Способ регенерации открытого улавливателя твердых частиц



Способ регенерации открытого улавливателя твердых частиц
Способ регенерации открытого улавливателя твердых частиц
Способ регенерации открытого улавливателя твердых частиц

 


Владельцы патента RU 2529281:

ЭМИТЕК ГЕЗЕЛЬШАФТ ФЮР ЭМИССИОНСТЕХНОЛОГИ МБХ (DE)

Изобретение относится к способу регенерации открытого улавливателя твердых частиц. Способ регенерации открытого улавливателя твердых частиц, заключающийся в выполнении следующих стадий: а) определяют параметр (7) в качестве показателя регенерируемости открытого улавливателя твердых частиц, б) параметр (7) сравнивают с первым пороговым значением (4), в) в пределах контрольного периода (2) определяют дольный временной интервал (3), в который параметр (7) достигал первого порогового значения (4), г) указанный дольный временной интервал (3) сравнивают с первым минимальным дольным временным интервалом, который соответствует минимальной длительности регенерации в пределах контрольного периода (2), и д) в том случае, если дольный временной интервал (3) не достигает длительности первого минимального дольного временного интервала, принимают меры по влиянию на параметр (7), в результате которых он соответствует первому минимальному дольному временному интервалу и достигнуто первое пороговое значение (4) и/или выполняется регенерация открытого улавливателя (1) твердых частиц, при этом параметр на стадии б) дополнительно сравнивают со вторым пороговым значением (8) и проверяют, возможно ли достижение первого порогового значения (4) путем принятия первой меры по влиянию на параметр (7), которую принимают на стадии д) только при положительном результате такой проверки. Техническим результатом изобретения является обеспечение полной регенерации открытых фильтров для улавливания твердых частиц. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

Настоящее изобретение относится к способу регенерации открытого улавливателя твердых частиц.

Улавливатели (или сепараторы) твердых частиц используются для снижения токсичности отработавших газов (ОГ), образующихся при работе двигателя внутреннего сгорания (ДВС) на автомобиле, преимущественно дизельного двигателя. Именно в последние годы существенно возросло значение улавливателей твердых частиц для очистки от них ОГ дизельных двигателей в связи с широким обсуждением той опасности, которую для здоровья человека представляет высокодисперсная пыль при ее попадании в атмосферу с ОГ. Первыми улавливателями твердых частиц, широко используемыми и в настоящее время в автомобилестроении, стали фильтры для улавливания твердых частиц закрытого (или напорного) типа. В таких фильтрах, изготовленных преимущественно из керамики, но частично также из металла, очищаемые от твердых частиц ОГ принудительно направляются сквозь фильтрующий материал, в котором задерживаются содержащиеся в ОГ сажевые или углеродные частицы. Такие твердые частицы затем претерпевают термическое превращение в фильтре для их улавливания под действием высокой температуры ОГ, а также при взаимодействии с возможно предусмотренным обладающим каталитическим действием покрытием фильтрующего материала, которое понижает уровень температуры ОГ, необходимый для термического превращения твердых частиц. Фильтры для улавливания твердых частиц обычно выполнены в виде сотовых элементов с попеременно закрытыми, т.е. с попеременно выполненными глухими, с их противоположных сторон каналами. В соответствии с этим ОГ, поступающие в фильтр для улавливания твердых частиц и входящие в открытый с его входной стороны канал, должны пройти через его стенку для возможности своего последующего выхода из фильтра для улавливания твердых частиц с другой его - выходной - стороны.

Проблема, присущая закрытым фильтрам для улавливания твердых частиц, состоит в возможности их закупоривания при недостаточно полном термическом превращении задержанных ими сажевых, соответственно углеродных частиц. Закупоривание фильтров происходит главным образом при низких температурах ОГ. Именно ОГ типичных дизельных двигателей часто имеют столь низкую температуру, что даже приемлемое каталитическое покрытие в фильтре для улавливания твердых частиц не позволяет обеспечивать термическое превращение углеродных частиц. На не регенерированных, закупоренных фильтрах для улавливания твердых частиц создается перепад давлений, который отрицательно влияет на рабочие характеристики ДВС и который поэтому нежелателен. По этой причине фильтры для улавливания твердых частиц необходимо периодически регенерировать. Обычно фильтр регенерируют путем повышения температуры ОГ. Для этого могут использоваться различные известные методы. Температуру ОГ можно изменять путем изменения состава подаваемой в ДВС топливовоздушной смеси и/или путем специального регулирования моментов начала впрыскивания топлива или моментов воспламенения топливовоздушной смеси в ДВС. Вместо этого или дополнительно к этому температуру ОГ можно также повышать в самой системе их выпуска, например, путем впрыскивания топлива или подачи кислорода в выпускной трубопровод и/или путем электрического нагрева ОГ.

В качестве альтернативы закрытым фильтрам для улавливания твердых частиц в последние годы были разработаны улавливатели твердых частиц открытого (или безнапорного) типа. Такие улавливатели являются проходными, т.е. в улавливателе твердых частиц имеются проходящие через него открытые пути прохождения потока ОГ, по которым могут проходить и твердые частицы. За меру проходимости открытых улавливателей твердых частиц в целом можно принять диаметр твердых частиц, преимущественно шариков, способных "самотеком" пройти через улавливатель. Согласно ЕР 1440226 В1 фильтр для улавливания твердых частиц считается открытым прежде всего в том случае, когда через него могут "самотеком" пройти шарики диаметром более 0,1 мм, предпочтительно более 0,2 мм, прежде всего более 0,3 мм.

В каналах открытых улавливателей твердых частиц при необходимости предусмотрены также разнообразные потокоотклоняющие элементы, которыми поток ОГ отклоняется в сторону интегрированных фильтрующих поверхностей. Подобные улавливатели часто выполнены в виде сотового элемента, который изготавливают, свертывая в рулон, скручивая или набирая в пакет с попеременным чередованием гладкие фильтрующие слои, например, из тончайших металлических проволочек и гофрированные листы фольги с потокоотклоняющими поверхностями в качестве вторичных профильных структур. Обычно благодаря таким потокоотклоняющим поверхностям в улавливателе твердых частиц создают турбулентные потоки, способствующие наталкиванию твердых частиц на фильтрующие слои и/или диффузии в них твердых частиц в их улавливателе.

Преимущество открытых улавливателей твердых частиц состоит в том, что даже при полном исчерпании емкости улавливателя твердых частиц, т.е. при полном насыщении его твердыми частицами, сохраняется возможность прохождения через него ОГ. Поэтому улавливатель твердых частиц не может закупориваться. Для регенерации открытых улавливателей твердых частиц часто используют каталитическое покрытие и диоксид азота, образуемый в катализаторе окисления (каталитическом нейтрализаторе окислительного типа), который предусмотрен по ходу потока ОГ в выпускном трубопроводе перед улавливателем твердых частиц. Речь при этом идет о непрерывно регенерируемом улавливателе (НРУ).

Вместе с тем было установлено, что и подобные открытые улавливатели твердых частиц с течением времени достигают, прежде всего при низкой температуре ОГ, столь высокой степени их насыщения углеродными, соответственно сажевыми частицами, при которой при определенных условиях ухудшается работоспособность таких улавливателей твердых частиц.

Исходя из вышеизложенного, в основу настоящего изобретения была положена задача по меньшей мере частично решить проблемы, рассмотренные выше в описании уровня техники, и прежде всего разработать способ достаточно полной регенерации открытых фильтров для улавливания твердых частиц, который был бы особо прост в осуществлении. Задача изобретения состояла, кроме того, в том, чтобы предложить соответствующее устройство для осуществления подобного способа.

Указанные задачи решаются с помощью способа, заявленного в п.1 формулы изобретения. Различные предпочтительные варианты осуществления предлагаемого в изобретении способа приведены в зависимых пунктах формулы изобретения. Необходимо отметить, что представленные по отдельности в формуле изобретения отличительные особенности изобретения могут использоваться в любом технически целесообразном сочетании друг с другом и могут дополняться приведенными в последующем описании пояснениями, образуя другие варианты осуществления изобретения.

Предлагаемый в изобретении способ регенерации открытого улавливателя твердых частиц заключается в выполнении по меньшей мере следующих стадий:

а) определяют по меньшей мере один параметр в качестве показателя регенерируемости открытого улавливателя твердых частиц,

б) по меньшей мере один параметр сравнивают с первым пороговым значением,

в) в пределах контрольного периода определяют по меньшей мере один дольный временной интервал, в который параметр достигал первого порогового значения,

г) указанный дольный временной интервал сравнивают с первым минимальным дольным временным интервалом, который соответствует минимальной длительности регенерации в пределах контрольного периода, и

д) принимают меры по влиянию на параметр, в результате которых он находится соответственно по меньшей мере первому минимальному дольному временному интервалу и достигнуто первое пороговое значение и/или выполняется регенерация открытого улавливателя твердых частиц.

Предлагаемый в изобретении способ основан на том факте, что полная работоспособность открытого улавливателя твердых частиц обеспечивается в том случае, когда на протяжении определенного дольного временного интервала, составляющего часть от всего времени работы улавливателя твердых частиц, соответственно от всего времени работы ДВС, существуют определенные условия, минимально необходимые для достаточной регенерации открытого улавливателя твердых частиц (называемого также многопоточным фильтром, т.е. фильтром с разделением потока на множество частичных потоков, нем. "Nebenstrom-Tiefenfilter"). Так, например, полная работоспособность типичного открытого улавливателя твердых частиц обеспечивается в том случае, когда на протяжении 40% от всего времени его работы температура в нем превышает 250°С.

Поэтому на стадии а) сначала определяют параметр, который отражает наличие условий, в которых фактически возможна регенерация открытого улавливателя твердых частиц. Таким параметром может быть, например, температура в улавливателе твердых частиц.

На стадии б) этот параметр сравнивают с первым пороговым значением. При использовании температуры в качестве параметра, например, проверялось бы, выше ли она или ниже контрольной температуры (например, 250°С).

На стадии в) проверяют, как долго сохранялось определенное на стадии б) условие. Такая проверка выполняется всегда в пределах контрольного периода. Длительность подобного контрольного периода можно задавать в зависимости от фактической необходимости, например, равной последним 80 минутам работы ДВС. При этом, например, устанавливают, что на протяжении дольного временного интервала, составлявшего 50% от последних 80 минут работы ДВС, температура в улавливателе твердых частиц превышала 250°С.

На стадии г) определенный на стадии в) временной интервал сравнивают с первым минимальным дольным временным интервалом на наличие достаточного для регенерации времени и таким путем определяют, имелись ли необходимые для регенерации условия. В примере, в котором дольный временной интервал составляет 50%, а требуемый минимальный дольный временной интервал составляет 40% от последних 80 минут работы ДВС, например, констатируют, что требуемые условия, в которых возможна регенерация, сохранялись в течение достаточного времени, и поэтому необходимость в принятии дополнительных мер по влиянию на параметр отсутствует.

Если же на стадии г) было установлено, что требуемая длительность первого минимального дольного временного интервала не была достигнута, то на стадии д) принимают меры по влиянию на параметр. Цель при этом состоит в том, чтобы вновь достичь требуемой на стадии г) длительности первого минимального дольного временного интервала. При использовании температуры в качестве параметра принимают, например, меры по нагреву открытого улавливателя твердых частиц.

"Параметром" в качестве показателя регенерируемости открытого улавливателя твердых частиц может служить, например, температура ОГ и/или открытого улавливателя твердых частиц, перепад давлений ОГ в системе их выпуска, объемный расход ОГ, концентрация оксидов азота (NOx) или взвешенный комбинированный параметр. Сказанное соответственно относится и к пороговому значению, с которым на стадии б) сравнивают параметр. За дольные временные интервалы и первые минимальные дольные временные интервалы на стадиях в) и г) обычно принимают дольные временные интервалы, длительность которых выражают в процентах от длительности контрольного периода. Однако возможно также сравнение между собой абсолютных значений времени.

При использовании температуры в открытом улавливателе твердых частиц в качестве параметра применительно к известным в настоящее время открытым улавливателям твердых частиц с обычными обладающими каталитическим действием покрытиями, а также с возможно предусмотренным по ходу потока в системе выпуска ОГ перед ними катализатором окисления (принцип НРУ) за первое пороговое значение принимают прежде всего температуру в пределах от 200 до 300°С, преимущественно температуру порядка 250°С. За требуемые минимальные дольные временные интервалы, в которые параметр должен достигать порогового значения, принимают прежде всего дольные временные интервал, относительная длительность которых составляет от 30 до 50%, предпочтительно примерно 40%, от длительности контрольного периода.

Достаточность регенерации известных открытых улавливателей твердых частиц при подобном выборе параметров, первых пороговых значений и дольных временных интервалов была установлена опытным путем при создании настоящего изобретения. В отношении же будущих открытых улавливателей твердых частиц указанные величины потребуется при необходимости согласовывать с фактической потребностью таких улавливателей в регенерации и с их регенерируемостью.

Типичная длительность контрольных периодов может составлять, например, от 5 мин до 5 ч. При этом можно использовать не только контрольные периоды заданной или постоянной длительности. Так, например, при осуществлении предлагаемого в изобретении способа за контрольный период можно также всегда принимать всю длительность работы ДВС с момента его последнего пуска. Помимо этого в качестве контрольного периода можно также рассматривать длительность работы ДВС непосредственно с момента его последнего пуска, а по истечении определенного времени работы ДВС устанавливать длительность контрольного периода на некоторую заданную величину. По завершении регенерации открытого улавливателя твердых частиц длительность контрольного периода можно задавать заново.

Меры, принимаемые на стадии д), могут преследовать две разные цели. Первая возможная цель состоит во влиянии на параметр таким образом, чтобы выполнялись требуемые на стадиях б) и г) условия (пороговое значение для первого минимального дольного временного интервала). Друга цель состоит в том, чтобы путем кратковременного исключительно сильного влияния на параметр добиться немедленной регенерации открытого улавливателя твердых частиц. Помимо этого оба варианта, предусмотренных стадией д), при необходимости можно также комбинировать между собой.

С подобной кратковременной регенерацией открытого улавливателя твердых частиц в течение рассматриваемого контрольного периода можно соотнести корректирующий интервал для выполняемой между стадиями в) и г) коррекции измеренного дольного временного интервала в пределах контрольного периода с целью дополнительно повысить надежность предлагаемого в изобретении способа.

Стадии а)-д) предлагаемого в изобретении способа обычно выполняют повторно по типу замкнутого цикла.

При осуществлении предлагаемого в изобретении способа дополнительно можно контролировать исходные выбросы при работе двигателей внутреннего сгорания (т.е. состав ОГ, образующихся непосредственно в результате сгорания топлива в двигателе). Речь при этом прежде всего идет о контроле содержания вредных веществ (содержания твердых частиц, монооксида углерода и/или концентрации NOx) в ОГ непосредственно на их выходе из ДВС. В том случае, если при таком контроле будет, например, установлено, что содержание твердых частиц в ОГ в этом месте уже находится на приемлемом уровне, при определенных условиях можно периодически отказываться от принятия мер по влиянию на параметр на стадии д). Равным образом при фактической сравнительно высокой концентрации NO2 в ОГ при определенных условиях возможна отсрочка регенерации.

При осуществлении предлагаемого в изобретении способа особенно предпочтительно временно сохранять в памяти определенный на стадии а) параметр и/или определенный на стадии в) дольный временной интервал. При необходимости временно сохранять в памяти можно также значения обеих этих величин. Подобное временное сохранение значений указанных величин, например, в интегральной микросхеме обеспечивает возможность простого выполнения сравнения, необходимого на стадии г).

При осуществлении предлагаемого в изобретении способа особенно предпочтительно также использовать в качестве мер по влиянию на параметр на стадии д) меры, заключающиеся по меньшей мере в подводе электрической энергии, во впрыскивании углеводородов или в изменении характера воспламенения и сгорания топлива в двигателе внутреннего сгорания. При необходимости указанные меры можно также любым образом комбинировать друг с другом.

При использовании температуры в качестве параметра принятие описанных выше мер позволяет повышать ее простым путем. Так, например, простым путем температуру может повышать электронагревательное устройство в самом улавливателе твердых частиц и/или установленный перед ним по ходу потока ОГ нагревательный катализатор. В другом варианте в точке, расположенной по ходу потока перед открытым улавливателем твердых частиц, можно штатной системой впрыскивания топлива впрыскивать углеводород (топливо) либо в выпускной трубопровод, либо в ДВС, к которому подсоединен такой выпускной трубопровод. Изменением характера воспламенения и сгорания топлива в ДВС можно добиться того, чтобы несгоревшие углеводороды попадали с ОГ из ДВС в систему их выпуска, а тем самым и в открытый улавливатель твердых частиц и подвергались в нем либо в расположенном по ходу потока ОГ перед ним катализаторе окисления экзотермическому превращению с выделением тем самым требуемой теплоты при такой реакции.

В целом для влияния на параметр на стадии д) можно также принимать меры, направленные на снижение коэффициента полезного действия ДВС, к которому подсоединена система выпуска ОГ с расположенным в ней улавливателем твердых частиц. С этой целью можно, например, по меньшей мере частично дросселировать поток ОГ. Для влияния на параметр можно также дросселировать поток воздуха, впускаемого в ДВС.

В еще одном предпочтительном варианте осуществления предлагаемого в изобретении способа параметр на стадии б) дополнительно сравнивают со вторым пороговым значением и далее проверяют, возможно ли достижение первого порогового значения путем принятия первой меры по влиянию на параметр, которую принимают на стадии д) только при положительном результате такой проверки.

Обоснованием такого варианта является возможная неэкономичность принятия мер по влиянию на параметр в том случае, когда он при реализации указанных мер не может достичь первого порогового значения. Так, например, электронагревательное устройство способно повышать температуру ОГ, образующихся при работе ДВС, на примерно 10°С. В том же случае, когда фактическая температура в открытом улавливателе твердых частиц более чем на 10°С ниже необходимой для его регенерации температуры, нагрев ОГ указанным электронагревательным устройством оказался бы не достаточным для достижения требуемой температуры. По этой причине путем сравнения со вторым пороговым значением проверяют возможность достижения требуемой цели за счет принятия направленной на это меры, которую принимают на стадии д) лишь при условии положительного результата такой проверки.

Второе пороговое значение, используемое на стадии б), может представлять собой постоянное значение. В случае, когда за первое пороговое значение принята температура, составляющая 250°С, и когда электронагревательное устройство способно повышать температуру ОГ на 10°С, такое второе пороговое значение равнялось бы 240°С. Однако второе пороговое значение можно также определять динамически. В зависимости от массового расхода ОГ способность электронагревательного устройства повышать температуру может разниться. В соответствии с этим второе пороговое значение можно выбирать, например, в зависимости от массового расхода ОГ через улавливатель твердых частиц.

В следующем варианте осуществления предлагаемого в изобретении способа сравнение со вторым пороговым значением можно также выполнять с привлечением дополнительного параметра с целью установления целесообразности принятия мер на стадии д). Так, например, можно контролировать концентрацию NOx в ОГ. В том случае, когда при этом будет установлено, что концентрация NOx в ОГ недостаточна для регенерации открытого улавливателя твердых частиц, следует отказаться от принятия на стадии д) энергоемких мер по влиянию на параметр.

Предпочтительно также принимать вторую меру по влиянию на параметр на стадии д) в том случае, когда на стадии б) было установлено, что достижение первого порогового значения путем принятия первой меры по влиянию на параметр невозможно.

При установлении, например, того факта, что электронагревательное устройство не способно повысить температуру в открытом улавливателе твердых частиц до требуемой, для повышения температуры ОГ можно принимать другую меру и/или дополнительную меру. В подобном случае целесообразно принятие мер, предусматривающих впрыскивание углеводородов, поскольку таким путем обычно можно добиться значительного повышения температуры ОГ.

В еще одном предпочтительном варианте на стадии г) дополнительно выполняют сравнение со вторым минимальным дольным временным интервалом и таким путем определяют, что первый минимальный дольный временной интервал не мог бы быть вскоре достигнут, и в этом случае на стадии д) еще до того момента, как не был достигнут первый минимальный дольный временной интервал, уже принимают меры по влиянию на параметр.

В том случае, если первым минимальным дольным временным интервалом определено, например, что первое пороговое значение должно достигаться по меньшей мере на 40%, с привлечением второго минимального дольного временного интервала, составляющего, например, 45%, можно проверять, например, с учетом фактической нагрузки ДВС возможность эвентуально скорого недостижения длительности требуемого первого минимального дольного временного интервала, составляющего, например, 40%. В этом случае на стадии д) уже при недостижении длительности второго минимального дольного временного интервала целесообразно принимать меры по влиянию на параметр во избежание вообще недостижения длительности первого минимального дольного временного интервала. Подобный подход позволяет также использовать особо эффективные возможности по влиянию на параметр, например температуру в открытом улавливателе твердых частиц можно превентивно всегда повышать в тех случаях, когда она лишь незначительно ниже требуемой пороговой температуры.

Еще одним объектом изобретения является также автомобиль с по меньшей мере одним двигателем внутреннего сгорания, с по меньшей мере одной системой выпуска отработавших газов, с по меньшей мере одним открытым улавливателем твердых частиц, а также с по меньшей мере одним датчиком для определения параметра, с по меньшей мере одним регенерационным средством для влияния на параметр и с по меньшей мере одним блоком управления, предназначенным для обработки определенных датчиком данных и для регулирования по меньшей мере одного регенерационного средства и ориентированным на осуществление описанного выше предлагаемого в изобретении способа.

Под указанным выше датчиком может подразумеваться, например, температурный датчик, датчик давления или кислородный датчик (лямбда-зонд). Регенерационное средство для влияния на параметр может представлять собой электронагревательное устройство или же устройство для впрыскивания углеводородов в системе выпуска ОГ. Блок управления обычно выполнен в виде интегральной микросхемы.

Таким образом, в настоящем изобретении предлагаются устройство и способ регенерации открытого улавливателя твердых частиц, при этом справедливы по меньшей мере следующие положения:

а) определяют по меньшей мере один параметр (например, температуру и/или относительное содержание диоксида азота в ОГ и т.д.) в качестве показателя регенерируемости (способности к превращению твердых частиц в фактических окружающих условиях) открытого улавливателя твердых частиц,

б) по меньшей мере один параметр сравнивают с первым пороговым значением (например, с предельной температурой и/или с относительным содержанием оксидов азота в ОГ и т.д.),

в) в пределах контрольного периода (например, промежутка времени с момента пуска ДВС и/или промежутка времени с момента окончания последней регенерации улавливателя твердых частиц и/или заданного промежутка времени, отсчитываемого с текущего момента, и т.д.) определяют по меньшей мере один дольный временной интервал, в который параметр достигал первого порогового значения (прежде всего был меньше или больше него),

г) указанный дольный временной интервал сравнивают с первым минимальным дольным временным интервалом, который соответствует минимальной длительности регенерации (например, длительности (непрерывного) промежутка времени, в течение которого преобладали благоприятные для непрерывной регенерации окружающие условия касательно по меньшей мере одного параметра) в пределах контрольного периода, и

д) принимают меры по влиянию на параметр (например, подвод и/или выработка тепла в ОГ, в улавливателе твердых частиц и т.д. и/или изменение состава ОГ, например повышение относительного содержания в них диоксида азота), в результате которых он находится соответственно по меньшей мере первому минимальному дольному временному интервалу и достигнуто первое пороговое значение (т.е. прежде всего увеличение дольнего временного интервала в пределах контрольного периода) и/или выполняется регенерация открытого улавливателя твердых частиц (поскольку, например, падение давления на нем достигло заданного минимального значения).

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

на фиг.1 - диаграмма, отражающая изменение температуры в открытом улавливателе твердых частиц во времени,

на фиг.2 - автомобиль с системой выпуска ОГ, пригодной для осуществления предлагаемого в изобретении способа, и

на фиг.3 - конструкция открытого улавливателя твердых частиц.

На показанной на фиг.1 диаграмме по ее вертикальной оси отложена температура в открытом улавливателе 1 твердых частиц. По горизонтальной оси диаграммы отложено время. Штриховыми линиями на диаграмме обозначены первое пороговое значение 4 и второе пороговое значение 8. Каждое из первого порогового значения 4 и второго порогового значения 8 обозначает предельную температуру, превышение которой, соответственно падение ниже которой протоколируется. На диаграмме представлено изменение некоего параметра 7 во времени. Позицией 3 на диаграмме обозначены дольные временные интервалы, в течение которых параметр 7 в пределах контрольного периода 2 превышает первое пороговое значение 4. Обработка подобной диаграммы выполняется при осуществлении предлагаемого в изобретении способа на его стадиях а)-г) с целью определить, необходимо ли принимать меры по влиянию на параметр 7.

На фиг.2 схематично показан автомобиль 12 с ДВС 10 и системой 11 выпуска ОГ, предназначенной для осуществления предлагаемого в изобретении способа. С этой целью в системе 11 выпуска ОГ предусмотрены открытый улавливатель 1 твердых частиц, а также регенерационное средство 6 для влияния на параметр 7, датчик 9 и блок 5 управления. Датчик 9 в данном случае измеряет параметр в открытом улавливателе 1 твердых частиц. Однако в другом варианте параметр 7 можно также измерять перед или за открытым улавливателем 1 твердых частиц или же его значение можно вычислять на основании различных других измеренных показателей. В данном случае регенерационное средство 6 расположено в направлении потока ОГ перед открытым улавливателем 1 твердых частиц.

На фиг.3 представлена конструкция открытого улавливателя 1 твердых частиц, который можно регенерировать предлагаемым в изобретении способом. Подобный открытый улавливатель 1 твердых частиц обычно образован гофрированными листами фольги 14 и фильтрующими слоями 13. Гофрированные листы фольги 14 и фильтрующие слои 13 совместно свернуты в рулон или набраны в пакет с образованием сотового элемента с проточными для ОГ каналами. Гофрированные листы фольги 14 обычно выполнены с потокоотклоняющими элементами 15, которые предназначены для по меньшей мере частичного отклонения потока 16 ОГ в сторону фильтрующих слоев 13, но которые при этом не перекрывают полностью проточные каналы. В потоке 16 ОГ при этом возможно также возникновение завихрений. Содержащиеся в ОГ твердые частицы наталкиваются на фильтрующие слои 13. В них происходит термическое превращение твердых частиц, отчасти с участием обладающего каталитическим действием покрытия открытого улавливателя 1 твердых частиц и/или с участием диоксида азота, образующегося в катализаторе окисления, расположенном по ходу потока ОГ перед улавливателем твердых частиц. Более подробное описание открытых улавливателей твердых частиц можно найти, например, в публикациях DE 20117873 U1 и WO 2004/050219 А1, на которые (по отдельности или совместно) дополнительно можно сослаться для уточнения и пояснения сущности настоящего изобретения. Подобные открытые улавливатели твердых частиц иногда называют также многопоточными фильтрами.

Предлагаемый в изобретении способ регенерации открытых улавливателей твердых частиц особо прост и надежен в осуществлении и позволяет добиться высокой надежности снижения токсичности ОГ в сочетании с созданием единообразных рабочих условий для ДВС, поскольку, с одной стороны, позволяет обеспечить наличие работоспособного емкого улавливателя твердых частиц, а с другой стороны, исключает возможность его закупоривания.

1. Способ регенерации открытого улавливателя (1) твердых частиц, заключающийся в выполнении по меньшей мере следующих стадий:
а) определяют по меньшей мере один параметр (7) в качестве показателя регенерируемости открытого улавливателя (1) твердых частиц,
б) по меньшей мере один параметр (7) сравнивают с первым пороговым значением (4),
в) в пределах контрольного периода (2) определяют по меньшей мере один дольный временной интервал (3), в который параметр (7) достигал первого порогового значения (4),
г) указанный дольный временной интервал (3) сравнивают с первым минимальным дольным временным интервалом, который соответствует минимальной длительности регенерации в пределах контрольного периода (2), и
д) в том случае, если дольный временной интервал (3) не достигает длительности первого минимального дольного временного интервала, принимают меры по влиянию на параметр (7), в результате которых он соответствует по меньшей мере первому минимальному дольному временному интервалу и достигнуто первое пороговое значение (4) и/или выполняется регенерация открытого улавливателя (1) твердых частиц,
при этом параметр на стадии б) дополнительно сравнивают со вторым пороговым значением (8) и проверяют, возможно ли достижение первого порогового значения (4) путем принятия первой меры по влиянию на параметр (7), которую принимают на стадии д) только при положительном результате такой проверки.

2. Способ по п.1, при осуществлении которого временно сохраняют в памяти определенный на стадии а) параметр (7) и/или определенный на стадии в) дольный временной интервал (3).

3. Способ по п.1, при осуществлении которого меры по влиянию на параметр (7) на стадии д) заключаются по меньшей мере в подводе электрической энергии, во впрыскивании углеводородов или в изменении характера воспламенения и сгорания топлива в двигателе (10) внутреннего сгорания.

4. Способ по п.1, при осуществлении которого вторую меру по влиянию на параметр (7) принимают на стадии д) в том случае, когда на стадии б) было установлено, что достижение первого порогового значения (4) путем принятия первой меры по влиянию на параметр (7) невозможно.

5. Способ по п.4, при осуществлении которого на стадии г) дополнительно выполняют сравнение со вторым минимальным дольным временным интервалом и таким путем определяют, что первый минимальный дольный временной интервал не мог бы быть вскоре достигнут, и в этом случае на стадии д) еще до того момента, как не был достигнут первый минимальный дольный временной интервал, уже принимают меры по влиянию на параметр (7).

6. Автомобиль (12) с по меньшей мере одним двигателем (10) внутреннего сгорания, с по меньшей мере одной системой (11) выпуска отработавших газов, с по меньшей мере одним открытым улавливателем (1) твердых частиц, а также с по меньшей мере одним датчиком (9) для определения параметра (7), с по меньшей мере одним регенерационным средством (6) для влияния на параметр (7) и с по меньшей мере одним блоком (5) управления, предназначенным для обработки определенных датчиком (9) данных и для регулирования по меньшей мере одного регенерационного средства (6) и ориентированным на осуществление способа по одному из пп.1-5.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способу очистки выхлопных газов дизельного двигателя в системе, которая включает в себя устройство для селективного каталитического восстановления и дизельный сажевый фильтр, предпочтительно, по меньшей мере, частично покрытый каталитическим слоем, установленный ниже по ходу потока устройства селективного каталитического восстановления.

Изобретение относится к способу подогрева восстановителя в системе SCR. Сущность изобретения: способ включает этап подогрева контейнера (205), определение на основании определяемой температуры восстановителя в контейнере (205), достигнуто ли первое состояние жидкости в контейнере (205).

Изобретение относится к области очистки отработавших газов. Способ дозировки отщепляющего аммиак восстановителя в поток отработавшего газа в автомобильном двигателе внутреннего сгорания, работающем с избытком воздуха, в сочетание с установкой доочистки отработавшего газа, причем блок управления в зависимости от хранящейся в памяти модели дозирует количество восстановителя и при работе двигателя внутреннего сгорания определенным образом меняет дозируемое количество в определенных фазах работы и сравнивает изменение величины, измеренной по меньшей мере одним NOx-датчиком, находящимся за SCR-катализатором, с ожидаемым значением, которое блок управления рассчитывает из величины изменения.

Изобретение относится к обогреву подводящего трубопровода для подачи восстановителя для селективного каталитического восстановителя при работе системы снижения токсичности отработавших газов.

Изобретение относится к устройствам, снижающим шум, возникающий от работающего двигателя, может быть использовано в прямоточных выхлопных системах транспортных средств, оснащенных двигателями внутреннего сгорания (ДВС).

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 способу эксплуатации компонентов для обработки отработавших газов. Сущность изобретения: способ пассивного восстановления фильтра (6) частиц, который расположен в тракте отработавших газов двигателя внутреннего сгорания, причем выше по потоку одной работающей на отработавших газах турбины (14) из основного потока (10) отработавших газов извлекают частичный поток (11) отработавших газов.

Изобретение относится к способу эксплуатации устройства, имеющего по меньшей мере один электронагревательный элемент, используемый для обработки отработавших газов (ОГ).

Изобретение относится к способу эксплуатации автомобиля, имеющего привод и систему выпуска отработавших газов с по меньшей мере одним регулируемым и вводимым в контакт с ОГ нагревателем.

Изобретение относится к способу управления работой системы нейтрализации отработавших газов и к системе нейтрализации отработавших газов. Сущность изобретения: способ управления работой системы (100) нейтрализации отработавших газов, содержащей по меньшей мере сажевый фильтр (42) для улавливания сажи из отработавших газов двигателя (10) и deNOx-каталитический нейтрализатор (44) для уменьшения содержания оксида азота в отработавших газах двигателя (10).

Изобретение относится к устройству для очистки содержащего частицы сажи отработавшего газа. Сущность изобретение: способ преобразования частиц (2) сажи отработавшего газа (ОГ), включающий в себя следующие шаги: а) обеспечение диоксида азота или кислорода в ОГ; б) ионизация частиц (2) сажи посредством электрического поля (16); в) осаждение электрически заряженных частиц (2) сажи на внутренних стенках (17) каналов поверхностного сепаратора (6); г) приведение в контакт диоксида азота или кислорода с осажденными частицами (2) сажи на внутренних стенках (17) каналов поверхностного сепаратора (6).

Изобретение относится к способу эксплуатации компонентов для обработки отработавших газов. Сущность изобретения: способ пассивного восстановления фильтра (6) частиц, который расположен в тракте отработавших газов двигателя внутреннего сгорания, причем выше по потоку одной работающей на отработавших газах турбины (14) из основного потока (10) отработавших газов извлекают частичный поток (11) отработавших газов.

Изобретение относится к способу управления работой системы нейтрализации отработавших газов и к системе нейтрализации отработавших газов. Сущность изобретения: способ управления работой системы (100) нейтрализации отработавших газов, содержащей по меньшей мере сажевый фильтр (42) для улавливания сажи из отработавших газов двигателя (10) и deNOx-каталитический нейтрализатор (44) для уменьшения содержания оксида азота в отработавших газах двигателя (10).

Изобретение относится к способу и устройству для регенерации расположенного в выпускном тракте двигателя внутреннего сгорания фильтра твердых частиц. .

Изобретение относится к очистки от загрязнений двигателей внутреннего сгорания. .

Изобретение относится к устройству и способу для регенерации фильтра твердых частиц, расположенного в линии отработанного газа двигателя внутреннего сгорания, с по меньшей мере одним расположенным выше по потоку, чем фильтр твердых частиц, катализатором окисления NO для окисления NO, в частности до NO2.

Изобретение относится к системе для обработки отработавших газов (ОГ) установленного на транспортном средстве двигателя внутреннего сгорания. .

Изобретение относится к фильтрующим материалам для выхлопных газов. .

Изобретение относится к выхлопной системе для двигателя внутреннего сгорания. .

Изобретение относится к способу, относящемуся к системам SCR, для очистки выхлопных газов. Сущность изобретения: способ, относящийся к системам SCR, для очистки выхлопных газов, с помощью которого жидкость подается в устройство подачи, через которое она затем подается в дозатор в точке потребления системы SCR.
Наверх