Способ (варианты) и система для рекуперации тепла отработавших газов - заявка 2016152422 на патент на изобретение в РФ

1. Способ для двигателя, содержащий шаг, на котором:
осуществляют рециркуляцию отработавших газов к впуску двигателя за счет протекания первого количества отработавших газов в первом направлении через первую секцию теплообменника и протекания второго количества отработавших газов во втором, противоположном направлении через вторую секцию теплообменника.
2. Способ по п. 1, в котором дополнительно регулируют первое количество по отношению ко второму количеству посредством регулировок клапана, соединенного с выхлопным каналом ниже по потоку от каталитического нейтрализатора отработавших газов, причем теплообменник расположен в перепускном канале выхлопа, установленном параллельно клапану.
3. Способ по п. 2, в котором указанное регулирование включает себя увеличение открытия клапана для увеличения второго количества по отношению к первому количеству и уменьшение открытия клапана для увеличения первого количества по отношению ко второму количеству.
4. Способ по п. 1, в котором рециркуляция к впуску двигателя дополнительно включает в себя объединение первого количества и второго количества в канале рециркуляции отработавших газов (РОГ), соединяющем теплообменник со впуском двигателя и включающем в себя клапан РОГ, причем во время рециркуляции клапан РОГ и впускной дроссель открыты; причем способ дополнительно включает в себя шаг, на котором, когда клапан РОГ и впускной дроссель закрыты, пропускают отработавшие газы в первом направлении через каждую, первую и вторую, секцию теплообменника к выхлопной трубе.
5. Способ по п. 3, в котором указанное регулирование дополнительно включает в себя увеличение открытия клапана в ответ на увеличение нагрузки двигателя или уменьшение температуры двигателя и уменьшение открытия клапана в ответ на уменьшение нагрузки двигателя или увеличение температуры двигателя.
6. Способ по п. 2, в котором протекание первого количества отработавших газов в первом направлении через первую секцию теплообменника включает в себя протекание отработавших газов от места ниже по потоку от каталитического нейтрализатора отработавших газов к перепускному каналу выхлопа без протекания через клапан, затем в первую секцию теплообменника, ближнюю к каталитическому нейтрализатору отработавших газов, и от участка между первой и второй секциями теплообменника к впуску двигателя через канал РОГ, и при этом протекание второго количества отработавших газов во втором направлении через вторую секцию теплообменника включает в себя протекание отработавших газов от места ниже по потоку от каталитического нейтрализатора отработавших газов к выхлопной трубе через клапан, затем протекание отработавших газов от места выше по потоку от выхлопной трубы во вторую секцию теплообменника в перепускном канале выхлопа, и затем от участка между первой и второй секциями теплообменника ко впуску двигателя через канал РОГ.
7. Способ по п. 1, в котором первая секция теплообменника и вторая секция теплообменника выполнены симметричными по размеру, либо асимметричными по размеру, причем первая секция больше, чем вторая секция.
8. Способ по п. 1, дополнительно содержащий шаги, на которых:
передают тепло рециркулирующих отработавших газов теплообменнику, затем от теплообменника системе охлаждения, а затем от системы охлаждения сердцевине подогревателя; и
обогревают кабину транспортного средства путем извлечения тепла из сердцевины подогревателя на основе запроса на обогрев кабины.
9. Способ, содержащий шаги, на которых:
осуществляют работу в первом режиме, при котором отработавшие газы протекают в первом направлении через первую и вторую секции теплообменника, соединенного с перепускным каналом выхлопа, и далее к выхлопной трубе; и
осуществляют работу во втором режиме, при котором отработавшие газы протекают через выхлопной канал, затем во втором, противоположном направлении через вторую секцию теплообменника, и далее ко впуску двигателя.
10. Способ по п. 9, в котором дополнительно, во время второго режима, пропускают отработавшие газы в первом направлении через первую секцию теплообменника и далее к впуску двигателя.
11. Способ по п. 9, в котором первая и вторая секции теплообменника асимметричны по размеру.
12. Способ по п. 9, в котором дополнительно выбирают между первым режимом и вторым режимом исходя из одного или более из следующего - температура двигателя и нагрузка двигателя.
13. Способ по п. 12, в котором указанный выбор включает в себя выбор первого режима, когда температура двигателя ниже пороговой температуры или когда нагрузка двигателя выше пороговой нагрузки, и выбор второго режима, когда температура двигателя выше пороговой температуры или когда нагрузка двигателя ниже пороговой нагрузки, причем пороговая температура основана на температуре активации каталитического нейтрализатора.
14. Способ по п. 13, в котором протекание отработавших газов в первом направлении включает в себя протекание отработавших газов от места ниже по потоку от каталитического нейтрализатора отработавших газов к перепускному каналу выхлопа и затем через первую секцию теплообменника, ближнюю к каталитическому нейтрализатору отработавших газов, ко второй секции теплообменника, ближней к выхлопной трубе, и причем протекание отработавших газов во втором направлении включает в себя протекание отработавших газов от места ниже по потоку от каталитического нейтрализатора отработавших газов в направлении выхлопной трубы, затем протекание отработавших газов от места выше по потоку от выхлопной трубы во вторую секцию теплообменника, и далее от участка между первой и второй секциями теплообменника ко впуску двигателя через канал рециркуляции отработавших газов (РОГ), причем канал РОГ включает в себя клапан РОГ.
15. Способ по п. 14, в котором, во время первого режима, когда температура двигателя ниже пороговой температуры, клапан РОГ закрыт.
16. Способ по п. 9, в котором дополнительно, во время первого режима, передают тепло от протекающих отработавших газов теплообменнику, далее от теплообменника хладагенту, протекающему через сердцевину подогревателя, и затем обогревают кабину транспортного средства путем извлечения тепла из сердцевины подогревателя исходя из запроса на обогрев кабины.
17. Способ по п. 9, в котором, во время первого режима, клапан, установленный ниже по потоку от каталитического нейтрализатора отработавших газов в выхлопном канале, закрыт, а во время второго режима указанный клапан открыт.
18. Система транспортного средства, содержащая:
кабину транспортного средства;
впускной коллектор двигателя;
выпускной коллектор двигателя, включающий в себя каталитический нейтрализатор отработавших газов и глушитель, соединенные друг с другом через выхлопной канал и перепускной канал выхлопа, причем указанный перепускной канал установлен параллельно выхлопному каналу;
теплообменник, соединенный с перепускным каналом выхлопа и включающий в себя первую секцию, вторую секцию и промежуточный участок, расположенный между первой и второй секциями;
систему охлаждения, обеспечивающую жидкостное сообщение теплообменника с сердцевиной подогревателя и радиатором; клапан, соединенный с выхлопным каналом;
канал РОГ, соединяющий промежуточную секцию теплообменника с впускным коллектором, причем канал РОГ включает в себя клапан РОГ; и
контроллер с машиночитаемыми инструкциями, хранящимися в долговременной памяти, для:
работы в первом режиме, при котором клапан закрыт для протекания первой части отработавших газов от каталитического нейтрализатора отработавших газов к глушителю через перепускной канал выхлопа, при этом первая часть протекает в первом направлении через первую и вторую секции теплообменника, и для протекания второй части отработавших газов от каталитического нейтрализатора отработавших газов ко впуску двигателя, при этом вторая часть протекает в первом направлении через первую секцию теплообменника перед ее отводом в канал РОГ; и
работы во втором режиме, при котором клапан открыт для протекания третьей части отработавших газов от каталитического нейтрализатора отработавших газов к глушителю через выхлопной канал, и для протекания четвертой части отработавших газов от места выше по потоку от глушителя ко впуску двигателя через перепускной канал выхлопа, причем четвертая часть протекает во втором, противоположном направлении через вторую секцию теплообменника перед ее отводом в канал РОГ.
19. Система по п. 18, в которой контроллер включает в себя дополнительные инструкции для: переключения между первым и вторым режимами в зависимости от одного или более из следующего - температура двигателя, нагрузка двигателя и запрос на обогрев кабины, причем указанное переключение включает в себя: переключение из второго режима в первый режим в ответ на одно из следующего: увеличение нагрузки двигателя, падение температуры двигателя и увеличение запроса на обогрев кабины.
20. Система по п. 18, в которой, когда система работает в первом режиме, есть возможность передачи тепла отработавших газов, выделяемого в теплообменнике, хладагенту двигателя, циркулирующему через сердцевину подогревателя, затем передачи тепла в кабину транспортного средства, а, когда система работает во втором режиме, есть возможность передачи тепла отработавших газов, выделяемого в теплообменнике, хладагенту двигателя, циркулирующему через радиатор, а затем рассеивания тепла в атмосферу.
Наверх