Клапан рециркуляционный

Рециркуляционный клапан - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 2

Рециркуляционный клапан

Cтраница 2

При повышении температуры точки росы наружный клапан открывается, синхронно с ним закрывается рециркуляционный клапан. Синхронно с исполнительным механизмом 6 рециркуляционного клапана вращается исполнительный механизм 7 створчатого клапана, установленного в канале вытяжного воздуха. [16]

Следует отметить, что первые два воздействия на систему КС производятся с помощью рециркуляционного газопровода. Площадь проходного сечения рециркуляционного газопровода регулируется рециркуляционным клапаном. Открытием рециркуляционного клапана автоматически управляет анти-помпажный контроллер. Алгоритм автоматического управления открытием клапана может быть разработан или модифицирован, например, в результате компьютерного моделирования помпажа. [17]

В теплый период года постоянная температура точки росы поддерживается регулятором /, воздействующим на исполнительный механизм 4 регулирующего клапана холодоносителя. Кондиционер работает на одном наружном воздухе - рециркуляционный клапан закрыт, а клапан наружного воздуха открыт. [18]

В металлическом кожухе со съемными панелями помещены воздухонагреватель 1 из спирально-навивных труб, внутри которых проходит теплоноситель; центробежный вентилятор 2 с электродвигателем на одной оси. Всасывающее отверстие вентилятора обращено к клапану забора наружного воздуха 4; через рециркуляционный клапан 5 может осуществляться рециркуляция, при частичной рециркуляции возможна совместная работа обоих клапанов. Для регулирования температуры воздуха, выходящего из агрегата, предусмотрен обходной канал 6, по которому воздух может проходить и мимо нагревателя. Очистка воздуха от пыли до подачи в помещение происходит на панельном фильтре 3 из специального губчатого материала. Для поглощения шума и во избежание излишних потерь тепла все внутренние поверхности агрегата оклеиваются тепло - и звукоизоляционным материалом - пенополиуретаном. Устанавливается агрегат под потолком коридора, не отнимая полезной площади. [19]

Система воздушного отопления, совмещенная с вентиляцией, может работать также с частичной рециркуляцией. При этом из помещения часть воздуха удаляется через вытяжную вентиляцию, а часть возвращается через рециркуляционный клапан к калориферу. Перед ним он снова смешивается с наружным воздухом, и процесс повторяется. [20]

Основной агрегат установки-регенератор, выполнен по новой схеме и состоит из двух параллельных каскадов, каждый из которых имеет четыре секции. Отличительной особенностью регенератора является то, что он состоит из унифицированных узлов: смесительной камеры, очистительной камеры с сепаратором, рециркуляционного клапана. Такая конструкция удобна для набора требуемого числа секций в зависимости от свойств смесей и потребной производительности, а также облегчает серийное производство регенераторов. [21]

Кондиционер работает на одном наружном воздухе - рециркуляционный клапан закрыт, а клапан наружного воздуха открыт. Для экономии холода в канале наружного воздуха установлен терморегулятор 3, который при энтальпии наружного воздуха, превышающей энтальпию воздуха в помещении, открывает рециркуляционный клапан и закрывает наружный до определенного предела, обеспечивающего пропуск санитарной нормы наружного воздуха. [22]

Если клапан 3 закроется до положения, соответствующего пропуску санитарной нор ы наружного воздуха, и температура приточного воздуха будет ниже нормы, начнет открываться регулирующий клапан 5 теплоносителя. При повышении температуры наружного воздуха процесс происходит в обратной последовательности - закрывается клапан теплоносителя, открывается створчатый клапан канала наружного воздуха и закрывается синхронно с ним рециркуляционный клапан. [24]

Разгонная труба диаметром 100 мм нижним концом вставлена в стакан конфузора и уплотнена резиновым кольцом. Верхний ее конец проходит в очистительную камеру и фиксируется болтами. Место входа разгонной трубы в очистительную камеру уплотнено резиновым кольцом. Рециркуляционный клапан состоит из сварного корпуса прямоугольного сечения с верхним входным и двумя нижними выходными отверстиями. Внутри на валике закреплен рассекатель, который с помощью рукоятки может быть установлен под различными углами к вертикали. Входное отверстие клапана соединено с нижним отверстием очистительной камеры, правое выходное - с левым отверстием смесительной камеры, а левое - с правым отверстием смесительной камеры следующей секции или с разгрузочной течкой регенератора. [26]

Рециркуляционный клапан 4 представляет собой тройник, который верхним отверстием присоединен к патрубку очистительной камеры, правым нижним отверстием с помощью шланга - к патрубку смесительной камеры, левым нижним - к трубопроводу выхода регенерата из регенератора. Клапан имеет прямоугольное сечение. Боковые стенки его выполнены из стального листа. Лицевая и задняя стенки изготовлены из оргстекла и закреплены к боковым стенкам стяжками. Между прозрачными стенками на оси закреплен рассекатель, который может быть установлен под различными углами к вертикальной оси рециркуляционного клапана. Для поворота рассекателя служит рычаг с фиксатором. [27]

Кроме того, концепция ЖЦТ подчеркивает опасность переоценки сил. Например, компания, предложившая на рынке принципиально новый товар, может занять на ранних этапах жизненного цикла этого товара весьма сильную позицию. Исходя из предположения, что новый товар обеспечивает потребителю уникальные преимущества и выгоды, фирма вполне может назначить в период монопольных поставок очень высокую цену на него. Однако, если данный товар не защищен патентом на изобретение, по мере того как на этапе роста на рынок начнет выходить все больше и больше конкурентов ( согласно концепции ЖЦТ), такая стратегия может стать по-настоящему губительной. Ей удалось стать первой фирмой, решающей технические проблемы, связанные с герметизацией выпускного рециркуляционного клапана, применяемого для уменьшения загрязнения окружающей среды автомобильными выхлопными газами. [28]

Страницы: 1 2

www.ngpedia.ru

Рециркуляционный клапан

Использование: в системах управления режимом работы тепловых электростанций. Сущность изобретения: вихревая камера корпуса выполнена с входным каналом и выходным соплом. Запорный орган размещен во входной полости корпуса. С приводом управления связан пилотный клапан. Перед входным каналом установлен конфузор. Запорный орган выполнен в виде нагруженного пружиной поршня с полым штоком, установленным с возможностью взаимодействия с седлом, размещенным в конфузоре. В корпусе выполнен канал, сообщающий полость поршня с входной полостью корпуса. В цилиндрической стенке полого штока выполнено дроссельное отверстие, сообщающее подпоршневую полость поршня с полостью штока. Пилотный клапан установлен с возможностью перекрытия канала корпуса. На торцовой поверхности поршня выполнены отверстия, соединяющие полость поршня с полостью пружины. 4 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к энергомашиностроению и может быть использовано в системах управления режимом работы тепловых электростанций.

В настоящее время в различных областях энергомашиностроения в системах питания используются рециркуляционные клапаны, осуществляющие перепуск рабочей среды из полости высокого давления в полость низкого давления, обеспечивая нормальную нагрузку указанных систем. Известен предназначенный для этой цели клапан [1] , содержащий корпус (клапанная коробка) с запорным органом, взаимодействующим с седлом, и подводящий трубопровод, отделенный от клапанной коробки диффузорным переходом. Поскольку на запорный орган в данном устройстве воздействует весь перепад давления, срабатываемый на клапане, для управления им необходимы достаточно большие мощности.

Основной особенностью функционирования рассматриваемого класса арматуры является срабатывание высоких перепадов давления, что обычно приводит к вибрациям, пульсациям потока, эрозии запорного органа, резко снижает ресурс работы клапана. Для устранения вибраций и повышения надежности в ряде конструкций применяется многоступенчатое дросселирование [2] (клапан, содержащий корпус с перемещающимся в нем запорным органом, выполненным в виде центрированного в седле плунжера, в теле которого имеются продольные пазы переменного сечения). Решения такого типа, однако, сложны конструктивно и недостаточно эффективны в плане обеспечения равномерного распределения гидравлического сопротивления по ступеням.

Известен клапан, в котором в целях снижения гидравлического удара и улучшения кавитационной характеристики истечения потока при открытии клапана зона выходного канала, непосредственно примыкающая к седлу, выполнена в виде вихревой камеры, в которую проток от седла направлен по касательной к стенке вихревой камеры, ось которой перекрещивается в пространстве с осью указанного протока [3]. При подаче напряжения к обмотке электромагнита якорь через шток отводит запорный орган от седла и рабочая среда под давление устремляется по каналу, выполненному тангенциально, в вихревую камеру, создавая вихрь, уменьшающий скорость нарастания давления в выходном канале.

Недостатком данного клапана является необходимость использования достаточно мощных электромагнитов, так как для его открытия следует преодолеть усилие F= =PвхSc (Sc - площадь седла клапана; Рвх - давление рабочей среды). При уровне давлений в десятки МПа и диаметрах седла 20-30 мм данные усилия превышают сотни килограмм. Кроме того, установка вихревой камеры за седлом снижает эффект дросселирования, поскольку при этом шток, управляющий положением запорного органа, размещается в ее полости, что приводит к уменьшению момента количества движения потока на входе в камеру.

Целью изобретения является снижение мощности привода и повышение эффекта дросселирования.

Цель достигается тем, что рециркуляционный клапан, содержащий корпус с вихревой камерой, выполненной с входным каналом и выходным соплом, запорный орган, размещенный во входной полости корпуса, седло, привод управления, например электромагнитный, патрубки подвода и отвода рабочей среды, снабжен связанным с приводом управления пилотным клапаном и установленным перед входным каналом вихревой камеры конфузором, при этом запорный орган выполнен в виде нагруженного пружиной поршня с полым штоком, установленным с возможностью взаимодействия с седлом, размещенным в конфузоре, в корпусе выполнен канал, сообщающий подпоршневую полость поршня с входной полостью корпуса, а в цилиндрической стенке полого штока выполнено дроссельное отверстие, сообщающее подпоршневую полость поршня с полостью штока, причем пилотный клапан установлен с возможностью перекрытия упомянутого канала корпуса, а на торцовой поверхности поршня выполнены отверстия, соединяющие полость поршня с полостью пружины. В клапане за выходным соплом вихревой камеры установлена дополнительная вихревая камера, образованная двумя коаксиальными втулками, одна из которых выполнена в виде выходного патрубка с размещенным в нем дополнительным выходным соплом, а другая выполнена с тангенциальными каналами и хвостовиком в виде крестовины, расположенным в выходном патрубке. При этом пилотный клапан снабжен шариковым замком, управляемым дополнительным электромагнитом. Для повышения работоспособности рециркуляционный клапан снабжен второй дополнительной вихревой камерой, расположенной на конце штока поршня, обращенного в сторону конфузора, при этом входной канал второй дополнительной вихревой камеры соединен с входной полостью корпуса, а ее выходное сопло образовано кольцевым зазором между корпусом и штоком. Повышение стабильности работы клапана обеспечивается тем, что в дополнительной вихревой камере соосно с выходным соплом установлен центральный стержень, а во втулке с тангенциальными каналами выполнена расточка для размещения упомянутого центрального стержня.

Конструктивные особенности клапана позволяют достичь нужного технического результата вследствие того, что введена гидравлическая разгрузка запорного органа, управление его перемещением осуществляется за счет энергии рабочей среды; выполнена защита кромки запорного органа, взаимодействующей с седлом, обтекающим ее циркуляционным потоком, а кавитационная характеристика истечения улучшена на счет установки за выходным соплом дополнительной вихревой камеры, частично совмещенной с выходным патрубком, и центрального стержня, входящего в расточку втулки. В совокупности это обеспечивает стабильное истечение потока под высоким перепадом давления при отсутствии эрозии материала запорного органа и малых усилиях на управление.

На фиг. 1 представлен предложенный рециркуляционный клапан, общий вид; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 - сечение Б-Б на фиг.1.

Клапан содержит корпус 1, вихревую камеру 2, запорный орган 3 (нагруженный пружиной поршень со штоком), седло 4, конфузор 5, входной тангенциальный канал 6 вихревой камеры, полость 7 поршня со стороны штока, входную полость 8 клапана, дроссельное отверстие 9, пилотный клапан 10, шариковый замок 11, привод 12 управления (электромагнит), пружинную полость 13 поршня, отверстия 14, выходное сопло 15, дополнительную вихревую камеру 16, втулку 17, выходной патрубок 18, хвостовик 19, вторую дополнительную вихревую камеру 20, центральный стержень 21, подпоршневую полость 22, патрубок 23 подвода рабочей среды.

В корпусе 1, содержащем вихревую камеру 2, установлен запорный орган - нагруженный пружиной поршень 3 со штоком, взаимодействующий с седлом 4. Седло размещено в конфузоре 5, выполненном перед входным тангенциальным каналом 6 вихревой камеры. Полость 7 поршня со стороны штока соединена с входной полостью клапана 8 последовательно через дроссельное отверстие 9 в цилиндрической стенке штока и пилотный клапан 10, который снабжен шариковым замком 11, срабатываемым под воздействием привода 12 управления (электромагнита). Пружинная полость 13 соединена с полостью штока отверстиями 14.

За выходным соплом 15 вихревой камеры выполнена дополнительная вихревая камера 16, входные тангенциальные каналы которой размещены во втулке 17, фиксируемой в заданном положении выходным патрубком 18. Втулка 17 снабжена хвостовиком 19 в виде крестовины, расположенной в сопловой части выходного патрубка. В корпусе клапана в месте расположения штока поршня 3 выполнена вторая дополнительная вихревая камера 20, тангенциальные каналы которой соединены с входом клапана. Основная вихревая камера снабжена центральным стержнем 21, проходящим через ее сопло в полость дополнительной камеры. Устройство содержит подпоршневую полость 22 и патрубок 23 подвода рабочей среды.

Работа рециркуляционного клапана происходит следующим образом.

В исходном положении клапан закрыт. При подаче напряжения на электромагнит срабатывает пилотный клапан 10 и рабочая среда с входа через клапан и дроссельное отверстие 9 поступает в вихревую камеру 2. Под действием перепада давления поршень 3 перемещается в сторону открытия, а пилотный клапан 10 фиксируется в заданном положении шариковым замком 11. В открытом положении поршень удерживается перепадом давления между подпоршевой 22 и пружинной 13 полостями поршня. При подаче напряжения на электромагнит 12 пилотный клапан 10 снимается с шарикового замка и перекрывает поступление рабочей среды к дроссельному отверстию 9. Давление в подпоршневой и пружинной полостях поршня выравнивается и под действием пружины и гидродинамических сил шток поршня перекрывает проходное сечение клапана.

При движении штока как в сторону открытия, так и в сторону закрытия его кромка обтекается циркуляционным потоком, формируемым второй дополнительной вихревой камерой 20, входной тангенциальный канал которой соединен с входом в клапан. Это позволяет исключить срыв высокоскоростного потока с дросселирующей кромки, повысить стабильность функционирования клапана и ресурс его работы. Наличие шарикового замка обеспечивает возможность включения привода управления пилотным клапаном лишь на короткое время, что повышает надежность устройства. Дополнительная вихревая камера 16 содержит в сопле выходного патрубка 18 крестовину 19, сопротивление которой потоку с центробежной составляющей скорости на 10-15% выше, чем чисто осевому потоку. В результате возрастает общее гидродинамическое сопротивление истечению рабочей среды, что позволяет не только увеличить проходные сечения клапана, но и улучшить его кавитационные характеристики. В значительной мере стабилизации истечения жидкости через клапан способствует и центральный стержень 21, исключающий появление в приосевой зоне потока кавитационного пузыря из-за падения в этой области статического давления ввиду больших значений тангенциальной составляющей скорости.

1. РЕЦИРКУЛЯЦИОННЫЙ КЛАПАН, содержащий корпус с вихревой камерой, выполненной с входным каналом и выходным соплом, запорный орган, размещенный во входной полости корпуса, седло, привод управления, например электромагнитный, патрубки подвода и отвода рабочей среды, отличающийся тем, что он снабжен связанным с приводом управления пилотным клапаном и установленным перед входным каналом вихревой камеры конфузором, при этом запорный орган выполнен в виде нагруженного пружиной поршня с полым штоком, установленным с возможностью взаимодействия с седлом, размещенным в конфузоре, в корпусе выполнен канал, сообщающий подпоршневую полость поршня с входной полостью корпуса, а в цилиндрической стенке полого штока выполнено дроссельное отверстие, сообщающее подпоршневую полость поршня с полостью штока, причем пилотный клапан установлен с возможностью перекрытия упомянутого канала корпуса, а на торцевой поверхности поршня выполнены отверстия, соединяющие полость поршня с полостью пружины.

2. Клапан по п.1, отличающийся тем, что в нем за выходным соплом вихревой камеры установлена дополнительная вихревая камера, образованная двумя коаксиальными втулками, одна из которых выполнена в виде выходного патрубка с размещенным в нем дополнительным выходным соплом, а другая выполнена с тангенциальными каналами и хвостовиком в виде крестовины, расположенным в выходном патрубке.

3. Клапан по п.1, отличающийся тем, что пилотный клапан снабжен шариковым замком, управляемым дополнительным электромагнитом.

4. Клапан по п.1, отличающийся тем, что он снабжен второй дополнительной вихревой камерой, расположенной на конце штока поршня, обращенного в сторону конфузора, при этом входной канал второй дополнительной вихревой камеры соединен с входной полостью корпуса, а ее выходное сопло образовано кольцевым зазором между корпусом и штоком.

5. Клапан по пп.1 и 2, отличающийся тем, что в дополнительной вихревой камере соосно с выходным соплом установлен центральный стержень, а во втулке с тангенциальными каналами выполнена расточка для размещения упомянутого центрального стержня.

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3

www.findpatent.ru

Клапан рециркуляции отработанных газов — влияние на ресурс двигателя

Многим начинающим автолюбителям во время очередного исследования оборудования удалось заметить такое устройство, как клапан рециркуляции отработанных газов. Определённая часть водителей, стремящихся упростить конструкцию машины, дабы ломалась поменьше, предпринимает меры для удаления этих устройств, считая их ненужными. Рекомендация в этом случае может быть одна — следует изучить устройство и назначение клапанов и только после этого принимать правильное решение.

Система ЕГР — защита мотора и окружающей среды

Видео работы клапана рециркуляции отработанных газов

Одной из самых важных проблем, которую стремятся решить все автоконструкторы — это снижение вредного воздействия двигателей внутреннего сгорания на окружающую среду. Основной вред чистому воздуху наносят выхлопные газы. Образованию самых токсичных соединений — оксиду азота, способствуют два фактора: высокая температура сгорания топлива и высокое давление смеси в камере сгорания. Снизив температуру воспламенения, можно значительно улучшить показатели токсичности газов, а сделать это можно, если часть отработанных газов снова возвращать в камеру сгорания.

Круговорот выхлопных газов в моторах называют: система рециркуляции отработавших газов (Exhaust Gas Recirculation), а отвечает за этот процесс клапан рециркуляции выхлопных газов (клапан EGR). Изобретение это не новое, используется уже много десятилетий почти на всех дизельных и бензиновых моторах (кроме турбированных).

Смысл процесса заключается в том, чтобы взять часть отработанных газов из выпускного коллектора и направить их во впускной, где смешать с топливной смесью. За своевременное и качественное выполнение этой операции отвечает пресловутый клапан. Учитывая, что перераспределение газов приводит к некоторым изменениям, устройство помогает в следующих вопросах:

Снижение концентрации токсичных веществ в выхлопе;
ограничение предельной температуры сгорания топлива без перегрева;
повышение ресурса работы деталей мотора.

Заметим, что есть два клапана, которые занимаются рециркуляцией.

Первый рециркуляционный клапан

Профилактика клапана EGR на KIA MAGENTIS

Небольшой объёмный диск на головке блока мотора с трубочкой, соединенной с впускным коллектором — это, как раз и есть клапан EGR. В спокойном состоянии он закрыт, но как только производится запуск мотора, разряжение воздуха, которое образуется во впускном коллекторе, заставляет двигаться мембрану, которая в свою очередь открывает главный клапан.

С этого момента выхлопные газы благополучно в определённой дозе поступают обратно в камеры сгорания с топливной смесью. Работа мотора предусматривает поступление подогретых газов с топливом, в связи с чем, если клапан выходит из строя и не открывается или наоборот заклинивает открытым, можно заметить значительные изменения в его работе. Двигатель начинает работать неустойчиво с перебоями или глохнет.

Второе устройство — клапан рециркуляции картерных газов

Есть ещё одно устройство, отвечающее за утилизацию отработанных газов. Некоторая часть газа из камеры сгорания поступает в картерное пространство. Если не наладить отвод газа из картера, то спустя некоторое время давлением выдавит все сальники, заглушки и эластичные прокладки. Для того чтобы избежать таких поломок, разработан и активно используется клапан картерных газов.

Если основное устройство рециркуляции целенаправленно разработано для отбора газа, то второе в системе присутствует вынужденно и его изготовление в виде клапана тоже не случайно.

Дело в том, что в картере образуется газово-масляная смесь. Вместе с газами картер покидают микрокапельки масла, и если их не задерживать, то очень часто придётся пополнять уровень моторного масла в двигателе. Чтобы этого избежать, клапан имеет в своём устройстве маслоуловитель. Патрубок от клапана ведёт к воздушному фильтру, через который газ поступает в мотор.

Вернемся к началу и зададим вопрос тем автолюбителям, которые пытаются демонтировать устройство, – вы еще не передумали, узнав какую задачу оно выполняет?

cartore.ru

Клапан рециркуляции отработанных газов - как он функционирует?

Система рециркуляции выхлопных газов, которая относится непосредственно к устройству двигателя внутреннего сгорания, являет собою клапан, который соединяет на определенных режимах работы пространство выпускного коллектора с задроссельным пространством впускного коллектора. Данная система применяется практически на всех типах двигателей: газовых, дизельных и бензиновых.

Основное ее предназначение заключается в снижении токсичности всех отработанных газов, которые содержат оксиды азота, что вырабатываются при частичных нагрузках системы. Некоторая часть отработанных, а с точки зрения уже инертных газов, будет напрямую попадать в цилиндры как осадок и балласт, что будет вызывать снижение апогейной температуры горения, посредством чего будет происходить снижение уровня выбросов оксидов азота, которые образуются при огромных температурах и являют собою наиболее токсичные вещества. Сама же работа системы будет вызывать снижение эффективности и мощности двигателя.

Элементарная механическая система являет собою устройство клапана, посредством которого происходит соединение выпускного и впускного коллектора. Сам клапан будет открываться от воздействия разрежения, которое происходит во впускном коллекторе.

Для стабилизации и нормализации работы двигателя внутреннего сгорания в режиме холостого хода система будет отключена. Это будет достигаться тем, что порт, который соединяет впускной коллектор с герметической камерой клапана, располагается в задроссельном пространстве, в тот момент, когда дроссельная заслонка находится закрытой. Современные системы подачи отработанных газов являются достаточно простыми устройствами, так как управляются посредством электронных клапанов, которые связаны со всей системой управления двигателем внутреннего сгорания.

Так, большинство сегодняшних конструкций двигателей, которые используют управление фазами газораспределения, реализует вышеуказанную процедуру, которая заключается в прибавлении выхлопных газов к рабочей смеси, посредством управления фазами газораспределения, что значительно снижает сложность конструкции мотора и на порядок повышает его работу.

Под воздействием высоких температур непосредственно в двигателе образуются оксиды азота – сложные токсические вещества. Чем температура выше в камерах сгорания мотора, тем количество образующихся оксидов азота будет больше. Из-за возврата определенной части отработанных газов назад во впускной коллектор происходит снижение температуры сгорания воздушно-топливной смеси, посредством чего снижается и количество образований оксидов азота. Соотношение всех конструктивных компонентов в самой смеси будет неизменным, а мощностные параметры двигателя внутреннего сгорания подвергнутся небольшим изменениям.

Уже упоминался тезис о том, что система рециркуляции отработанных газов может применятся как на бензиновом типе двигателя, так и на дизельном. На первом типе двигателя внутреннего сгорания, которые оборудуются турбонаддувом, не применяется система рециркуляции отработанных газов. Непосредственно схема рециркуляции отработанных газов зависит от стандарта токсичности этих газов. Так, в автомобильной природе для дизельных двигателей внутреннего сгорания применяются несколько систем рециркуляции таких газов: система низкого давления, высокого давления и комбинированная система рециркуляции.

1. Система ЕГР — защита мотора и окружающей среды.

Одной из важнейших проблем, которая возникла у множества автомобильных конструкторов, является снижение вредного воздействия на окружающую среду двигателей внутреннего сгорания. Так, свой вред от работы транспортного средства получает природа, посредством выхлопных газов. Образуются самые токсичные соединения, которые составляют оксиды азота, по двум причинам: из-за высокой температуры сгорания топлива; из-за очень высокого давления смеси в самой камере сгорания. После снижения температуры воспламенения значительно улучшится показатель токсичности газов. Сделать это можно посредством того, что определенная часть всех отработанных газов будет возвращаться в камеру сгорания.

Круговорот выхлопных газов в двигателях внутреннего сгорания имеет свое наименование: система рециркуляции отработанных газов, за работу которой отвечает клапан рециркуляции выхлопных газов. Это не является чем-то новым для автомобильных производителей, так как данная деталь используется практически во всех бензиновых и дизельных двигателях.

Вся суть процесса – это направление определенной части отработанных газов во впускной коллектор из выпускного коллектора, где произойдет смешивание их с воздушно-топливной смесью. За выполнение качественно и своевременно данной операции отвечает клапан пресловутый. При учете того, что любое перераспределение газов будет вызывать определенные изменения, устройство будет помогать в решении некоторых вопросов: снижении концентрации токсических веществ в выхлопе, а также – ограничении максимальной температуры сгорания топлива исключая перегрев; увеличение ресурса работы деталей двигателя внутреннего сгорания. Так, существует два клапана, которые отвечают за рециркуляцию отработанных газов.

2. Первый рециркуляционный клапан.

Первое устройство являет собою небольшой объемный диск, который располагается на головке блока двигателя с трубочкой, которая соединяется с выпускным коллектором. В состоянии покоя данный клапан закрыт. При запуске двигателя образуется разряжение воздуха во впускном коллекторе, из-за чего в движение приходит мембрана, открывающая главный клапан. Именно этот момент знаменует благополучное поступление выхлопных газов обратно в камеры сгорания вместе с топливной смесью. Работа двигателя предусматривает поступление вместе с топливом нагретых газов, из-за чего, если клапан выйдет из строя или не сможет открыться, или наоборот открыт, возникают значительные изменения в его работе. Сам двигатель внутреннего сгорания может как работать с перебоями и нарушениями, так и вовсе заглохнуть.

3. Второе устройство — клапан рециркуляции картерных газов.

Второе устройство, которое отвечает непосредственно за утилизацию отработанных газов, называется картерным. Это связано с тем, что определенная часть газов из камеры сгорания будет поступать напрямую в картерное пространство. Если отвод газов из картера будет налажен, то некоторое время спустя давление будет выдавливать все заглушки, сальники и эластичные прокладки. Во избежание таких поломок нужно использовать картерный клапан отработанных газов. Если же главное устройство рециркуляции отработанных газов рассчитано с направлением на отбор газов, то вторичная система является необходимой, а ее изготовление в виде клапана не является случайностью.

Все исходит из того, что в самом картере образуется масляно-газовая смесь. Напрямую из картера вместе со всеми газами будут покидать маленькие масляные капли, и в случае допущения этого, нужно будет очень часто пополнять уровень двигательного масла. Во избежание этого, такого рода клапан в своем арсенале имеет устройство маслоуловителя. Патрубок клапанный будет вести к воздушному фильтру, посредством которого газ поступает в двигатель.

Подписывайтесь на наши ленты в Facebook, Вконтакте и Instagram: все самые интересные автомобильные события в одном месте.

Была ли эта статья полезна?Да Нет

auto.today

Клапан рециркуляции отработанных газов - что такое EGR

Водители, которые более-менее начинают разбираться в устройстве собственного автомобиля, могут обнаружить одно небольшое устройство – это клапан рециркуляции отработанных газов. Чтобы снизить количество поломок, такой элемент стараются демонтировать, считая его ненужным и бесполезным. На самом деле, такой клапан играет не последнюю роль в современном автомобильном двигателе. В этой статье мы расскажем вам о том, что это за клапан, каково его устройство и принцип действия.

Что такое клапан EGR?

EGR – это exhaust gas recirculation, или по-русски, клапан рециркуляции отработанных газов. Данным устройством снабжаются карбюраторные и дизельные двигатели, кроме моторов, оснащенных турбинным компрессором. В первом оно существенно уменьшает риск детонации и потери несгоревших остатков топлива, а во втором делает процесс работы мотора намного плавнее.

При применении EGR изначально преследовалась другая цель – это снижение выброса в атмосферу большого количества окислений азота выхлопных газов. Такой клапан попросту перенаправляет выхлоп из выпускного коллектора во впускной, таким образом, несгоревшие остатки топлива практически полностью догорают и становятся менее вредными.

Наиболее вредными веществами, находящимися в выхлопном газе, являются оксиды углерода, азота и углеводород. Если брать во внимание углерод и углеводород, то каталитический нейтрализатор справляется с этими веществами отлично, а вот с оксидом азота возникают серьезные трудности, связанные с особенностью конструкции нейтрализатора.

Оксид азота также является недогоревшей частью газов, которая также может самовоспламеняться в выхлопной системе автомобиля. Не сгоревшие остатки догорают в выхлопной трубе и выделяются в атмосферу в виде очень вредных веществ, которые неблагоприятно влияют на окружающую среду.

Общий принцип действия клапана основан на таком явлении, как уменьшение количество кислорода в камере сгорания. Дело в том, что повышение температуры, которая создается в камере сгорания, способствует появлению оксида азота, который выходит в выхлопную систему. Температура меняется в зависимости от количества кислорода, который попал в камеру. Чем выше уровень кислорода, тем больше становится кислорода. Выхлопные газы, попавшие в камеру сгорания, уменьшают уровень содержания кислорода, соответственно, это приводит к уменьшению токсичности отработанных газов.

Данное устройство актуально для применения на бензиновых и дизельных двигателях. Главной проблемой дизельных моторов можно считать то, что их смесь слишком сильно насыщена кислородом. Применение на них системы EGR помогает заметно снизить количество кислорода и сокращает появление окиси азота. Другой стороной системы является улучшение работы мотора, за счет полного догорания топлива.

Польза от клапана рециркуляции на бензиновом двигателе тоже имеется. Благодаря понижению уровня кислорода в рабочей камере, снижаются и насосные потери. Это способствует улучшению самого главного параметра двигателя – расхода топлива. Вторым положительным моментом становится уменьшение вероятности возникновения детонации, так как температура в камере уменьшена.

Алгоритм работы клапана зависит от типа установленного двигателя. На дизельных моторах клапан открывается на холостом ходу и сокращает попадание воздуха на 50 процентов. Закрытие клапана происходит в процессе прогрева двигателя или его работы на максимальных нагрузках. Что касается бензиновых двигателей, то клапан-рециркулятор будет закрыт при трех условиях: двигатель холодный, работает на холостом ходу или достигнуто максимальное число оборотов.

Не смотря на все плюсы EGR, у нее есть и существенные недостатки. При использовании некачественного бензина, клапан засоряется и двигатель начинает неустойчиво работать на холостом ходу, а то и вовсе с трудом запускается. Кроме того, ухудшаются и динамические характеристики автомобиля, вследствие потери мощности. Водители, узнав о цене нового элемента, стараются его не ремонтировать или менять, а попросту избавляются от него, избегая лишних затрат.

Устройство клапана рециркуляции отработанных газов - EGR

Все клапаны рециркулятора заметно различаются по своей конструкции. Тем не менее, эта разница заключается в способе управления клапаном и количеством элементов. Общий принцип действия и назначение клапана во всех системах одинаковый. В начале 70-х годов прошлого века, такую систему впервые начали применять на американских автомобилях. Она была механическая и не точная. Основной принцип действия ее был основан на пневматических законах. Спустя некоторое время, она усовершенствовалась и стала пневмоэлектрической, а затем и полностью электронной.

Монтаж клапана производится на следующие узлы двигателя:

Коллектор впуска
Коллектор выпуска
Блок, состоящий из дроссельных заслонок

Для дизельного мотора перепускное отверстие клапана делают с достаточно большим диаметром. Данное требование связано с большим числом выхлопных газов мотора. В случаях, когда двигатель оснащается турбокомпрессором, на его выходе устанавливают специальные заслонки для регуляции и снижения давления на выпуске.

Устройство пневмомеханических клапанов предельно простое. Закрытое положение клапана достигается с помощью специальной пружины, усилие которой при подаче разряженного воздуха в вакуумную полость, преодолевается с помощью специальной мембраны. В процессе открытия клапана, воздух переходит в зону, расположенную за дросселем. В этой области клапан обязательно должен подключаться в впускному коллектору. Таким образом, получается, что при уменьшении нагрузки или холостом ходе дроссельная заслонка должна находиться в закрытом положении. После увеличения числа оборотов, заслонка открывается, соответственно, начинает открываться и клапан, однако, когда заслонка открыта полностью, а обороты достигают максимальных значений, клапан - рециркулятор будет закрыт.

Независимо от типа двигателя, главным управляющим элементом становится контроллер. При этом, главными управляющими датчиками будут являться:

Датчик, измеряющий показания температуры отработанных газов.
Датчик, замеряющий сопротивление давлению выхлопным газам.
Датчик, фиксирующий положение клапана - рециркулятора.
Датчик массового расхода воздуха.

Допустимо и применение других датчиков. Среди них можно отметить датчик положения дроссельной заслонки, и даже датчик температуры ОЖ. ЭБУ позволяет обрабатывать сигнал и определять наиболее рациональное положение пневматического клапана. Однако, в случае с электрическим, клапан может быть только в открытом, или же в закрытом положении.

Видео - Профилактика клапана EGR

Вот и все, что необходимо знать о системе EGR.

vipwash.ru

Рециркуляционный клапан - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Рециркуляционный клапан

Cтраница 1

Топливный насос для жидкого топлива снабжен рециркуляционным клапаном, который сблокирован со вспомогательным регулировочным клапаном, установленным после подогревателей. Установка этих клапанов облегчает работу с главным регулировочным устройством и позволяет получить широкий диапазон подач жидкого топлива без излишнего износа главного регулировочного устройства при самых малых подачах. Для морских котельных установок характерно наличие быстродействующего клапана и отсечных клапанов в коллекторе жидкого топлива и в топочных устройствах. [3]

Иногда возможно регулировать расходы наружного и рециркуляционного воздуха одним рециркуляционным клапаном при постоянно открытом клапане наружного воздуха, что позволяет значительно упростить автоматику и улучшить качество регулирования. [6]

Давление воздуха в помещении можно считать неизменным при любом положении створок рециркуляционного клапана, давление в точке а кондиционера также постоянно, так как количество воздуха, проходящего через кондиционер, постоянно, что обеспечивается взаимообратной работой клапанов наружного воздуха и рециркуляции. [7]

При повышении температуры точки росы открываются клапаны наружного и выбрасываемого воздуха, а рециркуляционный клапан закрывается. При понижении температуры точки росы клапаны работают в обратном порядке. [10]

Для экономии холода в канале наружного воздуха установлен датчик терморегулятора 3, который при более высоком теплосодержании наружного воздуха, чем теплосодержание воздуха в помещении, открывает рециркуляционный клапан и закрывает наружный до определенного предела, обеспечивающего пропуск санитарной нормы наружного воздуха. [13]

В переходный период года при теплосодержании наружного воздуха, равном теплосодержанию воздуха с температурой точки росы ( / min), полностью открывается клапан наружного воздуха и закрывается рециркуляционный клапан. В таком положении клапаны находятся при теплосодержании наружного воздуха от / mm до / max. Наружный воздух охлаждается до температуры точки росы в оросительной камере холодной водой, подаваемой к форсункам. [14]

В переходный период года при энтальпии наружного воздуха, равной энтальпии воздуха с температурой точки росы ( / m / n), полностью открывается клапан наружного воздуха и закрывается рециркуляционный клапан. В таком положении клапаны находятся при энтальпии наружного воздуха от / mm до I-тах - Наружный воздух охлаждается до температуры точки росы в оросительной камере холодной водой, подаваемой к форсункам. [15]

Страницы: 1 2

www.ngpedia.ru

Полезная модель относится к трубопроводному арматуростроению, точнее к запорно-регулирующим устройствам, а именно к клапанам, и предназначено для использования при конструировании клапанов для текучей среды (жидкости или газа, пара, парогазовой смеси и т.п.). Клапан рециркуляции питательного электронасоса, включает корпус с входным и выходным патрубками и запорный механизм, установленный в корпусе перекрытия проходного сечения трубопровода. Запорный механизм выполнен в виде неподвижного седла и золотника, закрепленного на штоке. Шток установлен с возможностью возвратно-поступательного перемещения относительно седла. Запорный механизм дополнительно снабжен средством для компенсации линейных изменений размеров штока при изменении температуры рабочей среды. Это средство включает пружину, установленную в глухом отверстии, выполненном в штоке соосно с ним, обеспечивающую гарантированное прижатие золотника к седлу при изменении геометрических размеров штока при изменении температуры. Гарантированное прижата также обуславливается выполнением сочленения штока и золотника с помощью стержня, закрепленного в штоке. Этот стержень имеет некоторую свободу перемещения относительно хвостовика золотника.

В процессе эксплуатации тепловой электростанции питательная вода нагнетается в паровой котел с помощью питательного насоса. При режимах, используемых при пониженных расходах питательной воды, в частности, при запуске, после ремонтных работ, необходимо обеспечивать гарантированный расход воды через питательный насос. В противном случае упорный подшипник вала в насосе остается без водяной подушки, что приводит к его быстрому износу. Для этого выходной патрубок насоса соединяют с деаэратором через линию рециркуляции, на которой и устанавливается клапан рециркуляции питательного насоса. При работе на номинальной нагрузке трубопровода клапан рециркуляции находится в закрытом положении.

Перепад давления между входом и выходом клапана может составлять более 30 МПа, при этом температура рабочей среды составляет около 280°C.

При необходимости обеспечения гарантированного расхода воды через питательный насос клапан открывается, и рабочая среда проходит через линию рекциркуляции. Клапан нагревается. По завершении процесса клапан снова закрывается, и остывает. В результате изменения температуры меняются геометрические размеры элементов клапана, в том числе и размеры штока, на котором установлен золотник. Шток укорачивается, и между седлом и золотником образуется зазор. В зазор устремляется вода, которая «промывает» уплотнительную поверхность золотник/седло. Клапан теряет герметичность. Кроме того, в результате резкого падения давления рабочей среды при открывании клапана рабочая жидкость закипает, образуется зона кавитации, что ведет к ускорению разрушения соприкасающихся поверхностей золотника и седла.

Нарушение герметичности требует остановки работы агрегата, например, парового котла, турбинной установки, для проведения ремонтных работ и, как следствие к большим трудозатратам и экономическим потерям.

Известен широко распространенный вентиль (Имбрицкий М.И., Справочник по арматуре тепловых электростанций, М., Энергоиздат, 1981, с. 98, рис. 3.2), который часто устанавливают в качестве клапана на линии рециркуляции.

Конструкция включает корпус с входным и выходным патрубками, запорный механизм, установленный в корпусе между входным и выходным патрубками с возможностью перекрытия проходного сечения трубопровода. Запорный элемент выполнен в виде неподвижного седла и золотника. В этой конструкции золотник выполнен за одно целое со штоком в виде хвостовика штока. Шток установлен с возможностью возвратно-поступательного перемещения относительно седла.

При закрытии клапана прекращается расход горячей рабочей среды, и вся линия рециркуляции постепенно остывает, включая клапан и все его элементы, в том числе и запорный механизм, что приводит к уменьшению их размеров. При этом, как правило, составляющие элементы клапана выполнены из разных материалов, что обусловлено различными требованиями к физико-техническим характеристикам деталей и разными условиями их эксплуатации. Поэтому и температурные деформации и скорость изменения размеров для разных деталей будут разными, что усугубляется и разным местоположением этих элементов. Так, наружные элементы, например, бугель, соприкасаются непосредственно с окружающей атмосферой, и остывают быстрее, а внутренние - запорный механизм - находятся внутри корпуса и остывают медленнее.

Все это ведет к быстрому износу клапана, разгерметизации и необходимости аварийной остановки.

Как показывает опыт, обычно срок службы таких вентилей не превышает полугода. Изменение длины штока в результате снижения температуры достигает нескольких долей миллиметра. Через образовавшийся зазор происходит протечка вскипающей воды вызывающая кавитационное разрушение элементов клапана, включая корпус.

В основу полезной модели поставлена задача создания клапана рециркуляции, конструкция которого обеспечивала бы гарантированную герметизацию запорного механизма при изменении температуры рабочей среды с одновременным повышением надежности.

Поставленная задача решается тем, что в клапане рециркуляции питательного насоса, включающем корпус с входным и выходным патрубками, запорный механизм, установленный в корпусе между входным и выходным патрубками с возможностью перекрытия проходного сечения трубопровода, и выполненный в виде неподвижного седла и золотника, закрепленного на штоке, который установлен с возможностью возвратно-поступательного перемещения относительно седла, а также средства для крепления корпуса и привода клапана, в соответствии с полезной моделью запорный механизм дополнительно снабжен средством для компенсации линейных изменений размеров штока при изменении температуры рабочей среды.

Благодаря указанному средству для компенсации линейных размеров штока герметизация клапана не нарушается при изменении температуры рабочей среды, что повышает надежность клапана, и увеличивает его срок службы.

Средство для компенсации линейных размеров штока может быть выполнено в виде пружины, установленной в глухом отверстии в штоке соосно с ним. Осевой размер этого глухого отверстия превышает осевой размер хвостовика крепления золотника, диаметр отверстия соответствует диаметру хвостовика золотника, обеспечивая при этом возможность перемещения золотника относительно штока, а указанная пружина размещена между торцом хвостовика золотника и дном указанного отверстия. Золотник и шток соединены между собой с помощью стержня, неподвижно закрепленного в штоке перпендикулярно его оси и проходящего сквозь хвостовик золотника с обеспечением возможности перемещения указанного стержня вдоль продольной оси хвостовика золотника.

Благодаря пружине, которая установлена в глухом отверстии штока, температурная деформация штока, изменение его длины, компенсируется пружиной. Причем, поскольку пружина устанавливается в отверстие штока в сжатом положении, усилие, с которым пружина воздействует на золотник, всегда обеспечивает плотное прижатие золотника к седлу как в случае горячего, так и в случае холодного клапана. Возможность компенсации длины штока также обуславливается выполнением соединения штока и золотника таким образом, что обеспечивается некоторая свобода перемещения стержня, соединяющего шток и хвостовик золотника, вдоль продольной оси хвостовика золотника. Это гарантирует возможность плотного прижатия золотника к седлу с помощью упомянутой пружины как при удлинении, так и при укорочении штока вследствие температурных деформаций.

Полезная модель иллюстрируется чертежом, на котором показан клапан рециркуляции питательного насоса, выполненный в соответствии с полезной моделью.

Как показано на чертеже, клапан рециркуляции питательного электронасоса, включает корпус 1 с входным 2 и выходным 3 патрубками и запорный механизм, установленный в корпусе 1 между входным 2 и выходным 3 патрубками с возможностью перекрытия проходного сечения трубопровода. Запорный механизм выполнен в виде неподвижного седла 4 и золотника 5. Золотник 5 закреплен на штоке 6, который установлен с возможностью возвратно-поступательного перемещения относительно седла 4. Корпус 1 и привод клапана (на фиг. не показан) соединены между собой с помощью бугеля 7. В глухом отверстии, выполненном в штоке 6 соосно с ним, установлена пружина 8. Осевой размер глухого отверстия превышает осевой размер хвостовика крепления золотника 5, а диаметр отверстия соответствует диаметру хвостовика золотника 5, обеспечивая при этом возможность перемещения золотника 5 относительно штока 6. Как показано на чертеже, пружина 8 размещена между торцом хвостовика золотника 5 и дном глухого отверстия в штоке 6.

В штоке 6 неподвижно закреплен стержень 9, который проходит сквозь хвостовик золотника 5 перпендикулярно его оси. На чертеже показано сочленение штока и хвостовика золотника через сквозное отверстие несимметричного сечения, которое обеспечивает возможность перемещения стержня 9 относительно хвостовика золотника 5 вдоль его продольной оси. Это отверстие может иметь овальное сечение, или прямоугольное, сочленение также может иметь и иную конфигурацию, например, в виде паза.

Продольная ось стержня 9 перпендикулярна оси золотника 5. Поскольку золотник 5 и шток 6 соединены с помощью стержня 9, проходящего сквозь хвостовик золотника, золотник 5 обладает некоторой свободой перемещения вдоль оси штока 6. При сборке клапана пружину 8 устанавливают между торцом хвостовика золотника 5 и дном глухого отверстия в штоке 6 в предварительно сжатом состоянии.

Клапан работает следующим образом. В нерабочем (закрытом) положении пружина 8 плотно прижимает золотник 5 к седлу 4, обеспечивая герметичность.

При открывании клапана шток 6 поднимают, открывая проход для рабочей среды через входной и выходной патрубки. Горячая текучая среда под высоким давлением устремляется внутрь корпуса 1, омывая седло 4 и золотник 5. Клапан быстро нагревается, соответственно геометрические размеры всех его элементов, в том числе штока 6 увеличиваются.

По завершении режима расхода питательной воды клапан закрывают. Для этого опускают шток 6 вместе с золотником 5, золотник 5 прижимается к седлу 4, клапан закрывается. Пружина 8, установленная в сжатом состоянии, обеспечивает компенсацию изменения размеров, в том числе длины штока 6, и гарантирует тем самым герметизацию клапана при изменении температуры рабочей среды как в сторону увеличения, так и в сторону уменьшения. В горячем состоянии клапана с увеличением длины штока пружина поджимается, ее высота уменьшается, а с охлаждением клапана и уменьшением длины штока пружины разжимается, обеспечивая необходимое воздействие на золотник. Золотник перемещается вдоль оси штока, что обеспечивает гарантированную герметизацию клапана.

1. Клапан рециркуляции питательного электронасоса, включающий корпус с входным и выходным патрубками, запорный механизм, установленный в корпусе между входным и выходным патрубками с возможностью перекрытия проходного сечения трубопровода и выполненный в виде неподвижного седла и золотника, закрепленного на штоке, который установлен с возможностью возвратно-поступательного перемещения относительно седла, а также средства для крепления корпуса и привода клапана, отличающийся тем, что запорный механизм дополнительно снабжен средством для компенсации линейных изменений размеров штока при изменении температуры рабочей среды.

2. Клапан рециркуляции питательного электронасоса по п. 1, отличающийся тем, что указанное средство для компенсации линейных изменений размеров штока при изменении температуры рабочей среды включает пружину, установленную в глухом отверстии, выполненном в указанном штоке соосно с ним, осевой размер указанного глухого отверстия превышает осевой размер хвостовика крепления золотника, диаметр отверстия соответствует диаметру хвостовика золотника, обеспечивая при этом возможность перемещения золотника относительно штока, а указанная пружина размещена между торцом хвостовика золотника и дном указанного отверстия, при этом золотник и шток соединены между собой с помощью стержня, неподвижно закрепленного в штоке перпендикулярно его оси и проходящего сквозь хвостовик золотника с обеспечением возможности перемещения указанного стержня вдоль продольной оси хвостовика золотника.

poleznayamodel.ru