CZ79197A3

CZ79197A3 - Recirkulační systém výfukových plynů pro vznětový motor a způsob regulace a recirkulace výfukových plynů

Info

Publication number: CZ79197A3
Application number: CZ97791A
Authority: CZ
Inventors: Gerhard O. Klopp
Original assignee: Alternative Fuel Systems Inc.
Priority date: 1995-07-17
Filing date: 1996-07-10
Publication date: 1998-02-18
Also published as: GB2303468A; KR100199675B1; CA2154011C; AU6296096A; HUP9800238A2; BR9606568A; DE19628852A1; DE19628852C2; US5520161A; GB9611444D0; KR970006816A; WO1997004229A1; PL319254A1; GB2303468B; CA2154011A1

Description

Předložený vynález se týká recirkulace výfukových plynů motorů s vnitřním spalováním za účelem eliminace znečišťujících exhalací a zejména recirkulačního systému výfukových plynů pro vznětové motory.

Dosavadní stav techniky

V padesátých letech tohoto století bylo stanoveno, že výfukové emise, vznikající při spalování paliva ve vnitřní objemu, jsou patří k podstatným příčinám vzniku fotochemických exhalací a smogu, které zahalují průmyslová města na celém světě. Všeobecným důsledkem účinků výfukových emisí, zjištěným na základě širokých a důkladně podložených a zdokumentovaných studií, je poškozování lidského zdraví, života zvířat a životního prostředí. Za účelem snížení hladin škodlivých exhalací byla vládami jednotlivých zemí uzákoněna legislativa, na základě které se kontrolují jejich zdroje a mezi které byly zahrnuty i výfukové emise, vznikající spalováním paliva ve spalovacích motorech.

Od počátku šedesátých let začali výrobci benzinových motorů s jiskrovým zapalováním (Ottův oběh) instalovat první jednoduchá a nedokonalá hladinu znečišťujících emisí snižující zařízení, z nichž některá se používají dodnes. V průběhu následujících let, které jsou ve znamení rozšiřujícího se

- 2 využívání automobilů, se vládami uzákoněná legislativa, týkající se znečišťování ovzduší emisemi, tvrdě zpřísnila, zejména pokud se týká výfukových emisí zážehových čtyřdobých motorů s Ottovým oběhem a výrobci automobilů a zařízení, používající k pohonu uvedené motory byly v odezvě na tuto skutečnost nuceni vybavovat je složitějšími zařízeními pro snižování hladiny výfukových emisí. Zatímco však výfukové emise zážehových čtyřdobých motorů s Ottovým oběhem byly přísně regulovány, zaujaly odpovědné vládní orgány mnohem přístup k výfukovým emisím vznětových motory), neboť tyto motory jsou při spalování paliva účinnější a vykazují relativné nižší hladinu výfukových emisí než motory s Ottovým oběhem i bez zařízení pro snižování hladiny znečišťujících látek. Dalším k tomu přispívajícím faktorem bylo, ve srovnání s počtem zážehových čtyřdobých motorů s Ottovým oběhem, mnohem menší využívání dieselových motorů .

měkčí legislativní motorů (dieselové

S rozšiřujícími se informacemi o účincích znečišťování ovzduší, způsobované výfukovými emisemi, začala legislativa, týkající se znečišťování ovzduší, zpřísňovat příslušné zákony a aplikovat je na mnohem širší oblast. Z počátku osmdesátých let se začaly kontrolovat výfukové emise i dieselovými motory poháněných vozidel a jejich výrobci byli přinuceni následovat výrobce vozidel vybavených motory s Ottovým oběhem, kteří v odezve na vládní legislativu, regulující akceptovatelnou hladinu výfukových emisí, používaly řadu komplexních opatření a různých zařízení pro snížení hladiny emisí.

V polovině sedmdesátých let vyvinuli výrobci motorů s Ottovým oběhem strategii pro recirkulaci části výfukových plynů zpátky do přívodního potrubí, která se opětně zavádí do spalovacího cyklu a tak reguluje hladina oxidů dusíku (Ν0_χ), oxidu uhelnatého (CO) a celkový obsah uhlovodíků (THC).

Důsledkem recirkulace výfukových plynů (EGR), prováděné zaváděním výfukových plynů zpátky do spalovacího cyklu, je nižší teplota spalovací komory, což způsobuje zpomalováni procesu tvorby oxidů dusíku Ν0_χ a 2ároveň podporuje oxidaci některých v předcházejícím cyklu nespálených uhlovodíků. Regulace recirkulačního cyklu výfukových plynů se provádí prostřednictvím EGR ventilů, které se v široké míře používají u motorů s Ottovým oběhem a v nepříliš velkém rozsahu u dieselových motorů.

Do začátku devadesátých let byly vyráběné EGR ventily uváděny do provozní činnosti a ovládány pneumaticky a za tohoto stavu nebyly schopné ani přesně monitorovat a ani rychle odpovídat na měnící se rychlost a zatížení motoru. Pneumatický pohon a způsob ovládání je rovněž příčinou nepřesností při uvádění ventilu do odpovídající polohy a časových zpoždění odezev na změny barometrických podmínek okolní atmosféry. Na počátku devadesátých let se začaly pro recirkulací spalovacích plynů u motorů s ottovým oběhem používat EGR ventily, ovládané mikroprocesorem prostřednictvím elektrickým motorem poháněných regulátorů.

Zařízení pro regulaci množství recirkulovaných výfukových plynů dieselového motoru je ze stávajícího stavu techniky známý a U.S. č. 4,562,821, autor U zde navrženého systému popsaný v patentovém spisu Ikeda, zveřejněném 7. února 1986. se za účelem regulace recirkulace výfukových plynů v oběhu dieselového motoru prostřednictvím elektronického regulátoru snímá rychlost otáčení motoru, tlak v přívodním potrubí, velikost dávky paliva, ochlazovací teplotu motoru a jas plamene při spalování. Uvedený systém vykazuje dva základní nedostatky. Prvním nedostatkem je nezbytné vybavení systému velmi nákladným detekčním systémem jasu plamene při spalování. Snímače detekčního systému není snadné instalovat do existujících typů motorů a z uvedeného * * důvodu je nezbytné tyto motoru před instalací snímačů speciálně upravit. Kromě toho je další nevýhodou skutečnost, že systém využívá pneumatický, vakuem poháněný a ovládaný EGR ventil, který je, jak již bylo uvedeno shora, v odezvě na rychle probíhající změny provozních podmínek motoru příliš pomalý.

Další cestou ke snižování hladiny výfukových emisí dieselových motoru je vývoj a konstrukce systémů pro spalování dvou a více paliv, ve kterých je část naftového paliva, které se pro spalování v zážehových motorech obvykle používá, nahrazena plynným palivem, které snadněji hoří a vykazuje nižší hladinu emisí, takovým jako je například zemní plyn. Rozsáhlý průzkum ukázal, že kompatibilita EGR systému s motory na dvě/více paliv je ve srovnáni s motory s Ottovým oběhem naprosto odlišná. U motorů na dvě/více paliv se optimální EGR recirkulace může měnit v rozmezí od 0 % do 50 % a více, přičemž rozdíly tlaku v přívodním potrubí jsou velmi nízké. Z uvedeného důvodu je proto zřejmé, že strategie a EGR systém motorů s Ottovým oběhem je pro použití u vznětových motorů obecně naprosto nevhodný, zejména u vznětových motorů se systémem pro spalování dvou/více paliv.

Podstata vynálezu

Cílem předloženého vynálezu je navrhnout EGR systém pro vznětové motory, který umožňuje přesnou a v odezvě rychlou regulaci množství recirkulovaných výfukových plynů.

Dalším cílem předloženého vynálezu je navrhnout EGR systém, který je uzpůsobený pro snadnou instalaci do stávajících vznětových motorů.

Ještě dalším cílem předloženého vynálezu je navrhnout

EGR systém, který je uzpůsobený tak, že tvoří základní • *

- 5 vybavení vznětového motoru, aniž by bylo nutné ménit jeho původně navrženou konstrukci a prostorové uspořádání.

rozdělovacím uspořádaného

Shora uvedené a další cíle předloženého vynálezu jsou vyřešeny prostřednictvím recirkulačního systému výfukových plynů pro vznětové motory, který sestává z:

prvního snímače tlaku pro snímání absolutního tlaku v přívodním rozdělovacím potrubí motoru;

druhého snímače tlaku pro snímání absolutního tlaku ve výfukovém sběrném potrubí motoru;

snímače rychlosti pro zjišťování rychlostí otáčení motoru;

snímače dávky paliva pro zjišťování množství paliva vstřikovaného do motoru;

snímače teploty nasávaného vzduchu pro zjišťování teploty nasávaného vzduchu v přívodním rozdělovacím potrubí motoru;

recirkulačního potrubí pro zabezpečení tekutinového spojení mezi výfukovým sběrným a přívodním potrubím a v uvedeném recirkulačním potrubí recirkulačního ventilu pro regulaci průtoku výfukových plynů z výfukového sběrného potrubí do přívodního rozdělovacího potrubí;

prostředků pro ovládání recirkulačního ventilu, prostřednictvím kterých se v recirkulačním potrubí reguluje průtok výfukových plynů z výfukového sběrného potrubí do přívodního rozdělovacího potrubí;

elektronického regulátoru pro přijímání a analýzu signálů vysílaných z prvního a druhého snímače tlaku, snímače rychlosti otáčení motoru, snímače dávky paliva vstřikovaného do motoru a snímače teploty nasávaného vzduchu, pro výpočet optimálního poměru množství výfukových plynu k množství nasávaného vzduchu v odezvě na přijaté signály, pro výpočet odpovídající polohy ventilu, která výslovně umožňuje dosažení optimálního poměru množství výfukových plynů k množství nasávaného vzduchu, protékajícího skrze recirkulacní potrubí do přívodního rozdělovacího potrubí, a pro aktivaci prostředku pro ovládání recirkulačního ventilu, přestavujících uvedený ventil do zjištěné polohy, která výslovně umožňuje dosažení optimálního poměru množství výfukových plynů k množství nasávaného vzduchu, protékajících skrze recirkulační potrubí do přívodního rozdělovacího potrubí.

Podle dalšího předmětu předloženého vynálezu je navržen způsob regulace recirkulace výfukových plynů ve vznětovém motoru, který místo přímé regulace %EGR využívá hmotnostního průtoku dávky vzduchu a dávky vstřikovaného proměnné pro regulaci jako funkce rychlosti otáčení motoru paliva, které představují základní za předpokladu, že hmotnostní průtok dávky vzduchu musí být pro danou kombinaci: rychlost otáčení motoru/zatižení motoru konstantní a provádí EGR za účelem udržování hmotnostního průtoku dávky vzduchu při měnících se vstupních a výstupních teplotách a tlacích. Konkrétně navržený způsob regulace recirkulace výfukových plynů ve vznětovém motoru zahrnuje:

a) snímáni dávky paliva vstřikovaného do motoru;

b) snímáni rychlosti otáčení motoru;

c) snímání absolutních tlaku ve výfukovém sběrném potrubí a v přívodním rozdělovacím potrubí a výpočet poklesu tlaku mezi výfukovým sběrným potrubím a přívodním rozdělovacím potrubím;

d) určování objemové účinnosti průtoku plynu skrze motor jako funkce rychlosti otáčení motoru a poklesu tlaku;

e) určování %EGR jako funkce rychlosti otáčení motoru a dávky paliva vstřikované do motoru;

f) určování teploty plynů ve výfukovém sběrném potrubí jako funkce rychlosti otáčení motoru a dávky paliva vstřikované do motoru;

g) snímání teploty vzduchu nasávaného do přívodního rozdělovacího potrubí;

h) výpočet hustoty výfukových plynů na základě absolutního tlaku ve výfukovém sběrném potrubí, molekulové hmotnosti a teploty výfukových plynů;

ch) výpočet objemového průtoku výfukových plynů skrze EGR ventil;

i) odvozování proměnné pro nastavování požadované polohy EGR ventilu na základě objemového průtoku výfukových plynů skrze EGR ventil, hustoty výfukových plynů a poklesu tlaku; a

j) přestavování EGR ventilu do požadované polohy.

Kromě shora uvedeného předložený vynález dále navrhuje relativně jednoduchý, elektronicky ovládaný recirkulační systém pro vznětové motory, pro jehož konstrukci jsou použity komerčně dostupné komponenty náklady nenáročné zařízení znečišťujících látek, které a představuje tak na finanční pro snižování hladiny emisí může být bud instalováno na stávající vznětové motoru nebo může tvořit základní vybavení nových motorů. Uvedený systém zahrnuje motorem poháněný elektronický regulátor, snímač absolutního tlaku v přívodním rozdělovacím potrubí, snímač absolutního tlaku ve výfukovém sběrném potrubí, snímač dávky paliva, snímač rychlosti otáčení motoru a snímač teploty nasávaného vzduchu. Recirkulace výfukových plynu se v uvedeném systému reguluje prostřednictvím elektronicky aktivovaného EGR ventilu, kterým je přednostně škrticí ventil, opatřený snímačem polohy škrticí klapky. Poloha ventilu se přednostně ovládá prostřednictvím elektricky poháněného krokového motoru, který zajišťuje přesnou a rychlou odezvu na změny zatížení motoru a jeho provozních podmínek.

Jak bylo poznamenáno shora navrhuje předložený vynález rovněž nový způsob regulace recirkulace výfukových plynů ve vznětovém motoru, pomocí něhož se optimální %EGR odvozuje empiricky na základě zkušebních testu tak, aby bylo dosaženo rovnováhy mezi maximální tepelnou účinností a minimální hladinou emise znečišťujících látek. Hmotnostní průtok jednotlivých dávek, zaváděných do motoru a kompenzujících změny teplot okolního prostředí a barometrického tlaku, se pak vypočte na základě vymezení %EGR a hustoty vzduchu. Zjištěný hmotnostní průtok jednotlivých dávek se použije pro výpočet průtoku EGR skrze EGR ventil, na základě kterého může být poloha ventilu nastavena tak, aby bylo dosaženo optimální %EGR. Nekonečné množství hodnot příslušných odpovídajících poloh ventilu se pak odvodí na základě funkce, která je kombinací objemového průtoku výfukových plynu skrze EGR ventil, hustoty výfukových plynů a poklesu tlaku mezi výfukovým sběrným potrubím a přívodním rozdělovacím potrubím. Uvedené nekonečné množství hodnot, které se budou používat pro nastavení polohy ventilu, se uloží do dvouhodnotové tabulky. Uvedený způsob regulace recirkulace výfukových plynů je založen na předpokladu, že:

1) jak výfukový plyn, tak vzduch se chovají v rozmezí změn teplot a tlaků, působících během provozního chodu motoru jako ideální plyn;

2) změna teploty výfukových plynů pro stanovenou kombinaci rychlost otáčení motoru/provozní zatížení motoru, vzhledem ke změnám teploty nasávaného vzduchu nebo barometrického tlaku, je zanedbatelná;

3) objemová účinnost je pouze funkcí rychlosti otáčení motoru a rozdílu tlaků mezi výfukovým recirkulačním potrubím a přívodním rozdělovacím potrubím;

4) složení výfukových plynů je pro účely výpočtu vlastností výfukových plynů a vzhledem k tomu, že koncentrace ostatních složek výfukových plynů jsou zanedbatelné, postačujícím způsobem reprezentováno kyslíkem 0₂, dusíkem N₂, oxidem uhličitým C0₂ a vodou H₂0;

5) vliv plynného paliva na molární hmotnost směsi vzduchu a výfukových plynů v přívodním rozdělovacím potrubí je v případě použití motoru na více paliv zanedbatelný.

» »

Přehled obrázků na výkresech přednostní provedení předloženého vynálezu budou dále podrobně popsána prostřednictvím konkrétního příkladu s odvoláním na připojenou výkresovou dokumentaci, ve které:

Obr. 1 představuje schematické znázornění vznětového motoru, který je vybaven recirkulačním systémem výfukových plynů v souladu s předloženým vynálezem;

Obr. 2 představuje zvětšený bokorysný pohled na přednostní konstrukční provedení EGR ventilu v částečném řezu, určený pro použiti v recirkulačním systému výfukových plynů podle předloženého vynálezu pro vznětový motor, znázorněný na obr. 1;

Obr. 3 představuje obecné blokové schéma regulačního cyklu recirkulace výfukových plynů ve vznětovém motoru podle předloženého vynálezu;

Obr, 4 představuje tabulku pro určování objemové účinnosti jako funkce rychlosti otáčení a poklesu tlaku mezi výfukovým sběrným potrubím a přívodním rozdělovacím potrubím vznětového motoru;

Obr. 5 představuje tabulku pro určování %EGR jako funkce rychlosti otáčení a dávky paliva vznětového motoru;

Obr. 6 představuje tabulku pro určováni teploty výfukových plynů jako funkce rychlosti otáčení a dávky paliva vznětového motoru;

Obr. 7 představuje tabulku pro určování polohy EGR ventilu jako funkce průtoku výfukových plynů, hustoty výfukových plynů a dávky paliva vznětového motoru;

Obr. 8 představuje tabulku pro určování polohy EGR ventilu jako funkce čítání impulsů akumulovaných elektronickým regulátorem v odezvě na výstup potenciometru s vysokou rozlišovací schopností pro monitorování polohy EGR ventilu.

Přiklad přednostního provedení vynálezu

Zařízení a způsob pro ovládání recirkulace výfukových plynů podle předloženého vynálezu mohou být popsány z následujících hledisek: z hlediska konstrukčního uspořádání a jednotlivých součástí technického vybavení, z hlediska vlastního regulačního cyklu recirkulace výfukových plynů a z hlediska jednotlivých výpočetních procedur. Vzhledem k tomu je, z důvodu usnadnění úplného pochopení předloženého vynálezu, následující podrobný popis jeho přednostního provedení uspořádán na základě uvedených hledisek.

Konstrukční provedeni a součásti technického vybavení

Obr. 1 připojené výkresové dokumentace představuje vznětový motor 20 ve schematickém znázornění, který je vybaven recirkulačním systémem výfukových plynů v souladu s předloženým vynálezem. Vznětovým motorem 20 může být dieselový motor nebo motor na více paliv, například motor na spalování nafty a zemního plynu, jejichž konstrukční uspořádání je známé ze stavu techniky a z uvedeného důvodu není třeba v tomto popisu podrobně objasňovat. Vznětový motor 20 je vybaven přívodním rozdělovacím potrubím 22 pro dodávání spalovacího vzduchu do válců vznětového motoru (na obr. nejsou znázorněny) a výfukové sběrné potrubí 24 pro odsávání zplodin hoření z uvedených válců. Recirkulační systém výfukových plynů (dále v tomto popisu uváděny jako EGR systém) se ovládá prostřednictvím elektronického regulátoru 26. Elektronickým regulátorem 26 může být bud elektronický regulátor motoru, prostřednictvím kterého se kromě regulace EGR systému ovládají i další funkce a činnosti vznětového motoru 20, neb.? jednoúčelový elektronický regulátor, určený pouze pro regulaci EGR systému podle předloženého vynálezu. Uvedeným elektronickým regulátorem 26 je jakýkoliv jednoúčelový procesor z mnoha komerčně dostupných procesorů, určených pro použití v regulačních systémech spalovacích motorů.

Primární funkcí elektronického regulátoru motoru je regulace polohy EGR ventilu 28, který je uspořádán ve výfukovém recirkulačním potrubí 30, které navzájem propojuje výfukové sběrné potrubí 24 s přívodním rozdělovacím potrubím 22. Zmíněný EGR ventil 28 bude podrobně objasněn s odvoláním na obr. 2 připojené výkresové dokumentace. EGR ventil 28 zahrnuje ovládací pákové ústrojí :36, které je spojeno s pákovým ústrojím 34 motoru, otočně spřaženým s krokovým elektromotorem 32 pro ovládání a přestavování polohy EGR ventilu 28. Za účelem monitorování provozních podmínek a stavu vznětového motoru 20 se z důvodu zabezpečení účinného a optimální regulace EGR ventilu 28 je žádoucí v EGR systému uspořádat množství snímačů. Uvedené snímače zahrnují snímač 38 absolutního tlaku, uspořádaný v přívodním rozdělovacím potrubí 22 a snímač 40 absolutního tlaku, uspořádaný ve výfukovém sběrném potrubí 24. V případě, kdy vznětovým motorem 20 je motor na více paliv, zahrnuje systém dále přepínač palivového režimu 42 pro přepínání provozního režimu motoru z naftového na více palivový režim, například palivo, tvořené kombinací nafty a zemního plynu. Systém dále zahrnuje snímač 44 dávky paliva, kterým je charakteristicky potenciometr s vysokou rozlišovací schopností, jehož prostřednictvím se monitoruje poloha palivového pedálu, nebo některý z odpovídajících ekvivalentů, například snímač polohy škrticí klapky. Vznětový motor je dále vybaven snímačem 46 rychlosti otáčení motoru (dále v tomto popisu uváděný jako RPM snímač 46) pro určování rychlosti otáčení klikového hřídele motoru. RPM snímačem 46 je s výhodou Hallův snímač, který může podle požadavku být spřažen s palivovým vstřikovacím čerpadlem, setrvačníkem nebo výstupním koncem klikového hřídele vznětového motoru 20 . Umístění RPM snímače 46 není podstatné za předpokladu, že bude zabezpečeno spolehlivé monitorování rychlosti otáčení klikového hřídele. Systém dále zahrnuje snímač 48 teploty nasávaného vzduchu, prostřednictvím kterého se měří teplota spalovacího vzduchu dodávaného do přívodního rozdélovacího potrubí 22. Výfukový systém vznětového motoru 20 je rovněž charakteristicky vybaven katalyzátorem 52. přičemž uvedený katalyzátor je pouze doplňkovým vybavením recirkulačního systému výfukových plynů podle předloženého vynálezu.

Obr. 2 připojené výkresové dokumentace znázorňuje zvětšený bokorysný pohled na přednostní konstrukční provedení EGR ventilu 28 v částečném řezu, který je určen pro použití v recirkulačnim systému výfukových plynů podle předloženého vynálezu. EGR ventil 28 zahrnuje středový kanál 54., který má přednostně průměr stejný nebo větší než je průměr výfukového recirkulačního potrubí 30 (viz obr. l). Středový kanál 54 se může uzavírat prostřednictvím škrticí klapky 56, otočně uspořádané na vřetenu 58, které je svým spodním koncem spřaženo s pákovým ústrojím 34 a 36 a svým horním koncem s potenciometrem s vysokou rozlišovací schopností 60 v automobilovém průmyslu běžně používaného typu. Potenciometr s vysokou rozlišovací schopností 60 se používá pro určování polohy natočení škrticí klapky 56 způsobem, který bude podrobně popsán dále. EGR ventilem 28 je s výhodou elektronicky ovládaný škrticí ventil, protože jeho konstrukční uspořádání zabezpečuje přesnou a rychlou regulační odezvu pro účely zmény podmínek spalování ve vznětovém motoru 20 , což bude rovněž podrobně objasněno dále.

Regulační cyklus recirkulace výfukových plynů

Obr. 3 připojené výkresové dokumentace představuje obecné blokové schéma regulačního cyklu recirkulace výfukových plynů, prováděné prostřednictvím elektronického regulátoru 26., kterým se ovládá poloha EGR ventilu 28 a tím reguluje množství výfukových plynů recirkulovaných z výfukového sběrného potrubí 24 do přívodního rozdélovacího potrubí 22. Elektronický regulátor pracuje v programovém cyklu, který začíná určováním regulované aktuální dávky paliva na základě údajů ze snímače 44 dávky paliva a končí natáčením škrticí klapky 56 EGR ventilu 28 do požadované polohy, určené na základe zjištěných údajů, za účelem zabezpečení optimální recirkulace výfukových plynů do přívodního rozdělovacího potrubí 22. Regulační cyklus recirkulace výfukových plynů bude podrobně objasněn v následujícím popisu.

Podle skutečnosti, uvedených na zmíněném obr. 3, začíná regulační cyklus recirkulace výfukových plynů krokem 62., ve kterém se prostřednictvím analýzy vstupních signálů ze snímače 44 dávky paliva stanovuje regulovaná aktuální dávka paliva pro vznětový motor 20.

Při kroku 64 elektronický regulátor 26 na základě analýzy výstupních signálů z RPM snímače 46., kterým je s výhodou Hallův snímač (na připojené výkresové dokumentaci není znázorněn), uspořádaný na palivovém vstřikovacím čerpadle vznětového motoru (rovněž není znázorněno), pracujícím poloviční rychlostí motoru, vypočítává rychlost otáčení motoru. Při kroku 66 elektronický regulátor 26 snímá vstupní signály ze snímače 40 absolutního tlaku ve výfukovém sběrném potrubí a snímače 38 absolutního tlaku v přívodním rozdělovacím potrubí a na základě těchto údajů se podle následujícího vztahu vypočítává pokles tlaku (Z\ P):

ΛΡ = absolutní tlak ve VPR - absolutní tlak v PRP kde: VPR = výfukové sběrné potrubí,

PRP = přívodní rozdělovači potrubí, a tlak se uvádí v kPa,

Při kroku 68 se na základě výsledků, zjištěných při krocích 62 , 64 a 66 stanoví objemová účinnost, %EGR, a z tabulek údajů, získaných empiricky na základě zkušebních testů vznětového motoru prostřednictvím dynamometru osobám obeznámeným se stavem techniky známým způsobem, se zjistí teplota výfukových plynů.

Obr. 4 připojené výkresové dokumentace představuje tabulku, která se používá pro určování objemové účinnosti motoru jako funkce rychlosti otáčení motoru a poklesu tlaku P)- Uvedená tabulka je v souladu s přednostním provedením uspořádána do řádek, které jsou určeny pro uvádění hodnot poklesu tlaku P a sloupců, určených pro uvádění hodnot rychlosti otáčení motoru RPM. Hodnoty v odpovídajících řádkách a sloupcích tabulky z obr. 4 mohou být uváděny jako přírůstkové, přičemž tento způsob vyjadřování v přírůstcích není nezbytný. Uváděné hodnoty budou závislé na konkrétním typu monitorovaného motoru, vybaveného EGR a mohou představovat skupinu jednotlivých rychlostí motoru pro dosažení jemnější rozlišovací schopnosti a lepší regulace pro konkrétní rozsah provozních rychlostí za účelem vyhovění konkrétnímu emisnímu standardu. Dále musí být zřejmé, že velikost či rozsah tabulky z obr. 4 je pouze ilustrativní a její velikost či rozsah je určován množstvím charakteristických veličin, získaných monitorováním. Údaje, uváděné v tabulce z obr. 4 jsou získány empiricky na základě matematické definice objemové účinnosti motoru, která je dána vztahem:

^tot min sací zdvih ^PPM*^vzdvih*-----*---------60sec 2 otáčky kde: _?ob;j®tot = objemová účinnost motoru = celkový objemový průtok skrze přívodní rozdělovači potrubí v litrech za vteřinu

RPM = rychlost otáčení klikového hřídele motoru a ^Vzdvih ⁼ zdvihový objem motoru, uváděný v litrech.

Protože je v tomto vztahu přiřazen dvěma otáčkám klikového hřídele pouze jeden sací zdvih čtyřdobého vznětového motoru, musí se počet sacích zdvihů motoru dělit 2.

pricemz Q_vzDále se měří

Vzhledem k danému empirickém vztahu a na základě skutečnosti, že nemůže být kombinovaná teplota vzduchu, výfukových plynů a plynného paliva v motoru na více paliv měřena přesně, se údaje, potřebné pro doplnění tabulky z obr. 4, s výhodou získávají monitorováním provozního chodu motoru pouze v naftovém režimu bez EGR (recirkulace výfukových plynů). V případě, kdy se monitorování uvedeného motoru provádí pouze v naftovém režimu, rovná se celkový objemový průtok Qt_ot objemovému průtoku vzduchu Q_vz: Q_tot = Q_vz, se měří prostřednictvím plynového průtokoméru. rychlost otáčení RPM a na základě shora uvedené rovnice pro objemovou účinnost se vypočítá objemová účinnost pro každou buňku tabulky z obr. 4.

Hodnota %EGR se odvozuje z tabulky, která je uvedena na obr. 5 připojené výkresové dokumentace a ve které je %EGR vyjádřena jako funkce rychlosti otáčení a dávky paliva vznětového motoru. Údaje v této tabulce jsou rovněž odvozeny s výhodou empiricky ze zkušebních testů motoru, prováděných prostřednictvím dynamometru, na základě matematické definice %EGR, která je vyjádřena vztahem:

®vz ⁺ ^pl %EGR = ( 1----------) *100% ^tot kde: Q_vz = objemový průtok nasávaného vzduchu při dané teplotě a tlaku v přívodním rozdělovacím potrubí,

Q_pl = objemový průtok plynného paliva v případě, kdy je vznětovým motorem 20 motor na více paliv a

Q_tot = celkový objemový průtok skrze přívodní rozdělovači potrubí.

Poloha EGR ventilu 28 je při ustavení běžícího motoru na zkušebním stanovišti nastavena tak, aby bylo dosaženo rovnováhy mezi maximální tepelnou účinností a minimální hladinou emise znečišťujících látek. Q_pl pak může být stanoven z regulovaných dávek paliva, Q_tot je známý a může být odvozen například z tabulky, uvedené na obr. 4 připojené výkresové dokumentace a Q_V2 je možné změřit za použití plynového průtokoměru. Z uvedených veličin se pak za účelem vyplnění tabulky, uvedené na obr. 5, vypočítává hodnota %EGR.

motoru ve °C

Teplota výfukových plynů se odvodí z tabulky, uvedené na obr. 6 připojené výkresové dokumentace, ve které je uvedená teplota vyjádřena jako funkce rychlosti otáčení a dávkování paliva. Uvedené teploty se udávají a odvozují se při testování motorů z skutečných teplot, které se měří po dosažení požadovaných hodnot %EGR při daných RPM a dávkách paliva. Teploty získané z tabulky, znázorněné na obr. 6, se musí před jejich použitím ve výpočetních procedurách, které budou objasněny dále a při kterých se zjišťují hustota a objemový průtok výfukových plynů.

Všechny přírůstkové hodnoty i všechny ostatní údaje, uváděné v tabulkách na obr. 4 až 6 připojené výkresové dokumentace jsou specifické a odvozují se během testování na brzdě s dynamometrem, které se provádí pro každý jednotlivý model motoru. Kromě toho je elektronický regulátor 26 naprogramován na dvojrozměrnou lineární interpolaci, při které hodnoty snímače spadají do rozsahu nespojitých hodnot, uvedených v tabulkách. Uvedená skutečnost výslovně umožňuje odezvu přesnou odezvu na provozní podmínky se současným limitování objemu paměti, požadované pro ukládání údajů do tabulek.

Při kroku 70, viz obr. 3 připojené výkresové dokumentace, čte prostřednictvím snímače 48 teploty vzduchu elektronický regulátor 26 skutečnou hodnotu teploty nasávaného vzduchu.

Při kroku 74 se na základě znalosti absolutního tlaku ve výfukovém sběrném potrubí, molekulové hmotnosti výfukových plynů, plynové konstanty a teploty výfukových plynů, zjištěných z tabulky na obr. 6 pomocí následujícího matematického vztahu vypočítává hustota výfukových plynů:

P *MW ex ' ex ^ex

R*T, ex kde: ρθ_χ = je hustotu výfukových plynů,

Pp_ex = absolutní tlak ve výfukovém sběrném potrubí, ^ex ⁼ molekulová hmotnost výfukových plynů,

R = plynová konstanta (zde 8,33144 kmol/kg.K), a

Τθ_χ = teplota výfukových plynů, odvozená z tabulky, uvedené na obr. 6.

Při kroku 76 elektronický regulátor na základe známých hodnot hustoty (f_ex) a poklesu tlaku {Δ. P) vypočítává za použití následujícího vztahu objemový průtok (Q_egr) výfukových plynů skrze EGR ventil 28:

f®tot ~ ®vz “ ^pl^; *^*^ex ^egr ~ kde: Q_eg_r ⁼ objemový průtok výfukových plynů skrze EGR

	ventil,
*tot	- celkový hmotnostní průtok plynů rozdělovači potrubí,	skrze	přívodní
®vz	= hmotnostní rozdělovači	průtok vzduchu potrubí,	skrze	přívodní
®pl	= hmotnostní	průtok plynného	skrze	přívodní

rozdělovači potrubí motoru na více paliv,

R = plynová konstanta,

T_ex = teplota výfukových plynů, odvozená z tabulky, uvedené na obr. 6,

P_ex = absolutní tlak ve výfukovém sběrném potrubí 24 a ⁼ molekulová hmotnost výfukových plynů ve výfukovém sběrném potrubí 24, uvedená v g/mol.

Všechny proměnné, vyskytující se na pravé straně uvedeného vztahu, jsou, až na proměnné m^, a MW_ex, známé. Podrobné vysvětlení výpočtů hodnot m^-θ^ a MW_ex viz kapitola výpočetní procedury, uvedená dále.

Objemový průtok vzduchu (Q_V2) se vypočítává podle následujícího vztahu:

%EGR min sací zdvih 8.33144T «vz = U-----^obj^^zdvih*-----*-----------Al-------100% 60sec 2 otáčky 16, 04P-±

Výsledná hodnota Q_vz je však, vzhledem k způsobu výpočtu %EGR, odvozená a tedy i závislá na vypočtených hodnotách teploty vzduchu t^Tvz^cal ^a tlaku v přívodním rozdělováním potrubí í^pin^cal' Požadovaná hodnota hmotnostního průtoku vzduchu se z uvedeného důvodu vypočítává součinem objemového průtoku vzduchu, získaného výpočtem předcházejícího vztahu a plynové konstanty (s MW_VZ = 28,97) pomocí následujícího vztahu:

^in-^cal ^vz = C_vz*

O. 287* ( T_vz)_cal

Tímto způsobem vypočtená hodnota hmotnostního průtoku vzduchu se kolísáním barometrického tlaku nebo teploty nasávaného vzduchu nemění. Vzhledem k tomu, že není kolísáním teploty a tlaku okolí ovlivňován ani hmotnostní průtok paliva do motoru, bude do motoru nasáváno v každém okamžiku optimální množství vzduchu pro úplné spalování celé dávky vstřikovaného paliva.

Při kroku 78, viz obr. 3 připojené výkresové dokumentace, se na základě dále uvedené funkce odvozuje proměnná, prostřednictvím které se stanovuje požadovaná poloha nastavení EGR ventilu:

^řegr

Objemový průtok EGR Q_eg_r je známý ze shora popsaného výpočtu, |>_βχ je ze shora popsaného výpočtu rovněž známá a DELTA P se vypočte odečtením absolutního tlaku v přívodním rozdělovacím potrubí od absolutního tlaku ve výfukovém sběrném potrubí, jak již bylo popsáno shora. Takto získaný nekonečný počet hodnot se použije pro lokalizaci polohy ventilu (poloha β ventilu), viz tabulka na obr. 7 připojené výkresové dokumentace.

Při kroku 80 se čítáním impulsů, které se v odezvě na přijímané signály z potenciometru s vysokou rozlišovací schopností 60, spřaženým s vřetenem 58 EGR ventilu 2)3, akumulují v elektronickém regulátoru 26, určuje aktuální poloha EGR ventilu 28. Tabulka, uvedená na obr. 8 připojené ♦ * ♦ * · výkresové dokumentace, ilustruje vzájemnou souvislost mezi čítanými impulsy a polohou vřetena ventilu od jeho plně uzavřené poloze, uváděnou ve stupních, s ohledem na středový kanál 54 EGR ventilu 28. Za tohoto stavu se stanovená aktuální poloha EGR ventilu s odvoláním na tabulku na obr. 8 porovná s požadovanou polohou EGR ventilu, stanovenou při kroku 78 a vypočte se opravný koeficient - krok 82. Při kroku 84 vysílá elektronický regulátor 26 povel do krokového elektromotoru 32, prostřednictvím kterého se v případě, kdy se aktuální poloha neshoduje s při kroku 78 stanovenou požadovanou polohou, provádí přestavování EGR ventilu 28 z aktuální polohy do polohy požadované. Pak se programový cyklus vrací zpět na krok 62 a opakuje se. četnost provádění uvedeného cyklu je závislá na množství faktorů, zahrnujících další úkoly prováděné elektronickým regulátorem 26. Charakteristicky se programový cyklus, za účelem zajištění optimální polohy EGR ventilu 28 v každém okamžiku a vyladovaní měnících se provozních podmínek, opakuje každých 4 až 12 milisekund.

Výpočetní procedury

Výpočetní postupy, požadované a nezbytné pro determinaci celkového hmotnostního průtoku plynů vznětovým motorem, molekulové hmotnosti výfukových plynů a měrné teplo jednotlivých komponent výfukových plynů budou objasněny v následujícím popisu. Jednotlivé veličiny, používané při výpočtech, budou v rámci jednoznačného výkladu označeny následujícím způsobem:

^z	= hmotnostní	průtok
Negr	= hmotnostní	průtok
	(g/s)
^pl	= hmotnostní	průtok
®nft	= hmotnostní	průtok

vzduchu do motoru výfukových plynů skrze EGR ventil plynného paliva do motoru naftového paliva do motoru ^mtot vz ex ^Lpl

T mix ^pin ex = celkový hmotnostní průtok skrze přívodní rozdělovači potrubí = teplota vzduchu v přívodním rozdělovacím potrubí bezprostředné před okamžikem směšování = teplota výfukových plynů = teplota plynného paliva při vstupu do přívodního rozdělovacího potrubí = kombinovaná teplota vzduchu, výfukových plynu a plynného paliva = absolutní tlak v přívodním rozdělovacím potrubí = absolutní tlak ve výfukovém sběrném potrubí ^ápl = plynová konstanta 8,33144 kmol/kg.K = objemový průtok vzduchu do motoru při T_V2 a P_in (1/s) = objemový průtok plynného paliva do motoru při T_vz a P_in (1/s) ^tot ^Vzdvih

MW h

= celkový objemový průtok skrze přívodní rozdělovači potrubí při T_vz a P_in (1/s) = zdvihový objem motoru (1/s) = molekulová hmotnost (g/mol) » entalpie (kJ/kg.K) = měrné teplo (kJ/kg.K)

Výpočet celkového hmotnostního průtoku:

Výsledný celkový hmotnostní průtok (^tot^ 3^e odvozen ze součinu celkového objemového průtoku (Qtot^ ^{a hustot}Y (pin^ směsi vzduchu, výfukových plynů a plynného paliva (v případě motoru na více paliv) při kombinované teplotě T_mý_Xa absolutním tlaku v přívodním rozdělovacím potrubí P_in na základě následujícího vztahu:

^tot ⁼ ®tot*fin přičemž hustotu o_in je možné stanovit na základě použití plynové konstanty R podle následujícího vztahu:

J*in

R*T, mix kde molekulová hmotnost ^nix í^e přibližně 28,5 kg/mol. Výpočet kombinované teploty T_m^_x je nezbytné provádět na základě prvního zákona termodynamiky. Pro směšovací proces bude první zákon termodynamiky vypadat následovně:

^jnvz*^ÍIvz ⁺ ^egr*^egr ⁺ ^ρ1*^Λρ1 ” ®tot*^Atot přičemž, pokud pro ideální plyn platí, že: ii = C_p * T, pak dosazením této rovnice do předcházejícího vztahu dostaneme následující vztah, ze kterého je pak možné uvedenou teplotu vypočítat:

®vz*^^c’p^vz*^rvz ^{+ c}p^ex*^rex + ^mpl’^t^^ť'p^pl*^Jpl ⁼ ~ ^jntot*^^<'p^mix*^Tmix

Měrné teplo Cp vzduchu a plynného paliva se považuje za konstantní a v tomto případě je 1,0035 kJ/kg.K pro vzduch a 2,2537 kJ/kg.K pro plynné palivo (například methan při použití motoru na více paliv). Měrné teplo výfukových plynů se, bohužel, mění v závislosti na složení výfukových plynů a jejich teplotě. Z uvedeného důvodu bude dále objasněn nezbytný výpočet měrného tepla výfukových plynů a jejich molekulové hmotnosti, který je založen na stechiometrii spalování. Měrné teplo směsi je hmotnostním průměrem jednotlivých měrných tepel vzduchu, výfukových plynů a zemního plynu, který se vypočítá na základě vztahu:

^p^mix (^,<'ρ^νζ*^Λ1νζ ^{+ </<}'p-^ex*^Jnegr ⁺ ^ρ^ρ1*·®ρ1 ^ratot

Kombinací péti shora uvedených matematických vztahů a jejich novým uspořádáním a přeskupením se získá následující vztah:

(^r^p^ex*^^jnvz ⁺ ^vz^ ” ^ρ^νζ*®νζ ^p^pl*®p]7*^²roix ⁺^₂*^vz*^Tvz ⁺ ®pl*<'^ďp>’pl*^Tpl “ + ®pi;*%^;ex*W*^Tmix ⁺ ^pin*^wmix { f^p^ex*^tot* }*T - + O* ' ^Xmix * ^pin*^mix * (C ) *T - o ^ÍC'p^/ex ex

Předcházející vztah, kombinovanou teplotu Τ^χ, kvadratické rovnice:

na základě kterého lze odvodit lze vyjádřit ve tvaru jednoduché ^a*^íX ^{+ b}*^T™.X + ° ° jejíž vyřešením dostaneme vztah: -b +~ýb ir - 4ac ^Lmix

2a

Jakmile je, vyřešením předcházející rovnice, kombinovaná teplota T_m^_x známa, může se na základě následujícího vztahu vypočítat hodnota kombinované hustoty P^_n;

p. .

in 'mix in a následné se na základě vztahu ^mtot ⁼ ^tot^in vypočítá požadovaný celkový hmotnostní průtok m_tot.

Výpočet molekulové hmotnosti a měrného tepla:

Optimální poměry recirkulovaných výfukových plynů k nasávanému vzduchu, složení výfukových plynů, molekulová hmotnost a měrné teplo, jejichž hodnoty jsou nezbytné pro určování objemového průtoku Q_eg_r výfukových plynů skrze EGR ventil, se stanovují pro naftové palivo, označené jako CH-^ θ, přičemž stechiometrické spalování směsi nafty a vzduchu probíhá podle následující chemické rovnice:

^OT1.9 * ⁷'024 (0.21 0₂ + 0.79 N₂) —» CO₂ * 0.95 H_ZO + 5.549 N₂

Na základě hmotnostních poměrů lze předcházející rovnici přepsat do následujícího tvaru:

kg CH^ _g ±3.39 kg O₂ + 11.16 kg N₂ —» —» 3.16 kg co₂ ± 1.23 kg H₂° ^{+ 77}·^{16 k<}3 ^N2

V motorech na více paliv, ve kterých se kromě nafty spalují i plynná paliva, například zemní plyn, který může být například představován 100% methanem (CH₄), probitá stechiometrické spalováni zemního plynu podle následující chemické rovnice:

C/ř₄ ± 9.524 (0.21 O₂ + 0.79 N₂) —» CO₂ + 2H₂O ± 7.52 N₂ kterou je možné na základě hmotnostních poměrů přepsat do následujícího tvaru:

kg CH₄ + 3.99 kg O₂ + 13.14 kg N₂ —» —» 2. 74 kg CO₂ + 2. 25 kg H₂O + 13. 14 kg N₂

Na základě shora uvedených stechiometrických rovnic je pak optimální poměr recirkulovaných výfukových plynu k nasávanému vzduchu dán následujícím vztahem:

^J-^J9jSnft ⁺

0. 233m^_z

Zadejme x^ jako hmotnostní frakci a y^ jako molovou frakci, přičemž index i označuje jejich jednotlivé komponenty. Na základě shora uvedených stechiometrických rovnic jsou pak hmotnostní frakce jednotlivých komponent, vyskytujících se na výstupu výfukových plynů dány následujícími vztahy:

3. + 2. 74^_z ^xC02 ^_ “

Αλζ ⁺ ”nft ⁺ ®pl + 2. 25jn_pí ^XH2O ⁼ -----------------Azz * *nft * ®pl

0. 767m^_z ^XN2 ~ ~~ ~ ~ ®vz ⁺ ®nft ⁺ ®pl

0.233m_yjz - 3.39m_nft - 3. 99m_p ^xo2-------------;------;--------®VZ ⁺ ®nft * ®pl

Molové frakce jednotlivých komponent jsou pak dány vztahem:

y. =-----^Xi

Σ--Ze shora uvedených vztahů lze pak odvodit vztah pro výpočet molekulové hmotnosti:

^ex ~ ^Σ a dále vztah pro výpočet měrného tepla výfukových plynů:

^p^ex ^{= Σ} ^wex kde (Cp)^, měrné teplo za stálého tlaku, uváděné v kJ/kmol.K, je pro každou jednotlivou komponentu výfukových plynů dáno následujícími vztahy:

^ρ^ΟΟΣ “ “7-7357 + 30. 529$°'⁵ - 4. 1034$ + 0.024198$ ²^Η20 ⁼ 143.05 - 183. 54$*'²⁵ + 82.751& °·⁵ + 3.6989$ ^ρ^ΝΣ ⁼ 39.060 - 512. 79$ “i·⁶ + 1072. 7$~² - 820.40$~²^^Cp^02 ~ ³⁷·432 + 0. 020102$ ^1,5 - 178.57$~¹'⁵ + 236. 88$ “²kde je (Τθ_χ se udává ve stupních Kelvina):

Τ & =-!100

Shora uvedené výpočetní procedury, za účelem dosažení optimálního poměru recirkulovaných výfukových plynu k nasávanému vzduchu, výslovně umožňují prostřednictvím elektronického regulátoru 26 přesné a správně vyrovnávat změny teploty okolí a barometrického tlaku za současného dodržování všech provozních podmínek.

Průmyslová využitelnost

EGR systém podle předloženého vynálezu podstatné snižuje látek, které vznětový motor (Νθ_χ) a oxid uhelnatý (CO).

hladinu základních znečištujících produkuje, především oxidy dusíku Pokud jsou uvedené oxidy nebo přítomné v okolní atmosféře, vytvářejí různé kyseliny, které velmi agresivně působí na organické a anorganické látky a materiály. Tyto oxidy se kromě toho podílejí na tvorbě kyselých dešťů a s nimi spojených problémů, přičemž oxidy jejich kombinace s vodou dusíku

NO.

rovněž hraji významnou roli při vytváření fotochemického smogu a narušování ozónové vrstvy.

EGR systém podle předloženého vynálezu dále zvyšuje hladinu spalování uhlovodíků, čímž podporují zvýšení účinnosti paliva. Při nízkém zatížení vznětového motoru při provozním chodu napomáhá EGR systém udržovat poměr vzduch/palivo v účinnějším rozmezí, aniž by k tomu využíval energii škrticí klapky sání vzduchu vznětového motoru. Stejně tak očkování směsi vzduch/palivo s horkými výfukovými plyny obsahuje aktivní chemické radikály, které podporují rychlejší a komplexnější spalování a takto snižuje hladinu nespáleného celkového obsahu uhlovodíků ve výfukových plynech. Kromě toho

EGR systém podle předloženého vynálezu, jako důsledek částečného nahrazení studeného nasávaného vzduchu horkými výfukovými plyny, zvyšuje teplotu výfukových plynů, čehož příčinou je mnohem rychlejší aktivace a účinnější funkční činnost jakéhokoli katalyzátoru (obsahujícího vzácné kovy), zabudovaného do výfukového systému vznětového motoru. Lepší funkční činnost katalyzátoru pak podporuje mnohem účinnější zachycování znečišťujících látek, takových jako oxidu uhelnatého a celkového obsahu uhlovodíků.

Vzhledem k tomu, že je EGR ventil 28 uváděn do provozní činnosti pomocí elektronického regulátoru, který nahrazuje pneumatické ovládání, zajišťuje navrhovaný systém odpovídajíce odezvu na změnu zatížení motoru vysokou rychlostí. Elektronický regulátor 26 současně zabezpečuje přesné určování rychlosti recirkulace výfukových plynů a velmi přesné nastavování polohy EGR ventilu 28.. Vzhledem k tomu, že uvedený systém zabezpečuje na základě měnících se požadavků velmi přesné nastavování polohy EGR ventilu 28, probíhá provozní chod motoru při jmenovitém výkonu při všech provozních podmínkách, přičemž nežádoucí efekty, takové jako černý kouř a/nebo snížení výkonu motoru či ztráta rychlosti následkem zavádění příliš velkého množství recirkulovaných výfukových plynů do spalovacího okruhu, které se běžně vyskytují ve stávajícím stavu techniky v oblasti EGR regulačních systémů, jsou eliminovány.

Osobám obeznámeným se zřejmé, že na základě shora předloženého vynálezu lze a modifikace vynálezu. Z uvedených patentových nároků.

stávajícím stavem techniky bude popsaného přednostního provedení vytvářet jakékoliv jeho změny aniž by docházelo k odchýlení se z podstaty uvedeného důvodu se předpokládá, že rozsah změn bude omezen pouze rozsahem připojených

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Recirkulační systém výfukových plynů pro vznětový motor, sestávající z prvního snímače tlaku pro snímání absolutního tlaku plynu v přívodním rozdělovacím potrubí motoru, snímače rychlosti pro zjišťování rychlosti otáčení klikového hřídele motoru, snímače dávky paliva pro zjišťování množství paliva vstřikovaného do motoru, recirkulačního potrubí pro zabezpečení tekutinového spojení mezi výfukovým sběrným potrubím a přívodním rozdělovacím potrubím, v uvedeném recirkulačním potrubí účelně uspořádaného recirkulačního ventilu pro regulaci průtoku výfukových plynů z výfukového sběrného potrubí do přívodního rozdělovacího potrubí, a prostředků pro ovládání recirkulačního ventilu, prostřednictvím kterých se v recirkulačním potrubí reguluje průtok výfukových plynů z výfukového sběrného potrubí do přívodního rozdělovacího potrubí, vyznačující se tím, že dále zahrnuje:

druhý snímač tlaku pro snímání absolutního tlaku plynu ve výfukovém sběrném potrubí motoru;

snímač teploty nasávaného vzduchu pro zjišťování teploty vzduchu, nasávaného do přívodního rozdělovacího potrubí motoru; a elektronický regulátor pro přijímání a analýzu signálů vysílaných z prvního a druhého snímače tlaku, snímače rychlosti otáčení motoru, snímače dávky paliva vstřikovaného do motoru a snímače teploty nasávaného vzduchu, pro výpočet optimálního poměru množství výfukových plynů, které má být recirkulováno, k množství nasávaného vzduchu v odezvě na přijaté signály, pro výpočet odpovídající polohy ventilu, která výslovně umožňuje dosažení optimálního poměru množství výfukových plynů k množství nasávaného vzduchu, protékajícího skrze recirkulační potrubí do přívodního rozdělovacího potrubí, a pro aktivaci prostředků pro ovládání recirkulačního ventilu, nastavujících uvedený ventil do odpovídající, výpočtem zjištěné polohy, která výslovné umožňuje dosažení optimálního poměru množství výfukových plynů k množství nasávaného vzduchu, protékajících skrze recirkulační potrubí do přívodního rozdělovacího potrubí.
2. Recirkulační systém výfukových plynů pro vznětový motor podle nároku 1 vyznačující se tím, že snímačem rychlosti otáčení motoru je Hallův snímač, uspořádaný na výstupním hřídeli palivového čerpadla.
3. Recirkulační systém výfukových plynů pro vznětový motor podle nároků 1 nebo 2 vyznačující se tím, že snímačem dávky paliva je potenciometr s vysokou rozlišovací schopností, který snímá polohu palivového pedálu motoru.
4. Recirkulační systém výfukových plynů pro vznětový motor podle nároků i, 2 nebo 3 vyznačující se tím, že recirkulačním ventilem výfukových plynů je mechanicky ovládaný škrticí ventil, opatřený mechanickým pákovým ústrojím pro přestavování škrticí klapky z plně uzavřené polohy do plně otevřené polohy.
5. Recirkulační systém výfukových plynů pro vznětový motor podle nároku 4 vyznačující se tím, že prostředky pro ovládání recirkulačního ventilu je krokový elektromotor, funkčně propojený s mechanickým pákovým ústrojím.
6. Recirkulační systém výfukových plynů pro vznětový motor podle nároku 5 vyznačující se tím, že škrticí ventil je za účelem indikace aktuální polohy škrticí klapky vzhledem k její plné uzavřené poloze spřažen s potenciometrem s vysokou rozlišovací schopností.
7. Recirkulační systém výfukových plynů pro vznětový motor podle nároku 6 vyznačující se tím, že elektronický regulátor v odezvě na výstupní signál potenciometru s vysokou rozlišovací schopností provádí čítání impulsů a jejich ukládání a uvedené impulsy používá pro určování aktuální polohy škrticí klapky vzhledem k její plně uzavřené poloze.
8. Recirkulacní systém výfukových plynů pro vznětový motor podle kteréhokoliv z předcházejících nároků vyznačující se tím, že vznětovým motorem je dieselový motor.
9. Recirkulační systém výfukových plynů pro vznětový motor podle kteréhokoliv z předcházejících nároků vyznačující se tím, že vznětovým motorem je motor na dvě paliva.

*
10. Recirkulační systém výfukových plynů pro vznětový motor podle kteréhokoliv z předcházejících nároků vyznačující se tím, že vznětovým motorem je motor na dvě paliva, uzpůsobený pro spalování paliva jako nafta a zemní plyn.
11. Recirkulační systém výfukových plynů pro vznětový motor podle nároků l, 2, 3, 4, 5, 6 nebo 7 vyznačující se tím, že vznětovým motorem je motor na více paliv.
12. Recirkulační systém výfukových plynů pro vznětový motor podle nároku 11 vyznačující se tím, že vznětovým motorem je motor na více paliv, uzpůsobený pro spalování paliva jako nafta, zemní plyn a vodík.
13. Způsob regulace recirkulace výfukových plynů ve vznětovém motoru, sestávající z kroků: snímání dávky paliva vstřikovaného do motoru, snímání rychlosti otáčení motoru, a snímání absolutního tlaku v přívodním rozdělovacím potrubí vyznačující se tím, že dále zahrnuje kroky:

snímání absolutního tlaku ve výfukovém sběrném potrubí a výpočet poklesu tlaku mezi výfukovým sběrným potrubím a přívodním rozdělovacím potrubím;

určování objemové účinnosti průtoku plynu skrze motor jako funkce rychlosti otáčení motoru a poklesu tlaku;

určování %EGR jako funkce rychlosti otáčení motoru a dávky paliva vstřikované do motoru;

určování teploty plynů ve výfukovém sběrném potrubí jako funkce rychlosti otáčení motoru a dávky paliva vstřikované do motoru;

snímání teploty vzduchu nasávaného do přívodního rozdělovacího potrubí;

výpočet hustoty výfukových plynů na základě absolutního tlaku ve výfukovém sběrném potrubí, molární hmotnosti a teploty výfukových plynů;

výpočet objemového průtoku výfukových plynů skrze EGR ventil;

výpočet proměnné pro nastavování požadované polohy EGR ventilu na základě objemového průtoku výfukových plynů skrze EGR ventil, hustoty výfukových plynů a poklesu tlaku; a přestavování EGR ventilu do požadované polohy.
14, Způsob regulace recirkulace výfukových plynů ve vznětovém motoru podle nároku 13 vyznačující se tím, že objemová účinnost průtoku plynů skrze motor se určuje vyhledáním v tabulce údajů, odvozených empiricky na základě provozních testů vznětového motoru.
15. Způsob regulace recirkulace výfukových plynů ve vznětovém motoru podle nároků 13 nebo 14 vyznačující se tím, Že %EGR se určuje vyhledáním v tabulce údajů, odvozených empiricky na základě provozních testů vznětového motoru.
16. vznětovém vyznačující potrubí se

Způsob regulace recirkulace výfukových plynů ve motoru podle nároků 13, 14 nebo 15 se tím, že teplota plynů ve výfukovém sběrném určuje vyhledáním v tabulce údajů, odvozených empiricky na základě provozních testů vznětového motoru.
17. Způsob regulace recirkulace výfukových plynů ve vznětovém motoru podle nároků 13, 14, 15 nebo 16 vyznačující se tím, že požadovaná poloha EGR ventilu se odvozuje z tabulky vyhledáváním odpovídající polohy ventilu jako funkce uvedené proměnné.
18. Způsob regulace recirkulace výfukových plynů ve vznětovém motoru podle nároku 13 vyznačující se tím, že dále zahrnuje kroky:

určování aktuální polohy EGR ventilu;

porovnávání aktuální polohy EGR ventilu s požadovanou polohou;

výpočet rozdílu mezi aktuální a požadovanou polohou EGR ventilu; a aktivace prostředků pro ovládání polohy EGR ventilu, které přestavují EGR ventil do odpovídající polohy, která je ekvivalentem rozdílu mezi aktuální a požadovanou polohou
19. Způsob regulace recirkulace výfukových plynů ve vznětovém motoru podle nároků 13, 14, 15, 16, 17 nebo 18 vyznačující se tím, že vznětovým motorem je dieselový motor.
20. Způsob regulace recirkulace výfukových plynů ve vznětovém motoru podle nároků 13, 14, 15, 16, 17 nebo 18 vyznačující se tím, že vznětovým motorem je motor na dvě paliva.
21.

vznětovém vznětovým spalování

Způsob regulace recirkulace výfukových plynů ve motoru podle nároku 20 vyznačující se tím, že motorem je motor na dvě paliva, uzpůsobený pro paliva jako nafta a zemní plyn.
22. Způsob regulace recirkulace výfukových plynů ve vznětovém motoru podle nároků 13, 14, 15, 16, 17 nebo 18 vyznačující se tím, že vznětovým motorem je motor na více paliv.