RU2017134877A - Способ и система для рециркуляции и рекуперации тепла отработавших газов - Google Patents

Способ и система для рециркуляции и рекуперации тепла отработавших газов Download PDF

Info

Publication number
RU2017134877A
RU2017134877A RU2017134877A RU2017134877A RU2017134877A RU 2017134877 A RU2017134877 A RU 2017134877A RU 2017134877 A RU2017134877 A RU 2017134877A RU 2017134877 A RU2017134877 A RU 2017134877A RU 2017134877 A RU2017134877 A RU 2017134877A
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
engine
exhaust
exhaust gas
mode
fuel economy
Prior art date
Application number
RU2017134877A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2017134877A3 (ru
RU2709401C2 (ru
Inventor
Уильям Сэмюель ШВАРЦ
Чэд Аллан БЕЙКЕР
Грегори Патрик МАККОНВИЛЛ
Тимоти Ноа БЛЭТЧЛИ
Майкл Джеймс УРИЧ
Original Assignee
Форд Глобал Текнолоджиз, Ллк
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Форд Глобал Текнолоджиз, Ллк filed Critical Форд Глобал Текнолоджиз, Ллк
Publication of RU2017134877A publication Critical patent/RU2017134877A/ru
Publication of RU2017134877A3 publication Critical patent/RU2017134877A3/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2709401C2 publication Critical patent/RU2709401C2/ru

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0025—Controlling engines characterised by use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D41/0047—Controlling exhaust gas recirculation [EGR]
    • F02D41/0077—Control of the EGR valve or actuator, e.g. duty cycle, closed loop control of position
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/02—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices the heat being derived from the propulsion plant
    • B60H1/025—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices the heat being derived from the propulsion plant from both the cooling liquid and the exhaust gases of the propulsion plant
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/02—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
    • F01N3/0205—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust using heat exchangers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N5/00—Exhaust or silencing apparatus combined or associated with devices profiting by exhaust energy
    • F01N5/02—Exhaust or silencing apparatus combined or associated with devices profiting by exhaust energy the devices using heat
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P3/00—Liquid cooling
    • F01P3/20—Cooling circuits not specific to a single part of engine or machine
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0025—Controlling engines characterised by use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D41/0047—Controlling exhaust gas recirculation [EGR]
    • F02D41/005—Controlling exhaust gas recirculation [EGR] according to engine operating conditions
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/04—Introducing corrections for particular operating conditions
    • F02D41/06—Introducing corrections for particular operating conditions for engine starting or warming up
    • F02D41/062—Introducing corrections for particular operating conditions for engine starting or warming up for starting
    • F02D41/064—Introducing corrections for particular operating conditions for engine starting or warming up for starting at cold start
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1438—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor
    • F02D41/1444—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases
    • F02D41/1446—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases the characteristics being exhaust temperatures
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1438—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor
    • F02D41/1444—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases
    • F02D41/1448—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases the characteristics being an exhaust gas pressure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D9/00—Controlling engines by throttling air or fuel-and-air induction conduits or exhaust conduits
    • F02D9/04—Controlling engines by throttling air or fuel-and-air induction conduits or exhaust conduits concerning exhaust conduits
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02G—HOT GAS OR COMBUSTION-PRODUCT POSITIVE-DISPLACEMENT ENGINE PLANTS; USE OF WASTE HEAT OF COMBUSTION ENGINES; NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02G5/00—Profiting from waste heat of combustion engines, not otherwise provided for
    • F02G5/02—Profiting from waste heat of exhaust gases
    • F02G5/04—Profiting from waste heat of exhaust gases in combination with other waste heat from combustion engines
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/02—EGR systems specially adapted for supercharged engines
    • F02M26/04—EGR systems specially adapted for supercharged engines with a single turbocharger
    • F02M26/06—Low pressure loops, i.e. wherein recirculated exhaust gas is taken out from the exhaust downstream of the turbocharger turbine and reintroduced into the intake system upstream of the compressor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/13—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories
    • F02M26/14—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories in relation to the exhaust system
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/13—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories
    • F02M26/14—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories in relation to the exhaust system
    • F02M26/15—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories in relation to the exhaust system in relation to engine exhaust purifying apparatus
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/13—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories
    • F02M26/22—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories with coolers in the recirculation passage
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/13—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories
    • F02M26/22—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories with coolers in the recirculation passage
    • F02M26/33—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories with coolers in the recirculation passage controlling the temperature of the recirculated gases
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02N—STARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N19/00—Starting aids for combustion engines, not otherwise provided for
    • F02N19/02—Aiding engine start by thermal means, e.g. using lighted wicks
    • F02N19/04—Aiding engine start by thermal means, e.g. using lighted wicks by heating of fluids used in engines
    • F02N19/10—Aiding engine start by thermal means, e.g. using lighted wicks by heating of fluids used in engines by heating of engine coolants
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/02—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices the heat being derived from the propulsion plant
    • B60H1/04—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices the heat being derived from the propulsion plant from cooling liquid of the plant
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P2060/00—Cooling circuits using auxiliaries
    • F01P2060/08—Cabin heater
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P2060/00—Cooling circuits using auxiliaries
    • F01P2060/16—Outlet manifold
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1438—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor
    • F02D41/1444—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases
    • F02D2041/1472—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases the characteristics being a humidity or water content of the exhaust gases
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2200/00—Input parameters for engine control
    • F02D2200/02—Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
    • F02D2200/021—Engine temperature
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2200/00—Input parameters for engine control
    • F02D2200/02—Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
    • F02D2200/021—Engine temperature
    • F02D2200/022—Estimation of engine temperature
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02N—STARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N2200/00—Parameters used for control of starting apparatus
    • F02N2200/08—Parameters used for control of starting apparatus said parameters being related to the vehicle or its components
    • F02N2200/0804—Temperature inside the vehicle cabin
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40—Engine management systems

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Exhaust-Gas Circulating Devices (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)

Claims (44)

1. Способ для двигателя, содержащий шаги, на которых:
эксплуатируют выпускную систему в первом режиме с направлением потока отработавших газов в выхлопную трубу через теплообменник, и
эксплуатируют выпускную систему во втором режиме с рециркуляцией первой части отработавших газов во впускной коллектор и направлением второй части отработавших газов в выхлопную трубу через теплообменник.
2. Способ по п. 1, в котором эксплуатация в первом режиме и во втором режиме включает в себя направление потока охлаждающей жидкости двигателя через теплообменник, передачу тепла от отработавших газов охлаждающей жидкости двигателя с последующим направлением потока охлаждающей жидкости двигателя через двигатель, и/или сердцевину обогревателя, и/или радиатор, с последующей передачей тепла от охлаждающей жидкости двигателя двигателю, и/или сердцевине обогревателя, и/или радиатору, при этом способ дополнительно содержит шаги, на которых: осуществляют нагрев двигателя путем отбора тепла из охлаждающей жидкости двигателя в зависимости от потребности в нагреве двигателя и осуществляют нагрев пассажирского салона путем отбора тепла из сердцевины обогревателя в зависимости от потребности в нагреве салона.
3. Способ по п. 1, дополнительно содержащий шаги, на которых:
эксплуатируют выпускную систему двигателя в третьем режиме с рециркуляцией третьей части отработавших газов во впускной коллектор через теплообменник и одновременным направлением четвертой части отработавших газов непосредственно в выхлопную трубу; и
эксплуатируют выпускную систему двигателя в четвертом режиме с направлением отработавших газов непосредственно в выхлопную трубу в обход теплообменника.
4. Способ по п. 3, дополнительно содержащий шаг, на котором выбирают между первым, вторым, третьим и четвертым режимами в зависимости от температуры двигателя, нагрузки двигателя и коэффициента экономии топлива, причем первый режим выбирают, если температура двигателя ниже пороговой, четвертый режим выбирают, если температура двигателя выше пороговой и нагрузка двигателя выше пороговой, причем второй или третий режим выбирают, если температура двигателя выше пороговой и нагрузка двигателя ниже пороговой.
5. Способ по п. 4, в котором указанный выбор дополнительно включает в себя выбор между вторым и третьим режимами путем оценки первого коэффициента экономии топлива по выигрышу в экономии топлива, достигаемому за счет эксплуатации выпускной системы двигателя во втором режиме, оценки второго коэффициента экономии топлива по выигрышу в экономии топлива, достигаемому за счет эксплуатации выпускной системы двигателя в третьем режиме, сравнения первого коэффициента экономии топлива со вторым коэффициентом экономии топлива, и выбора второго или третьего режима в зависимости от того, какой из коэффициентов экономии топлива выше - первый или второй.
6. Способ по п. 5, в котором выигрыши в экономии топлива во втором режиме и в третьем режиме вычисляют по третьей части отработавших газов, рециркулируемой во впускной коллектор, температуре рециркулируемых отработавших газов и изменению температуры охлаждающей жидкости, при этом выигрыш в экономии топлива тем больше, чем больше рециркулируемая третья часть отработавших газов, чем ниже температура рециркулируемых отработавших газов и чем больше изменение температуры охлаждающей жидкости.
7. Способ по п. 1, в котором теплообменник соединен с перепускным каналом ниже по потоку от одного или нескольких каталитических нейтрализаторов отработавших газов, при этом рециркуляцию третьей части во впускной коллектор осуществляют по магистрали рециркуляции отработавших газов (РОГ), соединенной с перепускным каналом отработавших газов ниже по потоку от теплообменника.
8. Способ по п. 7, в котором в первом режиме отводной клапан, соединенный с местом соединения перепускного канала и основного выпускного канала ниже по потоку от теплообменника, находится в первом, полностью открытом, положении, а клапан РОГ закрыт, причем во втором режиме, отводной клапан находится в первом положении, а клапан РОГ открыт, причем в третьем режиме отводной клапан находится во втором, полностью закрытом, положении, а клапан РОГ открыт, причем в четвертом режиме отводной клапан находится во втором положении, а клапан РОГ закрыт, причем во втором и в третьем режимах проход клапана РОГ регулируют в зависимости от требуемого количества РОГ, при этом проход увеличивают по мере роста требуемого количества РОГ.
9. Способ по п. 8, в котором первое, полностью открытое, положение отводного клапана обеспечивает возможность направления отработавших газов в выхлопную трубу по перепускному каналу, а второе, полностью закрытое, положение отводного клапана блокирует поток отработавших газов в выхлопную трубу по перепускному каналу.
10. Способ по п. 1, в котором во втором режиме соотношение первой и второй частей зависит от потребности в РОГ, при этом первая часть тем больше, чем больше потребность в РОГ.
11. Способ по п. 1, дополнительно содержащий шаг, на котором оценивают уровень конденсата, скопившегося в теплообменнике, и, если уровень конденсата выше порогового, эксплуатируют выпускную систему двигателя в первом режиме.
12. Способ для двигателя, установленного в транспортном средстве, содержащий шаги, на которых:
во время холодного пуска двигателя,
эксплуатируют выпускную систему двигателя в первом режиме путем закрытия клапана рециркуляции отработавших газов (РОГ) и установки отводного клапана в первое положение для пропуска потока отработавших газов в выхлопную трубу через теплообменник в перепускном канале;
осуществляют передачу тепла от отработавших газов к охлаждающей жидкости, циркулирующей через теплообменник; и
осуществляют циркуляцию охлаждающей жидкости через двигатель и сердцевину обогревателя для повышения температуры двигателя и/или температуры салона транспортного средства; и
после активации катализатора,
выбирают второй режим эксплуатации с открытым клапаном рециркуляции отработавших газов (РОГ) и отводным клапаном в первом положении, или третий режим эксплуатации с открытым клапаном рециркуляции отработавших газов (РОГ) и отводным клапаном во втором положении, при этом выбор зависит от соотношения потребности в рециркуляции отработавших газов (РОГ) и потребности в нагреве двигателя.
13. Способ по п. 12, в котором указанный выбор включает в себя выбор второго режима, когда потребность в РОГ возникает при более низкой температуре двигателя, и выбор третьего режима, когда потребность в РОГ возникает при более высокой температуре двигателя.
14. Способ по п. 12, в котором температура РОГ, рециркулируемых на впуск двигателя, во втором режиме выше, чем температура РОГ, рециркулируемых на впуск двигателя, в третьем режиме.
15. Способ по п. 14, в котором во втором и в третьем режимах проход клапана РОГ регулируют в зависимости от потребности в РОГ для рециркуляции первой части отработавших газов на впуск двигателя, причем во втором режиме вторая, остальная, часть отработавших газов течет в выхлопную трубу через теплообменник, причем в третьем режиме вторая часть отработавших газов течет непосредственно в выхлопную трубу в обход теплообменника.
16. Способ по п. 15, дополнительно содержащий шаги, на которых: во втором режиме осуществляют циркуляцию охлаждающей жидкости в теплообменнике с передачей тепла от первой части и от второй части отработавших газов охлаждающей жидкости, и осуществляют передачу тепла от охлаждающей жидкости блоку цилиндров двигателя в зависимости от потребности в нагреве двигателя; и
в третьем режиме осуществляют циркуляцию охлаждающей жидкости в теплообменнике и осуществляют передачу тепла только от первой части отработавших газов охлаждающей жидкости.
17. Способ по п. 16, в котором указанный выбор также осуществляют в зависимости от результата сравнения экономии топлива, при этом второй режим выбирают, если первая экономия топлива, достигаемая за счет рециркуляции первой части отработавших газов на впуск двигателя и направления второй части отработавших газов в выхлопную трубу с передачей тепла охлаждающей жидкости в теплообменнике от первой и от второй частей отработавших газов, выше, чем вторая экономия топлива, достигаемая за счет рециркуляции первой части отработавших газов на впуск двигателя и направления второй части отработавших газов непосредственно в выхлопную трубу с передачей тепла охлаждающей жидкости в теплообменнике от первой части; при этом третий режим выбирают, если вторая экономия топлива выше, чем первая экономия топлива.
18. Система двигателя, соединенная с транспортным средством, содержащая
впускной коллектор двигателя;
выпускную систему двигателя с выпускным каналом и перепускным каналом, при этом выпускной канал содержит датчик влажности отработавших газов, датчик температуры отработавших газов, датчик давления отработавших газов, каталитический нейтрализатор отработавших газов и глушитель, при этом перепускной канал соединен с выпускным каналом от области ниже по потоку от каталитического нейтрализатора до области выше по потоку от глушителя, при этом перепускной канал содержит теплообменник;
систему охлаждения, соединенную по текучей среде с теплообменником, блоком цилиндров двигателя и сердцевиной обогревателя, при этом система охлаждения содержит датчик температуры охлаждающей жидкости двигателя;
отводной клапан, соединенный с выпускным каналом, с возможностью регулирования потока отработавших газов по перепускному каналу;
магистраль рециркуляции отработавших газов (РОГ) с клапаном рециркуляции отработавших газов (РОГ) для рециркуляции отработавших газов из перепускного канала, ниже по потоку от теплообменника, во впускной коллектор; и
контроллер с машиночитаемыми инструкциями, сохраненными в долговременной памяти, для:
оценки температуры двигателя посредством датчика температуры охлаждающей жидкости двигателя;
и
если температура двигателя ниже пороговой, закрытия клапана рециркуляции отработавших газов (РОГ) и перемещения отводного клапана в первое положение для эксплуатации выпускной системы двигателя в первом режиме, обеспечивающем возможность потока отработавших газов из области ниже по потоку от каталитического нейтрализатора в глушитель через перепускной канал и теплообменник, передачи тепла от отработавших газов, текущих через теплообменник, в систему охлаждения, и, в зависимости от потребности в нагреве двигателя и потребности в нагреве пассажирского салона, передачи тепла в двигатель и/или пассажирский салон через сердцевину обогревателя;
после того, как температура двигателя превысит пороговую, оценки первого коэффициента экономии топлива, соответствующего эксплуатации выпускной системы двигателя во втором режиме, оценки второго коэффициента экономии топлива, соответствующего эксплуатации выпускной системы двигателя в третьем режиме;
сравнения первого коэффициента экономии топлива со вторым коэффициентом экономии топлива;
если первый коэффициент экономии топлива превышает второй коэффициент экономии топлива, перевода клапана РОГ из закрытого положения в открытое положение с поддержанием отводного клапана в первом положении для направления первой части отработавших газов во впускной коллектор и направления второй части отработавших газов в глушитель через теплообменник, и
если второй коэффициент экономии топлива превышает первый коэффициент экономии топлива, перевода клапана РОГ из закрытого положения в открытое положение и отводного клапана из первого положения во второе положение для направления третьей части отработавших газов во впускной коллектор через теплообменник и направления четвертой части в глушитель.
19. Система по п. 18, в которой первый коэффициент экономии топлива зависит от выигрыша в экономии топлива, достигаемого за счет подачи частично охлажденной первой части отработавших газов в качестве РОГ и нагрева двигателя и/или нагрева салона с использованием тепла, рекуперированного из первой части и второй части отработавших газов, а второй коэффициент экономии топлива зависит от выигрыша в экономии топлива, достигаемого за счет подачи полностью охлажденной третьей части отработавших газов в качестве РОГ и нагрева двигателя и/или нагрева салона с использованием тепла, рекуперированного из третьей части.
20. Система по п. 18, в которой контроллер содержит дополнительные инструкции для оценки уровня конденсата, скопившегося в теплообменнике, по входным сигналам от датчика влажности отработавших газов, и/или датчика температуры отработавших газов, и/или датчика давления отработавших газов, и, если уровень конденсата выше порогового, и/или в связи с запросом на остановку двигателя, закрытия клапана РОГ и перемещения отводного клапана в первое положение для направления горячих отработавших газов в глушитель через теплообменник.
RU2017134877A 2016-11-02 2017-10-04 Способ и система для рециркуляции и рекуперации тепла отработавших газов RU2709401C2 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US15/341,973 2016-11-02
US15/341,973 US10323587B2 (en) 2016-11-02 2016-11-02 Method and system for exhaust gas recirculation and heat recovery

Publications (3)

Publication Number Publication Date
RU2017134877A true RU2017134877A (ru) 2019-04-04
RU2017134877A3 RU2017134877A3 (ru) 2019-10-14
RU2709401C2 RU2709401C2 (ru) 2019-12-17

Family

ID=61912354

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017134877A RU2709401C2 (ru) 2016-11-02 2017-10-04 Способ и система для рециркуляции и рекуперации тепла отработавших газов

Country Status (4)

Country Link
US (2) US10323587B2 (ru)
CN (1) CN108005800B (ru)
DE (1) DE102017125509A1 (ru)
RU (1) RU2709401C2 (ru)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101786678B1 (ko) * 2016-04-29 2017-11-15 현대자동차 주식회사 엔진의 배기 열 회수 장치 및 방법
US10107213B2 (en) * 2016-12-01 2018-10-23 Ford Global Technologies, Llc Method and system for exhaust gas recirculation and heat recovery
JP6589917B2 (ja) * 2017-03-22 2019-10-16 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御装置
US10731609B2 (en) * 2017-11-16 2020-08-04 Ford Global Technologies, Llc Methods and systems for energy recovery via an EGR cooler
WO2020038577A1 (en) * 2018-08-23 2020-02-27 Volvo Truck Corporation A method for controlling an internal combustion engine system
KR20200040996A (ko) * 2018-10-11 2020-04-21 현대자동차주식회사 차량의 공조 시스템
DE102018218883A1 (de) * 2018-11-06 2020-05-07 Ford Global Technologies, Llc Verfahren zum Betrieb eines Kraftfahrzeugs mit einer Brennkraftmaschine mit einer Abgasrückführung
JP7081515B2 (ja) * 2019-01-31 2022-06-07 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御装置
US10859045B1 (en) * 2019-11-04 2020-12-08 GM Global Technology Operations LLC Integrated power electronics and intake air thermal management system and method
CN114274729B (zh) * 2021-12-16 2023-09-05 东风汽车集团股份有限公司 Co2热泵系统的控制方法
US20240001905A1 (en) * 2022-06-30 2024-01-04 GM Global Technology Operations LLC Method and system for heating coordination

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2770582B1 (fr) * 1997-10-31 2000-01-28 Valeo Thermique Moteur Sa Ligne d'echappement et de recirculation des gaz pour moteur de vehicule automobile
FR2776015B1 (fr) 1998-03-11 2000-08-11 Ecia Equip Composants Ind Auto Organe d'echappement a echangeur de chaleur
JP2001280200A (ja) * 2000-03-30 2001-10-10 Aisin Seiki Co Ltd エンジンの排気ガス循環装置
DE102005008103A1 (de) 2005-02-21 2006-08-31 Behr Gmbh & Co. Kg Abgasturboladerbrennkraftmaschine
JP4792997B2 (ja) * 2006-01-27 2011-10-12 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の排気浄化システム
JP2008002351A (ja) * 2006-06-22 2008-01-10 Toyota Motor Corp 内燃機関の排気還流装置
JP2009085094A (ja) * 2007-09-28 2009-04-23 Mazda Motor Corp エンジンの排気還流装置
FR2924169B1 (fr) * 2007-11-28 2010-02-26 Renault Sas Dispositif et procede de depollution et de chauffage pour vehicule automobile
US8418461B2 (en) 2009-10-06 2013-04-16 International Engine Intellectual Property Company, Llc System and method for condensate removal from EGR system
GB2487240B (en) * 2011-01-17 2016-03-16 Ford Global Tech Llc A Combined Cabin Heater and EGR Heat Exchanger
US9239020B2 (en) * 2012-10-16 2016-01-19 Ford Global Technologies, Llc Condensate accumulation model for an engine heat exchanger
FR2997446B1 (fr) * 2012-10-30 2014-12-12 Renault Sas Procede de pilotage d'un systeme de recuperation d'energie d'une ligne d'echappement d'un moteur de vehicule automobile
US20140150758A1 (en) * 2012-12-04 2014-06-05 General Electric Company Exhaust gas recirculation system with condensate removal
US9556771B2 (en) 2013-01-16 2017-01-31 Ford Global Technologies, Llc Method and system for catalyst temperature control
JP6094231B2 (ja) * 2013-01-22 2017-03-15 株式会社デンソー 内燃機関の冷却システム
DE102013109462A1 (de) 2013-08-30 2015-03-05 Eberspächer Exhaust Technology GmbH & Co. KG Abgasanlage mit einem system zur abfuhr von kondensat
US9334783B2 (en) * 2013-11-05 2016-05-10 Ford Global Technologies, Llc Exhaust throttling for cabin heating
KR101945823B1 (ko) * 2013-12-10 2019-02-11 한온시스템 주식회사 자동차의 통합 기능형 열교환 장치
US9631540B2 (en) 2014-10-22 2017-04-25 Ford Global Technologies, Llc Exhaust system and methods for efficient exhaust heat recovery
US9845750B2 (en) 2016-01-29 2017-12-19 Ford Global Technologies, Llc Method and system for exhaust gas heat recovery
US9689295B1 (en) 2016-01-29 2017-06-27 Ford Global Technologies, Llc Method and system for exhaust gas heat recovery
US9957871B2 (en) 2016-01-29 2018-05-01 Ford Global Technologies, Llc Exhaust heat recovery and hydrocarbon trapping
US10018097B2 (en) 2016-02-25 2018-07-10 Ford Global Technologies, Llc Methods and systems for exhaust gas heat recovery
US10087803B2 (en) 2016-08-04 2018-10-02 Ford Global Technologies, Llc Method and system for an exhaust catalyst

Also Published As

Publication number Publication date
DE102017125509A1 (de) 2018-05-03
RU2017134877A3 (ru) 2019-10-14
RU2709401C2 (ru) 2019-12-17
CN108005800B (zh) 2022-05-03
US20180119624A1 (en) 2018-05-03
US10941721B2 (en) 2021-03-09
US10323587B2 (en) 2019-06-18
US20190264625A1 (en) 2019-08-29
CN108005800A (zh) 2018-05-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2017134877A (ru) Способ и система для рециркуляции и рекуперации тепла отработавших газов
RU2718385C2 (ru) Способ и система для охлаждения рециркулирующих отработавших газов в двигателе
RU2017112361A (ru) Способ и система для рекуперации тепла отработавших газов
RU2689655C2 (ru) Способ (варианты) и система для диагностики теплообменника отработавших газов
RU2678926C2 (ru) Способ (варианты) охлаждения двигателя транспортного средства и система обогрева салона транспортного средства
RU2016152392A (ru) Способ и система для рекуперации тепла отработавших газов
RU2016152422A (ru) Способ (варианты) и система для рекуперации тепла отработавших газов
US10618380B2 (en) Method and system for coolant temperature sensor diagnostics
RU2716934C2 (ru) Способ для двигателя (варианты) и система двигателя
US8413434B2 (en) Exhaust heat recovery for transmission warm-up
US8359845B2 (en) Exhaust heat recovery and exhaust gas recirculation with common heat exchanger
JP5581259B2 (ja) 排ガス浄化システムを備える大型２サイクルディーゼルエンジン
US9441511B2 (en) Apparatus for adjusting temperature of oil for vehicle and method for controlling the apparatus
CN104608594A (zh) 用于客厢加热的排气节流
US8733102B2 (en) High-pressure exhaust-gas recirculation system with heat recovery
CN107023356B (zh) 排气热回收和碳氢化合物捕集
US9797295B2 (en) Arrangement and a control method of an engine cooling system
RU2017103956A (ru) Способ (варианты) и система для рекуперации тепла отработавших газов
CN103925094A (zh) 用于真空控制的方法和系统
JP4670884B2 (ja) 内燃機関の排気ガス還流装置
RU2017138288A (ru) Способ и система для рециркуляции отработавших газов и рекуперации их тепла
KR20080027683A (ko) 자동차의 배기가스 재순환장치용 냉각수 제어시스템
JP2007024022A (ja) 排気浄化装置
GB2428603A (en) An emission control system for an engine
JP6235653B2 (ja) 排ガス浄化システムを備える大型２ストロークターボ過給式圧縮着火型内燃エンジン