форсункой в виде смеси его с топливом , отличающийс  тем, что, с целью повышени  эффективности путем улучшени  регенерации, сниg жени  стоимости и повьш1ени  надежности , в качестве катализатора использ5тот неорганические соединени  типа нитратов, хлоридов, сульфатов меди, свинца, марганца, молибдена, титана в водном или спиртовом раст5 воре, которые смешивают с дизельным Топливом в нагнетательном трубопроводе , куда раствор катализатора подают через невозвратный клапан между впрысками топлива, причем кон0 центрацию катализатора в топливе поддерживают равной 0,05-1, предпочтительно О,1-0,5Z, при этом линейно мен ют концентрацию от 0,050 ,1% на холостом ходу до 0,5-1% на

   5 режимах полных нагрузок вне зависимости от частоты вращени  коленчатого вала.

   Г

   J

   11

   .W

   15

   js:il

   O.PS

   0iJt. 2

   PHD мин