Способ и устройство для определения степени старения окислительного каталитического нейтрализатора выхлопных газов и моторное транспортное средство



Способ и устройство для определения степени старения окислительного каталитического нейтрализатора выхлопных газов и моторное транспортное средство
Способ и устройство для определения степени старения окислительного каталитического нейтрализатора выхлопных газов и моторное транспортное средство
Способ и устройство для определения степени старения окислительного каталитического нейтрализатора выхлопных газов и моторное транспортное средство
Способ и устройство для определения степени старения окислительного каталитического нейтрализатора выхлопных газов и моторное транспортное средство
Способ и устройство для определения степени старения окислительного каталитического нейтрализатора выхлопных газов и моторное транспортное средство
F01N13/009 - Глушители выхлопа или выхлопные устройства для машин или двигателей вообще; глушители выхлопа или выхлопные устройства для двигателей внутреннего сгорания (устройства и приспособления силовых установок транспортных средств, связанные с выпуском отработанных газов B60K 13/00; глушители шума всасывания, специально приспособленные для двигателей внутреннего сгорания или расположенные на них F02M 35/00; поглощение шума или снижение его уровня вообще G10K 11/16)

Владельцы патента RU 2653646:

ФОРД ГЛОУБАЛ ТЕКНОЛОДЖИЗ, ЭлЭлСи (US)

Изобретение относится к области очистки отработанных газов двигателя внутреннего сгорания. При определения степени старения окислительного каталитического нейтрализатора (4) выхлопных газов, расположенного в выпускном тракте (2) двигателя (3) внутреннего сгорания определяют температуру подложки окислительного каталитического нейтрализатора (4) выхлопных газов. Только при температуре подложки выше температуры активации окислительного каталитического нейтрализатора (4) выхлопных газов формируют поток выхлопных газов, содержание окиси углерода в котором преднамеренно увеличено по сравнению с нормальной работой двигателя. Затем измеряют окисляющее действие окислительного каталитического нейтрализатора (4) выхлопных газов и определяют степень старения окислительного каталитического нейтрализатора (4) выхлопных газов в зависимости от измеренного окисляющего действия окислительного каталитического нейтрализатора (4) выхлопных газов. 3 н. и 12 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Настоящее изобретение относится к способу и устройству для определения степени старения окислительного каталитического нейтрализатора выхлопных газов, расположенного в выпускном тракте двигателя внутреннего сгорания.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Окислительные каталитические нейтрализаторы выхлопных газов служат для преобразования загрязняющих веществ, таких как несгоревшие углеводороды, окись углерода и тому подобное, которые содержатся в потоке выхлопных газов двигателя внутреннего сгорания, в углекислый газ и воду посредством каталитического окисления. Когда окислительный каталитический нейтрализатор выхлопных газов является работающим, высокие температуры возникают вследствие высоких температур выхлопных газов и тепла, выделяемого во время окисления, и вызывают старение окислительного каталитического нейтрализатора выхлопных газов. Более того, для моторных транспортных средств сравнительно частые холодные запуски приводят к высоким колебаниям температуры, которые означают дополнительную нагрузку и ускоряют старение окислительного каталитического нейтрализатора выхлопных газов.

С увеличением степени старения окисляющее действие окислительного каталитического нейтрализатора выхлопных газов падает, а потому проявляется большая утечка загрязняющих веществ, то есть доля, повышающаяся со старением окислительного каталитического нейтрализатора выхлопных газов, загрязняющих веществ, введенных в окислительный каталитический нейтрализатор выхлопных газов и должных окисляться, вновь может покидать окислительный каталитический нейтрализатор выхлопных газов неизменной на выпускной стороне. Чтобы избежать повышенного загрязнения окружающей среды, степень старения окислительного каталитического нейтрализатора выхлопных газов должна контролироваться, так чтобы окислительный каталитический нейтрализатор выхлопных газов, имеющий признаки чрезмерного старения, мог быть заменен.

С этой целью, например, известно, что посредством после впрыска или непосредственного впрыска топлива в выпускной тракт следует формировать поток выхлопных газов, который содержит в себе большое содержание несгоревших углеводородов, и наблюдать колебание температуры окислительного каталитического нейтрализатора выхлопных газов. Это часто выполняется при восстановлении дизельного сажевого фильтра.

Проблема здесь состоит в том, что повышение температуры окислительного каталитического нейтрализатора выхлопных газов, которое вызвано высоким содержанием несгоревших углеводородов, составляет приблизительно всего лишь от 10 до 20 градусов по Цельсию, так что достоверность, с которой может проводиться различие между хорошим (подвергнутым меньшему старению) и плохим (подвергнутым большему старению) окислительным каталитическим нейтрализатором выхлопных газов, является низкой.

Поэтому задача изобретения состоит в том, чтобы предложить способ и устройство для определения степени старения окислительного каталитического нейтрализатора выхлопных газов с повышенной достоверностью.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Поэтому был предложен способ определения степени старения окислительного каталитического нейтрализатора выхлопных газов, расположенного в выпускном тракте двигателя внутреннего сгорания, включающий в себя по меньшей мере следующие этапы, на которых:

определяют температуру подложки окислительного каталитического нейтрализатора выхлопных газов и только при температуре подложки выше температуры активации окислительного каталитического нейтрализатора выхлопных газов:

формируют поток выхлопных газов, содержание окиси углерода в котором преднамеренно увеличено по сравнению с нормальной работой двигателя;

измеряют окисляющее действие окислительного каталитического нейтрализатора выхлопных газов; и

определяют степень старения окислительного каталитического нейтрализатора выхлопных газов в зависимости от измеренного окисляющего действия окислительного каталитического нейтрализатора выхлопных газов.

Содержащий окись углерода поток выхлопных газов может формироваться посредством специфичных рабочих параметров двигателя внутреннего сгорания. Эти рабочие параметры, в частности, могут относиться к отношению воздуха к топливу для сгорания и могут отклоняться от таковых для нормальной работы двигателя внутреннего сгорания, при которой возникновение токсичной окиси углерода должно избегаться по мере возможности. Поток выхлопных газов во время нормальной работы двигателя внутреннего сгорания также будет иметь низкое содержание окиси углерода. Следовательно, в контексте изобретения «содержащий окись углерода поток выхлопных газов» должен пониматься означающим поток выхлопных газов, содержание окиси углерода которого было преднамеренно увеличено по сравнению с нормальной работой.

Окисляющее действие окислительного каталитического нейтрализатора выхлопных газов может измеряться различными способами. Особенно предпочтительный способ основан на измерении температуры. Цель измерения состоит в том, чтобы устанавливать, насколько сильно окись углерода окисляется окислительным каталитическим нейтрализатором выхлопных газов. Выводы в отношении степени старения окислительного каталитического нейтрализатора выхлопных газов могут получаться непосредственно из этого, поскольку подвергнутый старению окислительный каталитический нейтрализатор окислял бы относительно меньшую долю окиси углерода, чем менее постаревший окислительный каталитический нейтрализатора выхлопных газов.

Изобретение основано на том, а также включает в себя то, что доказательная сила определения степени старения окислительного каталитического нейтрализатора выхлопных газов на основе повышения содержания углеводородов в потоке выхлопных газов дополнительно компрометируется по той причине, что до того, как достигнуто то, что известно в качестве температуры активации (Light-Off temperature), начиная с которой окислительный каталитический нейтрализатор выхлопных газов становится действующим, окислительный каталитический нейтрализатор выхлопных газов накапливает углеводороды, которые выпускаются и нейтрализуются в более поздний момент времени. Однако вследствие накопительного действия окислительного каталитического нейтрализатора выхлопных газов количество углеводородов, которые фактически окисляются окислительным каталитическим нейтрализатором выхлопных газов, будет отличаться от содержащегося в потоке выхлопных газов в момент времени, когда выполняется определение, с тем результатом, что повышение температуры, вызванное окислением, больше не может оцениваться с доказательной силой. Такого накопительного действия нет в отношении окиси углерода, а потому условия испытаний для выполнения способа согласно изобретению могут контролироваться с гораздо большей точностью. Более того, повышение температуры, вызванное окисью углерода, является заметно большим, чем вызванное углеводородами, что также вносит вклад в более высокую доказательную силу и точность предложенного способа.

По способу, содержащий окись углерода поток выхлопных газов предпочтительно содержит большее количество окиси углерода, чем углеводородов C1, в частности по меньшей мере в три раза или в пять раз больше окиси углерода, чем углеводородов C1. Углеводороды C1 должны пониматься углеводородами, которые содержат в себе один атом углерода на каждую молекулу. Однако даже углеводороды, содержащие в себе больше чем один атом углерода, могут преобразовываться в эквивалентное значение для углеводородов C1 по той причине, что их содержание умножается на количество атомов углерода, содержащихся в этих углеводородах, и прибавляется к общему содержанию углеводородов C1. Таким образом, содержание 1000 частей на миллион (одна тысяча частей на миллион) октана в потоке выхлопных газов соответствует содержанию 8000 частей на миллион углеводородов C1. Поскольку содержание окиси углерода в потоке выхлопных газов является более высоким, чем у углеводородов, искажение результата способа вследствие соответствующего вклада углеводородов, содержащихся в потоке выхлопных газов и подобным образом окисляемых окислительным каталитическим нейтрализатором выхлопных газов, поддерживается как можно ниже. На практике, однако, остаточное содержание углеводородов в потоке выхлопных газов не может полностью аннулироваться.

Предпочтительно содержащий окись углерода поток выхлопных газов содержит по меньшей мере 2500 частей на миллион окиси углерода, предпочтительно более чем 5000 частей на миллион или более чем 10000 частей на миллион окиси углерода. Высокая точность при определении степени старения может достигаться для этих содержаний окиси углерода. Содержащий окись углерода поток выхлопных газов соответственно содержит предпочтительно менее чем 1500 частей на миллион углеводородов C1.

Двигатель внутреннего сгорания может работать в обедненном режиме для формирования содержащего окись углерода потока выхлопных газов. Содержание углеводородов в потоке выхлопных газов поддерживается низким, и одновременно формируется достаточное количество окиси углерода.

Окисляющее действие окислительного каталитического нейтрализатора выхлопных газов может измеряться посредством измерения утечки окиси углерода окислительного каталитического нейтрализатора выхлопных газов. Утечка окиси углерода является содержанием окиси углерода ниже по потоку от окислительного каталитического нейтрализатора выхлопных газов, то есть той доли окиси углерода, которая проходит сквозь окислительный каталитический нейтрализатор выхлопных газов без окисления в углекислый газ. Однако измерение окисляющего действия на основе утечки окиси углерода обладает недостатком, что требуется дополнительный датчик, который помещен ниже по потоку от окислительного каталитического нейтрализатора выхлопных газов в выпускном тракте и повышает общие затраты системы. Пригодный датчик был бы специальным датчиком окиси углерода или, иначе, датчиком, который измеряет утечку окиси углерода опосредованно посредством парциального давления кислорода. В этом случае все еще присутствующее количество окиси углерода логически выводится по кислороду, который остался в выхлопных газах. Для максимальной точности измерений дополнительный датчик мог бы быть предусмотрен выше по потоку от окислительного каталитического нейтрализатора выхлопных газов, так чтобы значения измерения для содержания окиси углерода выше по потоку и ниже по потоку от окислительного каталитического нейтрализатора выхлопных газов могли соотноситься друг с другом. Однако еще большие затраты, вызванные вторым датчиком, обычно делают возможным такой подход только для специальных задач, в которых высокая точность измерений оправдывает повышенные расходы.

Перед этапом формирования содержащего окись углерода потока выхлопных газов может определяться температура подложки окислительного каталитического нейтрализатора выхлопных газов. В этом случае содержащий окись углерода поток выхлопных газов формируется только при температуре подложки выше температуры активации окислительного каталитического нейтрализатора выхлопных газов, например, выше 120 градусов по Цельсию, предпочтительно выше 150 градусов по Цельсию. Поскольку формируется содержащий окись углерода поток выхлопных газов и дополнительные этапы способа выполняются только после того, как была достигнута температура активации окислительного каталитического нейтрализатора выхлопных газов, гарантируется максимальное окисление окиси углерода. На более низких температурах подвергнутый чрезмерно сильному старению окислительный каталитический нейтрализатор выхлопных газов мог бы обозначаться некорректно, поскольку ниже температуры активации окисляющее действие окислительного каталитического нейтрализатора выхлопных газов уменьшается.

Окисляющее действие окислительного каталитического нейтрализатора выхлопных газов особенно предпочтительно измеряется посредством измерения температуры окислительного каталитического нейтрализатора выхлопных газов. Этот вариант способа дает конкретное преимущество, что датчик температуры обычно всегда предусмотрен в окислительном каталитическом нейтрализаторе выхлопных газов и, например, используется, чтобы выявлять и избегать неизбежного перегрева окислительного каталитического нейтрализатора выхлопных газов или чтобы устанавливать, достиг ли уже окислительный каталитический нейтрализатор выхлопных газов своей температуры активации. Способ поэтому может выполняться обычно без какого бы то ни было увеличения общих затрат посредством измерения окисляющего действия окислительного каталитического нейтрализатора выхлопных газов на основе температуры.

В частности, окисляющее действие окислительного каталитического нейтрализатора выхлопных газов может измеряться посредством измерения повышения температуры у температуры окислительного каталитического нейтрализатора выхлопных газов. В этом случае принимается во внимание то обстоятельство, что температура подвергнутого старению окислительного каталитического нейтрализатора выхлопных газов, когда содержащий окись углерода поток выхлопных газов протекает через него, повышается медленнее, чем у менее состарившегося окислительного каталитического нейтрализатора выхлопных газов. Например, окисляющее действие окислительного каталитического нейтрализатора выхлопных газов может измеряться посредством измерения температуры окислительного каталитического нейтрализатора выхлопных газов через специфичный промежуток времени после начала формирования содержащего окись углерода потока выхлопных газов. Чем в меньшей степени подвергся старению окислительный каталитический нейтрализатор выхлопных газов, тем выше эта измеренная температура.

В этом случае окисляющее действие окислительного каталитического нейтрализатора выхлопных газов также может измеряться посредством определения скорости повышения температуры. Это, в частности, может достигаться посредством повторного измерения температуры окислительного каталитического нейтрализатора выхлопных газов в течение специфичного периода времени. Чем в меньшей степени подвергся старению окислительный каталитический нейтрализатор выхлопных газов, тем быстрее повышается температура. Соответственно, на этапе определения степени старения окислительного каталитического нейтрализатора выхлопных газов большая степень старения может определяться в случае более низкой скорости повышения температуры, а меньшая степень старения может определяться в случае более высокой скорости повышения температуры, «более высокая степень старения» и «более низкая степень старения» или «более высокая скорость повышения температуры» и «более низкая скорость повышения температуры» в каждом случае определяют соотношение друг с другом.

Второй аспект изобретения представляет устройство для определения степени старения окислительного каталитического нейтрализатора выхлопных газов, расположенного в выпускном тракте двигателя внутреннего сгорания. Устройство содержит датчик и блок управления, присоединенный к датчику и выполненный с возможностью осуществления способа согласно изобретению. Датчик может быть датчиком температуры или датчиком окиси углерода.

Третий аспект изобретения относится к моторному транспортному средству с двигателем внутреннего сгорания, выпускным трактом, окислительным каталитическим нейтрализатором выхлопных газов, расположенным в выпускном тракте, и устройством согласно второму аспекту изобретения.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Изобретение подробнее пояснено ниже посредством фигур, на которых:

фиг. 1 показывает структурную схему варианта осуществления изобретения;

фиг. 2 показывает содержание окиси углерода потоков выхлопных газов, начерченное по времени;

фиг. 3 показывает общее содержание углеводородов потоков выхлопных газов, начерченное по времени;

фиг. 4 показывает профили температуры для не подвергнутого старению окислительного каталитического нейтрализатора выхлопных газов, начерченные по времени;

фиг. 5 показывает профили температуры для подвергнутого старению окислительного каталитического нейтрализатора выхлопных газов, начерченные по времени; и

фиг. 6 показывает сравнение профилей температуры по фиг. 4 и 5.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Фиг. 1 показывает моторное транспортное средство 1 с устройством 8 согласно изобретению. Моторное транспортное средство 1 имеет двигатель 3 внутреннего сгорания, присоединенный к выпускному тракту 2, через который выхлопные газы, вырабатываемые двигателем 3 внутреннего сгорания во время работы, выпускаются в качестве потока выхлопных газов. Поток выхлопных газов, протекающий в выпускном тракте 2, протекает через окислительный каталитический нейтрализатор 4 выхлопных газов, который каталитически окисляет загрязняющие атмосферу вещества, содержащиеся в потоке выхлопных газов и таким образом преобразует их в менее вредные вещества, такие как углекислый газ и вода. В окислительном каталитическом нейтрализаторе 4 выхлопных газов расположен датчик 5, который предназначен для измерения температуры, предпочтительно температуры подложки окислительного каталитического нейтрализатора 4 выхлопных газов, и для передачи результата измерения в блок 7 управления. Более того, датчик 6 окиси углерода расположен ниже по потоку от окислительного каталитического нейтрализатора 4 выхлопных газов и предназначен для измерения содержания окиси углерода в потоке выхлопных газов. Утечка окиси углерода, измеренная таким образом, передается в качестве результата измерения в блок 7 управления датчиком 6 окиси углерода. Датчик 6 окиси углерода может измерять содержание окиси углерода непосредственно или предназначен для определения содержания окиси углерода опосредованно, например посредством определения парциального давления кислорода. Нормально в устройстве 8 согласно изобретению использовался бы только один из двух датчиков 5 или 6, чтобы поддерживать низкими затраты, хотя оба датчика также могут использоваться одновременно, чтобы добиваться более высокой доказательной силы результата способа согласно изобретению.

Фиг. 2 показывает содержание окиси углерода потоков выхлопных газов, начерченное по времени. В этом случае кривые 1 и 2 показывают содержание окиси углерода выше по потоку (кривая 1) и ниже по потоку (кривая 2) не подвергнутого старению окислительного каталитического нейтрализатора выхлопных газов наряду с тем, что кривые 3 и 4 показывают соответствующее содержание выше по потоку (кривая 3) и ниже по потоку (кривая 4) подвергнутого старению окислительного каталитического нейтрализатора выхлопных газов. Фундаментальная испытательная схема основана на традиционном двигателе внутреннего сгорания, который подвергался холодному запуску в каждом случае для пар кривых 1, 2 и 3, 4. Затем было ожидание до тех пор, пока температура подложки окислительного каталитического нейтрализатора выхлопных газов не достигала 150 градусов по Цельсию, которое неизбежно влекло за собой незначительное отклонение рабочего времени для выполнения двух испытаний. По мере того как температура подложки достигала требуемой температуры, а потому «активации», двигатель внутреннего сгорания работал с формированием содержащего окись углерода потока выхлопных газов в течение периода приблизительно пяти секунд. Этот содержащий окись углерода поток выхлопных газов отражен в быстром повышении содержания окиси углерода в потоке выхлопных газов от сильно ниже 2000 частей на миллион до более чем 5000 частей на миллион в диапазоне между приблизительно 43 и 50 секундами. Окисляющее действие не подвергнутого старению окислительного каталитического нейтрализатора выхлопных газов может быть ясно видно посредством сравнения кривых 1 и 2. В то время как кривая 1 имеет объясненное высокое содержание окиси углерода, содержание окиси углерода ниже по потоку от окислительного каталитического нейтрализатора выхлопных газов (кривая 2) остается сильно ниже 1000 частей на миллион и показывает лишь незначительное повышение до приблизительно 300 частей на миллион, из чего может быть сделан вывод, что окислительный каталитический нейтрализатор выхлопных газов весьма эффективно окисляет окись углерода, содержащуюся в потоке выхлопных газов. В противоположность, соответствующее сравнение для кривых 3 и 4 показывает, что подвергнутый старению окислительный каталитический нейтрализатор выхлопных газов имеет заметно более низкое окисляющее действие и содержание окиси углерода ниже по потоку от окислительного каталитического нейтрализатора выхлопных газов (кривая 4) находится едва ли ниже, чем оно является выше по потоку (кривая 3). Обзор фиг. 2 показывает, что весьма явное доказательство в отношении степени старения окислительного каталитического нейтрализатора выхлопных газов может даваться посредством измерения содержания окиси углерода ниже по потоку от окислительного каталитического нейтрализатора выхлопных газов (утечки окиси углерода).

Фиг. 3 показывает общее содержание углеводородов в потоках выхлопных газов, начерченное по времени, для выполнения испытания способом, соответствующим фиг. 2. Кривая 1 и 2 в этом случае еще раз обозначают не подвергнутый старению окислительный каталитический нейтрализатор выхлопных газов, а кривая 3 и 4 обозначают подвергнутый старению окислительный каталитический нейтрализатор выхлопных газов. Фиг. 3 в этом случае показывает, что во время формирования содержащего окись углерода потока выхлопных газов (здесь, в течение периода времени приблизительно от 39 до 45 секунд) также проявляется повышение общего содержания углеводородов (THC, общее количество углеводородов). Однако абсолютные значения с пиками около 800 частей на миллион остаются очень низкими по сравнению с содержаниями окиси углерода, проиллюстрированными на фиг. 2, а потому, к тому же, всего лишь незначительный вклад производится в повышение температуры подложки окислительного каталитического нейтрализатора выхлопных газов. При условии потока выхлопных газов с содержанием окиси углерода 10000 частей на миллион и общего содержания углеводородов 1000 частей на миллион ожидается повышение температуры подложки около 100 градусов по Цельсию в силу окиси углерода и около 20 градусов по Цельсию в силу углеводородов, так что влияние окиси углерода имеет значение, приблизительно в пять раз большее, чем у углеводородов. Из этого следует, что оценка температуры подложки при реакции на формирование содержащего окись углерода потока выхлопных газов всего лишь слегка зависит от описанных накопительных действий окислительного каталитического нейтрализатора выхлопных газов для углеводородов.

Фиг. 4 показывает профили температуры для не подвергнутого старению окислительного каталитического нейтрализатора выхлопных газов, начерченные по времени. Здесь, кривая T0 показывает температуру выше по потоку от окислительного каталитического нейтрализатора выхлопных газов. Кривые с T1 по T4 показывают профили температуры для различных местоположений в окислительном каталитическом нейтрализаторе выхлопных газов, местоположение, где выявлялся профиль T1 температуры находится выше по потоку от местоположения профиля T2 температуры, и т.д. Локальное распределение также может считываться по временной задержке между различными повышениями во временном диапазоне между 0 и 100 секундами, где кривая T0 повышается первой, а кривая T4 повышается последней. Когда выполнялись испытание по фиг. 4 и испытание по фиг. 5, содержащий окись углерода поток выхлопных газов формировался в течение нескольких секунд, как только температура выше по потоку от окислительного каталитического нейтрализатора выхлопных газов (кривая T0) достигла 200 градусов по Цельсию. Это показано на фигурах 4 и 5 кривой «режим», которой в целях легкого считывания было дано значение 100 для нормальной работы и значение 400 для формирования содержащего окись углерода потока выхлопных газов.

Фиг. 4 иллюстрирует, что в случае повышения реакционной способности в окислительном каталитическом нейтрализаторе выхлопных газов температуры для всех местоположений в окислительном каталитическом нейтрализаторе выхлопных газов достигают по меньшей мере приблизительно одинаковых значений через некоторое время (здесь, за период времени от 200 секунд). Температура в окислительном каталитическом нейтрализаторе выхлопных газов в этом случае имеет значение приблизительно на 20 градусов по Цельсию выше, чем температура выше по потоку окислительного каталитического нейтрализатора выхлопных газов (кривая T0), это происходит вследствие тепла, возникающего во время окисления в окислительном каталитическом нейтрализаторе выхлопных газов.

Фиг. 5 показывает профили температуры для подвергнутого старению окислительного каталитического нейтрализатора выхлопных газов, начерченные по времени, испытание выполняется некоторым образом, соответствующим таковому по фиг. 4. Здесь, кривые с T1 по T4 также показывают сопоставимые уровни температуры приблизительно через 200 секунд, а потому никакие достоверные доказательства в отношении степени старения окислительного каталитического нейтрализатора выхлопных газов не могут быть приведены по этому отрезку кривой.

Фиг. 6 показывает сравнение профилей температуры по фиг. 4 и 5, кривые T0 и T2 по фиг. 4 и 5 были начерчены вместе. Показано, что профили T0 температуры для подвергнутого старению и не подвергнутого старению окислительного каталитического нейтрализатора выхлопных газов имеют очень похожие формы кривой, то есть температуры выше по потоку от окислительного каталитического нейтрализатора выхлопных газов были по существу идентичными. Какие-нибудь несущественные отклонения могут быть приписаны вездесущим флуктуациям, когда выполняется серия испытаний. Однако кривые T2 показывают заметные отклонения друг от друга для подвергнутого старению и не подвергнутого старению окислительного каталитического нейтрализатора выхлопных газов. Это доказывает, что температура в окислительном каталитическом нейтрализаторе выхлопных газов повышается не только вследствие пассивного нагрева, обусловленного повышенной температурой потока выхлопных газов, показанного кривыми T0, но также окисляющим действием окислительного каталитического нейтрализатора выхлопных газов, которое вносит вклад в нагрев окислительного каталитического нейтрализатора выхлопных газов. Не подвергнутый старению окислительный каталитический нейтрализатор выхлопных газов окисляет большее количество окиси углерода, а потому его температура, измеренная в одном и том же местоположении, повышается быстрее. Соответственно, температура T2 для подвергнутого старению окислительного каталитического нейтрализатора выхлопных газов, который окисляет меньшее количество окиси углерода, следует с заметной задержкой. Степень старения окислительного каталитического нейтрализатора выхлопных газов поэтому может считываться по скорости повышения температуры. Это может происходить в простейшем случае посредством одиночной измерительной точки, которая на фиг. 6 должна находиться между приблизительно 40 и 75 секундами для местоположения, где выявлялись профили T2 температуры в окислительном каталитическом нейтрализаторе выхлопных газов. Посредством серии испытаний, выполняемой для специфичного двигателя внутреннего сгорания и различных условий работы и окружающей среды, может определяться измерительная точка, которая применима в каждом случае. Таким образом, можно определять для не подвергнутого старению окислительного каталитического нейтрализатора выхлопных газов и/или подвергнутого нежелательно сильному старению каталитического нейтрализатора выхлопных газов сравнительные значения, которые могут использоваться позже для сравнения, чтобы определять степень старения окислительного каталитического нейтрализатора выхлопных газов.

В изобретении предложен достоверный способ определения степени старения окислительного каталитического нейтрализатора выхлопных газов посредством протекания содержащего окись углерода потока выхлопных газов через окислительный каталитический нейтрализатор выхлопных газов. В этом случае показано, что определение окисляющего действия окислительного каталитического нейтрализатора выхлопных газов на основе температуры является наверняка возможным, таким образом, предлагая вдобавок экономически эффективную альтернативу датчику окиси углерода для измерения утечки окиси углерода.

1. Способ определения степени старения окислительного каталитического нейтрализатора (4) выхлопных газов, расположенного в выпускном тракте (2) двигателя (3) внутреннего сгорания, включающий в себя по меньшей мере следующие этапы, на которых:

определяют температуру подложки окислительного каталитического нейтрализатора (4) выхлопных газов и только при температуре подложки выше температуры активации окислительного каталитического нейтрализатора (4) выхлопных газов:

формируют поток выхлопных газов, содержание окиси углерода в котором преднамеренно увеличено по сравнению с нормальной работой двигателя;

измеряют окисляющее действие окислительного каталитического нейтрализатора (4) выхлопных газов; и

определяют степень старения окислительного каталитического нейтрализатора (4) выхлопных газов в зависимости от измеренного окисляющего действия окислительного каталитического нейтрализатора (4) выхлопных газов.

2. Способ по п. 1, в котором формируемый поток выхлопных газов содержит большее количество окиси углерода, чем углеводородов C1, предпочтительно по меньшей мере в три раза или в пять раз большее количество окиси углерода, чем углеводородов C1.

3. Способ по п. 1, в котором формируемый поток выхлопных газов содержит по меньшей мере 2500 частей на миллион окиси углерода, предпочтительно более чем 5000 частей на миллион или более чем 10 000 частей на миллион окиси углерода.

4. Способ по п. 1, в котором формируемый поток выхлопных газов содержит менее чем 1500 частей на миллион углеводородов C1.

5. Способ по п. 1, в котором двигатель (3) внутреннего сгорания работает в обедненном режиме для формирования потока выхлопных газов с увеличенным содержанием окиси углерода.

6. Способ по п. 1, в котором окисляющее действие окислительного каталитического нейтрализатора (4) выхлопных газов измеряют посредством измерения утечки окиси углерода из окислительного каталитического нейтрализатора (4) выхлопных газов.

7. Способ по п. 1, в котором формируют поток выхлопных газов с увеличенным содержанием окиси углерода при температуре подложки выше 120 градусов по Цельсию, предпочтительно выше 150 градусов по Цельсию.

8. Способ по п. 1, в котором окисляющее действие окислительного каталитического нейтрализатора (4) выхлопных газов измеряют посредством измерения температуры окислительного каталитического нейтрализатора (4) выхлопных газов.

9. Способ по п. 8, в котором окисляющее действие окислительного каталитического нейтрализатора (4) выхлопных газов измеряют посредством измерения повышения температуры окислительного каталитического нейтрализатора (4) выхлопных газов.

10. Способ по п. 9, в котором окисляющее действие окислительного каталитического нейтрализатора (4) выхлопных газов измеряют посредством определения скорости повышения температуры.

11. Способ по п. 10, в котором на этапе определения степени старения окислительного каталитического нейтрализатора (4) выхлопных газов указывают более высокую степень старения в случае более низкой скорости повышения температуры и указывают более низкую степень старения в случае более высокой скорости повышения температуры.

12. Устройство (8) для определения степени старения окислительного каталитического нейтрализатора (4) выхлопных газов, расположенного в выпускном тракте (2) двигателя (3) внутреннего сгорания, содержащее датчик (5, 6) и блок (7) управления, присоединенный к датчику (5, 6) и выполненный с возможностью осуществления способа по любому из пп. 1-11.

13. Устройство по п. 12, в котором датчик (5, 6) является датчиком (5) температуры.

14. Устройство по п. 12, в котором датчик (5, 6) является датчиком (6) окиси углерода.

15. Моторное транспортное средство (1) с двигателем (3) внутреннего сгорания, выпускным трактом (2), окислительным каталитическим нейтрализатором (4) выхлопных газов, расположенным в выпускном тракте (2), и устройством (8) по любому из пп. 12-14.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к каталитическому фильтру, предназначенному для отфильтровывания твердых частиц из отработавшего газа, выпускаемого из двигателя внутреннего сгорания с принудительным воспламенением топлива, а также системе выпуска отработавших газов, содержащей такой фильтр, и способу одновременной конверсии оксидов азота и твердых частиц.
Изобретение относится к выхлопной системе, предназначенной для обработки выхлопного газа двигателя внутреннего сгорания. Выхлопная система включает тройной катализатор (TWC – three-way catalyst), катализатор реформинга топлива, расположенный по потоку после TWC, и устройство подачи топлива, расположенное по потоку до катализатора реформинга топлива, при этом первую часть выхлопного газа направляют в обход TWC и приводят в контакт с катализатором реформинга топлива в присутствии топлива, добавляемого из устройства подачи топлива, с образованием потока газообразных продуктов реформинга, а вторую часть выхлопного газа приводят в контакт с TWC и используют для нагревания катализатора реформинга топлива, после чего сбрасывают в атмосферу, и при этом поток газообразных продуктов реформинга рециркулируют в систему впуска двигателя.

Изобретение относится к катализатору гидролиза для восстановления оксидов азота, выполненному в форме каталитического покрытия. В качестве соединения, адсорбирующего HNCO и оксиды азота, указанный катализатор гидролиза содержит лантан и дополнительно содержит одно из следующих: щелочноземельный металл, иттрий, празеодим, галлий, цирконий, причем каталитическое покрытие из указанного катализатора гидролиза представляет собой покрытие на основе диоксида титана, на основе SiO2, на основе цеолита, и/или на основе двуокиси циркония.

Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания. Способ эксплуатации двигателя заключается в том, что изменяют количество газов системы рециркуляции выхлопных газов (EGR), подаваемых в двигатель (10) с помощью канала (76) системы EGR высокого давления и канала (81) системы EGR низкого давления, в зависимости от концентрации NOx в выпускном канале ниже по потоку от каталитического нейтрализатора (70) системы селективного каталитического восстановления (SCR).

Изобретение может быть использовано в устройствах управления двигателей внутреннего сгорания. Устройство управления для двигателя внутреннего сгорания включает в себя устройство управления выхлопными газами в выпускной системе двигателя внутреннего сгорания.

Группа изобретений относится к машиностроению, а именно к устройствам и способам управления с обратной связью соотношением воздух-топливо в двигателях внутреннего сгорания.

Изобретение раскрывает катализатор для очистки выхлопного газа, включающий благородный металл; оксид, включающий в качестве основного материала А алюминий и цирконий, где оксид циркония составляет от 0,1 до 20% масс., если общая масса основного материала А в пересчете на массу оксида составляет 100% масс.
Изобретение относится к ловушке NOx для выхлопных систем двигателей внутреннего сгорания и способу обработки выхлопных газов из двигателей внутреннего сгорания. Ловушка NOx включает подложку, первый слой, содержащий первый металл платиновой группы, первый компонент аккумулирования NOx и первый носитель, второй слой, содержащий второй металл платиновой группы, второй компонент аккумулирования NOx и второй носитель, и третий слой, содержащий родий и третий носитель, где первый слой характеризуется уровнем введения металла платиновой группы, который находится в диапазоне от 1 до 40 процентов от уровня введения металла платиновой группы во второй слой, при этом первый компонент аккумулирования NOx и второй компонент аккумулирования NOx являются идентичными, и идентичными являются первый носитель и второй носитель.

Изобретение относится к области очистки отработавших газов двигателя внутреннего сгорания. Способ очистки, при котором восстановление оксида азота происходит вследствие того, что в поток отработанного газа до катализатора, который заполнен материалом катализатора для селективного каталитического восстановления оксида азота, добавляют выделяющий аммиак восстановитель, отличающийся тем, что отношение количества NH3 к NOx (коэффициент загрузки α) периодически варьируется с помощью изменения выхода необработанных оксидов азота из двигателя внутреннего сгорания таким образом, что коэффициент загрузки α периодически колеблется около заданного значения.

Изобретение относится к системе нейтрализации вредных выбросов для транспортных средств, оснащенных бензиновыми двигателями внутреннего сгорания, а также к способу уменьшения выброса вредных веществ, содержащихся в отработавших газах бензиновых двигателей.

В изобретении предложен способ для определения того, находится ли инжектор (10) в заблокированном состоянии, причем инжектор содержит катушку сопротивления R и индуктивности L, через которую проходит ток электропитания максимальной интенсивности (Imax) и которая питается напряжением E, причем в способе:- управляют открытием инжектора,- измеряют интенсивность I тока, проходящего через измерительный резистор r, как функции времени t,- определяют продолжительность τ, необходимую для достижения предварительно определенного значения (Ipred) интенсивности, более низкого, чем максимальная интенсивность (Imax),- вычисляют индуктивность L как функцию необходимой продолжительности, причем- если L≥Lth, инжектор заблокирован в закрытом положении, иначе- если L<Lth, инжектор заблокирован в открытом положении, где Lth является пороговым значением индуктивности.

Изобретение относится к области очистки отработавших газов двигателя внутреннего сгорания. Раскрыты системы и способы дозирования восстановителя для последующей обработки выхлопных газов двигателя.

Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания с турбонаддувом. Способ повышения температуры отработавшего газа (ОГ) осуществляется в выпускном тракте двигателя (1) внутреннего сгорания с турбонаддувом, с последовательно подсоединенным устройством (8) очистки ОГ и с подсоединяемым при необходимости нагревательным устройством (10).

Изобретение относится к системе очистки выхлопных газов (G) двигателя (12) автомобиля. Система содержит сажевый фильтр (16), а его регенерацией управляют посредством приведения температуры газов на входе сажевого фильтра (16) к первой заданной температуре (Т1), вызывающей горение скопившейся в сажевом фильтре (16) сажи.

Изобретение относится к области очистки отработанных газов двигателя внутреннего сгорания. Носитель расположен в металлическом корпусе каталитического нейтрализатора выхлопных газов, к которому присоединен цилиндрический входной трубопровод, содержит внутреннюю часть каталитической зоны, внешнюю часть каталитической зоны и изоляционный материал, обеспечивающий термическое разделение указанных зон.

Настоящее изобретение относится к системе ввода вторичного воздуха для двигателя внутреннего сгорания. Предусмотрены варианты осуществления для разогрева устройства снижения токсичности выхлопных газов.

Настоящее изобретение относится к машиностроению, а именно к способу регенерации фильтра твердых частиц. Предложен способ регенерации фильтра (3) частиц двигателя (1) внутреннего сгорания, в котором во время повторяющихся фаз регенерации выполняют регенерацию посредством выжигания частиц сажи, осажденных в фильтре (3) частиц.

Изобретение относится к фильтру для селективного каталитического восстановления выхлопных газов, который содержит: подложку в форме фильтра с пористыми стенками и катализатор, расположенный на указанной подложке.

Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания. Способ эксплуатации двигателя заключается в том, что изменяют количество газов системы рециркуляции выхлопных газов (EGR), подаваемых в двигатель (10) с помощью канала (76) системы EGR высокого давления и канала (81) системы EGR низкого давления, в зависимости от концентрации NOx в выпускном канале ниже по потоку от каталитического нейтрализатора (70) системы селективного каталитического восстановления (SCR).

Система управления выбросами, которая осуществляет управление регенерацией, при этом катализаторное устройство восстанавливается от загрязнения в первом режиме управления, в котором процесс повышения температуры и процесс освобождения поочередно повторяются, и во втором режиме управления, в котором процесс повышения температуры и процесс освобождения поочередно повторяются.

Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания с турбонаддувом. Способ повышения температуры отработавшего газа (ОГ) осуществляется в выпускном тракте двигателя (1) внутреннего сгорания с турбонаддувом, с последовательно подсоединенным устройством (8) очистки ОГ и с подсоединяемым при необходимости нагревательным устройством (10).

Изобретение относится к области очистки отработанных газов двигателя внутреннего сгорания. При определения степени старения окислительного каталитического нейтрализатора выхлопных газов, расположенного в выпускном тракте двигателя внутреннего сгорания определяют температуру подложки окислительного каталитического нейтрализатора выхлопных газов. Только при температуре подложки выше температуры активации окислительного каталитического нейтрализатора выхлопных газов формируют поток выхлопных газов, содержание окиси углерода в котором преднамеренно увеличено по сравнению с нормальной работой двигателя. Затем измеряют окисляющее действие окислительного каталитического нейтрализатора выхлопных газов и определяют степень старения окислительного каталитического нейтрализатора выхлопных газов в зависимости от измеренного окисляющего действия окислительного каталитического нейтрализатора выхлопных газов. 3 н. и 12 з.п. ф-лы, 3 ил.

Наверх