Способ (варианты) и система для рекуперации тепла отработавших газов - заявка 2017103956 на патент на изобретение в РФ

1. Способ для двигателя, содержащий шаги, на которых: в режиме холодного пуска,
до достижения температуры активации каталитического нейтрализатора отработавших газов, направляют отработавшие газы, отобранные из первого выпускного клапана каждого цилиндра двигателя, в каталитический нейтрализатор отработавших газов в обход теплообменника; и
после достижения температуры активации каталитического нейтрализатора отработавших газов направляют отработавшие газы, отобранные из второго выпускного клапана каждого цилиндра двигателя, в указанный теплообменник и осуществляют передачу тепла от отработавших газов хладагенту двигателя в указанном теплообменнике.
2. Способ по п. 1, дополнительно содержащий шаг, на котором в режиме холодного пуска после достижения температуры активации каталитического нейтрализатора отработавших газов закрывают клапан рециркуляции отработавших газов (РОГ) и направляют все отработавшие газы, отобранные из области ниже по потоку от теплообменника, в каталитический нейтрализатор отработавших газов.
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что указанный режим холодного пуска включает в себя температуру хладагента двигателя ниже пороговой температуры хладагента.
4. Способ по п. 2, дополнительно содержащий шаг, на котором в режиме прогретого двигателя направляют порцию отработавших газов, отобранную из второго выпускного клапана каждого цилиндра двигателя, в теплообменник и направляют остальную порцию отработавших газов, отобранную из первого выпускного клапана каждого цилиндра двигателя, в каталитический нейтрализатор отработавших газов.
5. Способ по п. 4, дополнительно содержащий шаг, на котором в режиме прогретого двигателя направляют первую порцию из порции отработавших газов, отобранной из области ниже по потоку от теплообменника, на впуск двигателя и направляют остальную, вторую порцию из порции отработавших газов, отобранной из области ниже по потоку от теплообменника, в каталитический нейтрализатор отработавших газов.
6. Способ по п. 5, отличающийся тем, что режим прогретого двигателя включает в себя температуру хладагента двигателя не ниже пороговой температуры хладагента.
7. Способ по п. 5, отличающийся тем, что соотношение первой порции и остальной, второй порции зависит от необходимого расхода РОГ.
8. Способ по п. 7, отличающийся тем, что указанное соотношение возрастает с ростом необходимого расхода РОГ.
9. Способ по п. 7, отличающийся тем, что в режиме прогретого двигателя, если необходимый расход РОГ равен нулю, отработавшие газы, отобранные из первого выпускного клапана каждого цилиндра двигателя, подают в каталитический нейтрализатор отработавших газов в обход теплообменника.
10. Способ по п. 1, отличающийся тем, что направление отработавших газов, отобранных из первого выпускного клапана каждого цилиндра двигателя, в каталитический нейтрализатор отработавших газов в обход теплообменника включает в себя выключение второго выпускного клапана с одновременным поддержанием первого выпускного клапана включенным; причем направление отработавших газов, отобранных из второго выпускного клапана каждого цилиндра двигателя, в теплообменник включает в себя выключение первого выпускного клапана с одновременным поддержанием второго выпускного клапана включенным.
11. Способ для двигателя, содержащий шаги, на которых:
в первом состоянии, до достижения температуры активации каталитического нейтрализатора отработавших газов и до достижения пороговой температуры хладагента, увеличивают поток отработавших газов из первого выпускного клапана в каталитический нейтрализатор отработавших газов с одновременным уменьшением потока отработавших газов из второго выпускного клапана в теплообменник;
во втором состоянии, после достижения температуры активации каталитического нейтрализатора отработавших газов и до достижения пороговой температуры хладагента, увеличивают поток отработавших газов из второго выпускного клапана в теплообменник с одновременным уменьшением потока отработавших газов из первого выпускного клапана в каталитический нейтрализатор отработавших газов; и
в третьем состоянии, после достижения температуры активации и при достижении или превышении пороговой температуры хладагента, направляют порцию потока отработавших газов в каталитический нейтрализатор отработавших газов в обход теплообменника с одновременным направлением остальной порции потока отработавших газов в теплообменник, при этом соотношение указанной порции потока отработавших газов и остальной порции потока отработавших газов зависит от необходимого расхода РОГ и потребности в обогреве салона.
12. Способ по п. 11, дополнительно содержащий шаг, на котором: в третьем состоянии подают первую порцию указанной остальной порции из теплообменника во впускной коллектор через клапан РОГ с одновременной подачей второй порции указанной остальной порции из теплообменника в каталитический нейтрализатор отработавших газов; причем первая порция зависит от необходимого расхода РОГ.
13. Способ по п. 11, отличающийся тем, что увеличение потока отработавших газов из первого выпускного клапана в каталитический нейтрализатор отработавших газов с одновременным уменьшением потока отработавших газов из второго выпускного клапана в теплообменник включает в себя выключение второго выпускного клапана с одновременным поддержанием первого выпускного клапана включенным.
14. Способ по п. 11, отличающийся тем, что увеличение потока отработавших газов из второго выпускного клапана в теплообменник с одновременным уменьшением потока отработавших газов из первого выпускного клапана в каталитический нейтрализатор отработавших газов включает в себя выключение первого выпускного клапана с одновременным поддержанием второго выпускного клапана включенным.
15. Способ по п. 11, отличающийся тем, что направление порции потока отработавших газов в каталитический нейтрализатор отработавших газов в обход теплообменника с одновременным направлением остальной порции потока отработавших газов в теплообменник включает в себя поддержание первого и второго выпускных клапанов включенными.
16. Способ по п. 11, отличающийся тем, что пороговая температура хладагента зависит от необходимой температуры головки блока цилиндров и потребности в обогреве салона транспортного средства.
17. Способ по п. 11, отличающийся тем, что в третьем состоянии, если необходимый расход РОГ равен нулю, выключают второй выпускной клапан с одновременным поддержанием первого выпускного клапана включенным и закрывают клапан РОГ.
18. Система, содержащая:
цилиндр двигателя, содержащий первый выпускной клапан и второй выпускной клапан;
первый выпускной коллектор, соединяющий первый выпускной клапан с первым выпускным каналом, при этом первый канал непосредственно соединен с общим выпускным каналом, содержащим каталитический нейтрализатор отработавших газов;
второй выпускной коллектор, соединяющий второй выпускной клапан со вторым, отдельным выпускным каналом;
теплообменник, расположенный во втором выпускном канале;
клапан РОГ, расположенный во втором выпускном канале ниже по потоку от теплообменника;
возвратный канал, соединяющий клапан РОГ с указанным общим выпускным каналом в месте выше по потоку от каталитического нейтрализатора отработавших газов; и
контроллер с машиночитаемыми командами для осуществления следующих действий:
подачи отработавших газов из цилиндра в каталитический нейтрализатор отработавших газов через первый выпускной клапан и первый выпускной коллектор в обход теплообменника, если температура каталитического нейтрализатора отработавших газов ниже температуры активации; и
подачи отработавших газов из цилиндра в теплообменник через второй выпускной клапан и второй выпускной коллектор при достижении или превышении температуры активации, если температура хладагента двигателя ниже пороговой; а в противном случае - подачи порции отработавших газов из цилиндра в каталитический нейтрализатор отработавших газов через первый выпускной клапан и подачи остальной порции отработавших газов из цилиндра в теплообменник через второй выпускной клапан.
19. Система по п. 18, отличающаяся тем, что подача отработавших газов из цилиндра двигателя в каталитический нейтрализатор отработавших газов через первый выпускной клапан включает в себя выключение второго выпускного клапана; причем подача отработавших газов из цилиндра в теплообменник через второй выпускной клапан включает в себя выключение первого выпускного клапана; причем подача указанной порции отработавших газов из цилиндра в каталитический нейтрализатор отработавших газов через первый выпускной клапан и подача указанной остальной порции отработавших газов из цилиндра в теплообменник через второй выпускной клапан включает в себя поддержание первого и второго выпускных клапанов включенными.
20. Система по п. 18, отличающаяся тем, что контроллер содержит дополнительные команды для выполнения следующих действий:
закрытия клапана РОГ при достижении или превышении температуры активации, если температура хладагента двигателя ниже указанного порога; а в противном случае - регулирования положения клапана РОГ в зависимости от необходимого расхода РОГ с одновременным поддержанием первого и второго выпускных клапанов включенными.
Наверх