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Allgemeiner Stand der Technik und kurze
Darstellung der Erfindung
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Die
Abgasrückführung wird dazu verwendet, die Emissionsleistung
von Dieselmotoren zu verbessern. Vor dem Einleiten in Motorenverbrennungskammern
kann das Abgas durch einen oder mehrere AGR-Kühler zirkuliert
werden. Wegen der Niedertemperaturumgebung und der Strömungscharakteristiken
des AGR-Kühlers können sich in dem Abgas enthaltene
Rußteilchen an Wänden des AGR-Kühlers absetzen
und einen Rußfilm bilden, oftmals in einer relativ kurzen
Zeitperiode, wodurch die Wärmeübertragungsfähigkeit
des AGR-Kühlers herabgesetzt wird. Dadurch kann das rückgeführte
Abgas möglicherweise nicht effektiv gekühlt werden
und die Fähigkeit des rückgeführten Abgases,
die Emission zu verbessern, kann reduziert sein.
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Es
sind verschiedene Verfahren verwendet worden, um das Problem der
Rußablagerung in AGR-Kühlern zu behandeln. Bei
einigen Beispielen sind Partikelfilter und oxidierende Katalysatoren
verwendet worden, um Rußpartikel vor den AGR-Kühlern
zu entfernen. Die Partikelfilter und die oxidierenden Katalysatoren
können jedoch innerhalb eines beengten Motorraums einen
signifikanten Raum einnehmen und können regelmäßige
Wartung und regelmäßigen Ersatz erfordern.
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Bei
einem anderen, durch das
US-Patent
Nr. 7,011,080 an Kennedy bereitgestellten Beispiel kann zum
Reinigen des AGR-Kühlers ein umgekehrter Luftstrom verwendet
werden. Bei diesem Beispiel wird zum Kühlen der Mischung
aus Ladeluft und rückgeführtem Abgas ein einzelner
Ladeluftkühler verwendet. Ein Strömungsventil,
das zwischen offener, Bypass- und Umkehrposition bewegt werden kann,
wird zum Steuern der Strömung der Mischung aus Ladeluft
und rückgeführtem Abgas durch den Kühler
verwendet. Die Umkehrposition des Strömungsventils liefert
eine umgekehrte Reinigungsströmung durch die Kühlpassagen,
um in dem Kühler akkumulierte Rußpartikel zu entfernen.
Das von Kennedy bereitgestellte Verfahren kann jedoch kontaminierte
Abluft, die Rußpartikel enthält, zum Reinigen des
AGR-Kühlers verwenden sowie eine vergrößerte Komplexität
beim Abgasströmungsdesign durch den AGR-Kühler.
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Um
die obigen Probleme mindestens teilweise zu behandeln, werden hierin
Systeme und Verfahren zum Verwenden von Ansaugdruckluft, die frei
von Rußpartikeln ist, zum Reinigen des AGR-Kühlers
eines Verbrennungsmotors mit einem Turbolader bereitgestellt. Ein
beispielhaftes System enthält ein AGR-Ventil zum selektiven
Umleiten eines Teils des Abgases durch einen AGR-Kanal zu einer
Ansaugseite des Verbrennungsmotors, einen in dem AGR-Kanal angeordneten
AGR-Kühler, wobei der AGR-Kühler eine Abgasseite
und eine Ansaugseite aufweist, und ein Ansaugdruckluftzufuhrsystem
mit einem Druckluftkanal, wobei das Ansaugdruckluftzufuhrsystem
konfiguriert ist, einen Teil der von dem Turbolader komprimierten
Ansaugdruckluft selektiv durch den AGR-Kühler umzuleiten,
um in dem AGR-Kühler abgeschiedene Rußpartikel
zu entfernen. Bei einigen Beispielen kann ein in dem Druckluftkanal
angeordnetes Ventil die Strömung der Ansaugdruckluft steuern.
Bei anderen Beispielen kann das Ventil zum Steuern der Ansaugdruckluftströmung
durch den Ansaugdruckkanal wegfallen, wenn der Druckluftkanal derart
bemessen und ausgerichtet wird, dass er die Strömung von
AGR-Gas in den AGR-Kühler nicht stört, und dass
es immer noch möglich ist, die adäquate Menge
an AGR-Strömung für den Motorbetrieb zuzuführen.
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Auf
diese Weise kann Turboladeransaugdruckluft, die relativ frei von
Rußpartikulat ist und die von dem Motorturbolader erhältlich
ist, zum Durchspülen des AGR-Kühlers verwendet
werden, um ausreichend Turbulenzen zum Ablösen von in dem AGR-Kühler
abgeschiedenen Rußpartikeln zu erzeugen. Bei einem Beispiel
kann die Druckluft zum Entfernen von Kühlerverunreinigungen
verwendet werden, wenn AGR nicht für den Motorbetrieb zum
Reduzieren etwaiger Störungen am AGR-Strömungsbetrieb
verwendet wird.
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Diese
kurze Darstellung wird bereitgestellt, um eine Auswahl von Konzepten
in einer vereinfachten Form einzuführen, die unten in der
ausführlichen Beschreibung näher beschrieben werden.
Diese kurze Darstellung ist nicht dazu gedacht, Schlüsselmerkmale
oder essentielle Merkmale des beanspruchten Gegenstands zu identifizieren,
noch soll sie den Schutzbereich des beanspruchten Gegenstands beschränken.
Zudem ist der beanspruchte Gegenstand nicht auf Implementierungen
beschränkt, die beliebige oder alle in einem beliebigen Teil
dieser Offenbarung erwähnten Nachteile lösen.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 ist
ein Schemadiagramm, das eine erste Ausführungsform eines
AGR-Systems zeigt, das zum Entfernen von in AGR-Kühlern
abgeschiedenen Rußpartikeln ein Ansaugdruckluftzufuhrsystem
nutzt.
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2 ist
ein Schemadiagramm, das eine zweite Ausführungsform eines
AGR-Systems zeigt, das zum Entfernen von in AGR-Kühlern
abgeschiedenen Rußpartikeln ein Ansaugdruckluftzufuhrsystem
nutzt.
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3 ist
ein Schemadiagramm, das eine dritte Ausführungsform eines
AGR-Systems zeigt, das zum Entfernen von in AGR-Kühlern
abgeschiedenen Rußpartikeln ein Ansaugdruckluftzufuhrsystem
nutzt.
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4 ist
ein Schemadiagramm, das eine vierte Ausführungsform eines
AGR-Systems zeigt, das zum Entfernen von in AGR-Kühlern
abgeschiedenen Rußpartikeln ein Ansaugdruckluftzufuhrsystem
nutzt, wobei das AGR-System ein Hochdruck-AGR-System ist.
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5 ist
ein Schemadiagramm, das eine fünfte Ausführungsform
eines AGR-Systems zeigt, das zum Entfernen von in AGR-Kühlern
abgeschiedenen Rußpartikeln ein Ansaugdruckluftzufuhrsystem
nutzt.
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6 ist
ein Schemadiagramm, das eine sechste Ausführungsform eines
AGR-Systems zeigt, das zum Entfernen von in AGR-Kühlern
abgeschiedenen Rußpartikeln ein Ansaugdruckluftzufuhrsystem
nutzt.
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7 ist
ein Flussdiagramm eines Beispielverfahrens zum Nutzen von von einem
Turbolader des Verbrennungsmotors komprimierten Ansaugdruckluft
zum Entfernen von in AGR-Kühlern abgeschiedenen Rußpartikeln.
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Ausführliche Beschreibung
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Die 1–6 sind
Schemadiagramme, die Ausführungsformen eines AGR-Systems 10 eines
Verbrennungsmotors 12 zeigen, der ein Ansaugdruckluftzufuhrsystem 14 nutzt,
um Druckluft, die von einem Turbolader komprimiert wird, zuzuführen,
um in einem AGR-Kühler 16 abgeschiedene Rußpartikel zu
entfernen. Bei dem in den 1 bis 2 dargestellten
AGR-System 10 handelt es sich um Niederdruck-AGR-Systeme,
während es sich bei den in 3 bis 6 gezeigten
AGR-Systemen 10 um Hochdruck-AGR-Systeme handelt. Der Einfachheit halber
sind in den 1 bis 6 ähnlich
Teile ähnlich bezeichnet.
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Der
Verbrennungsmotor 12 kann an einen Ansaugkanal 18 und
an eine Abgaspassage 20 gekoppelt sein. Der Motor 12 kann
einen Turbolader 22 mit einer Turbine 24 und einem
Kompressor 26 enthalten, wobei die Turbine 24 an
die Abgaspassage 20 gekoppelt und von durch die Abgaspassage 20 fließendem
Abgas angetrieben werden kann, und der Kompressor 24 kann
an die Ansaugpassage 18 gekoppelt sein, um durch die Ansaugpassage 18 fließende
Ansaugluft zu komprimieren. Es versteht sich, dass, obwohl der Turbolader
in den hierin gezeigten Ausführungsformen eine einzelne
Turbine und einen einzelnen Kompressor enthält, mehrere
Turbinen und/oder mehrere Kompressoren enthalten sein können.
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Das
AGR-System 10 kann einen fluidisch zwischen die Ansaugpassage 18 und
die Abgaspassage 20 gekoppelten AGR-Kanal 28 enthalten,
um einen Teil des Abgases von der Abgaspassage 20 zu der
Ansaugpassage 18 umzulenken, damit es als Abgasrückführung
(AGR) wieder in den Verbrennungsmotor 12 eingeleitet wird.
Das AGR-System 10 kann ein Niederdruck-AGR-System 10 sein,
wobei der AGR-Kanal 28 die Abgaspassage 20 fluidisch
an einem Ort hinter der Turbine 24 an die Ansaugpassage 18 an
einem Ort vor dem Kompressor 26 koppelt. Das AGR-System
kann auch ein Hochdruck-AGR-System 10 sein, wobei der AGR-Kanal 28 die
Abgaspassage 20 fluidisch an einem Ort vor der Turbine 24 an
die Ansaugpassage 18 an einem Ort hinter dem Kompressor 26 koppelt.
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Das
System 10 kann zusätzlich einen in dem AGR-Kanal 28 angeordneten
AGR-Kühler 16 enthalten, wobei der AGR-Kühler 16 eine
Abgasseite 32 bei der Abgaspassage 20 und eine
Ansaugseite 34 bei der Ansaugpassage 18 enthält.
Die AGR kann durch den AGR-Kühler 16 zirkuliert
werden, um vor der Wiedereinführung in den Einlass des
Verbrennungsmotors gekühlt zu werden.
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Das
AGR-System 10 kann auch ein AGR-Ventil 30 enthalten,
um einen Teil des Abgases selektiv durch einen AGR-Kanal 28 zu
der Ansaugpassage 20 des Verbrennungsmotors 12 umzuleiten. Das
AGR-Ventil 30 kann ein beliebiges geeignetes Ventil sein,
um die Luftströmung zu regeln, wie etwa ein Zweiwegeventil,
ein Einwegeventil, ein Drosselklappenventil, ein Kugelventil, ein
Rückschlagventil, ein Hubventil, ein Nadelventil, ein Kolbenventil
usw.
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Das
AGR-Ventil 30 kann ein in dem AGR-Kanal 28 auf
der Abgasseite 32 des AGR-Kühlers 16 angeordnetes
auslassseitiges AGR-Ventil sein, wie in 1 gezeigt.
Das AGR-Ventil 30 kann auch ein in dem AGR-Kanal 28 auf
der Ansaugseite 34 des AGR-Kühlers 16 angeordnetes
ansaugseitiges AGR-Ventil sein, wie in 2 gezeigt.
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Das
AGR-System 10 kann weiterhin ein Ansaugdruckluftzufuhrsystem 34 enthalten,
das einen Druckluftkanal 36 enthalten kann, um einen Teil
der vom Kompressor 26 komprimierten Ansaugdruckluft selektiv
durch den AGR-Kühler 16 umzuleiten, um in dem
AGR-Kühler 16 abgeschiedene Rußpartikel
zu entfernen, wenn die AGR reduziert oder abgeschaltet wird. Die
AGR kann beispielsweise abgeschaltet oder reduziert werden, wenn
die AGR nicht verwendet oder für den Motorbetrieb reduziert
ist.
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Das
AGR-System 10 kann auch ein Turbolader-zu-AGR-Ventil 38 enthalten,
um die Strömung von Ansaugdruckluft durch den Druckluftkanal 36 zu steuern.
Das Turbolader-zu-AGR-Ventil 38 kann ein beliebiges geeignetes
Ventil zum Regeln der Luftströmung sein, wie etwa ein Zweiwegeventil,
ein Einwegeventil, ein Drosselklappenventil, ein Kugelventil, ein
Rückschlagventil, ein Hubventil, ein Nadelventil, ein Kolbenventil
usw. Das Turbolader-zu-AGR-Ventil 38 kann ein auf der Abgasseite 32 des
AGR-Kühlers 16 angeordnetes auslassseitiges Ventil
sein, wie in 1 gezeigt, oder ein in dem Druckluftkanal 36 auf der
Ansaugseite 34 des AGR-Kühlers 16 angeordnetes
ansaugseitiges Ventil, wie in 2 gezeigt.
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Es
versteht sich außerdem, dass bei einigen Beispielen ein
Kombinationsventil verwendet werden kann. Beispielsweise können
das AGR-Ventil 30 und das Turbolader-zu-AGR-Ventil 38 zu
einem einzelnen Ventil kombiniert werden, wie etwa einem einzelnen
Doppelpositionsventil 31, wie in 5 und 6 gezeigt,
um sowohl die AGR-Strömung als auch die Druckluftströmung
durch den AGR-Kühler 16 zu steuern.
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Das
System 10 kann Druckdifferenzen an verschiedenen Orten
in der Ansaugpassage 18 und/oder der Abgaspassage 20 ausnutzen,
um die Ansaugdruckluft durch den AGR-Kühler 16 zu
spülen, um in dem AGR-Kühler 16 abgeschiedene
Rußpartikel zu lösen.
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Bei
dem in 1 gezeigten Beispiel kann zumindest unter bestimmten
Motorbetriebsbedingungen ein Druckdifferenzial zwischen der Ansaugpassage 18 an
einem Ort hinter dem Kompressor 26 (P2) und der Ansaugpassage 18 an
einem Ort vor dem Kompressor (P1) vorliegen. Dieses Druckdifferenzial (P2-P1)
kann verursachen, dass die Ansaugdruckluft durch den Druckluftkanal 36 strömt
und von der Abgasseite 32 in den AGR-Kühler 16 eintritt
und den AGR-Kühler 16 von der Ansaugseite 34 aus
verlässt.
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Bei
einem weiteren, in 2 gezeigten Beispiel kann ein
Druckdifferenzial mindestens unter bestimmten Motorbetriebsbedingungen
zwischen der Ansaugpassage 18 an einem Ort hinter dem Kompressor 26 (P2)
und der Abgaspassage 20 an einem Ort vor der Turbine 24 (P4)
vorliegen. Dieses Druckdifferenzial (P2-P4) kann verursachen, dass
die Ansaugdruckluft durch den Druckluftkanal 36 strömt und
von der Ansaugseite 34 in den AGR-Kühler 16 eintritt
und den AGR-Kühler 16 von der Abgasseite 32 aus
verlässt.
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Bei
den in 3 bis 6 gezeigten Beispielen kann
ein Druckdifferenzial mindestens unter bestimmten Motorbetriebsbedingungen
zwischen der Ansaugpassage 18 an einem Ort hinter dem Kompressor 26 (P2b)
und einem anderen Ort ebenfalls hinter dem Kompressor (P2c) vorliegen.
Dieses Druckdifferenzial (P2b-P2c) kann bewirken, dass die Ansaugdruckluft
durch den Druckluftkanal 36 strömt und von der
Abgasseite 32 aus in den AGR-Kühler 16 eintritt
und den AGR-Kühler 16 von der Ansaugseite 34 aus
verlässt.
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Bei
einigen Beispielen kann das System 10 auch eine oder mehrere Motorbetriebsbedingungen justieren,
um einen ausreichenden Differentialdruck zu erzeugen, damit die
Ansaugdruckluft durch den AGR-Kühler 16 gespült
wird.
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Bei
einigen Beispielen, wie in 2 gezeigt, können
die gelösten Rußpartikulate in der Abgaspassage 20 angeordnet
werden. Die in der Abgaspassage angeordneten Rußpartikulate
können durch eine stromabwärtige Emissionssteuereinrichtung
entfernt werden, wie etwa einen Katalysator und einen Partikelfilter.
Bei den in 1, 3 bis 6 gezeigten Beispielen
können die gelösten Rußpartikulate in
der Ansaugpassage 18 angeordnet und durch den Motor 12 verbrannt
werden.
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Bei
einigen Beispielen kann das System 10 den Betrieb von einem
oder mehreren Ventilen justieren, um die Geschwindigkeit und Turbulenz
der Strömung der Ansaugdruckluft durch den Druckluftkanal und/oder
den AGR-Kühler 16 zu steuern. Beispielsweise kann
das System 10 den Betrieb der Turbolader-zu-AGR-Ventile 38 und/oder
individueller AGR-Kühlerventile 17 justieren (wie
in 3 bis 6 gezeigt). Die durch den AGR-Kühler 16 gespülte
Ansaugdruckluft kann eine ausreichend hohe Geschwindigkeit aufweisen,
dass sie eine ausreichend hohe Reynolds-Zahl innerhalb der AGR-Kühler
erzeugt, damit die Ansaugdruckluft in dem AGR-Kühler 16 abgeschiedene
Rußpartikel lösen kann.
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Das
System 10 kann weiterhin einen an verschiedene Sensoren 42 zum
Erfassen verschiedener Motorbetriebsbedingungen gekoppelten Motorcontroller 40 enthalten.
Die verschiedenen Sensoren 42 können beispielsweise
verschiedene Temperatursensoren wie etwa Temperatursensoren zum
Erfassen von Temperaturen der AGR vor der Kühlung und der
AGR nach der Kühlung und des Einlasses enthalten. Die verschiedenen
Sensoren können verschiedene Strömungsratensensoren
wie etwa Strömungsratensensoren zum Erfassen einer Strömungsrate der
AGR und der Ansaugdruckluft enthalten.
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Der
Motorcontroller 40 kann konfiguriert sein, verschiedene
Motorbetriebsbedingungen auf der Basis beispielsweise von verschiedenen
Sensormesswerten, die von den verschiedenen Sensoren 42 geliefert
werden, zu bestimmen. Beispielsweise kann die Kühleffizienz
eines AGR-Kühlers anhand einer Nachkühlungstemperatur
des AGR nach dem Kühlen durch den AGR-Kühler bestimmt
oder anhand von verschiedenen Motorbetriebsbedingungen wie etwa
einer Länge und Bedingungen der Motorverbrennung bestimmt
werden. Die Strömungsrate der AGR durch einen AGR-Kühler
kann von einem oder mehreren Durchflussmessern gemessen werden,
die bei oder nahe dem AGR-Kühler angeordnet sind. Die Ansaugtemperatur
und die Nachkühltemperatur des Abgases können
unter Verwendung von einem oder mehreren Temperatursensoren bestimmt werden,
die an verschiedenen Orten der Ansaug-, Abgas- und/oder AGR-Wege
positioniert sind.
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Der
Motorcontroller 40 kann an verschiedene Aktuatoren gekoppelt
sein, um den Betrieb der verschiedenen Aktuatoren zu steuern, in
einigen Fällen als Reaktion auf verschiedene Motoroperationen. Insbesondere
kann der Motorcontroller 40 als Reaktion auf Motorbetriebsbedingungen
an das AGR-Ventil 30 und das Turbolader-zu-AGR-Ventil 38 gekoppelt
sein und deren Betrieb steuern. Beispielsweise kann der Motorcontroller 40 konfiguriert
sein, einen Teil der Ansaugdruckluft unter Verwendung des Druckluftzufuhrsystems
selektiv durch einen AGR-Kühler umzuleiten, um in den AGR-Kühlern
abgeschiedene Rußpartikel unter einer oder mehreren der
folgenden Motorbetriebsbedingungen zu entfernen, die anzeigen, dass
die AGR-Kühler beim Kühlen des AGR aufgrund einer
Rußpartikulatabscheidung nicht effektiv arbeiten, die von
dem Motorcontroller detektiert wird: eine Kühleffizienz
des AGR-Kühlers liegt unter einem Schwellwert, eine Strömungsrate der
AGR durch den AGR-Kühler liegt unter einem Schwellwert,
eine Ansaugtemperatur liegt über einem Schwellwert und
eine Nachkühltemperatur des Abgases nach dem Kühlen
durch den AGR-Kühler liegt über einem Schwellwert.
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Der
Motorcontroller 40 kann beispielsweise anhand einer oder
mehrerer Motorbetriebsbedingungen bestimmen, dass der AGR-Kühler 16 beim
Kühlen der AGR aufgrund einer Rußpartikulatakkumulation
in dem AGR-Kühler 16 nicht effizient arbeitet. Der
Motorcontroller 40 kann danach die AGR-Strömung
durch den AGR-Kühler 16 stoppen, beispielsweise
durch Abschalten des AGR-Ventils 30 in den in 1–4 gezeigten
Beispielen oder durch Justieren des Doppelpositionsventils 31 in
den in 5–6 gezeigten
Beispielen. Der Motorcontroller 40 kann auch die Strömung
der Ansaugdruckluft durch den Druckluftkanal 36 öffnen,
indem beispielsweise das Turbolader-zu-AGR-Ventil 38 in
den in 1–4 gezeigten Beispielen
eingeschaltet wird oder indem das Doppelpositionsventil 31 in
den in 5–6 gezeigten
Beispielen justiert wird.
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Es
versteht sich, dass bei einigen Beispielen die verschiedenen Ventile,
wie etwa das Turbolader-zu-AGR-Ventil 38 zum Steuern der
Ansaugdruckluftströmung durch den Ansaugdruckkanal 36 und/oder
die individuellen AGR-Kühlerventile 17 (wie in 3–6 gezeigt)
zum Steuern der Strömung durch die individuellen AGR-Kühler 16 entfallen
können, wenn beispielsweise der Druckluftkanal 36 möglicherweise
so bemessen und ausgerichtet ist, dass er die Strömung
von AGR-Gas in den AGR-Kühler 16 nicht stört,
und dass es dennoch möglich ist, die adäquate
Menge von AGR-Strömung für den Motorbetrieb zuzuführen.
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Es
versteht sich, dass, obwohl das AGR-System 10 bei diesem
Beispiel einen einzelnen AGR-Kühler enthält und
das AGR-System das Ansaugdruckluftzufuhrsystem 14 verwendet,
um in dem AGR-Kühler abgeschiedene Rußpartikel
zu entfernen, das AGR-System bei anderen Beispielen mehrere AGR-Kühler
enthalten kann und das Ansaugdruckluftzufuhrsystem Mechanismen (z.
B. Kanäle und Ventile) enthalten kann, um von dem Turbolader komprimierte
Ansaugdruckluft zuzuführen, um in den mehreren AGR-Kühlern
abgeschiedene Rußpartikel zu entfernen.
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Es
versteht sich auch, dass das AGR-Ventil 30 mehrere koordiniert
arbeitende Ventile enthalten kann, um die Strömung der
AGR zu steuern, das Turbolader-zu-AGR-Ventil 38 mehrere
in Koordination arbeitende Ventile enthalten kann, um die Strömung der
Druckluft durch den Druckluftkanal 36 zu steuern. Es sei
weiterhin angemerkt, dass in dem Druckluftkanal 36 mehrere
Kanäle enthalten sein können, um die Druckluft
dem AGR-Kühler 16 zuzuführen.
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In
Beispielen wie in 3 und 4 gezeigt, enthält
das AGR-System 10 zwei AGR-Kühler 16,
einen ersten AGR-Kühler 16A und einen zweiten AGR-Kühler 16B.
Individuelle AGR-Kühlerventile 17 (17A und 17B)
sind vorgesehen, um Luftströmung durch die individuellen
AGR-Kühler zu steuern. Die individuellen AGR-Kühlerventile 17 können
koordiniert arbeiten, um die Luftströmung durch die individuellen
AGR-Kühler zu steuern.
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Die
individuellen AGR-Kühlerventile 17 können
auslassseitige Ventile sein, die auf der Auslassseite der AGR-Kühler
positioniert sind, oder ansaugseitige Ventile, die auf der Ansaugseite
der AGR-Kühler positioniert sind. Das Beispiel wie in 3 gezeigt
zeigt die individuellen AGR-Kühlerventile 17 als
ansaugseitige Ventile, während das Beispiel wie in 4 gezeigt
die individuellen AGR-Kühlerventile 17 als auslassseitige
Ventile zeigt.
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Der
Durchschnittsfachmann versteht, dass unten in den Flussdiagrammen
beschriebene spezifische Routinen eine oder mehrere einer beliebigen Anzahl
von Verarbeitungsstrategien darstellen können, wie etwa
ereignisgesteuert, interruptgesteuert, Multitasking, Multi-Threading
und dergleichen. Als solche können verschiedene Schritte
oder Funktionen, die gezeigt sind, in der dargestellten Sequenz oder
parallel ausgeführt werden oder in einigen Fällen
entfallen. Gleicherweise ist die Reihenfolge der Verarbeitung nicht
notwendigerweise erforderlich, um die Merkmale und Vorteile der
hierin beschriebenen Ausführungsbeispiele der Erfindung
zu erzielen, wird aber zur leichten Darstellung und Beschreibung bereitgestellt.
Wenngleich nicht explizit gezeigt, wird der Durchschnittsfachmann
erkennen, dass eine oder mehrere der gezeigten Schritte oder Funktionen je
nach der verwendeten jeweiligen Strategie wiederholt ausgeführt
werden können. Weiterhin stellen diese Figuren in das computerlesbare
Speicherungsmedium im Motorcontroller 40 zu programmierenden Code
grafisch dar.
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7 ist
ein Flussdiagramm einer Routine 700 zum Entfernen einer
Rußabscheidung aus einem Abgasrückführungskühler
(AGR) zum Kühlen der Abgasrückführung
(AGR) eines Verbrennungsmotors. Die Routine 700 kann in
dem AGR-System 10 von 1 bis 6 implementiert
werden.
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Die
Routine kann bei 702 das Bestimmen beinhalten, dass der
AGR-Kühler nicht effizient arbeitet. Die Bestimmung kann
darauf basieren, dass eine Kühleffizienz des AGR-Kühlers
unter einem Schwellwert liegt, eine Strömungsrate der AGR
durch den AGR-Kühler unter einem Schwellwert liegt, eine
Ansaugtemperatur über einem Schwellwert liegt und eine
Nachkühltemperatur des Abgases nach dem Kühlen
durch den AGR-Kühler über einem Schwellwert liegt.
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Die
Routine kann bei 704 das Bestimmen von Motorbetriebsbedingungen,
unter denen die AGR für den Motorbetrieb nicht erforderlich
ist, beinhalten. Solche Motorbetriebsbedingungen werden unter Bezugnahme
auf 1 bis 6 ausführlich erörtert.
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Die
Routine kann weiterhin bei 706 das Reduzieren oder Ausschalten
der AGR-Strömung beinhalten, beispielsweise durch Steuern
des Betriebs eines in einem AGR-Kanal angeordneten AGR-Ventils. Solche
Operationen werden auch unter Bezugnahme auf die 1 bis 6 ausführlich
erörtert.
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Die
Routine kann weiterhin bei 708 das selektive Umleiten oder
Spülen eines Teils einer Turbolader-Ansaugdruckluft durch
den AGR-Kühler beinhalten, beispielsweise durch Steuern
des Betriebs eines in einem Ansaugdruckluftkanal angeordneten Ventils
(z. B. Turbolader-zu-AGR-Ventil 38) und/oder durch Justieren
einer oder mehrerer Motorbetriebsbedingungen, um das erforderliche
Druckdifferential zum Spülen der Ansaugdruckluft durch
den AGR-Kühler zu erzeugen. Die Spülung kann für
eine vorbestimmte Zeitperiode andauern oder kann von einem Motorcontroller
auf der Basis von einer oder mehreren Motorbetriebsbedingungen wie
etwa einer Strömungsrate der Ansaugdruckluft durch den AGR-Kühler
gesteuert werden. Solche Operationen werden unter Bezugnahme auf 1 bis 6 ausführlich
erörtert.
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Bei
einigen Beispielen tritt die gespülte Druckluft von einer
Abgasseite des AGR-Kühlers bei einer Abgaspassage des Verbrennungsmotors
in den AGR-Kühler ein und tritt von der Ansaugseite des AGR-Kühlers
bei einer Ansaugpassage des Verbrennungsmotors aus. Bei anderen
Beispielen tritt die gespülte Druckluft von der Ansaugseite
des AGR-Kühlers bei einer Ansaugpassage des Verbrennungsmotors
in den AGR-Kühler ein und tritt aus einer Abgasseite des
AGR-Kühlers bei einer Abgaspassage des Verbrennungsmotors
aus. Die Rußpartikulate enthaltende nachgespülte
Druckluft kann in dem Einlass angeordnet werden, um von dem Motor
abgebrannt zu werden, oder kann in dem Auslass angeordnet werden,
um von einer stromabwärtigen Emissionssteuereinrichtung
wie etwa einem Partikulatfilter behandelt zu werden.
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Es
versteht sich, dass die hierin offenbarten Konfigurationen und Routinen
von beispielhafter Natur sind und dass diese spezifischen Ausführungsformen
nicht in einem beschränkenden Sinne anzusehen sind, weil
zahlreiche Variationen möglich sind. Beispielsweise kann
die obige Technologie auf V-6, I-4, I-6, V-12, V-4, Diesel-, Benzin-,
Alternativkraftstoff und anderen Motorarten angewendet werden. Der
Gegenstand der vorliegenden Offenbarung beinhaltet alle neuartigen
und nicht-offensichtlichen Kombinationen und Teilkombinationen der
verschiedenen Systeme und Konfigurationen und andere hierin offenbarte
Merkmale, Funktionen und/oder Eigenschaften.
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Die
folgenden Ansprüche heben bestimmte Kombinationen und Teilkombinationen,
die als neuartig und nicht-offensichtlich angesehen werden, hervor.
Diese Ansprüche können sich auf „ein” Element oder „ein
erstes” Element oder der Äquivalent davon beziehen.
Solche Ansprüche sollten so verstanden werden, dass sie
Einbeziehung von einem oder mehreren solchen Elementen beinhalten,
wobei zwei oder mehr solcher Elemente weder erforderlich sind noch
ausgeschlossen werden. Andere Kombinationen und Teilkombinationen
der offenbarten Merkmale, Funktionen, Elemente und/oder Eigenschaften können
durch eine Abänderung der vorliegenden Ansprüche
oder durch Vorlage von neuen Ansprüchen in dieser oder
einer verwandten Anmeldung beansprucht werden. Solche Ansprüche,
ob breiter, enger, gleich oder anders hinsichtlich Schutzbereich
bezüglich der ursprünglichen Ansprüche,
werden ebenfalls so angesehen, dass sie im Gegenstand der vorliegenden
Offenbarung enthalten sind.
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Eine
erfingungsgemäßes System ist konfiguriert, die
Druckluft durch den AGR-Kühler umzuleiten, wenn ein beliebiges
oder eine Kombination der folgenden Ereignisse eintritt: eine Strömungsrate
des AGR-Kühlers liegt unter einem Schwellwert, eine Ansaugtemperatur
liegt über einem Schwellwert und eine Nachkühltemperatur
des von dem AGR-Kühler gekühlten Abgases liegt über
einem Schwellwert.
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Eine
erfindungsgemäßes Verfahren zum Entfernen einer
Rußabscheidung aus einem Abgasrückführungskühler
(AGR) zum Kühlen einer Abgasrückführung
(AGR) eines Verbrennungsmotors, umfasst:
selektives Umleiten
eines Teils der Turbolader-Ansaugdruckluft
durch den AGR-Kühler,
wenn die Abgasrückführung reduziert ist,
um
Verunreinigungen aus dem AGR-Kühler zu entfernen.
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Dabei
kommt es bevorzugt zu dem Umleiten, wenn die Abgasrückführung
abgeschaltet oder reduziert ist.
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Bei
dem Verfahren wird bevorzugt eine Strömungsrate der gespülten
Druckluft von einem Ventil gesteuert, wobei ein Niederdruck-AGR
selektiv durch den AGR-Kühler auf der Basis von Motorbetriebsbedingungen
gelenkt wird.
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Bei
dem Verfahren tritt bevorzugt die für die Spülung
verwendete Druckluft in den AGR-Kühler von dessen Abgasseite
ein und von dessen Ansaugseite aus.
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Alternativ
kann, zumindest temporär, die für die Spülung
verwendete Druckluft in den AGR-Kühler von dessen Ansaugseite
eingeführt werden und an dessen Abgasseite austreten.
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Bevorzugt
erfolgt das Spülen, wenn eine Kühleffizienz des
AGR-Kühlers unter einem Schwellwert liegt.
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Weiter
bevorzugt erfolgt das Spülen, wenn ein oder eine Kombination
aus den folgenden Ereignissen eintritt:
eine Strömungsrate
des durch den AGR-Kühler rückgeführten
Abgases liegt unter einem Schwellwert, eine Ansaugtemperatur liegt über
einem Schwellwert und eine Nachkühltemperatur des von dem AGR-Kühler
gekühlten Abgases liegt über einem Schwellwert.
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Ein
erfindungsgemäßes AGR-System eines Verbrennungsmotors
mit einem Turbolader, der eine Turbine und einen Kompressor enthält,
umfasst:
einen Turbolader mit einer Turbine und einem Kompressor; einen
Hochdruck-AGR-Kanal, der fluidisch eine Abgaspassage an einem Ort
vor der Turbine an eine Ansaugpassage an einem Ort hinter dem Kompressor
koppelt;
einen in dem AGR-Kanal angeordneten AGR-Kühler, wobei
der AGR-Kühler eine Abgasseite und eine Ansaugseite aufweist;
ein AGR-Ventil zum selektiven Umleiten eines Teils des Abgases durch
den AGR-Kanal zu der Ansaugluftpassage, wobei das AGR-Ventil ein
abgasseitiges AGR-Ventil ist, das auf der Abgasseite des AGR-Kühlers
angeordnet ist;
einen Druckluftkanal, der die Ansaugpassage
fluidisch an einem Ort zwischen dem Kompressor und dem Verbrennungsmotor
an den AGR-Kühler an der Abgasseite koppelt; und
ein
Druckluftventil zum Steuern der Strömung der Druckluft
durch den Druckluftkanal, wobei das Druckluftventil konfiguriert
ist, einen Teil einer Druckluft durch den Druckluftkanal umzuleiten,
wenn mindestens eine der folgenden Motorbetriebsbedingungen eintritt:
eine
Kühleffizienz des AGR-Kühlers liegt unter einem Schwellwert,
eine
Strömungsrate des AGR-Kühlers liegt unter einem
Schwellwert,
eine Ansaugtemperatur liegt über einem
Schwellwert und eine Nachkühltemperatur des Abgases nach dem
Kühlen durch den AGR-Kühler liegt über
einem Schwellwert.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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