СПОСОБ И СИСТЕМА РЕГЕНЕРАЦИИ УСТРОЙСТВА ОЧИСТКИ ОТРАБОТАВШИХ ГАЗОВ Российский патент 2011 года по МПК F01N3/20 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к способам регенерации устройств (модулей) очистки отработавших газов, используемых в двигательных установках внутреннего сгорания. В частности, изобретение относится к способам регенерации фильтров частиц, выбрасываемых дизельными двигателями транспортных средств в режимах малой нагрузки и холостого хода. Изобретение также относится к двигательным установкам внутреннего сгорания, в которых осуществляется предложенный в изобретении способ.

Уровень техники

Отработавшие газы, выходящие из двигателей внутреннего сгорания, содержат такие вредные соединения, как углеводороды (НС), оксид углерода (СО), оксиды азота (NO_x) и/или твердые частицы. Поэтому обычно отработавшие газы пропускаются через систему последующей обработки, предназначенную для их очистки. Такие системы могут содержать каталитические нейтрализаторы, улавливатели NO_x и фильтры частиц. Компоненты системы последующей обработки отработавших газов обычно должны работать в определенном диапазоне температур, и если температура слишком низкая, то необходимые химические реакции не происходят, или же скорость реакций становится слишком низкой, а если температура слишком высокая, то компоненты системы могут быть повреждены. Кроме того, необходимо с определенной периодичностью проводить регенерацию некоторых компонентов, таких как улавливатели NO_x и фильтры частиц, для обеспечения их надлежащей работы. Такие процедуры регенерации обычно выполняются при повышенной температуре.

Что касается двигателей внутреннего сгорания, используемых в транспортных средствах, то физические и химические характеристики отработавших газов, выходящих из двигателя, в основном зависят от типа двигателя и режима работы транспортного средства. Например, по сравнению с карбюраторными двигателями отработавшие газы дизельных двигателей, как правило, содержат больше твердых частиц, и их температура ниже. Кроме того, отработавшие газы двигателей, работающих в условиях высоких нагрузок, имеют более высокую температуру, чем в случае работы двигателей в режиме холостого хода. Для выполнения процедуры регенерации может потребоваться выполнение определенных действий в системе последующей обработки отработавших газов по повышению их температуры.

Характеристики отработавших газов двигателя, работающего длительное время в условиях высокой нагрузки, например двигателя большегрузного автомобиля, предназначенного для дальних перевозок, обычно соответствуют требованиям для проведения регенерации. Однако для типичного примера работы дизельного мусоровоза характеристики отработавших газов таковы, что в системе их последующей обработки возникают серьезные проблемы по очистке фильтра частиц. При таком использовании автомобиля двигатель большую часть времени работает в режиме холостого хода, в результате чего температура отработавших газов будет сравнительно низкой. Для выполнения процедуры очистки фильтра путем впрыскивания топлива и сжигания частиц нормальная температура отработавших газов, выходящих из двигателя, должна быть как минимум порядка 250°С.

Известным способом повышения температуры отработавших газов, выходящих из двигателя, является увеличение количества топлива, впрыскиваемого в цилиндры, или задержка момента впрыска. Однако при использовании одного только указанного способа, как правило, не удается получить достаточно высокие температуры.

Что касается регенерации фильтров частиц при работе двигателя в режиме малой нагрузки или холостого хода, то обычно в этом случае используется отдельная горелка для нагрева фильтра. Однако такое решение является достаточно сложным, поскольку в этом случае необходимо использовать дополнительное оборудование: горелку и воздушный компрессор.

В патентной заявке US 2005/0148430 раскрывается способ повышения температуры отработавших газов для режимов малой нагрузки или холостого хода, при котором нагрузка двигателя увеличивается путем активации тормозов и/или элемента трансмиссии, такого как сцепление или гидротрансформатор. Однако такой способ не может применяться в любых ситуациях, поскольку параметры, влияющие на характеристики отработавших газов, в этом случае учитываются неполностью.

Краткое изложение сущности изобретения

В основу настоящего изобретения была положена задача преодоления вышеупомянутых недостатков существующих технических решений с помощью создания способа регенерации устройства очистки и соответствующей двигательной установки, которые обеспечивают улучшенные условия регенерации в режимах малой нагрузки и холостого хода по сравнению с известными способами. Указанная цель достигается совокупностью признаков пп.1 и 7 формулы изобретения. Зависимые пункты формулы изобретения содержат предпочтительные варианты осуществления изобретения, его дополнительные модификации и варианты.

Изобретение относится к способу регенерации устройства очистки отработавших газов для двигателя внутреннего сгорания и отличается тем, что способ включает шаг установки заданного минимального числа оборотов двигателя, так чтобы массовый поток отработавших газов при выполнении процедуры регенерации превышал заданную величину потока.

Предлагаемый в изобретении способ характеризуется положительным эффектом предотвращения регенерации устройства очистки в тех ситуациях, когда он может быть поврежден в процессе регенерации из-за слишком низкой величины массового потока отработавших газов. Например, традиционный фильтр твердых частиц дизельного двигателя скорее всего будет поврежден при перегреве, если регенерация выполняется, когда величина массового потока отработавших газов ниже определенного значения. Кроме того, предлагаемый в изобретении способ обеспечивает положительный эффект создания подходящих условий для инициирования или поддержания регенерации устройства очистки в таких ситуациях, когда массовый поток отработавших газов слишком мал, например в режимах малой нагрузки или холостого хода. Использование минимального числа оборотов двигателя для обеспечения достаточного массового потока отработавших газов целесообразно независимо от того, принимаются или нет специальные меры для повышения или регулирования температуры отработавших газов.

В предпочтительном варианте осуществления изобретения способ также включает шаг установки заданного значения минимального вращающего момента двигателя, так чтобы температура отработавших газов при выполнении регенерации превышала заданное значение температуры. В этом случае процедура регенерация может выполняться по мере необходимости, то есть не требуется задерживать начало регенерации или прерывать ее выполнение по причине недостаточного уровня массового потока или температуры отработавших газов.

В другом предпочтительном варианте осуществления изобретения одновременно устанавливают заданные минимальные значения числа оборотов и вращающего момента двигателя, так чтобы при выполнении процедуры регенерации массовый поток и температура отработавших газов превышали соответствующие заданные значения. Такой режим может использоваться в тех случаях, когда изменение числа оборотов двигателя непосредственно изменяет его вращающий момент, например когда к двигателю подсоединен гидротрансформатор вращающего момента. Кроме того, при этом может учитываться любое влияние числа оборотов двигателя на температуру отработавших газов и влияние вращающего момента на их массовый поток.

Еще в одном предпочтительном варианте осуществления изобретения способ включает дополнительно одну или несколько следующих стадий: определение необходимости проведения регенерации устройства очистки отработавших газов, определение температуры отработавших газов и выполнение процедуры регенерации в том случае, когда величина массового потока отработавших газов превышает заданное значение.

Еще в одном предпочтительном варианте осуществления изобретения используемая двигательная установка содержит двигатель внутреннего сгорания, коробку передач, блок сцепления, предназначенный для соединения двигателя и коробки передач, причем сцепление может работать в режиме проскальзывания, и элемент торможения, который при его активации может увеличивать нагрузку двигателя, причем способ содержит дополнительно следующие стадии: включение элемента торможения, определение включения передачи и ее включение, если передача не включена. Этот вариант подходит для типичной ситуации, когда двигатель мусоровоза, снабженный гидротрансформатором вращающего момента и автоматической коробкой передач, работает с малой нагрузкой.

Изобретение также относится к двигательной установке внутреннего сгорания, которая содержит устройство очистки отработавших газов и в которой осуществляется вышеописанный способ.

Краткое описание чертежей

В нижеприведенном описании раскрывается варианты осуществления изобретения со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых показано:

на фиг.1 - схема одного из вариантов двигательной установки, в которой может быть осуществлен предлагаемый в изобретении способ;

на фиг.2 - график, иллюстрирующий влияние числа оборотов и нагрузки двигателя на условия выполнения регенерации фильтра частиц, выпускаемых дизельным двигателем.

Варианты осуществления изобретения

На фиг.1 приведена схема двигательной установки 1 внутреннего сгорания, которая размещается на транспортном средстве (не показано) и в которой может быть осуществлен предлагаемый в изобретении способ. Двигательная установка 1 содержит дизельный двигатель 3, предназначенный для работы в тяжелых условиях, который соединен с блоком сцепления в форме гидротрансформатора, который, в свою очередь, соединен с автоматической коробкой 7 передач для вращения приводного устройства 9 в форме ведущего вала грузового автомобиля. Из двигателя 3 выходит поток 4 отработавших газов, который проходит через каталитический нейтрализатор 11 окислительного типа и фильтр 13 частиц дизельного двигателя, прежде чем этот поток будет выброшен в окружающую среду. В нейтрализаторе 11 происходит каталитическое окисление NO (оксида азота), углеводородов (НС) и частиц сажи с выделением тепла. Остающиеся твердые частицы улавливаются фильтром 13. В этом варианте фильтр 13 имеет традиционную конструкцию, в которой используется множество каналов, разделенных керамическими пористыми стенками, через которые проходят под давлением отработавшие газы. По мере того как в фильтре 13 накапливаются улавливаемые частицы, падение давления на нем увеличивается. Для того чтобы предотвратить возникновение слишком большого падения давления на фильтре 13, необходимо через некоторое время осуществлять его регенерацию путем сжигания накопившихся в нем частиц.

Для сбора данных о состоянии различных компонентов двигательной установки 1 и управления их работой используется управляющий блок 8, электрически соединенный с этими компонентами. Эти электрические соединения показаны линиями 6. Установка 1 содержит дополнительно несколько датчиков (не показаны), предназначенных для измерения таких параметров, как число оборотов, нагрузка двигателя, его температура, количество поступающего воздуха, температура отработавших газов, состав отработавших газов (напр., содержание кислорода) и падение давления на фильтре 13. Датчики также соединены с управляющим блоком 8. Управляющий блок 8 содержит программное обеспечение, процессор, запоминающее устройство и другие компоненты, необходимые для анализа принятых данных и передачи соответствующих команд управления в различные компоненты установки 1. Управляющий блок 8 дополнительно подсоединен к тормозной системе 10 транспортного средства, включая стояночный тормоз и рабочий тормоз. На блок-схеме двигательной установки 1 управляющий блок 8 показан одним прямоугольником. В действительности управляющий блок 8 может содержать центральный блок управления транспортного средства, соединенный, например, с блоком управления двигателя и блоком управления трансмиссии.

Для успешного проведения регенерации фильтра 13 важно, чтобы температура отработавших газов была достаточно высока для обеспечения достаточной эффективности процесса, и в то же время она должна быть ниже некоторого уровня, порядка 900°С, при превышении которого фильтр 13 может быть поврежден из-за перегрева. Для предотвращения превышения этого верхнего предела температуры необходимо, чтобы массовый поток отработавших газов был достаточным, поскольку он используется для охлаждения. В варианте, показанном на фиг.1, необходимый минимальный массовый поток отработавших газов, выходящих из двигателя, составляет 0,08 кг/с. Далее необходимая температура отработавших газов, поступающих в фильтр 13, то есть потока 4' на фиг.1, составляет 600°С. Температура отработавших газов на входе в нейтрализатор 11, то есть потока 4 на фиг.1, обычно ниже указанного значения. Для повышения температуры потока 4' газов, выходящих из нейтрализатора 11, в него дополнительно подается топливо, и в результате окисления топлива в нейтрализаторе 11 выделяется тепло. В рассматриваемом варианте необходимая температура отработавших газов, поступающих в нейтрализатор 11, составляет 250°С. Если отработавшие газы, выходящие из двигателя 3, мало охлаждаются на их пути в нейтрализатор 11, то температура отработавших газов, поступающих в нейтрализатор 11, соответствует температуре газов, выходящих из двигателя 3.

Необходимо отметить, что указанные выше значения необходимого массового потока и подходящих температур отработавших газов справедливы для установки, схема которой приведена на фиг.1. Необходимое минимальное значение массового потока отработавших газов зависит от размера и типа фильтра 13, которые, в свою очередь, зависят от размера и типа двигателя, а подходящие температуры зависят от типа фильтра 13 и от того, какие компоненты последующей обработки отработавших газов входят в двигательную установку. Поэтому для других установок могут быть более подходящими другие значения.

Как следует из вышеизложенного, для успешной регенерации фильтра необходимо эффективное управление массовым потоком и температурой отработавших газов, выходящих из двигателя. Этими двумя характеристиками отработавших газов можно управлять путем изменения двух параметров работы двигателя: числа оборотов и вращающего момента двигателя (нагрузки). В общем случае, эти параметры двигателя влияют как на массовый поток, так и на температуру отработавших газов. Увеличение числа оборотов означает большее число ходов поршней и, соответственно, большее количество отработавших газов за единицу времени, однако в этом случае увеличивается также температура отработавших газов из-за повышения температуры двигателя (увеличение трения). Для увеличения вращающего момента двигателя необходимо увеличивать количества топлива и воздуха, поступающие в цилиндр при каждом ходе поршня, в результате чего увеличивается температура горения и, соответственно, температура отработавших газов, а также увеличивается массовый поток отработавших газов, поскольку в каждом цикле работы двигателя в его цилиндры подается больше топлива и воздуха. Однако изменение числа оборотов двигателя в большей степени влияет на массовый поток отработавших газов, чем на их температуру, а изменение вращающего момента двигателя, напротив, в большей степени влияет на температуру отработавших газов, чем на их массовый поток.

Таким образом, для конкретного двигателя массовый поток отработавших газов в основном определяется числом оборотов двигателя, в то время как температура отработавших газов в основном определяется величиной вращающего момента двигателя. Соответственно, управление массовым потоком отработавших газов и отчасти их температурой можно осуществлять путем изменения числа оборотов, а управление температурой отработавших газов и отчасти массовым потоком можно осуществлять путем изменения величины вращающего момента. В одном из предпочтительных вариантов реализации изобретения осуществляют управление числом оборотов и величиной вращающего момента двигателя, так чтобы при выполнении процедуры регенерации массовый поток и температура отработавших газов превышали соответствующие заданные для них значения.

Возможность независимого изменения этих двух параметров двигателя зависит от типа блока 5 сцепления, используемого для соединения двигателя 3 и коробки 7 передач. Если в качестве блока 5 сцепления используется гидротрансформатор, как в вышеописанной системе 1, то число оборотов двигателя будет однозначно определять его вращающий момент. С другой стороны, если в качестве блока 5 сцепления используется гидромуфта, то возможно независимое изменение числа оборотов и величины вращающего момента двигателя. В любом случае блок 5 сцепления должен иметь возможность работы с проскальзыванием, то есть должен обладать способностью проскальзывания без значительного механического износа.

На фиг.2 представлен график, иллюстрирующий влияние числа оборотов и нагрузки дизельного двигателя, работающего в тяжелых условиях, на условия выполнения регенерации фильтра. По оси х отложено число оборотов двигателя (в об/мин), а по оси y - величина вращающего момента (в Нм).

В зоне I число оборотов и нагрузка двигателя достаточны для обеспечения подходящих условий в отношении массового потока и температуры отработавших газов для выполнения регенерации фильтра 13. Двигатели грузовиков, осуществляющих обычные перевозки грузов, большую часть времени работают в этой зоне. В зоне II температура слишком низка для выполнения регенерации, в то время как в зоне III слишком низки как массовый поток, так и температура отработавших газов. В зоне IV массовый поток отработавших газов слишком мал для успешного выполнения регенерации, однако температура вполне достаточна. Хотя эти три зоны II, III и IV сравнительно невелики, однако, например, двигатель мусоровоза большую часть времени работает в этих зонах.

Если регенерация фильтра выполняется, когда параметры двигателя определяют рабочую точку, находящуюся в зоне IV, то существует серьезная опасность выхода фильтра из строя. Поэтому необходимо сначала регулируемым образом изменить параметры двигателя, чтобы до начала проведения регенерации рабочая точка оказалась в зоне I. Если регенерация уже выполняется, то в этом случае необходимо предотвращать выход рабочей точки за пределы зоны I.

Из рабочей точки внутри зоны III можно в принципе перейти в зону I путем повышения числа оборотов или нагрузки двигателя. Однако повышение только нагрузки двигателя для достижения определенной минимальной температуры отработавших газов без учета их массового потока может привести к тому, что массовый поток будет оставаться слишком низким для проведения регенерации, то есть рабочая точка будет оставаться в зоне IV. Как можно видеть на фиг.2, рабочую точку, подходящую для выполнения регенерации, можно получить в этом варианте путем поддержания числа оборотов на уровне 800 об/мин и выше и нагрузки двигателя не менее 500 Нм.

Обычно логика выполнения регенерации фильтра предполагает запуск и осуществление регенерации при условии, что температура отработавших газов достаточно высока. Если температура находится или падает ниже определенного значения, то запуск процесса регенерации не разрешается, или же он прерывается (если регенерация уже выполняется). Известным способом повышения температуры отработавших газов является увеличение нагрузки двигателя (см. патентную заявку US 2005/0148430). Хотя способ, предложенный в заявке US 2005/0148430, может быть пригоден в некоторых ситуациях, однако в нем совсем не учитывается важность величины массового потока отработавших газов. Как уже указывалось, увеличение нагрузки без учета массового потока отработавших газов может привести к тому, что массовый поток будет слишком мал, и в результате фильтр перегреется. В тех случаях, когда в известных способах регенерации учитывается массовый поток отработавших газов, решение обычно заключается в контроле массового потока и прерывании процесса регенерации, если массовый поток становится слишком малым.

Основной идеей настоящего изобретения является создание подходящих условий для выполнения регенерации устройства очистки, такого как фильтр частиц, в отношении температуры и особенно массового потока отработавших газов, путем регулирования числа оборотов двигателя или одновременно числа оборотов и вращающего момента.

Вариант предлагаемого в изобретении способа, осуществляемого в двигательной установке 1 на фиг.1, может быть описан следующим образом. Сначала датчик падения давления информирует управляющий блок 8 о том, что необходима регенерация фильтра 13. В этом случае управляющий блок 8 определяет условия выполнения регенерации, то есть он проверяет, например, массовый поток и температуру отработавших газов, включена ли коробка передач, активирован ли рабочий или стояночный тормоз 10, движется или нет транспортное средство. Если условия подходят, то управляющий блок 8 устанавливает минимальное число оборотов двигателя, равное заранее заданному значению, соответствующему минимальному массовому потоку отработавших газов порядка 0,1 кг/с. В соответствии с зависимостью нагрузки от числа оборотов гидротрансформатора 5, это заранее заданное число оборотов двигателя создает определенную минимальную величину вращающего момента, которая гарантирует, что температура отработавших газов будет достаточной. Поэтому эта температура равна или превышает минимальную температуру, необходимую для выполнения регенерации. Кроме того, в управляющем блоке 8 определяется, нужно ли увеличить число оборотов для достижения заранее заданного минимального значения. Если это необходимо, то управляющий блок 8 формирует и передает соответствующую команду в двигатель 3. Когда число оборотов двигателя равно заранее заданному минимальному значению или превышает его, управляющий блок 8 инициирует регенерацию, то есть инициируется впрыск топлива в нейтрализатор 11.

Поскольку в предлагаемом в изобретении способе задается минимальное число оборотов, то исключается риск того, что регенерация начнется, когда массовый поток отработавших газ слишком мал, или его величина в процессе регенерации упадет ниже минимального значения.

Для рассматриваемой двигательной установки 1 увеличение числа оборотов двигателя и, соответственно, вращающего момента обычно приводит к тому, что транспортное средство начинает движение или ускоряется, при условии, что включена передача. Если задействовать тормозное устройство 10, то увеличенный вращающий момент будет поглощаться гидропреобразователем 5, который может работать с проскальзыванием без износа.

Предлагаемый в изобретении способ в особенности пригоден для использования в транспортных средствах, снабженных автоматической коробкой передач и гидротрансформатором вращающего момента, которые обычно устанавливаются на транспортных средствах, использование которых предполагает многочисленные остановки и небольшие переезды, например на мусоровозах. Преимущество автоматической коробки передач с гидротрансформатором вращающего момента заключается в том, что двигатель может создавать вращающий момент, когда транспортное средство стоит, и в этом случае будет повышаться температура системы выпуска отработавших газов. Обычно нагрузка дизельного двигателя, который предназначен для работы в тяжелых условиях и объем цилиндров которого равен 13 литров, при 600 об/мин составляет 400 Нм, когда транспортное средство стоит и передача включена (в отличие от системы с сухим сцеплением, в которой при выключенной передаче и при стоящем транспортном средстве нагрузка на двигатель очень мала). Ограниченное повышение числа оборотов двигателя будет существенно увеличивать нагрузку двигателя, что будет приводить к еще более высоким температурам отработавших газов.

Варианты осуществления предлагаемого в изобретении способа могут быть описаны в форме следующих примеров.

Пример 1

Условия: Транспортное средство стоит, задействован стояночный тормоз, передача включена, поступил сигнал на проведение регенерации фильтра.

1. Устанавливается заранее заданное минимальное число оборотов двигателя, обеспечивающее минимальный массовый поток отработавших газов, что позволяет начать процесс регенерации фильтра. Типичное заданное значение числа оборотов дизельного двигателя, предназначенного для работы в тяжелых условиях, составляет 800 об/мин.

2. Блок сцепления устанавливается в такой режим работы, в котором нагрузка двигателя (вращающий момент) превышает заранее заданное значение. Типичная нагрузка дизельного двигателя, предназначенного для работы в тяжелых условиях, составляет 500 Нм.

Если отсутствует возможность управления работой блока сцепления, как, например, в случае гидротрансформатора, регулируют число оборотов двигателя таким образом, чтобы нагрузка и число оборотов двигателя были в зоне (см. фиг.2), в которой возможно проведение процесса регенерации фильтра.

Пример 2

Условия: Транспортное средство двигается с малой скоростью, рабочий тормоз задействован для снижения скорости транспортного средства, передача включена, поступил сигнал на проведение регенерации фильтра, или регенерация выполняется.

1. Устанавливается заранее заданное минимальное число оборотов двигателя, обеспечивающее минимальный массовый поток отработавших газов, что позволяет начать процесс регенерации фильтра. Типичное заданное значение числа оборотов дизельного двигателя, предназначенного для работы в тяжелых условиях, составляет 800 об/мин. Число оборотов двигателя не опустится ниже этого заранее заданного значения, даже если транспортное средство остановится.

2. Если транспортное средство останавливается, то число оборотов двигателя не опустится ниже значения, заданного на предыдущей стадии, и регенерацию можно продолжать, пока передача включена и задействовано какое-либо из тормозных устройств 10.

Пример 3

Условия: Транспортное средство стоит, задействован стояночный тормоз, поступил сигнал на проведение регенерации фильтра.

1. Водитель вручную активирует процесс регенерации, например нажав кнопку на приборной доске.

2. Включается передача.

3. Выполняются стадии 1 и 2 примера 1.

Пример 4

Условия: Транспортное средство двигается с высокой скоростью, передача включена, поступил сигнал на проведение регенерации фильтра или регенерация выполняется.

1. Устанавливается заранее заданное минимальное число оборотов двигателя, обеспечивающее минимальный массовый поток отработавших газов, что позволяет начать процесс регенерации фильтра. Типичное заданное значение числа оборотов дизельного двигателя, предназначенного для работы в тяжелых условиях, составляет 800 об/мин. Число оборотов двигателя не опустится ниже этого заранее заданного значения, даже если транспортное средство остановится.

2. Если транспортное средство останавливается, то число оборотов двигателя не опустится ниже значения, заданного на предыдущей стадии, и регенерацию можно продолжать, пока передача включена и задействовано какое-либо из тормозных устройств 10.

Выполнение способов рассмотренных примеров прекращается после завершения регенерации. Пример 4 применим также, например, в том случае, когда большегрузный автомобиль останавливается в пробке, или водителю необходим перерыв для отдыха.

Предлагаемый в изобретении способ управления двигательной установкой 1 для осуществления регенерации фильтра 13 может содержать следующие стадии:

- определение необходимости выполнения регенерации фильтра 13;

- определение температуры отработавших газов;

- определение соотношения температуры отработавших газов и заранее заданного минимального значения температуры (выше или ниже);

- определение массового потока отработавших газов;

- определение соотношения массового потока отработавших газов и заранее заданного минимального значения массового потока (выше или ниже);

- определение состояния транспортного средства (двигается или стоит);

- определение состояния рабочего и/или стояночного тормозного устройства 10 транспортного средства (задействовано или нет);

- определение состояния коробки передач (включена передача или нет);

- включение тормозного устройства 10, если оно не включено;

- включение передачи, если она не включена, и если тормозное устройство 10 задействовано;

- определение числа оборотов двигателя;

- определение нагрузки двигателя;

- определение соотношения числа оборотов двигателя и заранее заданного минимального значения (выше или ниже);

- установка числа оборотов двигателя, равного заранее заданному минимальному значению;

- увеличение числа оборотов и, соответственно, вращающего момента двигателя, так чтобы температура отработавших газов превышала заранее заданное значение температуры;

- осуществление (инициирование/продолжение) регенерации фильтра 13, когда массовый поток и температура отработавших газов превышают вышеуказанные заранее заданные значения массового потока и температуры.

Предлагаемый в изобретении способ также применим и к другим типам фильтров и к другим устройствам очистки, а также в случае совместного использования фильтра и другого устройства очистки. Кроме того, вместо добавления топлива в нейтрализатор 11 могут использоваться и другие способы регенерации, такие как так называемая пассивная регенерация, при которой оксиды азота вступают в реакцию с частицами сажи в фильтре.

В предпочтительном варианте осуществления изобретения требуемые минимальные значения вращающего момента или температуры отработавших газов двигателя корректируются в зависимости от температуры окружающего воздуха, которая влияет, в частности, на температуру фильтра, а также и на температуру отработавших газов. Если температура окружающего воздуха низка, то для процесса регенерации необходима более высокая температура отработавших газов.

Изобретение не ограничивается рассмотренными вариантами его осуществления и может подвергаться различным модификациям в пределах объема, определяемого формулой изобретения. Например, не все вышеуказанные стадии способа необходимы для осуществления изобретения. Например, нет необходимости в непосредственном определении массового потока отработавших газов. Вместо этого можно воспользоваться тем обстоятельством, что массовый поток отработавших газов в конкретной двигательной установке приближенно определяется числом оборотов двигателя. Поэтому массовый поток отработавших газов может быть определен косвенно по числу оборотов двигателя.

Более того, если двигательная установка 1 в качестве блока 5 сцепления содержит гидромуфту вместо гидротрансформатора, то можно осуществлять управление нагрузкой двигателя независимо от числа оборотов. В этом случае может использоваться отдельная стадия способа для создания нагрузки двигателя, равной заранее заданному минимальному значению, так чтобы температура отработавших газов превышала заранее заданное значение температуры.

В другом варианте осуществления изобретения двигатель 3 может быть приводом гидравлического двигателя вместо гидротрансформатора 5. В этом случае гидравлический двигатель может рассматриваться как блок сцепления 5. Еще в одном альтернативном варианте двигатель 3 является приводом так называемой системы ISAD и/или электрической машины вместо гидротрансформатора 5, причем система ISAD и/или электрическая машина в этом случае могут рассматриваться в качестве блока 5 сцепления.

Необходимо также заметить, что определение того, нужно ли проводить регенерацию фильтра 13, необязательно осуществлять с помощью датчика перепада давления.

Если предлагаемый в изобретении способ применяется в двигательной установке, которая установлена не на транспортном средстве, то рабочее или стояночное тормозное устройство 10 может быть заменено другим типом тормозного устройства, которое при его активации может увеличить нагрузку двигателя.

Изобретение относится к способам регенерации устройств очистки отработавших газов, используемых в двигателях внутреннего сгорания. Сущность изобретения: способ регенерации устройства (13) очистки отработавших газов, размещенного в двигательной установке (1) внутреннего сгорания, способ содержит установку заданного минимального числа оборотов двигателя, так чтобы массовый поток отработавших газов в процессе регенерации превышал заданное значение. Изобретение также относится к двигательной установке (1) внутреннего сгорания, содержащей устройство (13) очистки отработавших газов, в которой осуществляется вышеуказанный способ. Техническим результатом изобретения является обеспечение улучшения процессов регенерации. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Способ регенерации устройства (13) очистки отработавших газов, размещенного в двигательной установке (1) внутреннего сгорания, отличающийся тем, что он включает шаг установки заданного минимального числа оборотов двигателя, так чтобы в процессе регенерации величина массового потока отработавших газов превышала заданное значение массового потока.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что он включает шаг установки заданного минимального вращающего момента двигателя, так чтобы температура отработавших газов в процессе регенерации превышала заданное значение температуры.

3. Способ по пп.1 и 2, отличающийся тем, что он включает шаг совместной установки заданного минимального числа оборотов и заданного минимального вращающего момента двигателя, так чтобы в процессе регенерации массовый поток и температура отработавших газов превышали заданные значения массового потока и температуры соответственно.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что он также включает по меньшей мере один из следующих шагов:
- определение необходимости выполнения регенерации устройства (13) очистки отработавших газов;
- определение температуры отработавших газов;
- выполнение регенерации устройства (13) очистки отработавших газов, если массовый поток отработавших газов превышает заданное значение массового потока.

5. Способ по п.1, в котором двигательная установка (1) включает в себя двигатель (3) внутреннего сгорания, коробку (7) передач, блок (5) сцепления, предназначенный для соединения двигателя (3) и коробки (7) передач и выполненный с возможностью проскальзывания, и тормозное устройство (10), обеспечивающее при его активации увеличение нагрузки двигателя, отличающийся тем, что он дополнительно включает следующие шаги:
- активацию тормозного устройства (10);
- определение, включена ли передача;
- включение передачи в случае, если она не была включена.

6. Способ по п.1, отличающийся тем, что устройство (13) очистки отработавших газов является фильтром очистки частиц, выпускаемых дизельным двигателем.

7. Двигательная установка (1) внутреннего сгорания, содержащая устройство (13) очистки отработавших газов, отличающаяся тем, что она приспособлена для осуществления способа по любому из пп.1-4.

8. Установка (1) по п.7, отличающаяся тем, что она содержит двигатель (3) внутреннего сгорания, коробку (7) передач, блок (5) сцепления, предназначенный для соединения двигателя (3) и коробки (7) передач и выполненный с возможностью проскальзывания, и тормозное устройство (10), обеспечивающее при его активации увеличение нагрузки двигателя, причем данная установка (1) приспособлена для осуществления способа по п.5.

9. Установка (1) по п.8, отличающаяся тем, что в качестве блока (5) сцепления используется гидротрансформатор вращающего момента.

10. Установка (1) по одному из пп.7-9, отличающаяся тем, что устройство (13) очистки отработавших газов является фильтром очистки частиц, выпускаемых дизельным двигателем.

11. Установка (1) по одному из пп.7-9, отличающаяся тем, что она размещена на транспортном средстве для обеспечения его движения.

12. Установка (1) по п.11, отличающаяся тем, что транспортное средство представляет собой мусоровоз.