Изобретение относится к способу повышения и/или понижения температуры отработавших газов двигателя внутреннего сгорания с расположенным в трубопроводе отработавших газов устройством для снижения токсичности отработавших газов. Кроме того, изобретение относится к управляющему устройству для повышения и/или понижения температуры отработавших газов двигателя внутреннего сгорания с расположенным в трубопроводе отработавших газов устройством для снижения токсичности отработавших газов.
Из практики известно, что выброс вредных веществ двигателем внутреннего сгорания можно эффективно уменьшать с помощью устройства для снижения токсичности отработавших газов, например, имеющего катализатор отработавших газов. Однако важной предпосылкой для этого является достижение катализатором пусковой температуры (Light-Off-Temperatur). Ниже этой температуры катализатор отработавших газов мало или совсем не эффективен, и реакция происходит лишь с не достаточно большими скоростями преобразования. В частности, в системах с газотурбинным наддувом на основании оттока тепла через работающую на отработавших газах турбину, достижение оптимальной по выбросам пусковой температуры имеет большое значение для предотвращения сильных выбросов вредных веществ. Таким образом, в двигателях внутреннего сгорания этого вида требуется принимать меры для возможно быстрого достижения катализатором отработавших газов своей пусковой температуры.
Для повышения температуры отработавших газов до пусковой температуры из практики известно, например, устанавливать параметры впрыска двигателя внутреннего сгорания так, что установленные параметры впрыска вызывают повышение температуры отработавших газов. Например, этого можно достигать посредством установки позднего начала впрыска.
Другие известные меры требуют установки дроссельной заслонки, включения установленной дополнительно в тракт отработавших газов системы сгорания или закрывания заслонки в выпускном трубопроводе двигателя. Недостатком указанных выше мер является то, что необходимо предусматривать дополнительные конструктивные элементы, например, систему сгорания, заслонку в выпускном трубопроводе и т.д., и мирится с уменьшением коэффициента полезного действия.
В выложенной заявке ЕР 1 431 529 А1 раскрыт, например, способ и устройство для повышения и/или понижения температуры отработавших газов двигателя внутреннего сгорания с помощью расположенного в выпускном трубопроводе устройства для снижения токсичности отработавших газов, при этом температура отработавших газов повышается или понижается с помощью подаваемого в выпускной трубопровод газа. Применяемое для этого впускное устройство для газа может быть вставленным, выполненным в качестве инжектора соплом или установленным в выпускном трубопроводе запирающим соплом или струйным насосом. Недостатком при этом является необходимость в дополнительном впускном устройстве.
Кроме того, двигатель внутреннего сгорания с устройством для снижения токсичности отработавших газов в виде фильтра твердых частиц известен из DE 43 25 004 С2. В этом фильтре твердых частиц достигается повышение (соответственно, понижение) температуры отработавших газов для управления процессом сгорания в фильтре твердых частиц посредством дросселирования (прекращения дросселирования) проходящих через выпускной трубопровод отработавших газов. Это достигается с помощью заслонки в корпусе фильтра, которая поворачивается с помощью термостатически управляемых рычагов. Дополнительно к этому, предусмотрено электрическое нагревание для термостата и фильтра твердых частиц. Эта установка является конструктивно сложной и нуждается во многих специально изготовленных частях. Так, материал фильтра твердых частиц для обеспечения возможности поворотного движения заслонки должен иметь точно заданный контур. Дополнительно к этому, эффективное управление возможно лишь относительно повышения температуры отработавших газов.
Таким образом, задачей изобретения является создание улучшенного способа и улучшенного устройства для повышения и/или понижения температуры отработавших газов двигателя внутреннего сгорания с расположенным в его выпускном трубопроводе устройством для снижения токсичности отработавших газов, с помощью которых могут быть устранены недостатки обычного уровня техники.
Эта задача решена с помощью устройства и способа с признаками независимых пунктов формулы изобретения. Предпочтительные варианты выполнения и применения изобретения следуют из зависимых пунктов формулы изобретения и более подробно поясняются ниже со ссылками частично на чертежи.
Согласно изобретению, предлагается способ регулирования, в частности, повышения и/или понижения температуры отработавших газов двигателя внутреннего сгорания с расположенным в выпускном трубопроводе устройством для снижения токсичности отработавших газов. Согласно изобретению, для регулирования температуры отработавших газов для снижения токсичности отработавших газов применяется режим электродвигателя и/или режим генератора электрифицированного работающего на отработавших газах турбокомпрессора. Двигатель внутреннего сгорания находится при выполнении способа в режиме сгорания топлива.
Электрифицированный работающий на отработавших газах турбокомпрессор сам по себе известен из уровня техники и называется также работающим на отработавших газах турбокомпрессором с поддержкой от электродвигателя. Электрифицированный работающий на отработавших газах турбокомпрессор имеет электрическую машину, которая предусмотрена для соединения или соединена с возможностью передачи крутящего момента с приводным валом работающего на отработавших газах турбокомпрессора или, в общем случае, ротора. Электрическая машина предусмотрена для привода, соответственно, поддержки привода работающего на отработавших газах турбокомпрессора (в последующем называемого также режимом электродвигателя работающего на отработавших газах турбокомпрессора) и/или может с помощью работающего на отработавших газах турбокомпрессора работать в режиме генератора. Ротор работающего на отработавших газах турбокомпрессора образован из работающей на отработавших газах турбины, компрессора и приводного вала, при этом работающая на отработавших газах турбина и компрессор соединены с возможностью передачи движения через приводной вал. Из практики уже известна временная поддержка с помощью электродвигателя работающего на отработавших газах турбокомпрессора с поддержкой от электродвигателя процесса наддува двигателя внутреннего сгорания, в частности, для перекрывания так называемого турбопровала при разгоне.
Регулирование температуры отработавших газов для снижения токсичности отработавших газов с помощью режима электродвигателя и/или режима генератора электрифицированного работающего на отработавших газах турбокомпрессора обеспечивает, в частности, то преимущество, что в транспортных средствах, которые уже снабжены электрифицированным работающим на отработавших газах турбокомпрессором, нет необходимости в дополнительной системе для повышения температуры отработавших газов, такой как, например, горелки, дроссельные заслонки или дополнительные компрессоры, или же при применении, согласно изобретению, работающего на отработавших газах турбокомпрессора в комбинации с этими обычными компонентами может достигаться более быстрое повышение температуры отработавших газов.
Согласно одному предпочтительному варианту выполнения изобретения, режим электродвигателя и/или режим генератора электрифицированного работающего на отработавших газах турбокомпрессора запускается после выполнения по меньшей мере одного условия для активации управления температурой отработавших газов. Под понятием «управление температурой отработавших газов» понимается целенаправленное повышение и/или понижение температуры отработавших газов. Если соответствующий режим в этот момент времени уже запущен, то он может быть при необходимости согласован, с целью достижения возможно более быстрого приближения температуры отработавших газов к заданной температуре или к диапазону заданных температур. При этом выполнение условий активации показывает, что температура отработавших газов должна быть изменена, например, с целью достижения оптимальной работы устройства для снижения токсичности отработавших газов.
В одной предпочтительной модификации этого варианта выполнения режим генератора электрифицированного работающего на отработавших газах турбокомпрессора запускается, когда выполнение по меньшей мере одного условия активации показывает, что фактическая температура отработавших газов подлежит повышению, например, если фактическая температура отработавших газов лежит ниже температуры запуска устройства для снижения токсичности отработавших газов. Режим генератора работающего на отработавших газах турбокомпрессора приводит к тому, что энергия движения ротора преобразуется частично в электрическую энергию, и ротор за счет этого тормозится. За счет этого уменьшается давление наддува, соответственно, массовый расход воздуха двигателя внутреннего сгорания. На основании уменьшенного давления наддува уменьшается коэффициент избытка воздуха (лямбда), и образуются более горячие отработавшие газы. Применение режима генератора работающего на отработавших газах турбокомпрессора для повышения температуры отработавших газов дополнительно уменьшает снижение коэффициента полезного действия по сравнению с известными из уровня техники решениями.
Согласно другой предпочтительной модификации этого варианта выполнения, режим электродвигателя электрифицированного работающего на отработавших газах турбокомпрессора запускается или согласовывается, когда выполнение по меньшей мере одного условия активации показывает, что фактическая температура отработавших газов следует уменьшать. Режим электродвигателя работающего на отработавших газах турбокомпрессора содержит, в частности, поддерживаемую электродвигателем работу работающего на отработавших газах турбокомпрессора, при которой электрическая машина дополнительно ускоряет ротор работающего на отработавших газах турбокомпрессора. Ускоренный до более высокой скорости вращения ротор работающего на отработавших газах турбокомпрессора повышает массовый расход и коэффициент избытка воздуха (лямбда) и вызывает за счет этого понижение температуры отработавших газов. Это обеспечивает то преимущество, что двигатель внутреннего сгорания и устройство для снижения токсичности отработавших газов защищены от перегревания.
В другой возможности реализации изобретения дополнительно предусмотрено, что выполняется по меньшей мере одно из следующих мер, когда выполнение по меньшей мере одного условия активации показывает, что следует повышать фактическую температуру отработавших газов: (а) регулирование дроссельной заслонки, (b) закрывание заслонки в выпускном трубопроводе, (с) включение дополнительно расположенной на выпускном трубопроводе системы горелок и (d) регулирование параметров впрыска двигателя внутреннего сгорания так, что измененные параметры впрыска вызывают повышение температуры отработавших газов, при этом для повышения температуры отработавших газов может выполняться установка позднего начала впрыска и/или увеличение количества дозирования вводимого топлива.
Другими словами, регулирование, согласно изобретению, температуры отработавших газов с применением режима электродвигателя и/или режима генератора электрифицированного работающего на отработавших газах турбокомпрессора комбинируется с обычными мерами и способами для согласования температуры отработавших газов, за счет чего может достигаться особенно быстрое повышение температуры отработавших газов.
Согласно другой модификации примера выполнения, при которой применение, согласно изобретению, работающего на отработавших газах турбокомпрессора для управления температурой отработавших газов комбинируется по меньшей мере с одной обычной мерой для согласования температуры отработавших газов, в переходных рабочих состояниях для повышения температуры отработавших газов запускается режим электродвигателя работающего на отработавших газах турбокомпрессора. Переходные рабочие состояния являются не стационарными рабочими состояниями, например, процессом разгона или процессом переключения, в которых подаваемая в турбину работающего на отработавших газах турбокомпрессора энергия/количество отработавших газов сильно изменяется. Таким образом, электродвигатель работающего на отработавших газах турбокомпрессора компенсирует в этих переходных рабочих состояниях за счет режима электродвигателя (бустерного режима) колебания энергии/количество отработавших газов. В переходных рабочих состояниях режим электродвигателя компенсирует сильно изменяющийся массовый расход воздуха в переходных рабочих состояниях, так что можно более эффективно использовать обычные меры.
Согласно другому аспекту изобретения, условие для активации управления температурой отработавших газов, которое показывает, что необходимо повышать температуру отработавших газов, может быть понижением температуры ниже нижнего порогового значения температуры за счет температуры отработавших газов. Нижнее пороговое значение температуры может быть предпочтительно пусковой температурой устройства для снижения токсичности отработавших газов, например, катализатора отработавших газов.
Согласно другой модификации, условие для активации управления температурой отработавших газов, которое показывает, что следует повышать температуру отработавших газов, может быть наличием рабочего состояния холостого хода и/или частичной нагрузки двигателя внутреннего сгорания. Таким образом, согласно этой модификации, режим генератора работающего на отработавших газах турбокомпрессора для повышения температуры отработавших газов, используется лишь в рабочих состояниях холостого хода и/или частичной нагрузки. В этих рабочих состояниях более быстрое нагревание отработавших газов имеет особое значение, поскольку на основании уменьшенной мощности сгорания в этих рабочих состояниях иначе, как правило, необходимо больше времени, чем в среднем, пока устройство для снижения токсичности отработавших газов нагреется до пусковой температуры.
Указанное выше повышение и/или понижение температуры отработавших газов с применением электрифицированного работающего на отработавших газах турбокомпрессора предпочтительно выполняется временно так долго, пока температура отработавших газов не достигнет желаемого заданного значения или заданного диапазона.
Согласно одному другому аспекту изобретения, предлагается управляющее устройство для регулирования, в частности, для повышения и/или понижения температуры отработавших газов двигателя внутреннего сгорания с расположенным в выпускном трубопроводе устройством для снижения токсичности отработавших газов. Управляющее устройство предназначено для проверки, выполняется ли по меньшей мере одно условие для активации управления температурой отработавших газов, и если оно выполняется, для регулирования температуры отработавших газов электрифицированного работающего на отработавших газах турбокомпрессора двигателя внутреннего сгорания, с целью установки режима электродвигателя и/или режима генератора электрифицированного работающего на отработавших газах турбокомпрессора.
Управляющее устройство может быть выполнено, в частности, для выполнения раскрытого здесь способа. Для исключения повторов раскрытые чисто применительно к способу признаки, справедливы также для устройства и входят в объем изобретения.
Кроме того, изобретение относится к транспортному средству, в частности, к транспортному средству промышленного назначения, с имеющим наддув с помощью электрифицированного работающего на отработавших газах турбокомпрессора двигателем внутреннего сгорания, имеющим раскрытое здесь управляющее устройство.
Указанные выше предпочтительные варианты выполнения и признаки изобретения можно произвольно комбинировать друг с другом. Другие подробности и преимущества изобретения следуют из приведенного ниже описания со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых изображено:
фиг. 1 - блок-схема управляющего устройства для регулирования температуры отработавших газов посредством управления электрифицированного работающего на отработавших газах турбокомпрессора, согласно одному варианту выполнения изобретения;
фиг. 2 - блок-схема способа повышения и/или понижения температуры отработавших газов, согласно одному варианту выполнения изобретения; и
фиг. 3 - рабочие характеристики двигателя для иллюстрации рабочих точек, в которых активируется управление температурой отработавших газов, согласно одному варианту выполнения изобретения.
На фиг. 1 показана в сильно упрощенном виде блок-схема имеющего наддув двигателя 2 внутреннего сгорания транспортного средства промышленного назначения, обычно дизельного двигателя, и согласованного с ним электрифицированного работающего на отработавших газах турбокомпрессора 10, обозначаемого в последующем ATL. ATL 10 содержит турбину 12, которая приводится в действие с помощью отработавших газов двигателя 2 внутреннего сгорания, которые подаются в турбину 12 через выпускной трубопровод 5b. После этого поток отработавших газов проходит через выход турбины через выпускной трубопровод 6, в котором расположено само по себе известное устройство для снижения токсичности отработавших газов, например, в виде катализатора отработавших газов. После прохождения через устройство для снижения токсичности отработавших газов, отработавшие газы проходят через другой выпускной трубопровод 7 к глушителю.
Турбина 12 соединена через вал 13 с компрессором 11. В компрессор 11 подается через впускной трубопровод 4 компрессора свежий воздух. Компрессор 11 сжимает подлежащий подаче в двигатель 2 внутреннего сгорания воздух наддува и тем самым повышает мощность двигателя 2 внутреннего сгорания в нормальном рабочем режиме со сгоранием топлива. Сжатый с помощью компрессора 11 воздух наддува подается через трубопровод для воздуха наддува в радиатор 8 воздуха наддува, а затем подается через трубопровод 5а в двигатель 2 внутреннего сгорания.
ATL 10 электрифицирован, т.е. выполнен в виде поддерживаемого электродвигателем работающего на отработавших газах турбокомпрессора. Для этого ATL 10 снабжен способной работать в режиме электродвигателя и в режиме генератора электрической машиной 14, которая предназначена для соединения или соединена с возможностью передачи крутящего момента с приводным валом 13 и предусмотрена для привода, соответственно, для поддержки привода ротора 11, 12, 13 работающего на отработавших газах турбокомпрессора.
Режим электродвигателя и генератора электрической машины 14, например, электродвигателя, управляется управляющим устройством 1, которое для этого соединено через электрические провода с электродвигателем 14 и с накопителем 15 электрической энергии, например, с пусковой батареей или высоковольтной батареей гибридной приводной трансмиссии, что схематично показано с помощью точечных линий 9 и 17. Для режима электродвигателя электрической машины 14 в нее подается энергия из накопителя 15 энергии. Создаваемый в режиме генератора электрической машины 14 ток можно подавать с помощью управляющего устройства 1 в накопитель 15 энергии.
Кроме того, управляющее устройство 1 в данном примере выполнения предназначено для активного управления температурой отработавших газов, с целью повышения и/или понижения температуры отработавших газов. При этом управляющее устройство, которое выполнено, например, в виде микропроцессора, соединено через управляющий провод 18 с двигателем 2 внутреннего сгорания, с целью управления повышением температуры отработавших газов с помощью измененных параметров впрыска, например посредством более позднего начала впрыска.
Кроме того, управляющее устройство 1 предназначено для управления работой устройства 3 для снижения токсичности отработавших газов, что показано с помощью электрического провода 16. Провод 16 соединяет датчики выпускной магистрали и/или системы для снижения токсичности отработавших газов с управляющим устройством 1. С помощью датчиков можно само по себе известным образом измерять, например, температуру отработавших газов после турбины 12, температуру перед и/или после катализатора или фильтра твердых частиц, разницу температур, давление перед и/или после катализатора или фильтра твердых частиц или разницу давления.
Управляющее устройство 1 предназначено для управления температурой отработавших газов, непрерывного приема данных различных датчиков температуры двигателя. Например, во впускном трубопроводе 4 компрессора расположен температурный датчик, который измеряет температуру всасываемого воздуха и передает измерительные значения через сигнальный провод 19 в управляющее устройство 1. Управляющее устройство принимает измерительные значения других датчиков температуры (не изображены на фиг. 1), которые само по себе известным образом измеряют температуру отработавших газов и температуру охлаждающей двигатель воды и температуру моторного масла.
Особенность идеи изобретения состоит в том, что управляющее устройство 1 предназначено для управления в рамках управления температурой отработавших газов работающим на отработавших газах турбокомпрессором 10, в частности, с помощью режима генератора работающего на отработавших газах турбокомпрессора 10 повышения температуры отработавших газов или, при необходимости, с помощью режима электродвигателя работающего на отработавших газах турбокомпрессора 10 понижения температуры отработавших газов.
Соответствующая работа и связанный с этим способ показаны в качестве примера на фиг. 2 в виде блок-схемы.
На первой стадии S1 управляющее устройство 1 проверяет при работающем двигателе 2 внутреннего сгорания, выполняется ли заданное условие активации для управления температурой отработавших газов, при котором следует целенаправленно повышать или понижать температуру отработавших газов. При этом выполнение условий активации показывает, что необходимо активно изменять температуру отработавших газов, например, с целью обеспечения возможности оптимальной работы устройства 3 для снижения токсичности отработавших газов. Например, условие активации выполняется и указывает, что необходимо повышение температуры отработавших газов, когда фактическая температура отработавших газов находится ниже пусковой температуры устройства 3 для снижения токсичности отработавших газов. Для контролирования этого условия активации управляющее устройство 1 непрерывно контролирует измерительные значения датчика 20 температуры отработавших газов. В качестве другого условия активации управляющее устройство может проверять, работает ли двигатель 2 внутреннего сгорания в режиме холостого хода или разогрева, поскольку в этих рабочих состояниях устройство 3 для снижения токсичности отработавших газов, как правило, также еще не достаточно нагрето.
В качестве альтернативного решения, управляющее устройство 1 может контролировать условие активации на основании датчиков температуры двигателя, которые измеряют температуру всасываемого воздуха, охлаждающей двигатель воды или моторного масла. Если измеренные значения температуры лежат ниже соответствующего порогового значения температуры, то управляющее устройство 1 может определять, что не достигнута температура активации устройства 3 для снижения токсичности отработавших газов. Эти пороговые значения можно определять, например, экспериментально на испытательном стенде.
Согласно данному примеру выполнения, в качестве другого условия активации для режима генератора работающего на отработавших газах турбокомпрессора 10 проверяется, имеется ли состояние холостого хода или частичной нагрузки. Другими словами, слишком низкая температура отработавших газов активно повышается с помощью режима генератора работающего на отработавших газах турбокомпрессора 10 лишь тогда, когда имеется состояние холостого хода или частичной нагрузки.
На фиг. 4 для иллюстрации таких рабочих состояний показаны рабочие характеристики двигателя. Обозначенная позицией 41 кривая представляет кривую полной нагрузки двигателя. Диапазон рабочих точек, который окружен обозначенной позицией 40 линией, представляет для выбранного в качестве примера двигателя рабочие точки в режиме частичной нагрузки, для которых выполняется управление температурой отработавших газов. Рабочие состояния частичной нагрузки для выбранного в качестве примера двигателя внутреннего сгорания являются теми рабочими точками, в которых скорость вращения двигателя лежит в диапазоне скорости вращения от 600 до 1600 оборотов в минуту и в диапазоне крутящего момента от 0 до 750 Нм.
Таким образом, на стадии S2 управляющее устройство 1 проверяет, выполняется ли условие активации. Если это так и условие активации показывает, что необходимо активное повышение температуры отработавших газов, то затем выполняется стадия S3, в которой управляющее устройство 1 запускает режим генератора электрической машины 14 работающего на отработавших газах турбокомпрессора 10.
Соединенный с возможностью передачи движения с приводным валом 13 ротора электродвигатель 14 в режиме генератора ускоряется с помощью нагружаемого энергией отработавших газов двигателя внутреннего сгорания ротора 11, 12, 13, так что энергия движения ротора 11, 12, 13 частично преобразуется в электрическую энергию, и за счет этого ротор тормозится. В соответствии с этим, режим генератора работающего на отработавших газах турбокомпрессора приводит к тому, что уменьшается давление наддува, соответственно, массовый расход воздуха двигателя внутреннего сгорания. На основании уменьшенного давления наддува уменьшается коэффициент избытка воздуха (лямбда), и при сгорании образуются более горячие отработавшие газы.
Временный режим генератора работающего на отработавших газах турбокомпрессора 10 заканчивается, когда температура отработавших газов превышает пусковую температуру устройства для снижения токсичности отработавших газов. Затем способ снова продолжается со стадии S1.
Как указывалось выше, особое преимущество изобретения состоит дополнительно в том, что способ можно аналогичным образом применять для понижения температуры отработавших газов для защиты двигателя 2 внутреннего сгорания и устройства 3 для снижения токсичности отработавших газов, если температура отработавших газов слишком высока. Для этого на стадии S1 дополнительно контролируется, не слишком ли высока температура отработавших газов. Это имеет место, например, когда температура отработавших газов превышает заданное верхнее пороговое значение для температуры отработавших газов. В этом случае затем выполняется стадия S4.
На стадии S4 работающий на отработавших газах турбокомпрессор 10 работает в режиме поддержки электродвигателем, т.е. ротор 11, 12, 13 работающего на отработавших газах турбокомпрессора 10 дополнительно ускоряется за счет режима электродвигателя работающего на отработавших газах турбокомпрессора 10.
На основании ускорения ротора до более высокой скорости вращения, увеличивается массовый расход воздуха, что приводит к понижению температуры отработавших газов. Временный режим электродвигателя работающего на отработавших газах турбокомпрессора 10 заканчивается, когда температура отработавших газов падает ниже верхнего порогового значения. Затем способ снова продолжается со стадии S1.
Изобретение не ограничивается указанными выше предпочтительными примерами выполнения. Возможно множество вариантов и модификаций, в которых также используется идея изобретения и которые поэтому входят в объем защиты. В частности, изобретение претендует на защиту предмета и признаков зависимых пунктов формулы изобретения, независимо от их подчиненности.
Перечень позиций
1 Управляющее устройство
2 Двигатель внутреннего сгорания
3 Устройство для снижения токсичности отработавших газов
4 Впускной трубопровод компрессора
5а Выпускной трубопровод компрессора, соответственно,
трубопровод для воздуха наддува
5b Входной трубопровод турбины
6 Выходной трубопровод турбины
7 Трубопровод отработавших газов к глушителю
8 Радиатор воздуха наддува
9 Электрический провод
10 Электрифицированный работающий на отработавших газах
турбокомпрессор
11 Компрессор
12 Турбина
13 Приводной вал
14 Электрическая машина
15 Накопитель электрической энергии
16 Управляющий провод
17 Электрический провод
18 Управляющий провод
19 Сигнальный провод
20 Датчик температуры отработавших газов
40 Управление температурой отработавших газов
41 Кривая полной нагрузки рабочих характеристик двигателя
Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания. Способ регулирования температуры отработавших газов двигателя внутреннего сгорания с расположенным в выпускном трубопроводе устройством для снижения токсичности отработавших газов. Для регулирования температуры отработавших газов для снижения токсичности отработавших газов применяют режим (S4) электродвигателя и/или режим (S3) генератора электрифицированного работающего на отработавших газах турбокомпрессора. Режим электродвигателя и/или режим генератора электрифицированного работающего на отработавших газах турбокомпрессора запускают (S1, S2) после выполнения условия активации для управления температурой отработавших газов. Запускают режим генератора электрифицированного работающего на отработавших газах турбокомпрессора, когда выполнение условия активации показывает, что фактическая температура отработавших газов подлежит повышению. Запускают режим электродвигателя электрифицированного работающего на отработавших газах турбокомпрессора, когда выполнение условия активации показывает, что фактическая температура отработавших газов подлежит понижению. Раскрыты управляющее устройство и транспортное средство. Технический результат заключается в снижении токсичности отработавших газов благодаря быстрому достижению устройства для снижения токсичности отработавших газов пусковой температуры. 3 н. и 5 з.п. ф-лы, 3 ил.
1. Способ регулирования, в частности, повышения и/или понижения температуры отработавших газов двигателя (2) внутреннего сгорания с расположенным в выпускном трубопроводе (5b, 6) устройством (3) для снижения токсичности отработавших газов, причем для регулирования температуры отработавших газов для снижения токсичности отработавших газов применяют (S1 - S4) режим электродвигателя и/или режим генератора электрифицированного работающего на отработавших газах турбокомпрессора (10),
причем режим (S4) электродвигателя и/или режим (S3) генератора электрифицированного работающего на отработавших газах турбокомпрессора (10) запускают (S1, S2) после выполнения по меньшей мере одного условия активации для активации управления температурой отработавших газов,
отличающийся тем, что запускают режим (S3) генератора электрифицированного работающего на отработавших газах турбокомпрессора (10), который тормозит ротор (11, 12, 13) электрифицированного работающего на отработавших газах турбокомпрессора (10), когда выполнение по меньшей мере одного условия активации показывает, что фактическая температура отработавших газов подлежит повышению,
запускают режим (S4) электродвигателя электрифицированного работающего на отработавших газах турбокомпрессора (10), который ускоряет ротор (11, 12, 13) работающего на отработавших газах турбокомпрессора (10), когда выполнение по меньшей мере одного условия активации показывает, что фактическая температура отработавших газов подлежит понижению.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что выполняют по меньшей мере одну из следующих мер, когда выполнение по меньшей мере одного условия активации указывает, что следует повышать фактическую температуру отработавших газов:
(а) регулирование дроссельной заслонки,
(b) закрывание заслонки в выпускном трубопроводе двигателя,
(с) включение дополнительно расположенной на выпускном трубопроводе системы горелок и
(d) регулирование параметров впрыска двигателя внутреннего сгорания так, что измененные параметры впрыска вызывают повышение температуры отработавших газов, при этом выполняется, например, установка позднего начала впрыска и/или увеличение количества дозирования вводимого топлива.
3. Способ по п. 2, отличающийся тем, что режим (S3) электродвигателя электрифицированного работающего на отработавших газах турбокомпрессора (10) запускается, когда
(а) выполнение по меньшей мере одного условия активации показывает, что следует повышать температуру отработавших газов, и
(b) имеется переходное рабочее состояние двигателя внутреннего сгорания.
4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что условие активации для активации управления температурой отработавших газов, которое показывает, что необходимо повышать температуру отработавших газов, представляет собой понижение температуры отработавших газов ниже нижнего порогового значения температуры, при этом нижнее пороговое значение температуры является, например, пусковой температурой устройства (3) для снижения токсичности отработавших газов.
5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что условие активации для активации управления температурой отработавших газов, которое показывает, что следует повышать температуру отработавших газов, представляет собой наличие рабочего состояния холостого хода и/или частичной нагрузки двигателя внутреннего сгорания.
6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что условие активации для активации управления температурой отработавших газов определяется на основании
(а) измерительных значений по меньшей мере одного датчика температуры двигателя, при этом по меньшей мере один датчик температуры двигателя измеряет температуру воздуха всасывания, охлаждающей двигатель воды и/или моторного масла; и/или
(b) рабочей фазы двигателя внутреннего сгорания, при этом рабочая фаза указывает, находится ли двигатель внутреннего сгорания в режиме непрогретого двигателя, в режиме прогрева двигателя или в режиме горячего двигателя, и/или работает ли двигатель внутреннего сгорания дольше, чем заданное время, в режиме принудительного холостого хода.
7. Управляющее устройство (1) для осуществления способа по любому из пп. 1-6 в двигателе (2) внутреннего сгорания с расположенным в выпускном трубопроводе (5b, 6) устройством (3) для снижения токсичности отработавших газов, отличающееся тем, что управляющее устройство (1) предназначено для проверки, выполняется ли по меньшей мере одно условие активации для активации управления температурой отработавших газов, и если да, для регулирования температуры отработавших газов электрифицированного работающего на отработавших газах турбокомпрессора (10) двигателя (2) внутреннего сгорания, с целью установки режима электродвигателя и/или режима генератора электрифицированного работающего на отработавших газах турбокомпрессора (10).
8. Транспортное средство, в частности, транспортное средство промышленного назначения, с имеющим наддув с помощью электрифицированного работающего на отработавших газах турбокомпрессора двигателем внутреннего сгорания, имеющее управляющее устройство по п. 7.
| US 2006236692 A1, 26.10.2006 | |||
| US 6637204 B2, 28.10.2003 | |||
| EP 1431529 A1, 23.06.2004 | |||
| US 2011107739 A1, 12.05.2011 | |||
| Управляющее устройство для двигателя внутреннего сгорания с турбокомпрессором | 1985 |
|
SU1382408A3 |
