Форсунка для подачи восстановителя и устройство для снижения токсичности отработавших газов



Форсунка для подачи восстановителя и устройство для снижения токсичности отработавших газов
Форсунка для подачи восстановителя и устройство для снижения токсичности отработавших газов
Форсунка для подачи восстановителя и устройство для снижения токсичности отработавших газов
Форсунка для подачи восстановителя и устройство для снижения токсичности отработавших газов
Форсунка для подачи восстановителя и устройство для снижения токсичности отработавших газов

 


Владельцы патента RU 2541087:

ЭМИТЕК ГЕЗЕЛЬШАФТ ФЮР ЭМИССИОНСТЕХНОЛОГИ МБХ (DE)

Изобретение относится к устройству для снижения токсичности отработавших газов (ОГ) с компонентом для снижения токсичности. Форсунка (1) для подачи водного раствора мочевины в качестве восстановителя (2) в систему (3) выпуска отработавших газов (ОГ), имеющая множество выходных отверстий (4, 5), выполненных при этом с возможностью формирования каждыми из них разных капелек (6, 7) восстановителя (2), различающихся своими размерами. Описано также устройство (14) для снижения токсичности ОГ с компонентом (15) для снижения токсичности ОГ и с по меньшей мере одной соответствующей форсункой (1), у которой по меньшей мере две группы (11, 12) выходных отверстий (4, 5) обеспечивают попадание восстановителя в разные смачиваемые им зоны (16, 17) на компоненте (15) для снижения токсичности ОГ. Техническим результатом изобретения является обеспечение варьируемой подачи жидкости и максимально полного ее химического превращения. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 5 ил.

 

Изобретение относится к форсунке для подачи восстановителя в систему выпуска отработавших газов (ОГ), а также к устройству для снижения токсичности ОГ с компонентом для снижения токсичности ОГ и с по меньшей мере одной подобной форсункой. Такие системы используются главным образом для регулируемой подачи водного раствора мочевины в систему выпуска ОГ в целях прежде всего уменьшения содержания в них оксидов азота.

Способ превращения прежде всего оксидов азота, содержащихся в ОГ, с использованием водного раствора мочевины и пригодного для этого катализатора известен, например, под названием "СКВ-способ" (способ селективного каталитического восстановления).

Необходимый для протекания СКВ-реакции аммиак при этом обычно используют не непосредственно, т.е. в чистом виде, а в виде 32,5%-ного водного раствора мочевины, выпускаемого также под наименованием AdBlue®. Такой водный раствор раствора мочевины впрыскивают, например, с помощью дозирующего насоса или форсунки в выходной тракт перед СКВ-катализатором.

Водный раствор мочевины превращается при этом в аммиак и совместно с ОГ проходит через СКВ-катализатор. Превращение водного раствора мочевины в аммиак может происходить в результате термолиза и/или гидролиза. В то время как при термолизе водный раствор мочевины подвергают нагреву, в результате которого происходит соответственно разложение мочевины, при гидролизе протекает каталитически активируемая реакция, в результате которой мочевина превращается в аммиак. Для протекания термолиза могут быть предусмотрены внешние нагревательные элементы, контактирующие с водным раствором мочевины. Однако существует также возможность нагрева мочевины до требуемых температур путем тонкодисперсного распыления водного раствора мочевины в поток горячих ОГ. Для протекания же гидролиза необходимо предусматривать соответствующий катализатор гидролиза, с которым водный раствор мочевины вводят в контакт совместно с ОГ или же вне системы выпуска ОГ. Настоящее изобретение относится к варианту с подачей водного раствора мочевины непосредственно в систему выпуска ОГ, в присутствии которых тем самым происходит превращение мочевины в аммиак.

Протекающие при этом реакции можно представить в следующем виде.

Гидролиз раствора мочевины:

пиролиз: (NH2)2CO→NH3+HNCO (изоциановая кислота)

гидролиз: HNCO+H2O→NH3+CO2

В результате превращения водного раствора мочевины образуются прежде всего аммиак и CO2. Образовавшийся таким путем аммиак может в специальном СКВ-катализаторе взаимодействовать при соответствующей температуре с оксидами азота, содержащимися в ОГ. Существующие СКВ-катализаторы подразделяются в основном на два типа. Каталитически активным материалом СКВ-катализаторов одного типа служат в основном диоксид титана, пентаоксид ванадия и оксид вольфрама. В СКВ-катализаторах другого типа в качестве каталитически активных материалов используются цеолиты.

Восстановление оксидов азота:

4NH3+4NO+O2→4N2+6H2O ("стандартное СКВ")

2NH3+NO+NO2→2N2+3H2O ("быстрое СКВ")

4NH3+3NO2→3,5N2+6H2O ("СКВ NO2")

Количество впрыскиваемой мочевины регулируют в зависимости от количества оксидов азота, выбрасываемых двигателем внутреннего сгорания (ДВС), и тем самым в зависимости от мгновенной частоты вращения вала двигателя и развиваемого им крутящего момента. Расход водного раствора мочевины составляет в зависимости от исходных выбросов оксида азота дизельным двигателем примерно от 2 до 8% от используемого количества дизельного топлива. При дозировании мочевины в слишком малом количестве снижается эффективность уменьшения содержания оксидов азота в ОГ. При дозировании же мочевины в слишком большом количестве образовавшийся из нее аммиак не может расходоваться целиком на реакцию с NOx и поэтому может попадать в окружающую среду. Поскольку аммиак обладает едким запахом и может ощущаться уже при очень малых концентрациях, подобные свойства аммиака привели бы при его передозировке к появлению неприятного запаха вблизи автомобиля. Воспрепятствовать этому можно, установив за СКВ-катализатором катализатор окисления.

В отношении места впрыскивания восстановителя уже обсуждались многие варианты. Так, например, водный раствор мочевины можно подавать по ходу потока перед смесительным элементом, по ходу потока за ним, в зоне завихрительной камеры, по ходу потока перед СКВ-катализатором, по ходу потока за компонентом для снижения токсичности ОГ и в других точках. Однако при этом в любом случае интерес представляет обеспечение максимально равномерного, соответственно быстрого перемешивания восстановителя с ОГ в их потоке, что является необходимым условием присутствия реагентов в достаточном количестве при их прохождении через катализатор. При этом уже неоднократно поднималась проблема обеспечения максимально быстрого и полного испарения раствора мочевины, с одной стороны, и равномерного распределения восстановителя в потоке ОГ, с другой стороны, с учетом конкретно преобладающих в ОГ условий. Важную роль при этом играют температура ОГ, характеристики их потока и их состав.

До настоящего времени еще не удалось найти решение указанной выше проблемы, прежде всего с малыми техническими затратами, которое полностью удовлетворяло бы требованиям, предъявляемым множеством самых разнообразных систем выпуска ОГ. В этом отношении в автомобилестроении особо сложной является прежде всего задача по дооборудованию существующих систем выпуска ОГ.

Исходя из вышеизложенного, в основу настоящего изобретения была положена задача по меньшей мере частично решить проблемы, рассмотренные выше в описании уровня техники. Задача изобретения состояла прежде всего в разработке форсунки, которая имела бы простую конструкцию и обеспечивала бы возможность варьируемой, соответственно согласованной с характером движения потока ОГ в системе их выпуска подачи восстановителя. Помимо этого для обеспечения максимально полного химического превращения, соответственно испарения восстановителя необходимо было предложить наиболее предпочтительное размещение форсунки в системе выпуска ОГ.

Указанные задачи решаются с помощью форсунки, заявленной в п.1 формулы изобретения. Различные предпочтительные варианты осуществления изобретения представлены в зависимых пунктах формулы изобретения. Необходимо отметить, что представленные по отдельности в пунктах формулы изобретения его отличительные особенности могут использоваться в любом технически целесообразном сочетании друг с другом и могут образовывать другие варианты осуществления изобретения. Помимо этого изобретение более подробно рассмотрено в последующем описании, прежде всего во взаимосвязи с прилагаемыми к нему чертежами, в котором представлены также другие варианты осуществления изобретения.

Предлагаемая в изобретении форсунка для подачи восстановителя в систему выпуска отработавших газов имеет множество выходных отверстий, выполненных при этом с возможностью формирования каждыми из них разных капелек восстановителя.

Форсунка обычно имеет присоединительную часть, позволяющую соединять ее с системой питания восстановителем. Для этого форсунка обычно имеет крепежную часть, позволяющую фиксировать ее, например, на выпускном трубопроводе системы выпуска ОГ. Такая крепежная часть может иметь дополнительные изоляционные средства, обеспечивающие возможность термического изолирования форсунки от горячей системы выпуска ОГ. Помимо этого форсунка имеет подающую (рабочую) часть, которая обычно расположена внутри системы выпуска ОГ. В этой подающей части форсунки и предусмотрено множество выходных отверстий, позволяющих впрыскивать через них восстановитель в выпускной трубопровод, например, под давлением в пределах от 3 до 30 бар.

Согласно изобретению у предлагаемой в нем форсунки предусмотрены выходные отверстия, выполненные с возможностью формирования каждыми из них разных капелек восстановителя. Сказанное означает, в частности, что при заданном давлении восстановителя и при активизации форсунки, например, на заданный промежуток времени из нее одновременно выходят капельки разных размеров. При этом формируются капельки по меньшей мере двух разных типов, соответственно двух разных размеров. В принципе выходными отверстиями одновременно может формироваться также множество разных капелек. Формирование разных капелек одной и той же форсункой позволяет целенаправленно задавать траекторию капелек с учетом параметров ОГ. При наличии, например, заданной смачиваемой восстановителем зоны, в которую должны попадать конкретные капельки восстановителя, возможно такое согласование типов капелек, чтобы они при впрыскивании восстановителя (например, в зависимости от проходимого в потоке ОГ расстояния, соответственно угла, составляемого с направлением потока ОГ) точно попадали (двигаясь по разным траекториям) в эту смачиваемую восстановителем зону. Соответствующая ориентация форсунки, соответственно разных ее выходных отверстий позволяет особо простым путем монтировать форсунку с обеспечением широких возможностей по варьированию и высокой точности попадания капелек в заданную зону.

При этом в особенно предпочтительном варианте выполнения предлагаемой в изобретении форсунки ее выходные отверстия выполнены с разным проходным сечением. Если, например, рассматривать выходное отверстие как своего рода круглое (сверленое) отверстие, то разные выходные отверстия могут быть выполнены, следовательно, с разным круглым поперечным сечением. Однако по меньшей мере часть выходных отверстий можно также выполнять с сужающимся, соответственно расширяющимся в направлении потока восстановителя проходным сечением. Очевидно, что возможны также комбинации проходных сечений таких типов. Помимо этого можно также варьировать, например, ориентацию (направление) выходных отверстий, соответственно направление потока восстановителя через проходные сечения.

Для придания форсунке особо простой конструкции предлагается, кроме того, выполнять выходные отверстия в дисковом распылителе. При этом форсунку можно, например, выполнять со стандартизированным корпусом, пригодным для универсального применения, и оснащать соответствующим дисковым распылителем, предназначенным для применения в каждом конкретном случае. Дисковый распылитель, кроме того, можно при необходимости выполнять поворачиваемым вокруг оси форсунки, что позволяет изменять положение выходных отверстий относительно оси форсунки, соответственно относительно системы выпуска ОГ. Дисковый распылитель необязательно должен быть выполнен плоским, а вместо этого при определенных условиях возможно применение изогнутых дисковых распылителей. Помимо этого можно также располагать непосредственно друг за другом множество дисковых распылителей с тем, чтобы путем поворота обоих дисковых распылителей друг относительно друга образовывать определенное проходное сечение, соответственно чтобы обеспечить возможность формирования разных капелек восстановителя, в том числе и при работе форсунки, соответственно системы выпуска ОГ.

В еще одном варианте выполнения предлагаемой в изобретении форсунки выходные отверстия разделены на по меньшей мере две группы. Сказанное означает также, что у форсунки можно выделить зоны, в каждой из которых предусмотрены выходные отверстия только одного типа. Термин "разделены" в данном контексте, таким образом, прежде всего означает, что по меньшей мере две группы выходных отверстий пространственно отграничены, соответственно отстоят друг от друга. В особых случаях могут быть предусмотрены также другие группы выходных отверстий, прежде всего несколько групп одинаковых выходных отверстий в каждой. Благодаря этому удается прежде всего обособить друг от друга направления впрыскивания, соответственно формируемые струи впрыскиваемого восстановителя и исключить их значительное отрицательное влияние друг на друга при работе форсунки.

В еще одном варианте выполнения предлагаемой в изобретении форсунки все выходные отверстия соединены с единственным подводящим каналом. Такой подводящий канал выполнен цилиндрическим и/или кольцеобразным и обычно проходит вдоль центральной оси форсунки вплоть до ее выходных отверстий. В соответствии с этим подводящий канал соединен также с системой питания восстановителем. Сказанное позволяет, таким образом, сделать вывод о том, что у всех выходных отверстий преобладает то же самое давление нагнетания восстановителя, которое преобладает и в общем, единственном подводящем канале. Подводящий канал можно по мере необходимости открывать, соответственно закрывать с помощью, например, штифтового клапанного элемента, заслонки или иного аналогичного элемента, регулируя таким путем подачу восстановителя к выходным отверстиям. Тем самым обеспечивается также особая простота конструкции форсунки.

В одном из особенно предпочтительных вариантов осуществления изобретения в нем предлагается устройство для снижения токсичности отработавших газов (ОГ) с компонентом для снижения токсичности ОГ и с по меньшей мере одной форсункой предлагаемого в изобретении типа, у которой по меньшей мере две группы выходных отверстий обеспечивают попадание восстановителя в разные смачиваемые им зоны на компоненте для снижения токсичности ОГ. Обычно подобную форсунку вставляют наклонно в выпускной трубопровод, вследствие чего, например, ее центральная ось также оказывается расположена наклонно к торцевой стороне компонента для снижения токсичности ОГ.

Подобную форсунку при этом в принципе можно располагать по ходу потока ОГ перед компонентом для снижения их токсичности и/или за ним. При расположении форсунки перед компонентом для снижения токсичности ОГ восстановитель подается в направлении потока ОГ. В противном случае, т.е. когда восстановитель должен подаваться на заднюю торцевую сторону компонента для снижения токсичности ОГ, подача восстановителя происходит навстречу направлению потока ОГ.

С целью обеспечить максимально равномерное смачивание компонента для снижения токсичности ОГ восстановителем необходимо принимать во внимание, прежде всего в зависимости от расстояния между форсункой и торцевой стороной компонента для снижения токсичности ОГ, расширение струи восстановителя с учетом характера движения потока ОГ. В данном случае предлагаемая в изобретении форсунка позволяет предусматривать по группе выполненных особым образом выходных отверстий для разных смачиваемых восстановителем зон на компоненте для снижения токсичности ОГ, соответственно для траекторий свободного движения капелек восстановителя. Конкретное выполнение выходных отверстий может ориентироваться прежде всего на характер движения потока ОГ, соответственно на поведение капелек восстановителя при их свободном движении в потоке ОГ. В обеих группах выходных отверстий могут быть, таким образом, согласованы размер формируемых ими капелек, направление их распыления и иные аналогичные параметры.

Благодаря равномерному (во времени) смачиванию компонента для снижения токсичности ОГ восстановителем обеспечивается равномерное использование его тепловой массы в зоне его торцевой стороны и, как следствие, происходит соответствующее равномерное, быстрое испарение восстановителя. Помимо этого исключается охлаждение компонента для снижения токсичности ОГ из-за особо интенсивного смачивания его отдельного участка, каковое охлаждение может отрицательно сказываться прежде всего на каталитической активности такого компонента для снижения токсичности ОГ. Помимо этого такие компоненты для снижения токсичности ОГ могут иметь также своего рода аккумулирующее покрытие, которое образует определенный накопитель для снабжения газообразным восстановителем. В этом случае также должно обеспечиваться максимально равномерное использование компонента для снижения токсичности ОГ.

В том случае, когда восстановитель подается по ходу потока ОГ перед компонентом для снижения их токсичности, он может представлять собой, например, фильтр для улавливания твердых частиц и/или катализатор гидролиза. Сказанное в предпочтительном варианте относится также к подаче восстановителя по ходу потока ОГ за компонентом для снижения их токсичности, при этом с катализатором или же без него может быть выполнена (при необходимости только) соответствующая смачиваемая восстановителем зона на торцевой стороне компонента для снижения токсичности ОГ.

В одном из предпочтительных вариантов выполнения предлагаемого в изобретении устройства по меньшей мере одна форсунка позволяет подавать крупные первые капельки в удаленную на большее расстояние от нее первую смачиваемую восстановителем зону и подавать мелкие вторые капельки в расположенную ближе к ней вторую смачиваемую восстановителем зону на компоненте для снижения токсичности ОГ. В соответствии с этим в данном случае, таким образом, предусмотрены две группы разных выходных отверстий, из которых выходные отверстия первой их группы формируют крупные первые капельки. Такие крупные первые капельки должны проходить сравнительно большой путь в потоке ОГ, и поэтому формирование в данном случае крупных капелек должно до минимально возможного снижать влияние на них потока ОГ. Для смачивания же восстановителем расположенных ближе к форсунке зон компонента для снижения токсичности ОГ формируются мелкие вторые капельки, струя которых при определенных условиях может дополнительно расширяться потоком ОГ и которые тем самым могут попадать также на краевые отдельные участки торцевой стороны компонента для снижения токсичности ОГ.

При создании изобретения было установлено, что по меньшей мере одну форсунку наиболее предпочтительно располагать в направлении потока ОГ за компонентом для снижения токсичности ОГ и направлять на его заднюю торцевую сторону. В этом случае подача восстановителя происходит, таким образом, навстречу направлению потока ОГ, вследствие чего струя распыляемого, соответственно впрыскиваемого форсункой восстановителя подвергается также значительному влиянию со стороны потока ОГ. Именно в этом случае разное выполнение выходных отверстий позволяет целенаправленно регулировать траекторию свободного движения (полета) капелек восстановителя в потоке ОГ с обеспечением в результате целенаправленного, в целом равномерного смачивания восстановителем задней торцевой стороны компонента для снижения токсичности ОГ.

В еще одном предпочтительном варианте выполнения предлагаемого в изобретении устройства предусмотрена направляющая для по меньшей мере одной форсунки. Такая направляющая представляет собой прежде всего средство для направленного перемещения форсунки при ее установке в систему выпуска ОГ, при этом предусмотрены, например, регулировочные и иные аналогичные средства, которые позволяют, в том числе и в последующем при возникновении необходимости в этом юстировать форсунку.

Настоящее изобретение используется прежде всего в автомобиле с ДВС и с подсоединенной к нему системой выпуска ОГ, в которой в направлении потока ОГ расположены сначала компонент для снижения токсичности ОГ, затем по меньшей мере одна форсунка и далее СКВ-катализатор. По меньшей мере одна форсунка трубопроводом для подачи восстановителя ("восстановителепроводом") соединена, например, с насосом и баком, в котором хранится запас восстановителя. В данном случае может быть предусмотрен также возвратный трубопровод, ведущий от форсунки, соответственно от восстановителепровода в бак с восстановителем, при этом должны быть предусмотрены соответствующие клапаны. Управление форсункой может осуществляться блоком управления, интегрированным, например, в систему управления двигателем внутреннего сгорания. В системе выпуска ОГ могут быть предусмотрены, кроме того, датчики, другие компоненты для снижения токсичности ОГ и иные аналогичные устройства для возможности целенаправленной, регулируемой подачи восстановителя, в первую очередь водного раствора мочевины.

Ниже изобретение, а также необходимые для его реализации технические средства более подробно рассмотрены со ссылкой на прилагаемые к описанию чертежи. Необходимо отметить, что на этих чертежах представлены особенно предпочтительные варианты осуществления изобретения, которые, однако, не ограничивают его объем. На прилагаемых к описанию чертежах, которые носят схематичный характер, в частности, показано:

на фиг.1 - вид в разрезе предлагаемой в изобретении форсунки, выполненной по первому варианту,

на фиг.2 - фрагмент системы выпуска ОГ с размещенной в ней форсункой,

на фиг.3 - диаграмма, иллюстрирующая распределение формируемых подобной форсункой капелек по размерам,

на фиг.4 - дисковый распылитель с разными выходными отверстиями,

на фиг.5 - вид сзади компонента для снижения токсичности ОГ с несколькими форсунками.

На фиг.1 схематично показана передняя часть форсунки 1, в которой восстановитель 2 подается по единственному центральному подводящему каналу 13 к ее головке в указанном направлении (см. стрелку). В головке форсунки предусмотрены первые выходные отверстия 4 и вторые выходные отверстия 5. Первые выходные отверстия 4 при этом имеют первое проходное сечение 8, которое отлично от второго проходного сечения 9 вторых выходных отверстий 5. В рассматриваемом случае первое проходное сечение 8 выполнено явно большего размера. Первые выходные отверстия 4 и вторые выходные отверстия 5 различаются также между собой направлением струи впрыскиваемого восстановителя (обозначено штрихпунктирной линией). Восстановитель 2 при его подаче по подводящему каналу 13 под заданным давлением проходит одновременно через первые выходные отверстия 4 и вторые выходные отверстия 5 с формированием при этом каждыми из них разных капелек. Они различаются между собой прежде всего траекторией, по которой они движутся в потоке ОГ.

На фиг.2 показано предпочтительное расположение подобной форсунки 1 в устройстве 14 для снижения токсичности ОГ. Система 3 выпуска ОГ выполнена при этом таким образом, что ОГ в направлении 18 их потока проходят сначала через компонент 15 для снижения токсичности ОГ. Такой компонент 15 для снижения токсичности ОГ может быть выполнен (а предпочтительно выполнен) по типу сотового элемента и может быть по меньшей мере частично выполнен по типу фильтра для улавливания твердых частиц и/или катализатора гидролиза. В этом отношении прежде всего можно также предусмотреть выполнение компонента 15 для снижения токсичности ОГ (только) с его задней торцевой стороны 19 с аккумулирующим материалом и/или с каталитическим материалом для восстановителя 2.

(Единственная) форсунка установлена при этом в направляющей 27 под острым углом к задней торцевой стороне 19 компонента 15 для снижения токсичности ОГ. Выполнение форсунки со множеством выходных отверстий, каждые из которых позволяют формировать разные капельки восстановителя 2, позволяет формировать разные отдельные струи. На чертеже при этом показано, что первая отдельная струя, формируемая первыми выходными отверстиями, состоит из крупных первых капелек 6, которые попадают в первую смачиваемую восстановителем зону 16 и которые должны проходить сквозь поток ОГ сравнительно длинный путь до обращенной навстречу им задней торцевой стороны 19. С целью обеспечить лишь минимальное влияние потока ОГ на такую траекторию капелек в данном случае предпочтительно формировать капельки большего размера. В этом отношении расположенных ближе к форсунке участков, которые в данном случае представлены в виде второй смачиваемой восстановителем зоны 17 с задней торцевой стороны 19 компонента 15 для снижения токсичности ОГ, способны достигать вторые капельки 7 меньшего размера, формируемые вторыми выходными отверстиями форсунки 1.

Таким путем прежде всего можно также обеспечить расширение струи капелек, благодаря чему возможно смачивание восстановителем даже достигаемых им под альтернативно большим углом краевых зон. С целью обеспечить при этом формирование максимально точной картины распыления при работе ДВС в разных режимах нагрузок форсунку 1 предпочтительно располагать таким образом, чтобы капельки все еще находились на участке выхода ОГ из компонента 15 для снижения их токсичности. Сказанное означает, в частности, что ОГ после своего прохождения через компонент 15 для снижения их токсичности все еще движутся в основном ламинарным потоком по длине участка, протяженность которого при этом прежде всего составляет максимум 60 мм, а при определенных условиях - всего лишь 40 мм. Конструкция же форсунки благодаря выбору количества, ориентации, соответственно проходного сечения выходных отверстий обеспечивает равномерное смачивание разных смачиваемых восстановителем зон с задней торцевой стороны 19 компонента 15 для снижения токсичности ОГ.

На фиг.3 проиллюстрирована картина распыления восстановителя подобной форсункой. На данном чертеже при этом показана диаграмма, отражающая зависимость количества 26 сформированных капелек от их размера 25. Из приведенной на чертеже диаграммы следует, что показанные слева вторые капельки 7 заданного второго размера в среднем формируются в относительно большом количестве 26. Однако наряду с этим одновременно формируется также (такое же) множество первых капелек 6 большего размера 25, но в меньшем количестве 26. Очевидно, что с помощью форсунки при соответствующем ее конструктивном исполнении можно также формировать капельки еще и других размеров, при этом при определенных условиях возможно также (частичное) перекрытие интервалов соответствующих размеров капелек. Предпочтительно, однако, четкое дифференцирование размеров капелек.

Для формирования подобных, различающихся своими размерами капелек можно использовать дисковый распылитель 10 типа того, который в качестве примера показан на фиг.4. Такой выполненный в данном случае пластинчатой формы круглый дисковый распылитель 10 имеет выходные отверстия не по всей своей площади, а имеет в данном случае две отдельные группы разных выходных отверстий. Так, например, вблизи края дискового распылителя 10 выполнена вторая группа 12 вторых выходных отверстий 5, расположенных в зоне, имеющей форму дугообразного (кольцевого) сегмента. Все вторые выходные отверстия 5 их множества в данном случае выполнены одинаковыми, прежде всего с одинаковым вторым проходным сечением 9. Помимо этого в рассматриваемом примере в центральной части дискового распылителя 10 выполнена первая группа 11 первых выходных отверстий 4. В этой части дискового распылителя выходные отверстия 4 выполнены в явно меньшем количестве и с явно большим первым проходным сечением 8. Асимметричное расположение групп выходных отверстий учитывает прежде всего наклонное расположение форсунки в ее смонтированном состоянии, однако подобная асимметрия в размещении выходных отверстий не является строго обязательной.

На фиг.5 схематично в виде сзади показан компонент для снижения токсичности ОГ, смачиваемый восстановителем, который распыляется несколькими форсунками, в данном случае четырьмя форсунками. Обеспечить равномерное смачивание задней торцевой стороны 19 восстановителем в данном случае, таким образом, невозможно путем его распыления единственной форсункой 23, а вместо этого требуется использовать четыре форсунки 23. Помимо этого по меньшей мере одну из форсунок 23 можно выполнить подвижной, т.е. поворотной, с целью увеличить размеры зоны 20 подачи восстановителя (в каждом случае максимально достижимой восстановителем площади задней торцевой стороны 19). Все форсунки 23, соответственно форсунки 1 соединены (сигнальными) линиями 24 с блоком 21 управления, который прежде всего задает моменты открытия форсунок. В нижней части обозначена конкретная зона 20 подачи восстановителя. Форсунка 1 имеет в данном случае множество разных выходных отверстий, которые различаются между собой прежде всего направлением 22 подачи восстановителя и размером формируемых ими капелек. Для каждой группы выходных отверстий при этом определяют зону подачи восстановителя, при этом размеры капелек и/или направление 22 их подачи согласованы/согласовано с условиями истечения ОГ.

Предлагаемая в изобретении форсунка позволяет особо простым и эффективным путем равномерно смачивать восстановителем задние торцевые стороны компонентов для снижения токсичности ОГ, а также прежде всего пригодна и для соответствующего дооборудования существующих систем выпуска ОГ.

Перечень ссылочных обозначений

1 форсунка
2 восстановитель
3 система выпуска отработавших газов
4 первое выходное отверстие
5 второе выходное отверстие
6 первые капельки
7 вторые капельки
8 первое проходное сечение
9 второе проходное сечение
10 дисковый распылитель
11 первая группа
12 втора группа
13 подводящий канал
14 устройство
15 компонент для снижения токсичности отработавших газов
16 первая смачиваемая восстановителем зона
17 вторая смачиваемая восстановителем зона
18 направление потока
19 задняя торцевая сторона
20 зона подачи восстановителя
21 блок управления
22 направление подачи
23 форсунка
24 (сигнальная) линия
25 размер
26 количество
27 направляющая

1. Форсунка (1) для подачи водного раствора мочевины в качестве восстановителя (2) в систему (3) выпуска отработавших газов, имеющая множество выходных отверстий (4, 5), выполненных при этом с возможностью формирования каждыми из них разных капелек (6, 7) восстановителя (2), различающихся своими размерами.

2. Форсунка (1) по п.1, у которой выходные отверстия (4, 5) выполнены с разным проходным сечением (8, 9).

3. Форсунка (1) по п.1 или 2, у которой выходные отверстия (4, 5) выполнены в дисковом распылителе (10).

4. Форсунка (1) по п.1 или 2, у которой выходные отверстия (4, 5) разделены на по меньшей мере две группы (11, 12).

5. Форсунка (1) по п.1 или 2, у которой все выходные отверстия (4, 5) соединены с единственным подводящим каналом (13).

6. Устройство (14) для снижения токсичности отработавших газов (ОГ) с компонентом (15) для снижения токсичности ОГ и с по меньшей мере одной форсункой (1) по п.4, у которой по меньшей мере две группы (11, 12) выходных отверстий (4, 5) обеспечивают попадание восстановителя в разные смачиваемые им зоны (16, 17) на компоненте (15) для снижения токсичности ОГ.

7. Устройство (14) по п.6, у которого по меньшей мере одна форсунка (1) позволяет подавать крупные первые капельки (6) в удаленную на большее расстояние от нее первую смачиваемую восстановителем зону (16) и подавать мелкие вторые капельки (7) в расположенную ближе к ней вторую смачиваемую восстановителем зону (17) на компоненте (15) для снижения токсичности ОГ.

8. Устройство (14) по п.6, у которого по меньшей мере одна форсунка (1) расположена в направлении (18) потока ОГ за компонентом (15) для снижения токсичности ОГ и направлена на его заднюю торцевую сторону (19).

9. Устройство (14) по одному из пп.6-8, у которого предусмотрена направляющая (27) для по меньшей мере одной форсунки (1).



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к системе питания двигателя внутреннего сгорания. Предложен способ управления подачей топлива, заключающийся в том, что создают давление топлива с помощью ТНВД, подают топливо в гидравлический аккумулятор высокого давления (ГАВД) и устанавливают в нем определенный уровень давления с помощью клапана регулирования высокого давления.

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к системе питания двигателя внутреннего сгорания. Предложен способ управления подачей топлива, включающий операции механического перемещения иглы в верхнее крайнее положение с подачей топлива под иглу и в отверстия для впрыска при впрыске, отсечки подачи топлива при превышении силы пружины и давления топлива над иглой над давлением топлива под иглой и перемещение иглы на седло, изменения длительности впрыска.

Изобретение относится к способу и устройству для управления подачей топлива в дизель на стационарных установках и мобильном транспорте для больших дизелей, в частности на тракторах, на судовых, тепловозных, транспортных дизелях.

Изобретение относится к способу и устройству для управления подачей топлива в дизель на стационарных установках и мобильном транспорте для больших дизелей. Предлагаемое изобретение повышает индикаторный кпд, реализует мультивпрыск и регулируемые по длительности впрыски посредством простых механических устройств.

Изобретение относится к способу и устройству для управления подачей топлива в дизель на стационарных установках и мобильном транспорте. Предлагаемое устройство для реализации способа улучшает динамику подачи топлива, повышает индикаторный к.п.д., реализует мультивпрыск и регулируемые по длительности впрыски посредством простых механических устройств.

Изобретение относится к способу и устройству для управления подачей топлива в дизель на стационарных установках и мобильном транспорте для больших дизелей, в частности на тракторах при выполнении различных технологий в сельском хозяйстве и в дорожном строительстве, при выполнении земляных работ, на судовых, тепловозных, транспортных дизелях.

Изобретение относится к способу и устройству для управления подачей топлива в дизель на стационарных установках и мобильном транспорте для больших дизелей, в частности на тракторах при выполнении различных технологий в сельском хозяйстве и в дорожном строительстве, при выполнении земляных работ, на судовых, тепловозных, транспортных дизелях.

Изобретение относится к способу и устройству для управления подачей топлива в дизель на стационарных установках и мобильном транспорте. Предлагаемое устройство для реализации способа улучшает динамику подачи топлива, повышает индикаторный к.п.д., реализует мультивпрыск и регулируемые по длительности впрыски посредством простых механических устройств.

Изобретение относится к способу управления подачей топлива и устройству управления подачей топлива в дизель на стационарных установках и мобильном транспорте для больших дизелей.

Изобретение относится к способу и устройству для управления подачей топлива в дизель на стационарных установках и мобильном транспорте для больших дизелей. Предлагаемое изобретение улучшает динамику подачи топлива, повышает индикаторный КПД, реализует мультивпрыск и регулируемые по длительности впрыски посредством простых механических устройств.

Изобретение относится к устройству бака с дозирующей системой восстановителя. Устройство (1) для обеспечения жидкого восстановителя имеет бак (2) восстановителя для хранения восстановителя с дном (3) бака, которое имеет изолированную камеру (4), и с дозирующим узлом (6) для забора восстановителя из бака (2) восстановителя в расположенной на изолированной камере (4) точке (7) забора.

Изобретение относится к способу для улучшения рабочих характеристик транспортного средства. Способ для улучшения рабочих характеристик транспортного средства (100; 110), которое имеет двигатель (230) и выхлопную систему с катализатором (260).

Изобретение относится к устройству подачи жидкой среды в выхлопные газы двигателя внутреннего сгорания. Конструкция (1) для введения жидкой среды, например мочевины, в выхлопные газы двигателя внутреннего сгорания, содержащая впрыскивающее средство (7) для впрыска жидкой среды в камеру (3) впрыска; кожух (8), окружающий камеру (3) впрыска; смешивающий патрубок (6); собирающую камеру (10), окружающую кожух и соединенную с камерой впрыска через отверстия кожуха; и байпасный канал (12) для направления выхлопных газов в смешивающий патрубок без пропускания их через собирающую камеру и камеру впрыска.

Изобретение относится к устройству для подачи жидкой среды в выхлопные газы двигателя внутреннего сгорания. Сущность изобретения: устройство для введения жидкой среды в выхлопные газы двигателя внутреннего сгорания содержит смешивающий патрубок (2), впрыскивающее средство (4) для впрыска жидкой среды в смешивающий патрубок и впускной канал (6), расположенный перед смешивающим патрубком.

Изобретение относится к способу и устройству для обработки отходящих газов. Сущность изобретения: способ и устройство для производства аммиака, подходящего для использования в качестве восстановителя в системах селективного каталитического восстановления (scr), селективного некаталитического восстановления (sncr) или обработки топочных газов.

Изобретение относится к способу эксплуатации устройства для очистки отработанного газа для двигателя внутреннего сгорания. Сущность изобретения: способ эксплуатации устройства (1) для очистки отработанного газа (ОГ) с нагревателем (3) и устройством подачи (4) для восстановителя.

Изобретение относится к области очистки отработавших газов. Устройство для введения жидкой среды в отработавшие газы двигателя внутреннего сгорания, содержащее: трубопровод (2), предназначенный для течения по нему отработавших газов; инжекционную камеру (3), ограниченную в радиальных направлениях трубчатой стенкой (8); средство (13) впрыска для впрыскивания жидкой среды в инжекционную камеру; смесительный канал (14), в который из инжекционной камеры есть выход (10) для подачи отработавших газов; обводной канал (15), имеющий выход (17), посредством которого он соединен со смесительным каналом; торцевую стенку (7), находящуюся в инжекционной камере ниже по потоку и отделяющую камеру от смесительного канала, так что выход камеры находится по периферии торцевой стенки.

Изобретение относится к способу управления работой устройства для снижения токсичности отработавших газов. Способ управления работой устройства (1) для снижения токсичности отработавших газов (ОГ) двигателя (2) внутреннего сгорания (ДВС), работающего на горючих смесях с избытком воздуха, каковое устройство (1) имеет по меньшей мере один по меньшей мере частично контактирующий с ОГ нагреватель (3), активизируемый электрической энергией и по меньшей мере частично снабженный окислительным покрытием (4), заключается в том, что а) по меньшей мере один нагреватель (3) нагревают до температуры выше первой заданной температуры, б) после этого контролируют по меньшей мере температуру по меньшей мере одного нагревателя (3) или ОГ и в) инициируют повышение относительного содержания углеводородов в ОГ в том случае, когда по меньшей мере температура нагревателя (3) или ОГ достигла граничной температуры или ДВС (2) работает в режиме с низкой нагрузкой.

Изобретение может быть использовано в системах выборочного каталитического восстановления двигателей внутреннего сгорания. Способ относится к системе подачи жидкости, когда жидкость подают к нагнетающему устройству (230), через которое жидкость подается из контейнера (205) к, по меньшей мере, одной точке (250) потребления.

Изобретение относится к способу эксплуатации устройства подачи для подачи восстановителя. Сущность изобретения: способ эксплуатации устройства (1) подачи для подачи восстановителя из резервуара (2) для восстановителя в устройство (3) для очистки отработанного газа (ОГ) двигателя (4) внутреннего сгорания автомобиля (5), причем во время работы двигателя (4) внутреннего сгорания, по меньшей мере, периодически происходит процесс (22) удаления воздуха из устройства (1) подачи.

Изобретение относится к устройству обработки выхлопных газов транспортного средства. Сущность изобретения: устройство (2) для транспортного средства (4) для дополнительной обработки выхлопных газов (20) транспортного средства (4) путем подачи жидкого восстанавливающего агента (18) в выхлопные газы (20) в выхлопной трубе (32). Устройство (2) может локально нагревать поверхность (31) внутри выхлопной трубы с помощью элемента (6) Пельтье, используя тепловую энергию выхлопных газов (20) для испарения жидкого восстанавливающего агента (18), который достигает поверхности (31) и, таким образом, для предотвращения образования отложений восстанавливающего агента внутри выхлопной трубы (32). Изобретение также относится к способу дополнительной обработки выхлопных газов транспортных средств, с помощью устройства (2), содержащего элемент (6) Пельтье. Техническим результатом изобретения является повышение скорости испарения впрыскиваемого восстановителя и обеспечение работы устройства при низкой температуре выхлопных газов. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 6 ил.
Наверх