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Erfindung
Russische Föderation Patent RU2165031
VERFAHREN ZUR INNEN Reinigung von Abgasen Motoren
Name des Antragstellers: Dudyshev Valery; Zavyalov Stanislav Y.
Name des Erfinders: Dudyshev Valery; Zavyalov Stanislav Y.
Der Name des Patentinhabers: Dudyshev Valery; Zavyalov Stanislav Y.
Korrespondenzanschrift: 121069, Moskau, Trubnikovsky Spur. 21, Seite 2, Zavyalov SY
Startdatum des Patents: 1998.08.10
Die Erfindung betrifft den Maschinenbau, insbesondere für Straßenfahrzeuge, und kann in der zeitgemäßen Kraftfahrzeugen verwendet werden , die Abgasemissionen zu reduzieren. Die Erfindung ermöglicht die Synthese von miteinander verbundenen Wirkungen auf das Kraftstoff-Luft - Gemisch für eine Intensivierung des Verbrennungsmotoren. Verfahren zum Verbrennungsmotor Abgasen von Verbrennungsbehandlung durch die Kraft und die Dauer des elektrischen Impulszündung des Kraftstoffgemisches in den Verbrennungskammern zu erhöhen, ist, dass gleichzeitig Kraftstoff-Gemisch durch Einleiten eines einstellbaren Zusatzluftströmung in dem Einlassweg in einem Winkel zu der Strömung des Kraftstoffgemisches zu erreichen minimale Toxizität Abgas verarmen Gasmotor, während die Aufrechterhaltung stabiler Betrieb in allen Betriebsarten. In Benzinverbrennungsmotoren führen zusätzliche Luftstrom aus der Atmosphäre durch ein Drosselventil des Vergasers ist, der Strömung des Kraftstoffgemisches senkrecht ist.
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Die Erfindung betrifft den Maschinenbau, insbesondere auf Motor- und Straßenfahrzeuge und können weit verbreitet in der heutigen Kraftfahrzeugen verwendet werden , um seine Toxizität Abgasrauch (SH) zu verringern. Die Erfindung kann in jeder Verbrennungsmotor (ICE) mit einer beliebigen Anzahl von Kolben und Kammern und einen Turbinenrotor und, und helfen bei der Schaffung von ökologisch sauberen und wirtschaftlich realisiert werden Motors zu transportieren.
Trotz der beträchtlichen Menge an Forschung und Patente auf dem Gebiet, Fahrzeuge sind noch weit von der ökologischen Perfektion und macht 70% der gesamten toxischen Planeten Städte Luftverschmutzung.
Alle bekannten Verfahren der Erfindung in Form von Reinigungs- und Umwelt ICE SH Geräte können in externe (Reinigungs HS Abgasstrang DIC) und inneren (direkt an der Brennkraftmaschine) unterteilt werden. Die kurze Analyse der bekannten Erfindungen und Patente zu diesem Thema. Die am weitesten verbreitete ist , Wege zu finden , und Vorrichtungen externen Reinigung von SH direkt in den Abgasstrang der Brennkraftmaschine.
Bekannt und weit Anwendbarkeit chemischen Verfahren und Vorrichtungen Außenreinigung ICE Abgase durch flammenlose katalytische Nachverbrennung von giftigen Abgasbestandteile in dem Abgas ICE Pfad auf der aktiven Oberfläche des Waben chemischen beschichtet mit einer dünnen Schicht aus Platin, Palladium, Rhodium und andere. (Patent Russian N 2.023.178, N 2023176, japanische Patentanmeldung 62-167.721).
Trotz einer deutlichen Anwendung solcher Methoden und Reinigungsvorrichtungen WG auf ausländische Autos, haben sie schwere und unüberwindbare Mängel. Technische Lösungen von Daten sind die Nachteile der Komplexität und hohen Kosten ihrer Durchführung, die aufgrund ihrer Effizienz eines Systems der präzisen Einspritzung von Kraftstoff - Einspritzverbrennungsmotor erfordert, ist fast nicht anwendbar in Russland; relativ geringe Lebensdauer aufgrund einer chemischen Verunreinigung der Katalysatoroberfläche und neremontosposobnosti solche Geräte; begrenzten Umfang, nur in Fahrzeugen mit Benzinverbrennungsmotoren mit unverbleitem Benzin des Katalysators chemischen Zelle in Gegenwart von HS Kohlenstoffverunreinigungen, Schwefel wegen der Fehlfunktion ausgeführt wird , führen und andere.
Bekannte Verfahren und Vorrichtungen der mechanischen Trennung von festen und flüssigen Verunreinigungen Abgas typischen Dieselfahrzeug durch ihre mechanische Trennung durch die Drehung des Abgasstroms mit anschließender Ansammlung von Ruß und Ölpartikel in speziellen Silos systematische Löschung (siehe., Zum Beispiel Patent N 2023175 Russisch ). Ihr Nachteil ist die Komplexität der Implementierung, erheblichen Energieverbrauch und hohe Materialverbrauch, da die Menge an Ruß großen Getrennt wegen seiner geringen Dichte. Thermische Zersetzung von Ruß unwirtschaftlich und erhöht das Volumen an Kohlenmonoxid.
Es sind Plasmaverfahren und Abgas Nachverbrennungseinrichtung durch die Abgase durch den Brenner Plasma bei niedriger Temperatur (AS USSR N 1.460.368) verläuft. Nachteilig ist der erhebliche Energieverbrauch, in dem Verbrauch von zusätzlichem Brennstoff, ungünstige Temperaturbedingungen des Abgasrohrs an seinem Hitzen Plasma. Darüber hinaus ist es die Erhöhung der Menge an Oxidationsmittel und daher die Verbrennungsmotorabgasen.
Es gibt bekannte Verfahren und die Verbrennungsmotor - Abgasen elektrofiltrovaniya Vorrichtung (AS N 117574; N 1.404.664) durch die Wirkung eines elektrischen Feldes , um elektrisch geladene Teilchen (fest und flüssig) ihre elektrostatische Abscheidung auf spezielle Elektroden erschöpfen, durch systematisches Entfernen von Sediment gefolgt. Nachteilig ist ihre geringe Zuverlässigkeit aufgrund der Schwierigkeit, auf der inneren Oberfläche der Wafer und hohen Temperaturen eine zuverlässige elektrische Isolierung entgegengesetzt geladenen Abscheiders Platten in einer Rußabscheidung, um den Ruß zu gewährleisten.
Bekannte kombinierten elektrochemischen Prozessen und Abgasreinigungsvorrichtungen DVS zum Beispiel AS N 1188343, es hat alle Nachteile des katalytischen Nachbrennerabgas und Elektrofilter für die Reinigung. Es sind Verfahren zur Reinigung von Abgas aus dem Ruß durch seine elektrothermischen Zersetzung (AS N 181.534) bekannt. Jedoch ist dieses Verfahren sehr Energiekosten und ist inakzeptabel für Fahrzeuge mit niedriger elektrischer Leistung. Bekannte Verfahren zur Beseitigung der Umweltverschmutzung Brennkraftmaschine durch die Qualität SH Verbesserung Herstellung Kraftstoff-Luft - Gemisch (FA), beispielsweise durch mechanisches Zerkleinern Brennstofftröpfchen (RF Patent N 1.772.391), durch Kraftstoffverdampfung unter Verwendung von porösen Materialien in dem Benzinströmungspfad (Patent RF N2006645) Verbesserung durch den Kraftstoff (RF Patent N 1784069) und andere Vorwärmen.
Es sind Vorrichtungen bekannt , dass die Qualität der Ausbildung von FA mit speziellen rotierenden Laufrad, Verdampfer Gitter in der Art und Weise von Brennelementen installiert, zum Beispiel zu verbessern, in dem Vergaser ICE (Russische Föderation N 1772391 Patent, das Patent der Russischen Föderation N 1784069). Ihr Nachteil ist, zusätzliche aerodynamische Widerstand in den Ansaugtrakt des Verbrennungsmotors zu schaffen, und die Verringerung der Stromverbrauch während der vorherigen Kraftstoff.
Es gibt bekannte Verfahren und Vorrichtungen der internen Beseitigung der Umweltschäden ICE SH durch einen internen Prozessintensivierung Zünden des Kraftstoff-Luft - Gemisch (TVS) in den Verbrennungsmotor Brennkammern, beispielsweise durch die Kraft eines elektrischen Funkenzündung von Brennelementen aus einem leistungsfähigeren elektronischen System eines Funkens oder Plasmazündung (Patent der Russischen Föderation NN 1.835.462 zu erhöhen, 1838664, 2002975) - jedes dieser Patente kann ein Prototyp sein. Trotz einer gewissen Reduktion der Kohlenwasserstoffe und Kohlenmonoxid als Teil ihrer Umsetzung HS (30-40%), wobei diese Analoga erlauben nicht wesentlich die CO zu reduzieren, H x C x, und der Gehalt an Stickoxid kann sogar aufgrund der Flammentemperatur Kammern zu einem Anstieg erhöhen Verbrennungsmotor.
Diese Methode Prototyp hat Nachteile , die mit einer Erhöhung der Stromaufnahme des Verbrennungsmotors aufgrund der erhöhten elektrischen Last eines solchen Systems Zündung-Bordnetz, ein Anstieg in dem Pegel des elektrischen Rauschens, reduzierte Lebensdauer des Motors elektrosvechey aufgrund der raschen Verschlechterung der Mittelelektrode elektrokorrozionnym Kerzen. Alle der Analoga und der Prototyp, natürlich, nicht für eine tiefe Reinigung der Umwelt SH erlauben, jedoch in einer geringeren Toxizität SH ICE führen, aufgrund einer nicht optimalen Kraftstoff-Luft - Verhältnis im Motor Ansaugtrakt, insbesondere im Leerlauf der Brennkraftmaschine, mit einer geschlossenen Drosselklappe Vergaser, diese Methoden DIC und darüber hinaus reduzieren die Stabilität des Motors, insbesondere bei Übergangsbedingungen. Darüber hinaus erhöht sie den Windwiderstand des Einlaßweges, die in dem Verbrennungsmotorleistung zu einer Abnahme führt.
Das Ziel des vorgeschlagenen Verfahrens besteht in einer vernetzten Synthese dieser beiden Effekte auf die FA die Arbeit des Verbrennungsmotors, da tiefe Erschöpfung der Brennelemente, auch im Leerlauf, und eine starke Abnahme der Toxizität SH ICE zu intensivieren und gleichzeitig die Effizienz von ICE Verbesserung ist notwendig , zur gleichen Zeit , um den Brennstoff mit Luft verdünnt wird, den Grad der Homogenität der Brennstoffanordnung zu erhöhen und erhöhen gleichzeitig die Intensität und die Dauer der Exposition gegenüber Hochspannungs - Zündimpulse Entzündung und Stabilisierung der Verbrennung von Brennstoffanordnungen in den Motorbrennkammern zu intensivieren.
Die Aufgabe wird aufgrund der Tatsache erreicht , daß in dem bekannten Verfahren von der Innenseite einer Verbrennungsmotorabgasen Reinigung durch die Kraft und die Dauer des elektrischen Impulszündung des Kraftstoffgemisches in den Verbrennungskammern zunehmende gleichzeitig Kraftstoff - Gemisch verarmen durch ein einstellbares Nebenluftstrahl in einem Winkel zu der Strömung des Kraftstoffgemisches Einführung minimaler Toxizität zu erreichen Abgase, während die Aufrechterhaltung stabiler Betrieb des Motors in allen Betriebsarten.
Die Weiterbildung des Verfahrens besteht darin, dass in carbureted Verbrennungsmotoren zusätzlichen Luftstrom aus der Atmosphäre unter der Vergaserdrosselklappen senkrecht zur Strömung des Kraftstoff-Luft-Gemisch eingespritzt.
Die Weiterbildung des Verfahrens besteht darin, dass die Einstellung des zusätzlichen Luftstrahl im Leerlauf auf einer maximalen Motordrehzahl durchgeführt wird, wenn die Drosselklappe vollständig geschlossen ist.
Die Weiterbildung des Verfahrens ist , dass sowohl ionisierte und elektrostatisch zerstäubtem Kraftstoff und Ansaugluft durch das starke elektrische Feld mit einer Stärke von mindestens 1 kV / cm ozonisiert wird.
Die Weiterbildung des Verfahrens besteht darin, dass die Kraftstoffmotoren injiziert mit zusätzlichen Luftinjektionsstrom quer von der Atmosphäre des Strömungskraftstoffgemisch eingeleitet wird oder tangential in Bezug auf sie durch kalibrierte Löcher in jeder der Ansaugkrümmer gegenüber dem Cutoff von Kraftstoffinjektoren.
Die Weiterbildung des Verfahrens besteht darin , dass Sprüht Spritze durch die Nadel in einen zusätzlichen Luftstrom destilliert Sprühwasser und behandelte sie gleichzeitig mit einer starken elektrischen Feldstärke von nicht weniger als 1 kV / cm.
Die Weiterbildung des Verfahrens besteht darin, dass die den Fluss der zusätzlichen Luft und Wasser-Sprays und die Parameter des elektrischen Feldes zu regulieren, das mit zusätzlicher Luft und Kraftstoff-Wasser-Gemisch behandelt wird, in Abhängigkeit von dem Motorbetriebszustand und die Qualität seiner Zustand der minimalen Kraftstoff Emissionen.
Die Durchführung des vorgeschlagenen Verfahrens der internen Reinigung der Umwelt-SH Benzin-Verbrennungsmotor wird durch das Beispiel der Verbrennungsmotor Vergaser (Abb. 1.2) gezeigt. Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist eine modernisierte Benzinverbrennungsmotor und besteht aus dem Luftfilter 1, der Vergaser 2 ist der Kraftstoffschwimmerkammer 3 mit einer Kraftstoffleitung 4 und ist elektrisch von dem Kraftstoffeinspritzeinrichtung 5 des Motorgehäuses isoliert ist, die an der Kraftstoffleitung 4 ist die Vorrichtung mit einer zusätzlichen elektrisch isolierenden Abstandshalter 6 unter dem Vergaser platziert 2, streut ein Metallgitter umfasst , 7, 8 umlaufenden mechanischen Regler Zuführen von Zusatzluft an seinem nasverlennymi Trommel 9 Öffnungen (Durchmesser 0,3 mm - 4 mm) auf der Mittel Ansaugkrümmer 10 der Brennkammer Verbrennungsmotor 11, der Batterie 12 verbunden ist Hochspannungs - geregelten Wechselrichterspannung mit einer Ausgangsspannung von 5 bis 30 kV, vorbei elektrischen Isolator 14 , durch die das elektrische Potential an der Kraftstoffeinspritzeinrichtung 5 zugeführt wird, das elektrische Zündsystem 15 (schematisch gezeigt), dünne Rohre 16 für Sprühwasser zugeführt wird und zusätzliche Luft an der Drosselklappe des Vergasers Drossel 2 .
Die Vorrichtung arbeitet wie folgt. Wenn man den Motor bei Leerlaufdrehzahl in dem Ansaugkrümmer 10 Luft laufen erzeugt Unterdruck, der unter dem Einfluß des Kraftstoffinjektors 5 Stengeln und zerkleinerten Kraftstoff in den Hauptluftstrom durch den Filter strömende Luft 1. Aufgrund der fast vollständig geschlossenen Drosselklappe Vergaser 2 (sie Fig. 1.2 ist in diesem Modus nicht gezeigt), die inneren Kraftstoffgemisch pereobogaschenie Kraftmaschine in der Regel schlecht mit Luft vermischt, was zu einer erhöhten Toxizität SH führt.
In diesem Fall den Ansaugtrakt 10 durch die Öffnung 9 Regler 8 Zuluft senkrecht zur Hauptströmung des Kraftstoffgemisches ein zusätzlicher Luftstrom eintritt, verarmen es und zugleich seine bessere Durchmischung (Homogenisierung) gewährleistet, was zu einer vollständigeren Verbrennung eines Gemisches bereitgestellt erhöhte Leistung (1,5-2 mal) elektrische Zündimpulse des Zündsystems 15. ein zusätzlicher Reinigungswirkung von SH auf die Durchführung dieses Verfahrens zur elektrostatischen Zerkleinerung aufgrund ist wegen der gegenseitigen Abstoßung gleicher elektrischer geladenen Tropfen von Brennstoff und Luft Ozonisierung unter dem Einfluss eines elektrischen Feldes zwischen dem Kraftstoffinjektor 5 und das Raster 7. es ist bekannt , dass Ozon im Vergleich ist eine herkömmliche Luft mit viel starkes Oxidationsmittel, so Ozonisierung von Luft in dem Ansaugkrümmer und intensiviert ICE Zündvorgang und die Verbrennung des Kraftstoffgemisches, das die Reinheit des SH und Einspritzen von Wasser durch die Düsen spray verbessert 16 in Ansaugkrümmer 10 führt zu einer Verringerung in den Kammern 11 des Motors der Mischung auf einem Temperaturniveau, das Brennen Bedingungen Mindestbildung im Prozess der Verbrennung von giftigen Stickoxiden zur Verfügung stellt.
Der einfachste Weg , um die Vorrichtung mindestens VG Toxizität Leerlaufbrennkraftmaschine eingestellt ist , die Intensität des zusätzlichen Luftstrom zu regulieren , indem die Durchmesser der Löcher 9 der Trommel variierenden, 8 drehen die maximale Motordrehzahl auf einem konstanten Brennstoffverbrauch zu fixieren. Tatsächlich war es bei der optimalen Verdünnung des Kraftstoffgemisches im Verlauf von Versuchen fast 5% Steigerung der Windungen beobachtet und einen zusätzlichen Querluftströmung durch die Öffnung 9 mischt.
Als Ergebnis , wie durch bench Testverfahren für Verbrennungsmotoren von VAZ 2106 erreicht einen stabilen Betrieb der Brennkraftmaschine bei allen Betriebs bei einem mageren Kraftstoffgemisch in zwei oder mehrere Male, und der Toxizität SH (CO, C x H x, NO x und andere. Components) aufgrund gezeigt intensiveren und vollständigere Verbrennung des Kraftstoffgemisches in der Verbrennungskammer 11 wird von 50-90% reduziert.
Es ist klar , dass , wenn in dem Ansaugkrümmer 10 durch ein Zufuhrregel DVS 8 von dem maximalen Durchmesser Öffnung 9, beispielsweise 4 mm, erhalten durch ultra-magere Kraftstoffmischung eine übermßige Menge an Luft , die Anwendung, die nicht von Zündanlage gezündet wird 15. Es ist dieser Effekt ermöglicht das vorgeschlagene Verfahren zu verwenden , um wirksam zu sein , Mittel zum Schutz gegen Diebstahl des Fahrzeugs, ist es genug, um den Regler in den Parkplatz 8, 10 nur zu legen die maximale Durchgangsöffnung 9 in dem Ansaugkrümmer des Motors. Natürlich für einen normalen Vollzeit Starten des Motors notwendig ist, den Querschnitt der Öffnung 9 oder sogar übertönen seine Regler 8 zu reduzieren.
FORDERUNGEN
Verfahren zum Verbrennungsmotor Abgasen von Verbrennungsbehandlung durch die Kraft und die Dauer des elektrischen Impulszündung des Kraftstoffgemisches in den Verbrennungskammern zu, in die gleichzeitig verarmen Kraftstoffmischung, gekennzeichnet durch einen einstellbaren Zusatzluftströmung in dem Einlassweg in einem Winkel zu der Strömung des Kraftstoffgemisches Einführung minimaler Toxizität Abgas zu erreichen Gasmotor, während die Aufrechterhaltung stabiler Betrieb in allen Betriebsarten.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Benzin-Verbrennungsmotoren, die zusätzliche Luftstrahl aus der Atmosphäre unter der Vergaserdrosselklappen eingeführt wird senkrecht zur Strömung des Kraftstoff-Luft-Gemisch.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzliche Luftstromregelung wird im Leerlauf auf einer maximalen Motordrehzahl durchgeführt wird, wenn die Drosselklappe vollständig geschlossen ist.
Verfahren nach den Ansprüchen von 1 bis 3, in dem sowohl ionisiert und elektrostatisch zerstäubtem Kraftstoff und Ansaugluft wird durch das starke elektrische Feld mit einer Stärke von mindestens 1 kV / cm gekennzeichnet ozonisiert.
Способ по п.1, отличающийся тем, что в двигателях с инжекторным впрыском топлива дополнительную воздушную струю из атмосферы вводят поперечно потоку топливной смеси или тангенциально по отношению к нему через калиброванные отверстия в каждом из впускных коллекторов напротив среза топливных форсунок.
Способ по пп.1 и 2, отличающийся тем, что распыляют через иглу-шприц в дополнительную воздушную струю водяную дистиллированную аэрозоль, причем одновременно обрабатывают их сильным электрическим полем с напряженностью не ниже 1 кВ/см .
Способ по п.6, отличающийся тем, что регулируют расход дополнительного воздуха и водяной аэрозоли и параметры электрического поля, которым обрабатывают топливо и дополнительную воздушно-водяную смесь, в зависимости от режима работы двигателя и качества его топлива по условию минимума токсичности выхлопных газов.
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Дата публикации 09.11.2006гг
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