Система подачи для введения рециркулируемого отработанного газа - RU2700845C1

Чертежи

Описание

Изобретение относится к системе подачи рециркулируемого отработанного газа в воздух для сгорания двигателей внутреннего сгорания.

При возврате (рециркуляции) отработанного газа часть образовавшегося при сгорании отработанного газа подается в необходимый для сгорания топлива свежий воздух в качестве инертного газа, для того чтобы вследствие этого сокращать содержание кислорода в воздухе для сгорания. Вследствие этого сгорание проходит на более низком уровне температуры, и образование оксидов азота уменьшается. В JP 931 7579 A представлены различные системы подачи для введения образовывающегося при сгорании отработанного газа в воздух для сгорания. При этом речь идет о нескольких трубах подачи отработанного газа, которые вставляются в соответствующие каналы свежего воздуха отдельных цилиндров. Посредством описанных систем должно достигаться максимально однородное смешивание отработанного газа со свежим воздухом для сгорания, для того чтобы таким образом была возможность равномерно понижать во всех цилиндрах двигателя внутреннего сгорания уровень температуры сгорания. Однако, благодаря введению отработанного газа попадают содержащиеся в отработанном газе частицы сажи в канал свежего воздуха, которые при более длительной продолжительности работы двигателя внутреннего сгорания оседают, в частности, на краях и выступах канала свежего воздуха. Эти отложения являются проблемой, в частности, в том случае, если двигатель внутреннего сгорания оснащен быстродействующими клапанами, которые предусмотрены для быстрой остановки двигателя внутреннего сгорания в аварийных ситуациях. Они находятся в канале свежего воздуха двигателя внутреннего сгорания и блокируют его, для того чтобы достигать вследствие этого мгновенного прерывания подачи необходимого для сгорания свежего воздуха. Благодаря отложениям частиц сажи в области быстродействующего клапана существует та опасность, что при срабатывании быстродействующих клапанов подача свежего воздуха ввиду отложений и связанного с ними недостаточного уплотнения канала свежего воздуха прерывается не полностью, или срабатывание клапанов ввиду отложений частиц в механизме клапанов полностью предотвращается, вследствие чего двигатель внутреннего сгорания, таким образом несмотря на срабатывание механизма, может не останавливаться. Для того чтобы обеспечивать постоянную работоспособность быстродействующих клапанов, для соответствующих двигателей внутреннего сгорания зачастую устанавливаются поэтому требования к техническому обслуживанию, которые предусматривают регулярное, выполняемое вручную приведение в действие быстродействующих клапанов, для того чтобы вследствие этого удалять возможные отложения в области клапанов. На практике это оказалось очень трудоемким.

Задача данного изобретения минимизировать требования к техническому обслуживанию.

Задача решается согласно изобретению вследствие того, что в канале свежего воздуха для прерывания подачи свежего воздуха перед головкой цилиндра двигателя внутреннего сгорания расположен быстродействующий клапан. Выходное отверстие возврата отработанного газа расположено при этом по центру в канале свежего воздуха и в направлении потока свежего воздуха с образованием минимального зазора перед быстродействующим клапаном. Другими словами выходное отверстие возврата отработанного газа и тарелка быстродействующего клапана напрямую не соприкасаются в закрытом состоянии. Для реализации этой системы используется для подачи потока отработанного газа колено (изгиб) трубы.

Предпочтительным в соответствующей изобретению системе является то, что смешивание потока отработанного газа и потока свежего воздуха происходит в направлении потока лишь позади быстродействующего клапана. Дополнительно ввиду соответствующего изобретению расположения возврата отработанного газа обеспечивается весьма однородное смешивание свежего воздуха и рециркулируемого (возвращаемого) отработанного газа. Введенный в поток свежего воздуха поток отработанного газа распространяется в канале свежего воздуха от выходного отверстия в виде турбулентного потока концентрически, пока он не достигнет стенки канала свежего воздуха. Длина участка до достижения стенки канала свежего воздуха зависит при этом от чисел Рейнольдса обоих потоков. Благодаря непосредственному расположению выходного отверстия трубы подачи отработанного газа перед тарелкой быстродействующего клапана обеспечено то, что в области клапанного механизма отложение содержащихся в отработанном газе частиц сажи не происходит. Вследствие этого обеспечена постоянная функциональная готовность клапанного механизма, вследствие чего требование технического обслуживания к регулярному, выполняемому вручную приведению в действие быстродействующего клапана отпадает.

Подробности изобретения разъясняются при помощи следующего чертежа. На чертеже показан:

фиг.1 - канал свежего воздуха с быстродействующим клапаном и выполненной в виде колена трубы трубой подачи отработанного газа.

На фиг.1 изображен канал 1 свежего воздуха двигателя внутреннего сгорания. При рассмотрении в направлении чертежа необходимый для сгорания свежий воздух протекает сверху вниз в канал 1 свежего воздуха, ссылочная позиция «ВХОД». В канале 1 свежего воздуха находится быстродействующий клапан 4, который служит для прерывания потока свежего воздуха, для того чтобы делать возможной быструю остановку двигателя внутреннего сгорания. Быстродействующий клапан 4 включает в себя быстродействующий клапанный механизм 7 и тарелку 6 клапана. Закрытие быстродействующего клапана 4 осуществляется при необходимости посредством приведения в действие указанного механизма 7. Непосредственно перед тарелкой 6 быстродействующего клапана 4 находится по центру в канале 1 свежего воздуха выходное отверстие 2 возврата 3 отработанного газа. Согласно изобретению "непосредственно" следует понимать таким образом, что выходное отверстие 2 возврата 3 отработанного газа расположено с образованием минимального зазора перед тарелкой 6 быстродействующего клапана 4, так что выходное отверстие 2 и тарелка 6 клапана напрямую не соприкасаются при закрытом быстродействующем клапане 4. Центральное расположение выходного отверстия 2 в канале 1 свежего воздуха необходимо, для того чтобы с одной стороны достигать наиболее однородного смешивания обоих газов, а с другой стороны, для того чтобы участок до достижения внутренней стенки содержащимися в отработанном газе частицами сажи выполнять максимально большим. Для центрального расположения выходного отверстия 2 в канале 1 свежего воздуха возврат 3 отработанного газа выполнен в виде колена 5 трубы.

При помощи возврата 3 отработанного газа в свежий воздух подается часть возникающего при сгорании отработанного газа. От выходного отверстия 2 возврата 3 отработанного газа поступающий в свежий воздух отработанный газ распространяется в условиях турбулентного потока концентрически. Содержащиеся в отработанном газе частицы сажи достигают таким образом внутренней стенки канала 1 свежего воздуха при рассмотрении в направлении потока лишь далеко позади быстродействующего клапана 4. Отложение частиц сажи в области быстродействующего клапана 4 вследствие этого эффективно предотвращается. Поток отработанного газа в канале 1 свежего воздуха обозначен на фиг.1, исходя от выходного отверстия 2 возврата 3 отработанного газа, в виде пунктирной линии 8 потока, для того чтобы изображать направление потока в канале свежего воздуха. После полного смешивания отработанного газа и свежего воздуха газовая смесь покидает канал 1 свежего воздуха, в конечном счете, при рассмотрении в направлении чертежа направо в направлении камеры сгорания, ссылочная позиция «ВЫХОД».

СПИСОК ССЫЛОЧНЫХ ПОЗИЦИЙ

1 канал свежего воздуха

2 выходное отверстие

3 возврат отработанного газа

4 быстродействующий клапан

5 колено трубы

6 тарелка клапана

7 быстродействующий клапанный механизм

8 линия потока.

Реферат

Изобретение относится к машиностроению, а именно к системам подачи рециркулируемого отработанного газа в воздух для сгорания в двигателях внутреннего сгорания. Система подачи для введения рециркулируемого отработанного газа в канал (1) свежего воздуха двигателя внутреннего сгорания содержит в канале (1) свежего воздуха для прерывания подачи свежего воздуха перед головкой цилиндра двигателя внутреннего сгорания быстродействующий клапан (4). Выходное отверстие (2) возврата (3) отработанного газа расположено по центру в канале (1) свежего воздуха и в направлении потока свежего воздуха с образованием минимального зазора перед быстродействующим клапаном (4). Технический результат заключается в исключении отложения сажи в области клапанного механизма. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Формула