PL85218B1 - - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób odkazania spalin lub zobojetniania substancji toksycznych w spalinach silników spalinowych oraz urzadzenie do odkazania spalin lub zobojetniania substancji toksycznych w spalinach a w szczególnosci sposób zmniejszenia udzialu szkodliwych skladników spa¬ linach silników spalinowych, w którym to urza¬ dzeniu uklad wydechowy posiada co najmniej je¬ den termiczny i/lub katalityczny reaktor do obrób¬ ki koncowej spalin silnika spalinowego.Znane sa tego rodzaju sposoby, w których sto¬ sunek mas mieszanki paliwo-powietrze, doprowa¬ dzanej do silnika spalinowego, jest regulowany, przy czym mieszanka ta jest tu wyregulowana na wspólczynnik nadmiaru powietrza X, równy mniej wiecej jednosci, a wspólczynnik ten jest wówczas równy jednosci, kiedy istnieje stechiometryczna mieszanka paliwo-powietrze. Regulacja wspól¬ czynnika nadmiaru powietrza X odbywa sie przy tym w zaleznosci od skladu spalin silnika spali¬ nowego, przy czym sklad spalin ustala sie za po¬ moca sondy pomiarowej.Jakkolwiek tego rodzaju sposobami sa osiagane dotychczas dobre wyniki, to jednak do dokladnej regulacji wspólczynnika nadmiaru powietrza l potrzebny jest stosunkowo duzy naklad pracy i srodków ,aby wspólczynnik ten wystarczajaco dokladnie wyregulowac, a tym samym zreduko¬ wac wypromieniowanie spalin do minimum.Wychodzac ze znanego sposobu zadaniem wyna- lazku jest przeto stworzenie takiego sposobu i skonstruowanie takiego urzadzenia do przepro¬ wadzania tego sposobu, które pozwoliloby glównie na znaczne zredukowanie kosztownego nakladu, zwiazanego z regulacja wspólczynnika X oraz umozliwilyby otrzymanie spalin, odpowiadajacych przepisom i zawierajacych znaczne zmniejszone udzialy substancji szkodliwych.Zadanie to rozwiazuje sie wedlug wynalazku dzieki temu, ze do silnika spalinowego doprowa¬ dza sie tlusta mieszanke paliwo-powietrze o wspólczynniku X <1 i wynikajacy stad sklad spalin ustala sie za pomoca znanej sondy pomia¬ rowej, zwlaszcza sondy tlenowej, po czym w za¬ leznosci od sygnalu wyjsciowego sondy pomiaro¬ wej do spalin dodaje sie powietrze az do osiag¬ niecia okreslonej wartosci zadanej, wyznaczonej przez wspólczynnik 1.Wedlug korzystnej postaci wykonania wyna¬ lazku sonda pomiarowa, umieszczona w ukladzie wydechowym silnika spalinowego, steruje zwlasz¬ cza poprzez wzmacniacz, zaworem, osadzonym w przewodzie, doprowadzajacym powietrze do ukla¬ du wydechowego silnika spalinowego. Wedlug dal¬ szego uksztaltowania do doprowadzania powietrza do ukladu wydechowego sluzy pompa, napedzana przez silnik spalinowy. Z pomoca w sterowaniu powietrzem przychodza tu oprócz wplywu pred¬ kosci obrotowej silnika równiez inne parametry jak obciazenie i cisnienie rury ssacej. Przedmiot 852183 85218 4 wynalazku jest uwidoczniony w przykladzie wy¬ konania, na rysunku, który przedstawia urzadze¬ nie do doprowadzania powietrza do ukladu wy¬ dechowego silnika spalinowego.Dla ekonomicznego ruchu silników spalinowych, a zwlaszcza silników pojazdów mechanicznych, ce¬ lowe jest stosowanie w ukladzie wydechowym ka¬ talitycznych lub kombinowanych termiczno-che- micznych i katalitycznych reaktorów spalinowych do przygotowywania i odkazania spalin silnika spalinowego.Szczególnie dobry wynik przy odkazaniu spalin osiaga sie wówczas, kiedy do reaktorów doprowa¬ dza sie spaliny o dokladnie ustalonym skladzie, szczególnie z punktu widzenia bilansu tlenu. Osia¬ ga sie to wtedy, kiedy wspólczynnik nadmiaru powietrza X mieszanki paliwo-powietrze, doprowa¬ dzanej do silnika spalinowego, posiada nieznaczny podstechiometryczny sklad. Wspólczynnik ten mo¬ ze wynosic na przyklad 0,995. Przy tej wartosci jest z jednej strony mozliwy rozklad weglowo¬ dorów i tlenku wegla, a z drugiej strony sa jed¬ nak jeszcze do dyspozycji pozostalosci tlenku we¬ gla, na przyklad 0,l°/o, przeznaczone do redukcji tlenku azotu.Z uwagi na to, ze regulacja proporcji powie- trze-paliwo przed silnikiem spalinowym wymaga duzego nakladu, aby otrzymac dokladnosc rzedu ±1%, przeto postepuje sie wedlug wynalazku w ten sposób, ze mieszanka paliwo-powietrze, do¬ prowadzana do silnika spalinowego, jest regulo¬ wana za pomoca gazników, mechanizmów wtry¬ skowych lub innych konwencjonalnych urzadzen w znany sposób tylko zgrubnie do wartosci okolo X = 0,95 do 0,99, odpowiednio do warunków eks¬ ploatacji silnika spalinowego. Regulacja ta odby¬ wa sie w zaleznosci od predkosci obrotowej, cis¬ nienia powietrza, temperatury obciazenia i od in¬ nych parametrów.Aby uzyskac dokladnie ustalony sklad spalin, optymalny dla obróbki koncowej, spalin, do stru¬ mienia spalin doprowadza sie, w zaleznosci od sy¬ gnalu wyjsciowego sondy pomiarowej 13, zwlasz¬ cza sondy tlenowej, umieszczonej w strumieniu spalin silnika spalinowego, powietrze wtórne z ty¬ lu komór spalania silnika spalinowego. Przy do¬ zowaniu tego powietrza wtórnego, które wynosi okolo 0,5 do 5'°/o powietrza, doprowadzonego od strony wlotu silnika, wymagania w zakresie do¬ kladnosci sa mniejsze, poniewaz blad wzgledny rzedu okolo 10°/o moze miec tu wplyw na wspól¬ czynnik nadmiaru' powietrza X maksymalnie ±0,005.Jest przeto-wystarczajace, aby przewidziec tylko regulacje mieszanki paliwo-powietrze, dopasowana do eksploatacji silnika, na stronie zasysania sil¬ nika spalinowego oraz aby zatroszczyc sie o po¬ wietrze wtórne, doprowadzane do ukladu wyde¬ chowego silnika spalinowego, w celu dokladnego okreslenia skladu spalin.Tolerancje ustawienia i zmiany tej regulacji wyrównuja sie w czasie ruchu silnika spalinowe¬ go i przynaleznych do niego agregatów automa¬ tycznie przez regulowane dodawanie powietrza wtórnego.Na rysunku jest przedstawione, jak juz wspom¬ niano, odpowiednie urzadzenie do regulacji doda¬ wania powietrza wtórnego do ukladu wydechowe¬ go silnika spalinowego. Do silnika spalinowego 10 doprowadza sie mieszanke paliwo-powiterze, przy czym powietrze jest zasysane swobodnie i jest mieszane z paliwem ze zbiornika paliwa 11 za pomoca znanego urzadzenia dozujacego 18. Spali¬ ny silnika spalinowego 10 sa natomiast przepro¬ wadzane przez reaktor katalityczny 12, za któ¬ rym jest umieszczona w ukladzie wydechowym silnika spalinowego 10 sonda pomiarowa 13, która ustala sklad spalin. Odpowiednio do skladu spalin w ukladzie wydechowym silnika spalinowego 10 sonda pomiarowa 13 daje poprzez wzmacniacz 14 sygnal do zaworu regulujacego 15, który w wie¬ kszym lub w mniejszym stopniu zwalnia przewód doprowadzajacy powietrze do ukladu wydechowe¬ go silnika spalinowego 10.Za pomoca tego zaworu 15 moze byc regulo¬ wane doprowadzanie powietrza do ukladu wyde¬ chowego silnika spalinowego 10 oraz moze byc ustawiany na zadana wartosc bardzo dokladnie wspólczynnik nadmiaru powietrza X.Powietrze, które musi byc prowadzone do ukla¬ du wydechowego silnika spalinowego 10 poprzez przewód doprowadzajacy 16, jest tloczone za po¬ moca pompy 17. Pompa 17 moze byc w celowy sposób napedzana przez silnik spalinowy 10, po¬ niewaz przy danym wspólczynniku X wymagana ilosc powietrza wtórnego jest w przyblizeniu pro¬ porcjonalna do predkosci obrotowej i obciazenia silnika.W przykladzie, wykonania przedstawionym na rysunku, sonda tlenowa 13 jest umieszczona za urzadzeniem do oczyszczania koncowego i za ka¬ talizatorem 12. Sonda pomiarowa w postaci sondy tlenowej 13 moze byc jednak umieszczona rów¬ niez przed urzadzeniem do oczyszczania koncowe¬ go, jezeli stosuje sie sonde z katalitycznie czynna powierzchnia. Sonda moze byc takze umieszczona wówczas przed urzadzeniem do oczyszczania kon¬ cowego, kiedy przed sonda jest umieszczony ka¬ talizator, dostosowany specjalnie do tej sondy. PL PL

Claims (7)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Sposób odkazania spalin lub zobojetniania substancji toksycznych w spalinach silników spa¬ linowych a w szczególnosci zmniejszania udzialu szkodliwych skladników w spalinach tych silni¬ ków, których uklad wydechowy posiada co najm¬ niej jeden termiczny i/lub katalityczny reaktor do obróbki koncowej spalin silnika spalinowego, zna¬ mienny tym, ze do silnika spalinowego (10) do¬ prowadza sie tlusta mieszanke paliwo-powietrze o wspólczynniku nadmiaru powietrza (X < 1) i wy¬ nikajacy stad sklad spalin ustala sie za pomoca znanej sondy pomiarowej (13), zwlaszcza sondy tlenowej, po czym w zaleznosci od sygnalu wyj¬ sciowego sondy pomiarowej (13) do spalin dodaje sie powietrze wtórne az do uzyskania optymalnej wartosci tego wspólczynnika, 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 6085218

2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze sklad mieszanki paliwo-powietrze, doprowadzanej do silnika spalinowego, reguluje sie w zaleznosci od sygnalu wyjsciowego sondy pomiarowej (13).

3. Urzadzenie do odkazania spalin lub zobo¬ jetniania substancji toksycznych, znamienne tym, ze umieszczona w ukladzie wydechowym silnika spalinowego (10) sonda pomiarowa (13) jest sprze¬ zona ze sterowanym przez nia poprzez wzmac¬ niacz (14) zaworem (15), osadzonym w przewodzie (16), doprowadzajacym powietrze do ukladu wy¬ dechowego silnika spalinowego (10).

4. Urzadzenie wedlug zastrz. 3, znamienne tym, ze do doprowadzania powietrza do ukladu wyde- 10 chowego sluzy pompa (17), napedzana przez silnik spalinowy (10).

5. Urzadzenie wedlug zastrz. 3 lub 4, znamienne tym, ze sonda pomiarowa (13) jest przyporzadko¬ wana reaktorowi katalitycznemu (12).

6. Urzadzenie wedlug zastrz. 3 lub 4, znamienne tym, ze sonda pomiarowa (13) jest umieszczona przed lub w reaktorze katalitycznym (12) oraz po¬ siada szczególnie katalitycznie czynna powierzch¬ nie.

7. Urzadzenie wedlug zastrz. 3 lub 4, znamienne tym, ze sonda pomiarowa (13) jest usytuowana przed reaktorem katalitycznym (12) i sondzie tej jest przyporzadkowany katalizator. c ¦£ 18 r 17 TTl -10 -12 n±r 13 U PL PL