СИСТЕМА РЕЦИРКУЛЯЦИИ ОТРАБОТАВШИХ ГАЗОВ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ Российский патент 2014 года по МПК F02D9/00 F02M25/07 

Описание патента на изобретение RU2509906C1

Изобретение относится к двигателестроению, а именно к двигателям внутреннего сгорания (ДВС).

Известна система рециркуляции отработавших газов двигателя внутреннего сгорания, содержащая перепускной трубопровод, причем вход перепускного трубопровода сообщен с выпускным трубопроводом двигателя внутреннего сгорания, а выход перепускного трубопровода сообщен с впускным трубопроводом двигателя внутреннего сгорании (см. патент US №5524578, кл. F02B 77/08, 11.06.1996).

Данная система рециркуляции позволяет уменьшить вибрацию двигателя и уменьшить потери энергии. Однако отсутствие каких-либо средств регулировки перепуска выхлопных газов из одного цилиндра в другой снижает эффективность данной системы, особенно при периодическом изменении режима работы двигателя.

Наиболее близкой к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является система рециркуляции отработавших газов двигателя внутреннего сгорания, содержащая перепускной трубопровод с регулируемым запорным элементом, причем вход перепускного трубопровода сообщен с выпускным трубопроводом двигателя внутреннего сгорания, а выход перепускного трубопровода сообщен с впускным трубопроводом двигателя внутреннего сгорании (см. патент RU №2349782, кл. F02D 9/10, 20.03.2009).

Данная система рециркуляции позволяет обеспечить нормальную работу двигателя внутреннего сгорания, в данном случае дизеля на всех эксплуатационных режимах и непрерывную работу без ограничения по времени работы на холостом ходу и малых нагрузках - обычно менее 25% - (долевые режимы) за счет повышения температуры выпускных газов до уровня, при котором исключается выброс из цилиндров в выпускной тракт и наружу несгоревшего масла и закоксовывание проточной части турбины турбокомпрессора обычно до уровня не менее 250°С. Однако выхлопной газ не проходит никакой предварительной подготовки и/или регулировки по содержанию воды в выхлопных газах и по температуре перепускаемых выхлопных газов, что не позволяет в полной мере использовать возможности использования выхлопного газа для увеличения КПД и мощности двигателя внутреннего сгорания.

Задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является оптимизация режима подачи выхлопных газов ДВС во впускной трубопровод ДВС.

Технический результат заключается в уменьшении количества воды, попадающей в цилиндры двигателя совместно с выхлопными газами через систему рециркуляции отработавших газов, снижение токсичности выхлопных газов, повышение мощности и снижение расхода топлива.

Указанная задача решается, а технический результат достигается за счет того, что система рециркуляции отработавших газов двигателя внутреннего сгорания содержит перепускной трубопровод с регулируемым запорным элементом, причем вход перепускного трубопровода сообщен с выпускным трубопроводом двигателя внутреннего сгорания, а выход перепускного трубопровода сообщен с впускным трубопроводом двигателя внутреннего сгорании, перепускной трубопровод выполнен съемным с возможностью присоединения посредством накидных гаек, а перепускной трубопровод по ходу потока перепускаемых продуктов сгорания снабжен последовательно расположенными теплоотводной трубой с воздушным или жидкостным охлаждением и сепаратором для отвода влаги, причем последний размещен перед регулируемым запорным элементом.

Теплоотводная труба, предпочтительно, выполнена в виде сильфонного участка трубопровода.

Гофры, предпочтительно, сильфонного участка трубопровода выполнены спиральными.

Сепаратор, предпочтительно, выполнен в виде фильтра - влагоотделителя.

Сепаратор может быть выполнен в виде колена, снабженного дренажным штуцером, расположенным на выпуклой стороне колена в месте его максимального изгиба.

Регулируемый запорный элемент может быть выполнен в виде дроссельной заслонки.

За регулируемым запорным элементом по ходу потока перепускаемых продуктов сгорания, предпочтительно, выполнен гофрированный участок перепускного трубопровода.

Регулируемый запорный элемент может быть соединен с гофрированным участком перепускного трубопровода посредством резьбового соединения с накидной гайкой.

Теплоотводная труба, предпочтительно, соединена с сепаратором посредством резьбового соединения с накидной гайкой.

На фиг.1 показан продольный разрез системы рециркуляции отработавших газов двигателя внутреннего сгорания.

На фиг.2 показана фотография системы рециркуляции отработавших газов двигателя внутреннего сгорания.

Система рециркуляции отработавших газов двигателя внутреннего сгорания содержит перепускной трубопровод 1 с регулируемым запорным элементом 2. Вход 3 перепускного трубопровода 1 сообщен с выпускным трубопроводом (не показан) двигателя внутреннего сгорания, а выход 4 перепускного трубопровода 1 сообщен с впускным трубопроводом (не показан) двигателя внутреннего сгорании.

Перепускной трубопровод 1 выполнен съемным с возможностью присоединения посредством накидных гаек 5, а по ходу потока перепускаемых продуктов сгорания перепускной трубопровод 1 снабжен последовательно расположенными теплоотводной трубой 6 с воздушным или жидкостным охлаждением (на чертежах показано воздушное охлаждение атмосферным воздухом) и сепаратором 7 для отвода влаги, причем последний размещен перед регулируемым запорным элементом 2.

Теплоотводная труба 6 выполнена в виде сильфонного участка трубопровода 1.

Гофры сильфонного участка трубопровода 1, предпочтительно, выполнены спиральными, что позволяет закручивать поток выхлопных газов на входе в сепаратор 7 и увеличивать количество отделяемой влаги.

Сепаратор может быть выполнен в виде фильтра - влагоотделителя (не показан) или в виде колена (см. фиг.1 и 2), снабженного дренажным штуцером 8, расположенным на выпуклой стороне колена в месте его максимального изгиба.

Регулируемый запорный элемент 2 выполнен в виде дроссельной заслонки.

За регулируемым запорным элементом 2 по ходу потока перепускаемых продуктов сгорания выполнен гофрированный участок 9 перепускного трубопровода.

Регулируемый запорный элемент 2 соединен с гофрированным участком 9 перепускного трубопровода 1 посредством резьбового соединения с накидной гайкой 10.

Теплоотводная труба 6, предпочтительно, соединена с сепаратором 7 посредством резьбового соединения с накидной гайкой 11.

После подключения перепускного трубопровода 1 с помощью накидных гаек 5 производят отбор выхлопных газов из выпускного трубопровода ДВС, при этом выхлопные газы вначале охлаждаются в теплоотводной трубе 6 газом или жидкостью. Охлажденные выхлопные газы из теплоотводной трубы 6 поступают в сепаратор 7, например фильтр - влагоотделитель или колено (см. фиг.1 и 2, где отделенная влага выводиться через дренажный штуцер 8). Обезвоженные и охлажденные выхлопные газы через регулируемый запорный элемент 2, которым устанавливается заданный расход, температура и влажность выхлопных газов, поступают в гофрированный участок 9 перепускного трубопровода 1 и далее во впускной трубопровод двигателя внутреннего сгорании.

Подача подготовленного выхлопного газа может осуществляться после впрыска топлива, за впрыском топлива и в другие технологические этапы подготовки топливной смеси. Для изготовления перепускного трубопровода 1 с регулируемым запорным элементом 2 наиболее целесообразно использовать окалиностойкий зеркальный материал, например сталь 12Х18Н10Т по ГОСТ 5632-72.

Возвращая часть (до 7-10% отработавших газов) обратно на впуск, сознательно «портят» процесс сгорания, замедляя его скорость, снижая температуру и давление в цилиндре, т.е. создают условия, способствующие уменьшению выброса оксидов азота. Следует отметить, что рециркуляция отработавших газов - наиболее удобный и наименее «вредный» с точки зрения ухудшения показателей двигателя способ снижения выброса оксидов азота. Кроме того, когда включается система рециркуляции отработавших газов двигателя внутреннего сгорания, происходит определенная экономия топлива. Объясняется это тем, что в момент включения в работу системы рециркуляции отработавших газов двигателя внутреннего сгорания компьютер, которыми оснащены в настоящее время все современные автомобили, приводит в действие программу, которая отвечает за так называемое обеднение топливной смеси, т.е. за снижение подачи топлива в составе топливовоздушной смеси. Этот процесс исполняется и контролируется, как правило, при помощи датчика кислорода, что предотвращает снижение характеристик работы двигателя внутреннего сгорания.

Таким образом, настоящее изобретение может быть использовано в автомобильной промышленности.

Похожие патенты RU2509906C1

название год авторы номер документа
Система рециркуляции газодизельного двигателя 2018
  • Савельев Геннадий Степанович
  • Кочетков Максим Николаевич
  • Овчинников Евгений Валентинович
  • Лобачевский Яков Петрович
  • Трубицын Андрей Владимирович
  • Уютов Сергей Юрьевич
RU2697600C1
Двигатель внутреннего сгорания 1989
  • Жлобич Анатолий Викторович
  • Санкович Евгений Савельевич
SU1671921A1
Двигатель внутреннего сгорания 1978
  • Сайкин Андрей Михайлович
  • Саржинов Олег Абрамович
  • Френкель Александр Измайлович
  • Гутман Анатолий Львович
  • Пресман Владимир Александрович
  • Каганович Илья Львович
  • Крутов Александр Иванович
SU883536A1
ДВУХТАКТНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ 1992
  • Болычевский Юрий Михайлович
RU2054128C1
Двигатель внутреннего сгорания с газотурбинным наддувом 1990
  • Булаев Владимир Григорьевич
  • Чернозипунникова Наталья Владимировна
SU1751380A1
ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА ПОДВОДНОГО АППАРАТА 2013
  • Дорофеев Владимир Юрьевич
  • Замуков Владимир Вартанович
  • Сидоренков Дмитрий Владимирович
RU2542166C1
Комбинированный двигатель внутреннего сгорания 1989
  • Крайнюк Александр Иванович
SU1657695A1
Устройство управления рециркуляцией для карбюраторного двигателя внутреннего сгорания 1977
  • Анри Арно
  • Марсьяль Юблен
  • Жорж Дево
  • Клод Ламбер
  • Анри Мильо
SU793415A3
УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕЦИРКУЛЯЦИИ ОТРАБОТАВШИХ ГАЗОВ 2000
  • Медведев Ю.С.
  • Подчинок В.М.
  • Шестаков С.В.
  • Гордивский В.Н.
RU2190774C2
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРИСАДКИ ВОДЫ В ПЕРВИЧНЫЙ ВОЗДУХ 2007
  • Девянин Сергей Николаевич
  • Трутнев Василий Викторович
RU2336422C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 509 906 C1

Реферат патента 2014 года СИСТЕМА РЕЦИРКУЛЯЦИИ ОТРАБОТАВШИХ ГАЗОВ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

Изобретение относится к двигателестроению, а именно к двигателям внутреннего сгорания. Сущность изобретения: система рециркуляции отработавших газов двигателя внутреннего сгорания содержит перепускной трубопровод с регулируемым запорным элементом. Вход перепускного трубопровода сообщен с выпускным трубопроводом двигателя внутреннего сгорания, а выход перепускного трубопровода сообщен с впускным трубопроводом двигателя внутреннего сгорании. Перепускной трубопровод выполнен съемным с возможностью присоединения посредством накидных гаек, а перепускной трубопровод по ходу потока перепускаемых продуктов сгорания снабжен последовательно расположенными теплоотводной трубой с воздушным или жидкостным охлаждением и сепаратором для отвода влаги, причем последний размещен перед регулируемым запорным элементом. Техническим результатом изобретения является уменьшение количества воды, попадающей в цилиндры двигателя совместно с выхлопными газами через систему рециркуляции отработавших газов, снижение токсичности выхлопных газов, повышение мощности и снижение расхода топлива. 8 з.п. ф-лы, 2 ил.

Формула изобретения RU 2 509 906 C1

1. Система рециркуляции отработавших газов двигателя внутреннего сгорания, содержащая перепускной трубопровод с регулируемым запорным элементом, причем вход перепускного трубопровода сообщен с выпускным трубопроводом двигателя внутреннего сгорания, а выход перепускного трубопровода сообщен с впускным трубопроводом двигателя внутреннего сгорании, отличающаяся тем, что перепускной трубопровод выполнен съемным с возможностью присоединения посредством накидных гаек, а перепускной трубопровод по ходу потока перепускаемых продуктов сгорания снабжен последовательно расположенными теплоотводной трубой с воздушным или жидкостным охлаждением и сепаратором для отвода влаги, причем последний размещен перед регулируемым запорным элементом.

2. Система по п.1, отличающаяся тем, что теплоотводная труба выполнена в виде сильфонного участка трубопровода.

3. Система по п.2, отличающаяся тем, что гофры сильфонного участка трубопровода выполнены спиральными.

4. Система по п.1, отличающаяся тем, что сепаратор выполнен в виде фильтра - влагоотделителя.

5. Система по п.1, отличающаяся тем, что сепаратор выполнен в виде колена, снабженного дренажным штуцером, расположенным на выпуклой стороне колена в месте его максимального изгиба.

6. Система по п.1, отличающаяся тем, что регулируемый запорный элемент выполнен в виде дроссельной заслонки.

7. Система по п.1, отличающаяся тем, что за регулируемым запорным элементом по ходу потока перепускаемых продуктов сгорания выполнен гофрированный участок перепускного трубопровода.

8. Система по п.7, отличающаяся тем, что регулируемый запорный элемент соединен с гофрированным участком перепускного трубопровода посредством резьбового соединения с накидной гайкой.

9. Система по п.1, отличающаяся тем, что теплоотводная труба соединена с сепаратором посредством резьбового соединения с накидной гайкой.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2014 года RU2509906C1

ДИЗЕЛЬ С ВПУСКНЫМ И ВЫПУСКНЫМ ТРАКТАМИ, СОЕДИНЕННЫМИ МЕЖДУ СОБОЙ ПЕРЕПУСКНОЙ ТРУБОЙ 2006
  • Капитанский Виль Моисеевич
RU2349782C2
УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕЦИРКУЛЯЦИИ ОТРАБОТАВШИХ ГАЗОВ 2000
  • Медведев Ю.С.
  • Подчинок В.М.
  • Шестаков С.В.
  • Гордивский В.Н.
RU2190774C2
Устройство для одновременного завинчивания нескольких гаек 1929
  • Макаров А.М.
SU19558A1
Регулятор давления для резервуаров с пивом 1952
  • Козырев Б.П.
SU96612A1
KR 100350883 B1, 19.08.2002
0
SU220887A1

RU 2 509 906 C1

Авторы

Курчаков Юрий Константинович

Даты

2014-03-20Публикация

2012-12-06Подача