Способ восстановления дизельного сажевого фильтра



Способ восстановления дизельного сажевого фильтра
Способ восстановления дизельного сажевого фильтра
Способ восстановления дизельного сажевого фильтра

 


Владельцы патента RU 2528932:

ДЖИ ЭМ ГЛОУБАЛ ТЕКНОЛОДЖИ ОПЕРЕЙШНЗ, ИНК. (US)

Изобретение относится к восстановлению дизельного сажевого фильтра в системе дизельного двигателя. Сущность изобретения: способ восстановления дизельного сажевого фильтра в системе (1) дизельного двигателя, которая содержит камеру сгорания, образованную посредством возвратно-поступательного поршня внутри цилиндра, выпускной клапан для циклического открытия камеры сгорания относительно выпускной линии (40) и дизельный сажевый фильтр (7), расположенный в выпускной линии (40). Способ включает впрыскивание дозы топлива в камеру сгорания посредством двух последовательных импульсов (AIP1-AIP3) довпрыскивания, каждый из которых начинается (SOI) после того, как поршень прошел верхнюю мертвую точку (ВМТ), и достаточно близко к последней, для того чтобы топливо сгорало, по меньшей мере, частично внутри камеры сгорания. Техническим результатом изобретения является повышение эффективности восстановления дизельного сажевого фильтра при всех возможных рабочих условиях двигателя. 3 н. и 10 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

Настоящее изобретение относится к восстановлению дизельного сажевого фильтра (ДСФ) в системе дизельного двигателя.

Система дизельного двигателя обычно содержит одну или более камер сгорания, которые каждая в отдельности образована посредством возвратно-поступательного поршня внутри цилиндра.

Цилиндр содержит один или более впускных клапанов для циклического открытия камеры сгорания относительно впускной линии для приема свежего воздушного потока и один или более выпускных клапанов для циклического открытия камеры сгорания относительно выпускной линии для выпуска выхлопных газов.

Цилиндр также содержит электрически управляемое впрыскивающее средство, которым управляет контроллер на основе микропроцессора (электронного блока управления (ЭБУ)), для впрыскивания топлива внутрь камеры сгорания в соответствии со схемой многократного впрыскивания.

Во время нормальной работы двигателя схема многократного впрыскивания обычно включает в себя несколько впрыскиваний топлива, которые следуют одно за другим во временном интервале между закрытием впускных клапанов и моментом, когда поршень достигает своего положения верхней мертвой точки (ВМТ), во время хода сжатия.

Такое впрыснутое топливо сгорает внутри камеры сгорания, образуя газы при высокой температуре и давлении, расширение которых непосредственно прикладывает силу к поршню для перемещения его по направлению к его положению нижней мертвой точки (НМТ), во время рабочего хода, который используется для генерирования крутящего момента на коленчатом валу.

Приблизительно когда поршень достигает своего положения нижней мертвой точки, выпускные клапаны открывают камеру сгорания, позволяя выхлопным газам перемещаться в выпускную линию во время следующего хода выпуска поршня.

Дизельный окислительный нейтрализатор (ДОН) обычно размещают в выпускной линии для уменьшения количества остаточных углеводородов и оксидов азота, которые образуются в процессе горения двигателя и содержатся в потоке выхлопных газов.

Для того чтобы выполнять более жесткие нормативы по выбросам, в выпускной линии, ниже по потоку от ДОН, обычно размещают дизельный сажевый фильтр (ДСФ) для улавливания и удаления твердых частиц (сажи) дизеля из потока выхлопных газов.

Обычно дизельный сажевый фильтр объединен с дизельным окислительным нейтрализатором, образуя единый блок, который может быть расположен в конфигурации с сильной связью или в конфигурации под полом в соответствии со структурой выпускной линии.

В конфигурации с сильной связью такой блок расположен рядом с выпускным коллектором двигателя, непосредственно ниже по потоку от турбины турбонагнетателя. В конфигурации под полом такой блок расположен на большом расстоянии от выпускного коллектора, и дизельный окислительный предварительный нейтрализатор обычно расположен между данным блоком и турбиной турбонагнетателя.

Дизельные сажевые фильтры обычно содержат корпус фильтра из пористого материала с глухими отверстиям, продолжающимися в корпус фильтра с его противоположных сторон. При нормальной работе выхлопной газ заходит в глухие отверстия с одной стороны корпуса фильтра и проходит через фильтрующий материал в глухие отверстия другой стороны, в результате чего твердые частицы, переносимые выхлопных газом, задерживаются на поверхности и в порах корпуса фильтра.

Накапливающиеся твердые частицы увеличивают перепад давления в фильтре.

Когда перепад давления становится чрезмерным, он может вызывать растрескивание фильтра, делающее фильтр неэффективным, или он может снижать эффективность дизельного двигателя.

Для того чтобы избежать чрезмерного засорения фильтра, необходимо удалять твердые частицы, когда в корпусе фильтра накапливается их критическое количество.

Данный процесс обычно называют восстановлением дизельного сажевого фильтра.

Обычно восстановление достигается посредством нагревания ДСФ до температуры, при которой накопившиеся твердые частицы сгорают, оставляя корпус фильтра снова чистым.

Известно нагревание фильтра посредством увеличения температуры выхлопных газов, заходящих в ДСФ. Данное увеличение температуры (обычно до 630°С) должно поддерживаться в течение некоторого времени (обычно в течение 600 секунд) при всех возможных условиях вождения (т.е. вождение по городу, вождение по скоростной магистрали и др.).

Увеличение температуры выхлопных газов обеспечивается при помощи специальной схемы многократного впрыскивания, посредством которой доза топлива впрыскивается в камеру сгорания после того как поршень прошел свое положение верхней мертвой точки, а топливо, которое было впрыснуто ранее, уже сгорело.

Такое топливо, впрыснутое с задержкой, может обеспечить первое повышение температуры, обусловленное сгоранием топлива внутри камеры сгорания, и второе повышение температуры, обусловленное окислением внутри нейтрализатора (ДОН) выпускной линии.

Более конкретно, первое увеличение температуры достигается посредством однократного впрыскивания топлива, которое обычно называют довпрыскиванием.

Довпрыскивание начинается перед открытием выпускных клапанов и достаточно близко к ВМТ, для того чтобы топливо почти полностью сгорало в камере сгорания.

Сгорание довпрыснутого топлива образует горячие газы, которые затем выпускаются из камеры сгорания и направляются по выпускной линии, проходя через ДСФ, в результате чего последний нагревается.

Второе увеличение температуры достигается посредством одного или более впрыскиваний топлива, которые обычно называют поствпрыскиваниями.

Поствпрыскивания начинаются достаточно далеко от ВМТ, для того чтобы топливо не сгорало в камере сгорания, обычно после открытия выпускных клапанов.

Таким образом, поствпрыснутое топливо выпускается несгоревшим из камеры сгорания и направляется по выпускной линии к дизельному окислительному нейтрализатору (ДОН).

Дизельный окислительный нейтрализатор используется для окисления несгоревшего поствпрыснутого топлива, нагревающего выхлопные газы, которые затем проходят через ДСФ.

Существующие стратегии для процесса восстановления позволяют достигнуть необходимой целевой температуры ДСФ при большинстве рабочих условий двигателя, которые обычно определяются в виде частоты вращения двигателя, нагрузки двигателя, а также скорости транспортного средства.

Однако существующие стратегии восстановления реально охватывают не все возможные рабочие условия двигателя.

Например, когда двигатель работает в режиме низких оборотов холостого хода, существующие стратегии восстановления обеспечивают увеличение температуры, которое вряд ли способно достигнуть требуемой целевой температуры выше по потоку от ДСФ (вследствие очень низкой температуры газа выше по потоку от ДОН), и поэтому восстановление не является достаточно эффективным, чтобы полностью сжигать твердые частицы внутри дизельного сажевого фильтра в течение требуемого времени восстановления, особенно в легком режиме работы при малолитражном двигателе и особенно для конфигурации ДСФ под полом.

Это приводит к увеличению частоты восстановления и/или к более длительному процессу восстановления, что увеличивает риск прерывания процесса восстановления в результате выключения двигателя водителем и влечет за собой также множество других недостатков.

Самыми распространенными такими недостатками являются:

увеличенный расход топлива, обусловленный высоким объемом поствпрыснутого топлива, который используется для нагревания ДСФ и который не генерирует крутящий момент на коленчатом валу (поскольку поствпрыснутое топливо окисляется в ДОН);

увеличенное термическое напряжение выпускной линии и преждевременное старение элементов (преимущественно на предварительном нейтрализаторе) вследствие того, что элементы выпускной линии нагреваются в течение длительного времени при высокой температуре;

увеличенное разжижение масла, обусловленное более высоким объемом поствпрыснутого топлива, которое склонно проходить между поршнем и цилиндром, достигая масляного отстойника двигателя;

возможность засорения ДСФ, если восстановление вообще не может быть осуществлено.

Все данные негативные эффекты обычно выявляются и усиливаются при особом, но очень широко распространенном стиле вождения, особенно стиле вождения в городе.

Целью настоящего изобретения является усовершенствование существующих стратегий восстановления, чтобы подобрать температуру, требуемую для восстановления ДСФ при практически всех возможных рабочих условиях двигателя, устраняя или, по меньшей мере, существенно уменьшая вышеупомянутые недостатки.

Другая цель настоящего изобретения состоит в том, чтобы выполнить поставленную задачу при использовании простого, рационального и недорогого решения.

Данные цели достигаются посредством характеристик изобретения, изложенных в независимых пунктах формулы изобретения. Зависимые пункты формулы изобретения описывают предпочтительные и/или особенно выгодные аспекты данного изобретения.

Изобретение обеспечивает способ восстановления дизельного сажевого фильтра в системе дизельного двигателя.

Система дизельного двигателя обычно содержит, по меньшей мере, одну камеру сгорания, образованную посредством возвратно-поступательного поршня внутри цилиндра, по меньшей мере, один выпускной клапан для циклического открытия камеры сгорания относительно выпускной линии и дизельный сажевый фильтр, расположенный в выпускной линии.

В соответствии с изобретением, способ включает впрыскивание дозы топлива в камеру сгорания посредством, по меньшей мере, двух последовательных импульсов довпрыскивания, каждый из которых начинается после того, как поршень прошел свое положение верхней мертвой точки, и достаточно близко к последнему, для того чтобы топливо сгорало, по меньшей мере, частично внутри камеры сгорания.

Другими словами, данное изобретение отличается от существующего способа восстановления тем, что одно довпрыскивание в соответствии с известным уровнем техники разделяется на несколько последовательных импульсов довпрыскивания.

Взаимодействие таких последовательных импульсов довпрыскивания вынуждает импульсы поддерживать друг друга в экзотермической реакции окисления топлива в камере сгорания.

Таким образом, по сравнению с обычным одним довпрыскиванием, последовательные импульсы довпрыскивания увеличивают отдачу тепла в камере сгорания, обеспечивая более высокую эффективность горения с минимальным образованием несгоревших углеводородов (НУ) и более высокую температуру выхлопных газов.

Кроме того, последний импульс довпрыскивания будет относительно близким к моменту, когда выпускные клапаны открывают камеру сгорания, так что поток выхлопных газов обычно оказывается более горячим по сравнению с потоком выхлопных газов, получаемым при одном довпрыскивании.

По существу способ разделения довпрыскивания обеспечивает более быстрый и более эффективный процесс восстановления ДСФ, посредством которого можно уменьшить разжижение масла и термическое напряжение выпускной линии, а также риск засорения ДСФ и риск прерывания восстановления в результате выключения двигателя водителем.

Изобретение также обеспечивает систему управления для управления процессом восстановления ДСФ.

Данная система управления содержит:

- управляемое впрыскивающее средство для впрыскивания топлива в камеру сгорания, и

- контроллер на основе микропроцессора для управления упомянутым впрыскивающим средством, чтобы осуществлять способ разделения довпрыскивания в соответствии с изобретением.

Ниже, настоящее изобретение будет описано, в качестве примера, со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:

Фиг.1 - схематичный чертеж системы дизельного двигателя и контроллера двигателя в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения;

Фиг.2 - схематичный чертеж части схемы многократного впрыскивания, во время нормальной работы двигателя, которая изображает ВМТ поршня в конце хода сжатия и НМТ поршня в конце следующего рабочего хода; и

Фиг.3 - схематичный чертеж типичной схемы восстановительного многократного впрыскивания во время процесса восстановления ДСФ, в той же части, которая проиллюстрирована на фиг.2.

Предпочтительный вариант осуществления настоящего изобретения применяется к системе дизельного двигателя с турбонаддувом, которая на фиг.1 в целом обозначена ссылочной позицией 1.

Система 1 дизельного двигателя содержит четырехтактный двигатель, включающий в себя множество камер сжатия, которые каждая в отдельности образована посредством возвратно-поступательного поршня внутри цилиндра.

Каждая камера сгорания содержит один или более впускных клапанов для циклического открытия соответствующей камеры относительно впускного коллектора 3; один или более выпускных клапанов для циклического открытия соответствующей камеры относительно выпускного коллектора 4; и электрически управляемое впрыскивающее средство для впрыскивания топлива в камеру сгорания.

Цилиндры, поршни, впускные клапаны, выпускные клапаны и впрыскивающие средства не показаны, поскольку они хорошо известны.

Впускной коллектор 3 расположен в конце впускной линии 30, а выпускной коллектор 4 расположен в начале выпускной линии 40.

Впускная линия 30 содержит впускное отверстие 31 для всасывания свежего воздуха при по существу атмосферном давлении.

Во впускной линии 30, ниже по потоку от впускного отверстия 31, расположен хорошо известный турбонагнетатель 5 для сжатия воздушного потока и для выдачи его в промежуточный охладитель 32.

Еще ниже по потоку впускная линия 30 содержит впускной дроссельный клапан 33, который выполнен с возможностью электрического управления для изменения ограничения впуска.

Выпускная линия 40 направляет выпускные газы из выпускного коллектора 4, чтобы приводить в движение турбину турбонагнетателя 5, и затем в атмосферу через выпускное отверстие 41.

Ниже по потоку от турбонагнетателя 5 выпускная линия 40 содержит основной дизельный окислительный нейтрализатор 6 (ДОН), предусмотренный для уменьшения содержания остаточных углеводородов, которые образуются в результате сжигания топлива внутри двигателя 2 и которые содержатся в потоке выхлопных газов.

Дизельный сажевый фильтр 7 расположен в выпускной линии 40, ниже по потоку от основного дизельного окислительного нейтрализатора 6, для улавливания и удаления твердых частиц (сажи) дизельного двигателя из потока выхлопных газов, прежде чем он достигает выпускного отверстия 41.

В данном примере дизельный сажевый фильтр 7 объединен с основным дизельным окислительным нейтрализатором 6, образуя единый блок, который расположен в выпускной линии 40 в соответствии с конфигурацией под полом.

Дизельный окислительный предварительный нейтрализатор 8 расположен в выпускной линии 40 между основным дизельным окислительным нейтрализатором 6 и турбиной турбонагнетателя 5.

Ниже описан рабочий цикл четырехтактного двигателя 2 со ссылкой только на одну камеру сгорания.

Рабочий цикл совершается за два оборота коленчатого вала или четыре возвратно-поступательных перемещения поршня в соответствующем цилиндре: ход впуска, ход сжатия, рабочий ход и ход выпуска.

Цикл начинается, когда поршень находится в своей верхней мертвой точке (ВМТ), которой является положение, когда поршень находится на минимальном расстоянии от верхней части цилиндра.

Во время хода впуска поршень опускается из верхней мертвой точки в нижнюю мертвую точку (НМТ), которой является положение, в котором поршень находится на максимальном расстоянии от верхней части цилиндра.

Впускные клапаны открываются, так что свежий воздух вытесняется в камеру сгорания.

Впускные клапаны закрывают камеру сгорания, когда поршень находится рядом с нижней мертвой точкой.

Во время хода сжатия поршень поднимается из нижней мертвой точки в верхнюю мертвую точку, сжимая воздух в камере сгорания.

Топливо воспламеняется прямо в камере сгорания на конечном этапе хода сжатия, в соответствии с установленной схемой многократного впрыскивания.

Схему многократного впрыскивания обычно изображают на временной оси, основной точкой отсчета которой является верхняя мертвая точка (ВМТ) поршня в конце хода сжатия.

Вместо времени, схема многократного впрыскивания может изображаться в зависимости от углового положения коленчатого вала.

Во время нормальной работы двигателя, схема многократного впрыскивания имеет вид, показанный на фиг.2.

Такая схема многократного впрыскивания содержит несколько впрыскиваний топлива, обозначенных ссылочными позициями 11, 12 и 13.

Схема впрыскивания обычно располагается через верхнюю мертвую точку (ВМТ) поршня, так что впрыснутое топливо сгорает почти полностью внутри камеры сгорания.

Сжигание топлива внутри камеры сгорания создает газы при высокой температуре и давлении, расширение которых непосредственно прикладывает силу к поршню для проталкивания его во время рабочего хода по направлению к нижней мертвой точке (НМТ), чтобы генерировать крутящий момент на коленчатом валу.

Более конкретно, первые впрыскивания 11 и 12 обычно называются предварительными впрыскиваниями и, в частности, используются для повышения температуры внутри камеры сгорания с учетом последнего впрыскивания 13, которое является основным впрыскиванием.

Количество топлива основного впрыскивания 13 выше, чем количество топлива предварительных впрыскиваний 11 и 12, поскольку основное впрыскивание 13 является обычно самым важным для генерирования крутящего момента на коленчатом валу. Выпускные клапаны открывают камеру сгорания, когда поршень находится рядом с его нижней мертвой точкой (НМТ).

Во время следующего хода выпуска, поршень выталкивает выхлопные газы из камеры сгорания через выпускные клапаны и в выпускной коллектор 4.

На конечном этапе хода выпуска выпускные клапаны закрывают камеру сгорания, и цикл начинается сначала.

Неотъемлемой частью системы 1 дизельного двигателя является система управления, которая содержит чувствительные средства для обеспечения соответствующих измерений множества рабочих параметров двигателя и контроллер (ЭБУ) на основе микропроцессора, обозначенная на фиг.1 ссылочной позицией 9.

ЭБУ содержит машинные коды для приложения измерений рабочих параметров двигателя к множеству программ управления двигателем.

Самыми важными рабочими параметрами двигателя, используемыми ЭБУ в настоящем изобретении, являются частота вращения двигателя, которая обычно выражается в виде угловой скорости (в оборотах в минуту) коленчатого вала, и нагрузка двигателя, которая обычно выражается в виде подачи топлива (мм3 впрыскиваемого топлива за один цикл) для двигателя или в виде крутящего момента двигателя (Нм).

В настоящем изобретении могут быть использованы другие рабочие параметры двигателя, включая важные параметры внешних условий, такие как температура (°С) окружающего воздуха, получаемая из датчика температуры, давление (бар) окружающего воздуха, получаемое из барометрического датчика давления, и многие другие.

Одна из самых важных задач ЭБУ заключается в том, чтобы определять и регулировать схему многократного впрыскивания на основе измерений рабочих параметров двигателя в данный момент и соответственно выдавать команды и управлять впрыскивающим средством.

Другая важная задача ЭБУ заключается в том, чтобы определять уровень заполнения ДСФ и осуществлять процесс восстановления ДСФ, когда достигнут определенный уровень заполнения.

Процесс восстановления ДСФ осуществляется посредством увеличения температуры выхлопных газов, чтобы нагревать ДСФ в течение некоторого времени до высокой температуры, при которой накопившиеся твердые частицы сгорают.

Увеличение температуры выхлопных газов предусматривает специальную восстановительную схему многократного впрыскивания.

Восстановительная схема многократного впрыскивания в соответствии с изобретением показана на фиг.3.

Кроме обычных предварительных впрыскиваний 11, 12 и основного впрыскивания 13, восстановительная схема многократного впрыскивания предусмотрена для впрыскивания дозы топлива также после ВМТ.

Такое количество топлива включает в себя так называемое довпрыснутое топливо и поствпрыснутое топливо.

Довпрыснутое топливо отличается тем, что оно впрыскивается перед открытием выпускных клапанов и достаточно близко к ВМТ, для того чтобы топливо сгорало внутри камеры сгорания.

Поствпрыснутое топливо отличается тем, что оно впрыскивается достаточно далеко от ВМТ, для того чтобы топливо не сгорало внутри камеры сгорания, обычно после открытия выпускных клапанов.

Восстановительная схема многократного впрыскивания в соответствии с изобретением отличается от схем известного уровня техники тем, что она содержит несколько последовательных импульсов AIP1-AIP3 довпрыскивания вместо одного довпрыскивания.

По существу начало впрыскивания (SOI) каждого из импульсов AIP1-AIP3 довпрыскивания находится после ВМТ и достаточно близко к последней, для того чтобы топливо сгорало, по меньшей мере, частично и предпочтительно почти полностью, в камере сгорания. Другими словами, каждый отдельно взятый импульс AIP1-AIP3 довпрыскивания в соответствии с изобретением может считаться обычным довпрыскиванием в соответствии с известным уровнем техники.

Сжигание импульсов AIP1-AIP3 довпрыскивания образует горячие газы, которые затем выпускаются из камеры сгорания и направляются по выпускной линии 40, чтобы проходить через ДСФ, в результате чего последний нагревается.

Взаимодействие последовательных импульсов AIP1-AIP3 довпрыскивания вынуждает импульсы поддерживать друг друга в экзотермической реакции окисления топлива в камере сгорания.

Таким образом, по сравнению с обычным одним довпрыскиванием, такие последовательные импульсы AIP1-AIP3 довпрыскивания увеличивают выделение тепла в камере сгорания, обеспечивая более высокую эффективность горения с минимальным образованием несгоревших углеводородов (НУ) и более высокую температуру выхлопных газов.

Наиболее важными параметрами в управлении импульсами довпрыскивания являются: количество импульсов, суммарное количество топлива, впрыскиваемое всеми импульсами, отдельное количество топлива, впрыскиваемое каждым отдельно взятым импульсом, и положение импульсов в восстановительной схеме многократного впрыскивания.

Ниже будет описано положение каждого импульса довпрыскивания относительно его начала впрыскивания (SOI).

Данное положение может быть определено в виде расстояния между началом впрыскивания каждого импульса от ВМТ. В качестве альтернативы, данное положение может быть определено в виде расстояния (задержки-DWT) между началом впрыскивания (SOI) каждого импульса и концом предыдущего впрыскивания. В последнем случае положение первого импульса AIP1 довпрыскивания определяется как расстояние между его SOI и основным впрыскиванием 13, положение второго импульса AIP2 довпрыскивания определяется как расстояние между его SOI и первым импульсом AIP1 довпрыскивания и так далее.

В каждом случае расстояния в данной схеме могут быть выражены в виде времени (в мкс) или в виде углового положения (в угловых градусах) коленчатого вала от ВМТ.

В соответствии с изобретением, количество импульсов довпрыскивания равно, по меньшей мере, двум и, предпочтительно, не больше пяти.

Количество импульсов довпрыскивания калибруется и регулируется ЭБУ на основе рабочих параметров двигателя, предпочтительно, по меньшей мере, на основе частоты вращения двигателя.

Возможное количество импульсов довпрыскивания зависит также от возможности реализации всей схемы впрыскивания.

Это означает, что некоторые импульсы довпрыскивания должны быть удалены ЭБУ, если доступный интервал времени между ВМТ и открытием выпускных клапанов является недостаточно широким.

Таким образом, ЭБУ обеспечивает корректировку количества импульсов довпрыскивания на основе вышеупомянутого интервала времени.

Суммарное количество довпрыснутого топлива, которое впрыскивается всеми импульсами AIP1-AIP3 довпрыскивания, калибруется и регулируется ЭБУ на основе рабочих параметров двигателя, предпочтительно, по меньшей мере, на основе частоты вращения двигателя и нагрузки двигателя.

ЭБУ также обеспечивает корректировку такого суммарного количества довпрыснутого топлива на основе внешних условий, например, на основе температуры и или давления окружающего воздуха.

Количество топлива, впрыскиваемое каждым из импульсов AIP1-AIP3 довпрыскивания, отдельно калибруется и регулируется ЭБУ на основе рабочих параметров двигателя, предпочтительно, по меньшей мере, на основе частоты вращения двигателя и нагрузки двигателя.

Такая регулировка является независимой для каждого импульса, так что обычно возможны разные количества впрыскиваемого топлива.

Со ссылкой на вращение коленчатого вала, все положения (SOI) импульсов довпрыскивания в схеме находятся в интервале между верхней мертвой точкой (ВМТ) поршня и открытием выпускного клапана, более конкретно, в интервале между 30 и 100 угловыми градусами от ВМТ.

Положения (SOI) импульсов довпрыскивания в схеме также отдельно калибруются и регулируются ЭБУ на основе рабочих параметров двигателя, предпочтительно, по меньшей мере, на основе частоты вращения двигателя и нагрузки двигателя.

Такая регулировка является независимой для каждого импульса, так что обычно возможны различные задержки (DWT) между каждой парой последовательных импульсов.

ЭБУ также обеспечивает корректировку положения (SOI) импульсов довпрыскивания в схеме на основе внешних условий, например, на основе температуры и/или давления наружного воздуха.

Как показано на фиг.3, восстановительная схема многократного впрыскивания в соответствии с изобретением содержит также поствпрыскивание PI. Данное поствпрыскивание не отличается от поствпрыскиваний известного уровня техники и может быть соответственно практически разделено на несколько последовательных импульсов поствпрыскивания.

Начало впрыскивания (SOI) поствпрыскивания находится рядом с открытием выпускных клапанов, так чтобы топливо не сжигалось внутри камеры сгорания.

По существу поствпрыскивание обычно начинается после того, как коленчатый вал прошел 160 угловых градусов от ВМТ поршня. Таким образом, поствпрыснутое топливо выталкивается несгоревшим из камеры сгорания и направляется по выпускной линии, чтобы достигнуть дизельного окислительного нейтрализатора (ДОН).

Дизельный окислительный нейтрализатор используется для окисления такого несгоревшего поствпрыснутого топлива, нагревающего выхлопные газы, которые затем проходят через ДСФ.

Другой аспект данного изобретения относится к компьютерной программе, содержащей машиночитаемое программное средство, которая, когда она выполняется на компьютере, инициирует впрыскивание дозы топлива в камеру сгорания посредством, по меньшей мере, двух последовательных импульсов (AIP1-AIP3) довпрыскивания, каждый из которых начинается после того, как поршень прошел верхнюю мертвую точку (ВМТ), и достаточно близко к последней, для того чтобы топливо сгорало, по меньшей мере, частично внутри камеры сгорания.

Другой аспект данного изобретения относится к компьютерному программному продукту, содержащему компьютерную программу по п.11, хранящуюся на машиночитаемом носителе.

Хотя настоящее изобретение описано со ссылкой на некоторые предпочтительные варианты осуществления и конкретные применения, необходимо понимать, что вышеизложенное описание в данном документе приведено в качестве примера, а не в качестве ограничения. Для специалистов в данной области техники будет очевидно, что различные модификации данных конкретных вариантов осуществления находятся в пределах объема прилагаемой формулы изобретения. Таким образом, необходимо понимать, что изобретение не ограничено описанными вариантами осуществления, и что его полный объем определяется приведенной ниже формулой изобретения.

1. Способ восстановления дизельного сажевого фильтра в системе (1) дизельного двигателя, которая содержит, по меньшей мере, одну камеру сгорания, образованную посредством возвратно-поступательного поршня внутри цилиндра, по меньшей мере, один выпускной клапан для циклического открытия камеры сгорания относительно выпускной линии (40) и дизельный сажевый фильтр (7), расположенный в выпускной линии (40), отличающийся тем, что осуществляют впрыскивание дозы топлива в камеру сгорания посредством, по меньшей мере, двух последовательных импульсов (AIP1-AIP3) довпрыскивания, каждый из которых начинается (SOI) после того, как поршень прошел верхнюю мертвую точку (ВМТ), и достаточно близко к последней, для того чтобы топливо сгорало, по меньшей мере, частично внутри камеры сгорания.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что осуществляют регулирование суммарного количества топлива, которое впрыскивается всеми импульсами (AIP1-AIP3) довпрыскивания.

3. Способ по п.2, отличающийся тем, что регулирование суммарного количества топлива осуществляют, по меньшей мере, на основе частоты вращения двигателя и нагрузки двигателя.

4. Способ по п.2, отличающийся тем, что регулирование суммарного количества топлива включает корректирование суммарного количества топлива на основе внешних условий.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что осуществляют регулирование количества импульсов (AIP1-AIP3) довпрыскивания.

6. Способ по п.5, отличающийся тем, что регулирование количества импульсов довпрыскивания осуществляют, по меньшей мере, на основе частоты вращения двигателя.

7. Способ по п.5, отличающийся тем, что регулирование количества импульсов довпрыскивания включает корректирование количества импульсов довпрыскивания на основе доступного интервала времени между верхней мертвой точкой (ВМТ) поршня и моментом, когда выпускной клапан открывает камеру сгорания.

8. Способ по п.1, отличающийся тем, что осуществляют регулирование впрыскиваемого количества топлива для каждого из импульсов (AIP1-AIP3) довпрыскивания независимо друг от друга.

9. Способ по п.8, отличающийся тем, что регулирование впрыскиваемого количества топлива для каждого из импульсов (AIP1-AIP3) довпрыскивания осуществляют, по меньшей мере, на основе частоты вращения двигателя и нагрузки двигателя.

10. Способ по п.1, отличающийся тем, что каждый импульс (AIP1-AIP3) довпрыскивания появляется после того, как поршень прошел верхнюю мертвую точку (ВМТ), и до того, как открывается выпускной клапан.

11. Способ по п.2, отличающийся тем, что регулирование положения каждого из импульсов (AIP1-AIP3) довпрыскивания в схеме впрыскивания включает корректирование такого положения на основе внешних условий.

12. Машиночитаемый носитель, отличающийся тем, что он содержит компьютерную программу, содержащую машиночитаемые программные средства, которая, когда она выполняется на компьютере, инициирует впрыскивание дозы топлива в камеру сгорания посредством, по меньшей мере, двух последовательных импульсов (AIP1-AIP3) довпрыскивания, каждый из которых начинается после того, как поршень прошел верхнюю мертвую точку (ВМТ), и достаточно близко к последней, для того чтобы топливо сгорало, по меньшей мере, частично внутри камеры сгорания.

13. Система управления для системы (1) дизельного двигателя, содержащей, по меньшей мере, одну камеру сгорания, образованную посредством возвратно-поступательного поршня внутри цилиндра, по меньшей мере, один выпускной клапан для циклического открытия камеры сгорания относительно выпускной линии (40) и дизельный сажевый фильтр (7), расположенный в выпускной линии (40), отличающаяся тем, что она содержит:
управляемое впрыскивающее средство для впрыскивания топлива в камеру сгорания, и
контроллер (9) на основе микропроцессора для управления упомянутым впрыскивающим средством для реализации способа по любому из п.п.1-11.



 

Похожие патенты:

Изобретение может быть использовано в дизельных двигателях. Способ балансировки цилиндров (3) дизельного двигателя (2) заключается в определении начального момента процесса сгорания в каждом цилиндре (3), сравнении определенного начального момента процесса сгорания с конкретным заданным значением, и изменении начального момента впрыска топлива в цилиндры (3), если определенный начальный момент процесса сгорания отличается от заданного значения.

Изобретение относится к двигателестроению, а именно к двигателям внутреннего сгорания, преимущественно к автомобильным двигателям с электрическим управлением подачей топлива.

Изобретение относится к способу запуска двигателя внутреннего сгорания с воспламенением при низких температурах. .

Изобретение относится к двигателестроению, в частности системам и способам для проведения в действие снабженного туробонаддувом двигателя с воспламенением от сжатия, и в частности, к системе и способу для снижения удельного расхода топлива и уменьшения выброса отработавших газов в снабженном турбонаддувом двигателе с воспламенением от сжатия, который входит в состав локомотива.

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к системам управления двигателями внутреннего сгорания. .

Изобретение относится к двигателестроению, а именно к топливным системам двигателей внутреннего сгорания, преимущественно к дизельным, предназначенным для транспортных средств, работающих в экстремальных условиях разрушающего внешнего электромагнитного (импульсного) воздействия.

Изобретение относится к двигателестроению, в частности устройствам для управления мощностью двигателя внутреннего сгорания на стационарных установках и мобильном транспорте.

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к подавлению образования выбросов двигателей внутреннего сгорания и к системам управления впрыском топлива, подавляющим образование выбросов.

Изобретение может быть использовано в транспортных средствах (ТС) с двигателем (230) внутреннего сгорания (ДВС), выпускная система которых снабжена фильтром (261) частиц.

Изобретение относится к способу регулирования температуры фильтра-улавливателя частиц. Сущность изобретения: способ регулирования температуры фильтра-улавливателя частиц выхлопной системы (1) во время фазы регенерации этого фильтра путем впрыска топлива в выхлопные газы, содержащий этапы, на которых измеряют температуру (Т5) на уровне фильтра-улавливателя частиц; определяют количество топлива (Qigec), необходимое для впрыска в выхлопные газы, при этом упомянутое количество содержит первую составляющую (Qc1c), определяемую при помощи разомкнутого контура автоматического регулирования, не учитывающего измеряемую температуру, и это количество содержит вторую составляющую (Qc2), определяемую при помощи замкнутого контура автоматического регулирования, учитывающего измеряемую температуру; и в зависимости от амплитуды второй составляющей относительно определяемого количества топлива определяют поправку (Кс) для первой составляющей и эту поправку вводят в разомкнутый контур автоматического регулирования.

Изобретение относится к регенерации компонентов системы выпуска отработавших газов двигателя внутреннего сгорания. .

Изобретение относится к двигателям внутреннего сгорания, в частности дизельным. .

Изобретение относится к выхлопной системе для двигателя внутреннего сгорания. .

Изобретение относится к обработке отработавших газов дизельного двигателя. Сущность изобретения: дизельный двигатель с системой последующей обработки отработавших газов, содержащей контроллер, обеспечивающий управление работой двигателя для получения первой группы характеристик отработавших газов и управление топливным инжектором для впрыска топлива по потоку выше СФ с первым расходом впрыскиваемого топлива, пока не будет выполнено по меньшей мере одно условие, и после выполнения такого по меньшей мере одного условия управление топливным инжектором таким образом, чтобы уменьшался расход впрыскиваемого топлива, а также управление работой двигателя для получения второй группы характеристик отработавших газов, при которой будет происходить регенерация СФ. Причем по меньшей мере одна характеристика будет иметь разные значения в первой и второй группах характеристик. Также раскрыт способ обработки отработавших газов дизельного двигателя. Техническим результатом изобретения является повышение эффективности регенерации сажевого фильтра. 4 н. и 14 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение может быть использовано в системах снижения токсичности отработавших газов (ОГ) двигателей внутреннего сгорания (ДВС). Предложен способ калибровки по меньшей мере одной топливной форсунки для топливной горелки, установленной по потоку выше дизельного сажевого фильтра. Способ калибровки выполняют в режиме холостого хода ДВС для обеспечения постоянной температуры горелки в процессе калибровки. Работу указанной топливной форсунки осуществляют с использованием первой ширины импульсов. Затем фиксируют первую температуру ОГ ниже по потоку топливной горелки. После фиксации первой температуры первую ширину импульсов топливной форсунки изменяют до второй ширины импульсов, которая отличается от первой ширины импульсов, и фиксируют вторую температуру ОГ ниже по потоку топливной горелки. После чего определяют разницу между первой и второй температурами ОГ и при необходимости регулируют характеристику впрыска топливной форсунки. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к способу подачи тепловой энергии в устройство для нейтрализации отработавших газов. Способ подачи тепловой энергии в устройство для нейтрализации отработавших газов (2), размещенное в выпускном тракте двигателя внутреннего сгорания, в особенности дизельного двигателя, путем подогрева отработавших газов, набегающих на устройство для нейтрализации отработавших газов (2) до требуемой температуры. Отработавшие газы, выброшенные двигателем внутреннего сгорания, нагревают до требуемой температуры путем конверсии углеводородов, дозировано подаваемых в выпускной тракт, на двух окислительных нейтрализаторах (7, 10), размещенных по направлению потока отработавших газов один за другим. Ближайший по направлению потока отработавших газов двигателя внутреннего сгорания первый окислительный нейтрализатор (10) размещен во вспомогательном канале (4), а расположенный после него второй окислительный нейтрализатор (7) размещен в выпускном тракте за местом слияния основного и вспомогательного каналов выпуска отработавших газов (3 и 4). В зависимости от массы общего потока отработавших газов, выброшенного двигателем внутреннего сгорания, фактической температуры и требуемой температуры потока отработавших газов, набегающего на устройство для нейтрализации отработавших газов (2), с помощью управляющей величины, соответствующей текущим условиям или близкой к ним и полученной из параметрического поля управления, учитывающего характеристики потока отработавших газов и требуемое увеличение температуры, регулируют подачу углеводородов для впрыска их во вспомогательный канал (4) в поток отработавших газов перед первым окислительным нейтрализатором (10) и (или) в массовый поток отработавших газов, протекающий по вспомогательному каналу (4). Повторяющимся образом регистрируют фактическую температуру отработавших газов, набегающих на устройство для нейтрализации отработавших газов (2). При обнаружении разницы между фактической температурой и требуемой температурой изменяют параметры подачи углеводородов и (или) массового потока отработавших газов, протекающего сквозь вспомогательный канал (4), для достижения требуемой температуры, причем операции по мониторингу температуры повторяют до тех пор, пока требуемая температура не будет достигнута. Техническим результатом изобретения является обеспечение эффективной нейтрализации отработавших газов путем повышения температуры выхлопных газов, поступающих на устройство для нейтрализации. 14 з.п. ф-лы, 4 ил.

Способ регулирования подачи первого топлива и второго топлива в двигатель, который питается только первым топливом в первом режиме работы и смесью первого и второго топлив во втором режиме работы, при этом предложенный способ включает следующие стадии: 1) вычисление массы Md первого топлива, необходимой для двигателя в случае его работы в первом режиме; 2) вычисление исходя из массы Md энергии Fe топлива, которую обеспечивает это количество массы Md; 3) определение минимального уменьшенного количества Fdmin первого топлива, необходимого для работы двигателя во втором режиме; 4) вычисление количества Msub второго топлива, которое вместе с уменьшенным количеством дизельного топлива Fdmin будет обеспечивать энергию топлива, эквивалентную Fe. 3 н. и 21 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания. Предложен эмулятор инжектора, предназначенный для встраивания в систему управления двигателя, работающего от нескольких видов топлива. Система включает в себя первое устройство (4) управления, выполненное с возможностью взаимодействия с множеством топливных форсунок (10), впрыскивающих первый вид топлива в выбранные цилиндры (8) двигателя (6), когда система работает только на первом топливе, а также второе устройство (54) управления, выполненное с возможностью взаимодействия, вместо первого устройства (4) управления, с упомянутым множеством форсунок (10) для впрыска упомянутого первого вида топлива, когда система работает в многотопливном режиме. Упомянутое первое устройство управления подключено к устройству эмуляции форсунки, используемому в упомянутом многотопливном режиме. Устройство эмуляции форсунки включает в себя устройство (157) электрической нагрузки, выполненное с возможностью имитации параметров электрической нагрузки эмулируемой форсунки (10), а также включает в себя электронные средства, имитирующие характеристики индуктивности и обратного хода эмулируемой форсунки (10). 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 15 ил.

Изобретение относится к способам и системам для восстановления устройства последующей очистки. Способ восстановления включает в себя этапы, на которых осуществляют сгорание в цилиндре двигателя в течение цикла цилиндра, впрыскивают некоторое количество топлива в импульсе впрыска топлива после события сгорания в цилиндре и до закрывания выпускного клапана в течение цикла цилиндра посредством контроллера, причем количество топлива в импульсе впрыска топлива регулируют по плотности газовой смеси в цилиндре, а проникновение в цилиндр импульса впрыска топлива регулируют по коэффициенту наполнения цилиндра и восстанавливают устройство последующей очистки посредством количества топлива. Техническим результатом является уменьшение внедрения топлива в масло. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 4 ил.
Наверх