RU2588326C2 - Method and system for cleaning filter - Google Patents
Method and system for cleaning filter Download PDFInfo
- Publication number
- RU2588326C2 RU2588326C2 RU2014131933/06A RU2014131933A RU2588326C2 RU 2588326 C2 RU2588326 C2 RU 2588326C2 RU 2014131933/06 A RU2014131933/06 A RU 2014131933/06A RU 2014131933 A RU2014131933 A RU 2014131933A RU 2588326 C2 RU2588326 C2 RU 2588326C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- particulate filter
- muffler
- engine
- cleaning
- silencer
- Prior art date
Links
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 title claims abstract description 88
- 230000003584 silencer Effects 0.000 claims abstract description 40
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims abstract description 16
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 15
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 30
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 14
- 230000000875 corresponding Effects 0.000 claims description 4
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 4
- 230000003197 catalytic Effects 0.000 claims description 3
- 238000000746 purification Methods 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000002956 ash Substances 0.000 description 15
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 12
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 239000004071 soot Substances 0.000 description 9
- 238000004590 computer program Methods 0.000 description 8
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 8
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 4
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 4
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 4
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 4
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 4
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 3
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 3
- OSGAYBCDTDRGGQ-UHFFFAOYSA-L Calcium sulfate Chemical compound [Ca+2].[O-]S([O-])(=O)=O OSGAYBCDTDRGGQ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 2
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 2
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 230000003287 optical Effects 0.000 description 2
- 239000011146 organic particle Substances 0.000 description 2
- 230000001590 oxidative Effects 0.000 description 2
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 2
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 235000002918 Fraxinus excelsior Nutrition 0.000 description 1
- 238000011001 backwashing Methods 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 108010066069 cabin-3 Proteins 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 239000002283 diesel fuel Substances 0.000 description 1
- 238000005485 electric heating Methods 0.000 description 1
- 230000003628 erosive Effects 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 1
- 229910003480 inorganic solid Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 230000002262 irrigation Effects 0.000 description 1
- 238000003973 irrigation Methods 0.000 description 1
- 239000010687 lubricating oil Substances 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N oxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 1
- 150000003467 sulfuric acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
Область техники, к которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION
Настоящее изобретение относится к способу и системе для очистки сажевого фильтра, и, более конкретно, способу и устройству для очистки дизельного сажевого фильтра на месте (in-situ) с использованием потока отработавших газов.The present invention relates to a method and system for cleaning a diesel particulate filter, and more specifically, a method and apparatus for cleaning a diesel particulate filter in situ using an exhaust gas stream.
Уровень техникиState of the art
Дизельный сажевый фильтр удаляет органические и неорганические твердые частицы из потока отработавших газов дизельного двигателя. Органические частицы представляют собой сложную смесь углерода, водорода и кислорода и возникают в результате неполного сгорания дизельного топлива в цилиндрах двигателя. Источниками неорганической части частиц являются материалы, добавляемые в масло или топливо, а также частицы, возникающие в результате эрозии частей двигателя. Основную часть этих неорганических веществ составляют сульфаты металлов, например, сульфат кальция. Эти вещества будут постепенно забивать сажевые фильтры. При оптимальных условиях органические частицы будут полностью сгорать в процессе регенерации сажевого фильтра и выходить из него в форме газообразных продуктов, СО2 и Н2О. Что касается неорганического компонента, то он не может быть окислен внутри фильтра и превращен в газообразные продукты. В результате, он зашлаковывает фильтр в форме различных оксидов, в целом указываемых как "зола". Для обеспечения приемлемых характеристик работы золу необходимо периодически удалять из фильтра для предотвращения его забивания.A diesel particulate filter removes organic and inorganic solid particles from the exhaust stream of a diesel engine. Organic particles are a complex mixture of carbon, hydrogen and oxygen and result from incomplete combustion of diesel fuel in the engine cylinders. Sources of the inorganic part of the particles are materials added to oil or fuel, as well as particles resulting from erosion of engine parts. The bulk of these inorganic substances are metal sulfates, for example, calcium sulfate. These substances will gradually clog particulate filters. Under optimal conditions, organic particles will completely burn out during the regeneration of the particulate filter and exit it in the form of gaseous products, CO 2 and H 2 O. As for the inorganic component, it cannot be oxidized inside the filter and converted into gaseous products. As a result, it slags the filter in the form of various oxides, generally referred to as “ashes”. To ensure acceptable performance, ash must be periodically removed from the filter to prevent clogging.
В некоторых случаях дизельные сажевые фильтры устанавливают на двигателях, рабочая температура которых слишком низка и не обеспечивает надлежащей регенерации фильтра, например, путем окисления органических компонентов. В этих случаях фильтр может быть забит твердыми частицами, и возможно снижение характеристик работы двигателя. Кроме того, для фильтра с высоким заполнением сажей повышается вероятность необратимого повреждения в результате неконтролируемой регенерации, по сравнению с фильтром с низким заполнением сажей. В этих случаях недостаточно высокой рабочей температуры может быть необходимо регулярное удаление сажи.In some cases, diesel particulate filters are installed on engines whose operating temperature is too low and does not ensure proper filter regeneration, for example, by oxidizing organic components. In these cases, the filter may be clogged with solid particles, and engine performance may be reduced. In addition, for filters with high soot levels, the likelihood of permanent damage due to uncontrolled regeneration increases the likelihood of damage compared to filters with low soot levels. In these cases of insufficiently high operating temperature, regular soot removal may be necessary.
Известные технические решения задачи очистки фильтра, описанные ниже, часто сложны или содержат подвижные части, а другие решения по удалению твердых частиц, прочно связанных с поверхностями фильтра, малоэффективны. Другие решения могут приводить к высоким выбросам твердых частиц в процессе очистки.Known technical solutions to the filter cleaning problem described below are often complex or contain moving parts, and other solutions for removing solid particles firmly bound to the filter surfaces are ineffective. Other solutions may result in high particulate emissions during the cleaning process.
Ниже приведены некоторые примеры различных подходов (например, устройств и способов) и их недостатки.Below are some examples of different approaches (for example, devices and methods) and their disadvantages.
I. Очистка сажевого фильтра, снятого с двигателяI. Cleaning the diesel particulate filter removed from the engine
Фильтр просто чистят с помощью сжатого воздуха, который подается по шлангу. Сжатый воздух направляют в выходное отверстие фильтра для выдувания сажи из его стенок в обратном направлении (продувка в обратном направлении). Этот способ не дает гарантии успеха, потенциально опасен (опасные факторы сжатого воздуха), требует полного внимания оператора и в случае ошибки может приводить к выбросу вредных частиц из фильтра, или же в результате может быть получен плохо очищенный фильтр.The filter is simply cleaned using compressed air, which is supplied through a hose. Compressed air is directed into the outlet of the filter for blowing soot from its walls in the opposite direction (blowing in the opposite direction). This method does not guarantee success, it is potentially dangerous (dangerous factors of compressed air), requires the full attention of the operator and, in case of an error, can lead to the emission of harmful particles from the filter, or as a result, a poorly cleaned filter can be obtained.
Загрязненный фильтр может быть нагрет в печи до высокой температуры для эффективного удаления частиц, основным компонентом которых является углерод. В этом случае потребляется много энергии, причем неорганический компонент сажи не удаляется. После цикла нагрева, охлаждение может занимать много времени, и зола должна быть удалена с использованием вакуума или промывки фильтра.A dirty filter can be heated in a furnace to a high temperature to effectively remove particles whose main component is carbon. In this case, a lot of energy is consumed, and the inorganic component of the soot is not removed. After a heating cycle, cooling can take a long time and the ash must be removed using a vacuum or washing the filter.
Во многих системах очистки промышленных устройств используется сочетание потока жидкости и ультразвука, которое может быть эффективным, однако в этом случае высоки расходы. Кроме того, чистящая жидкость может повредить каталитическое покрытие или материал матрицы, обеспечивающей фиксацию катализатора в металлическом кожухе.Many industrial device cleaning systems use a combination of fluid flow and ultrasound, which can be effective, but costs are high in this case. In addition, the cleaning fluid can damage the catalytic coating or matrix material, which fixes the catalyst in a metal casing.
В других способах используются системы очистки, которые включают промывку обратным потоком подходящей чистящей текучей среды, пока фильтр не станет чистым. Однако многие катализаторы и материалы матрицы чувствительны к большим количествам воды или растворителей. Дополнительным недостатком растворителей является необходимость их утилизации. Кроме того, не обеспечивается местное регулирование потока чистящей текучей среды (то есть, через фильтр протекает один поток текучей среды), так что некоторые секции фильтра не будут очищены в такой же степени, как другие.Other methods use cleaning systems that include backwashing a suitable cleaning fluid until the filter is clean. However, many catalysts and matrix materials are sensitive to large amounts of water or solvents. An additional disadvantage of solvents is the need for their disposal. In addition, local control of the flow of the cleaning fluid is not provided (that is, one fluid flow flows through the filter), so some sections of the filter will not be cleaned to the same extent as others.
Проблема такого решения заключается в том, что не все станции техобслуживания могут иметь подходящее оборудование для очистки сажевых фильтров. В этом случае необходимо использование подменного фильтра, который будет работать, пока загрязненный фильтр будет находиться в чистке. Для этого требуется поддерживать на станции техобслуживания или в автомобильной компании запас довольно дорогих фильтров, чтобы постоянно обеспечивались подменные фильтры.The problem with this solution is that not all service stations may have suitable equipment for cleaning particulate filters. In this case, it is necessary to use a replacement filter, which will work as long as the dirty filter is cleaned. This requires maintaining a stock of fairly expensive filters at a service station or in an automobile company so that replacement filters are constantly provided.
II. Очистка сажевого фильтра, когда он стоит на двигателеII. Cleaning the particulate filter while it is on the engine
Способы улавливания твердых частиц с использованием нескольких фильтров с клапанами для управления трактом прохождения потока описаны в ряде патентных документов.Methods for collecting particulate matter using multiple filters with valves to control the flow path are described in a number of patent documents.
Например, в патенте US 5,930,994 раскрывается комбинация установок клапана, которая позволяет запускать продувку одного из фильтров обратным потоком, т.е. направление потока газа изменяется на обратное для выдувания сажи из фильтра. Обратный воздушный поток может быть подогрет для сжигания сажи при его прохождении через фильтр.For example, US Pat. No. 5,930,994 discloses a combination of valve settings that allows one of the filters to be purged with a reverse flow, i.e. The gas flow direction is reversed to blow the soot out of the filter. The return air stream can be heated to burn soot as it passes through the filter.
В патенте US 5,725,618 раскрывается способ обратной продувки сажевого фильтра для удаления сажи и золы, накопившихся в фильтре. Обратная продувка фильтра осуществляется, когда он установлен на транспортном средстве, и в этом случае используется клапан ударной волны, обеспечивающий волну давления для выбивания частиц из фильтра. Для обеспечения очистки всего сажевого фильтра блок фильтра поворачивается, чтобы поток воздуха, обеспечиваемый клапаном волны давления, воздействовал на определенный участок фильтра.US 5,725,618 discloses a method for backflushing a particulate filter to remove soot and ash accumulated in the filter. The filter is back-flown when it is mounted on a vehicle, in which case a shock wave valve is used that provides a pressure wave to drive particles out of the filter. To ensure that the entire particulate filter is cleaned, the filter block is rotated so that the air flow provided by the pressure wave valve acts on a specific section of the filter.
Недостаток вышеуказанных способов обратной продувки заключается в том, что зола, образующаяся из смазочного масла, не может быть удалена из фильтра, поскольку зола, выдутая из одного участка фильтра, переходит на другой участок, и в этом случае требуется еще и ручная чистка. Кроме того, материал, выброшенный из фильтра, необходимо каким-то образом удалять из трубопровода выпуска отработавших газов.A drawback of the above backflushing methods is that the ash generated from the lubricating oil cannot be removed from the filter, since the ash blown from one section of the filter is transferred to another section, and in this case, manual cleaning is also required. In addition, the material ejected from the filter must somehow be removed from the exhaust pipe.
III. Поворотные каналыIII. Swivel channels
Другой способ очистки дизельного сажевого фильтра включает использование устройства с вращающимся электрическим нагревательным элементом. Часть потока отработавших газов проходит через вращающуюся трубку над нагревательным элементом. Сочетание низкой скорости потока и высокой температуры повышает вероятность успешной регенерации.Another method of cleaning a diesel particulate filter involves using a device with a rotating electric heating element. Part of the exhaust gas stream passes through a rotating tube above the heating element. The combination of low flow rate and high temperature increases the likelihood of successful regeneration.
В патенте US 5,116,395 раскрывается пылесборник со встроенным программируемым контроллером очистки. В этом случае используется вращающаяся трубка с множеством форсунок, которая обеспечивает поток обратной продувки для удаления частиц с поверхности фильтровальных элементов/картриджей и направления их в камеру сборника. Контроллер обеспечивает управление трубкой и форсунками для получения сильных потоков чистящей текучей среды выше множества фильтровальных картриджей. Трубка также содержит датчик для определения степени загрязнения каждого фильтровального картриджа (предусматривается использование трубки Пито). Система, раскрытая в указанном патенте, содержит несколько конструктивных элементов, которые делают эту систему не подходящей для очистки дизельных сажевых фильтров. Во-первых, размеры дизельных сажевых фильтров гораздо меньше размеров пылесборников, и размеры форсунок над ним и рассчитаны на фильтры больших размеров. Диаметр типичного дизельного сажевого фильтра находится в диапазоне от 15 см до 32 см. Диаметр пылесборника, раскрытого в патенте, гораздо больше. Во-вторых, дизельные сажевые фильтры имеют много тысяч ячеек (проходов), и направление потока воздуха в каждую ячейку практически неосуществимо. Другие аналогичные конструкции пылесборников имею аналогичные недостатки.US 5,116,395 discloses a dust collector with an integrated programmable cleaning controller. In this case, a rotating tube with many nozzles is used, which provides a backflush flow to remove particles from the surface of the filter elements / cartridges and direct them to the collection chamber. The controller provides control of the tube and nozzles to produce strong flows of cleaning fluid above a plurality of filter cartridges. The tube also contains a sensor to determine the degree of contamination of each filter cartridge (the use of a pitot tube is provided). The system disclosed in this patent contains several structural elements that make this system unsuitable for cleaning diesel particulate filters. Firstly, the sizes of diesel particulate filters are much smaller than the sizes of dust collectors, and the sizes of nozzles above it are designed for large filters. The diameter of a typical diesel particulate filter ranges from 15 cm to 32 cm. The diameter of the dust collector disclosed in the patent is much larger. Secondly, diesel particulate filters have many thousands of cells (passages), and the direction of air flow into each cell is almost impossible. Other similar dust collector designs have similar disadvantages.
Целью настоящего изобретения является обеспечение улучшенных способа и системы для очистки сажевого фильтра транспортного средства, использующих имеющийся поток отработавших газов, для преодоления упомянутых выше проблем.An object of the present invention is to provide an improved method and system for cleaning a vehicle particulate filter using an existing exhaust stream to overcome the problems mentioned above.
Раскрытие изобретенияDisclosure of invention
Вышеуказанные проблемы решены посредством способа и системы в соответствии с прилагаемой формулой изобретения.The above problems are solved by the method and system in accordance with the attached claims.
В последующем тексте термины, такие как "продольный" и "поперечный", используются для указания направлений относительно основного направления движения транспортного средства. Аналогично, такие термины, как "передний" и "задний" используются для определения относительного положения компонента относительно указанного направления движения.In the following text, terms such as “longitudinal” and “transverse” are used to indicate directions relative to the main direction of movement of the vehicle. Similarly, terms such as “front” and “rear” are used to determine the relative position of a component relative to a specified direction of movement.
Изобретение относится к способу очистки сажевого фильтра транспортного средства, снабженного двигателем внутреннего сгорания, где сажевый фильтр установлен в рабочее положение внутри глушителя системы выпуска отработавших газов (выхлопа) при нормальной работе двигателя. В способе выполняется процесс очистки, включающий шаги, на которых:The invention relates to a method for cleaning a diesel particulate filter of a vehicle equipped with an internal combustion engine, where the diesel particulate filter is installed in the working position inside the muffler of the exhaust system (exhaust) during normal engine operation. The method performs a cleaning process, including the steps in which:
отсоединяют и извлекают сажевый фильтр из первого конца глушителя;the particulate filter is disconnected and removed from the first end of the muffler;
переворачивают на обратное направление (разворачивают на 180 градусов) и переустанавливают фильтр в положение очистки на упомянутом первом конце глушителя;turn in the opposite direction (turn 180 degrees) and reset the filter to the cleaning position on the said first end of the muffler;
запускают и управляют работой двигателя, регулируя его скорость (частоту вращения) в соответствии с заданным (предварительно определенным) циклом, пока не будет достигнуто заданное состояние;start and control the operation of the engine by adjusting its speed (speed) in accordance with a predetermined (predefined) cycle until a predetermined state is reached;
останавливают двигатель и возвращают сажевый фильтр в его рабочее положение внутри глушителя системы выпуска отработавших газов.they stop the engine and return the particulate filter to its working position inside the muffler of the exhaust system.
Частота вращения двигателя контролируется так, чтобы сажевый фильтр очищался пульсирующим потоком отработавших газов из двигателя. Частота вращения двигателя изменяется между верхним и нижним пределами заданное число раз, во время по меньшей мере одного цикла, и при этом измеряют величину, представляющую упомянутое заданное состояние, в конце упомянутого по меньшей мере одного цикла. Согласно не ограничивающему примеру, частота вращения двигателя может изменяться от нижнего предела, выбранного в пределах диапазона от 700 до 1100 оборотов в минуту до верхнего предела, выбранного в пределах диапазона от 1500 до 1800 оборотов в минуту. Во время каждого цикла изменяют частоту вращения двигателя между верхним и нижним пределами заданное число раз в течение заданного периода времени. Согласно не ограничивающему примеру, количество раз может быть выбрано от 60 до 120, а период времени может быть выбран от 60 до 240 с. Общее время, которое занимает полный процесс очистки, может составлять от 10 до 20 минут. Указанные выше значения приведены только в качестве примеров, тогда как выбор зависит от типа и размера двигателя, размера и степени загрязнения сажевого фильтра и типа оборудования, доступного для осуществления процесса очистки, как будет описано ниже.The engine speed is controlled so that the particulate filter is cleaned by a pulsating flow of exhaust gases from the engine. The engine speed varies between the upper and lower limits a predetermined number of times during at least one cycle, and a value representing the said predetermined state is measured at the end of said at least one cycle. According to a non-limiting example, the engine speed may vary from a lower limit selected within a range of 700 to 1100 rpm to an upper limit selected within a range of 1500 to 1800 rpm. During each cycle, the engine speed is changed between the upper and lower limits a predetermined number of times over a predetermined period of time. According to a non-limiting example, the number of times can be selected from 60 to 120, and the time period can be selected from 60 to 240 s. The total time that the complete cleaning process takes can be from 10 to 20 minutes. The above values are given only as examples, while the choice depends on the type and size of the engine, the size and degree of contamination of the particulate filter and the type of equipment available to carry out the cleaning process, as will be described below.
До начала первого цикла частота оборотов двигателя увеличивается до стабилизированной величины в течение периода времени, достаточного для стабилизации температуры отработавших газов (выхлопа) в глушителе. Стабилизированная величина для частоты вращения двигателя предпочтительно, по меньшей мере, равна упомянутому верхнему пределу, но может быть выбрана и выше или ниже этого верхнего предела. Затем измеряется величина, представляющая упомянутое заданное состояние, такая как падение давления через глушитель или узел фильтра, и инициируется первый цикл. Результат первого измерения может быть сравнен со сохраненным значением от предыдущего процесса очистки для определения степени загрязнения/забивки. Если фильтр заменялся во время предыдущего обслуживания, тогда может использоваться эталонное значение для чистого фильтра.Before the start of the first cycle, the engine speed increases to a stable value over a period of time sufficient to stabilize the temperature of the exhaust gases (exhaust) in the muffler. The stabilized value for the engine speed is preferably at least equal to said upper limit, but can be selected above or below this upper limit. Then, a quantity representing said predetermined state, such as a pressure drop through a silencer or filter assembly, is measured and a first cycle is initiated. The result of the first measurement can be compared with the stored value from the previous cleaning process to determine the degree of contamination / clogging. If the filter was replaced during previous maintenance, then the reference value for a clean filter can be used.
В конце упомянутого по меньшей мере одного цикла увеличивают частоту вращения двигателя до величины, превышающей упомянутый верхний предел, в течение заданного периода времени, и измеряют по меньшей мере одну величину, представляющую упомянутое заданное состояние. В зависимости от типа измеряемой величины, такой как давление в подходящем месте выхлопной трубы, может быть полезным или требоваться позволить температуре отработавших газов стабилизироваться до снятия показаний, чтобы получить корректный результат измерения. Упомянутый цикл повторяют, пока не будет достигнуто упомянутое заданное состояние или пока не будет выполнено максимальное количество циклов. Величиной, представляющей упомянутое заданное состояние, может быть противодавление отработавших газов или падение давления через сажевый фильтр. Наиболее современные двигатели снабжены датчиками давления отработавших газов (выхлопа) для контроля различных параметров во время нормальной работы двигателя. Если требуется, один или несколько датчиков давления могут быть обеспечены в глушителе или сажевом фильтре, если стандартные датчики не доступны.At the end of said at least one cycle, the engine speed is increased to a value exceeding said upper limit for a predetermined period of time, and at least one value representing said predetermined state is measured. Depending on the type of measured value, such as the pressure at a suitable point in the exhaust pipe, it may be useful or required to allow the temperature of the exhaust gases to stabilize before taking readings in order to obtain a correct measurement result. Said cycle is repeated until said predetermined state is reached or until the maximum number of cycles is completed. The value representing said predetermined state may be exhaust back pressure or pressure drop through the particulate filter. Most modern engines are equipped with exhaust gas pressure sensors (exhaust) to monitor various parameters during normal engine operation. If required, one or more pressure sensors can be provided in a silencer or particulate filter if standard sensors are not available.
Согласно одному примеру, способ может быть осуществлен посредством регулирования частоты вращения двигателя во время процесса очистки с использованием электронного блока управления. Электронный блок управления может представлять собой электронный блок управления двигателя или внешний электронный блок управления. Электронный блок управления может быть предварительно запрограммированным, в соответствии с чем программное обеспечение, требуемое для запуска программы очистки, сохранено в энергонезависимой памяти или на жестком диске в электронном блоке управления. Альтернативно, необходимое программное обеспечение может храниться на переносном портативном устройстве или энергонезависимом блоке памяти, таком как USB-накопитель или флэш-память, которые могут быть подсоединены к электронному блоку управления или блока управления двигателя. В этом контексте, энергонезависимое запоминающее устройство для хранения данных определяется, как включающее системы с электрической адресацией, такие как постоянное запоминающее устройство (ПЗУ/ROM), или системы с механической адресацией, такие как жесткие диски, оптические диски, магнитные ленты, запоминающие устройства на голограммах и т.п.According to one example, the method can be implemented by adjusting the engine speed during the cleaning process using an electronic control unit. The electronic control unit may be an electronic engine control unit or an external electronic control unit. The electronic control unit can be pre-programmed, according to which the software required to run the cleaning program is stored in non-volatile memory or on the hard disk in the electronic control unit. Alternatively, the necessary software can be stored on a portable portable device or non-volatile memory unit, such as a USB stick or flash memory, which can be connected to an electronic control unit or engine control unit. In this context, non-volatile storage device for storing data is defined as including systems with electrical addressing, such as read-only memory (ROM), or systems with mechanical addressing, such as hard drives, optical disks, magnetic tapes, storage devices on holograms, etc.
Результаты измерений упомянутой величины из предыдущего процесса очистки могут быть сохранены в указанном электронном блоке управления и быть использованы для установки (задания) заданного состояния. Таким образом возможно сравнивать текущие показания для этой величины с величинами из предыдущих периодов, когда фильтр чистился или последний раз менялся. Таким образом может обеспечиваться мониторинг режима или текущего состояния сажевого фильтра и вычисление ожидаемого срока службы.The measurement results of the mentioned value from the previous cleaning process can be stored in the specified electronic control unit and can be used to set (set) a given state. Thus, it is possible to compare the current readings for this value with the values from previous periods when the filter was cleaned or last changed. In this way, monitoring of the mode or current state of the particulate filter and the calculation of the expected service life can be ensured.
Также возможно хранить результаты измерений по меньшей мере одной величины, относящейся к работе двигателя со времени предыдущего процесса очистки, в указанном электронном блоке управления для установки заданного состояния. Согласно одному примеру, измеренное падение давления через сажевый фильтр в конце предыдущего процесса очистки может быть принято как целевой параметр для заданного состояния. Дополнительные факторы, которые могут быть приняты во внимание при установке заданного состояния, могут включать проходимое расстояние, время работы двигателя или расход топлива и/или масла со времени предыдущего процесса очистки.It is also possible to store the measurement results of at least one value related to engine operation since the previous cleaning process in said electronic control unit for setting a predetermined state. According to one example, the measured pressure drop through the particulate filter at the end of the previous cleaning process can be taken as a target parameter for a given state. Additional factors that can be taken into account when setting a preset condition may include the distance traveled, engine runtime, or fuel and / or oil consumption since the previous cleaning process.
Если установлено, что требуется процесс очистки сажевого фильтра в условиях, где не доступен электронный блок управления для выполнения этого процесса, может быть проведен упрощенный срочный процесс очистки. Согласно этому примеру, вручную изменяют частоту вращения двигателя между верхним и нижним пределами, замеряя при этом время от начала первого цикла. Пульсирующий поток достигается, нажатием на педаль газа с заданной частотой, следя при этом за показаниями тахометра или датчика оборотов двигателя для контроля верхнего и нижнего пределов оборотов двигателя, соответственно. Эта операция может быть выполнена для заданного количеств циклов или для периода времени, оцениваемого, как достаточного для эффективной очистки фильтра. Сажевый фильтр может быть затем перевернут обратно в его рабочее положение, и двигатель снова будет готов к работе.If it is established that a particulate filter cleaning process is required in an environment where an electronic control unit is not available to carry out this process, a simplified urgent cleaning process may be performed. According to this example, the engine speed is manually changed between the upper and lower limits, while measuring the time from the beginning of the first cycle. The pulsating flow is achieved by pressing the gas pedal with a given frequency, while monitoring the readings of the tachometer or engine speed sensor to control the upper and lower limits of engine speed, respectively. This operation can be performed for a given number of cycles or for a period of time estimated as sufficient for efficient filter cleaning. The diesel particulate filter can then be flipped back to its operating position and the engine will again be ready for operation.
Изобретение также относится к системе, включающей глушитель системы выпуска отработавших газов транспортного средства и сажевый фильтр, установленный в рабочее положение внутри глушителя системы выпуска отработавших газов при нормальной работе двигателя, соединенного с этим глушителем. Сажевый фильтр имеет первую контактную поверхность, обращенную к первому концу глушителя и находящуюся в плотном (уплотненном) контакте с соответствующей поверхностью на первом конце глушителя, когда сажевый фильтр находится в его рабочем положении. Также сажевый фильтр имеет вторую контактную поверхность, находящуюся в плотном контакте с соответствующей поверхностью на первом конце глушителя, когда сажевый фильтр находится в положении чистки.The invention also relates to a system comprising a silencer of a vehicle exhaust system and a particulate filter mounted in a working position inside a silencer of an exhaust system during normal operation of an engine connected to this silencer. The particulate filter has a first contact surface facing the first end of the muffler and is in tight (sealed) contact with the corresponding surface at the first end of the muffler when the particulate filter is in its working position. The particulate filter also has a second contact surface that is in close contact with the corresponding surface at the first end of the muffler when the particulate filter is in the cleaning position.
Сажевый фильтр размещен внутри глушителя в его рабочем положении, и сажевый фильтр перевернут (развернут на 180 градусов) и размещен, по меньшей мере, частично снаружи первого конца глушителя в положении очистки фильтра.The particulate filter is placed inside the muffler in its operating position, and the particulate filter is turned upside down (rotated 180 degrees) and placed at least partially outside the first end of the muffler in the cleaning position of the filter.
Первая и вторая контактные поверхности выполнены на противоположных сторонах фланца вокруг внешней поверхности на одном конце сажевого фильтра. Каждая из первой и второй контактных поверхностей включает кольцевую контактную поверхность, выполненную идентичной и как зеркальное отображение относительно плоскости через фланец под прямыми углами к центральной оси сажевого фильтра.The first and second contact surfaces are made on opposite sides of the flange around the outer surface at one end of the particulate filter. Each of the first and second contact surfaces includes an annular contact surface, made identical and as a mirror image relative to the plane through the flange at right angles to the central axis of the particulate filter.
Система включает устройство для сбора золы, прикрепленное к концу сажевого фильтра, удаленному от глушителя, когда сажевый фильтр находится в положении очистки. Устройство для сбора золы предпочтительно прикреплено к кольцевой уплотняющей поверхности сажевого фильтра, удаленной от глушителя, когда сажевый фильтр находится в положении очистки. Примеры таких устройств для сбора золы включают от фильтрующего элемента/мешка, прикрепленного к концу сажевого фильтра, до соединителя шланга со шлангом, подсоединенным к всасывающему средству для удаления золы. Удаленная зола может быть извлечена из отработавших газов посредством подходящего устройства для обработки газов, такого как скруббер с водяным орошением, циклонный очиститель, электростатический фильтр или подобное устройство.The system includes an ash collector attached to the end of the particulate filter, remote from the muffler, when the particulate filter is in the cleaning position. The ash collecting device is preferably attached to the annular sealing surface of the particulate filter remote from the muffler when the particulate filter is in the cleaning position. Examples of such ash collecting devices include from a filter element / bag attached to the end of the particulate filter, to a hose connector with a hose connected to a suction means for removing ash. The removed ash can be recovered from the exhaust gases by means of a suitable gas treatment device, such as a water irrigation scrubber, a cyclone cleaner, an electrostatic filter or the like.
Изобретение также относится к компьютерной программе, содержащей средства программного кодирования для выполнения всех шагов способа, описанных выше, при исполнении указанной программы на компьютере. Изобретение также относится к компьютерному программному продукту, содержащему средства программного кодирования, сохраненные на машиночитаемом носителе/среде, для выполнения всех шагов способа, описанных выше, при исполнении указанного программного продукта на компьютере. И наконец, изобретение относится к компьютерной системе для осуществления способа очистки сажевого фильтра в транспортном средстве, имеющей память (запоминающее устройство) для хранения средств программного кодирования и процессор, способный исполнять код программы для выполнения всех шагов способа, описанных выше.The invention also relates to a computer program containing software coding for performing all the steps of the method described above, when the specified program is executed on a computer. The invention also relates to a computer program product containing software encoding means stored on a computer-readable medium / medium for performing all the steps of the method described above when executing said software product on a computer. Finally, the invention relates to a computer system for implementing a method of cleaning a particulate filter in a vehicle having a memory (memory) for storing software encoding means and a processor capable of executing program code to perform all the steps of the method described above.
Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings
Изобретение описывается далее подробно со ссылками на прилагаемые фигуры. Необходимо понимать, что чертежи предназначены исключительно для иллюстрации изобретения и не должны использоваться для установления его объема, который определяется прилагаемой формулой. Необходимо также понимать, что чертежи необязательно выполнены в масштабе, и что, если не указано иное, они предназначены лишь для схематической иллюстрации нижеописанных конструкций и способов. На прилагаемых фигурах чертежей показано:The invention is described below in detail with reference to the accompanying figures. You must understand that the drawings are intended solely to illustrate the invention and should not be used to establish its scope, which is determined by the attached formula. You must also understand that the drawings are not necessarily made to scale, and that, unless otherwise indicated, they are intended only to schematically illustrate the structures and methods described below. The accompanying figures of the drawings show:
на фиг. 1 - вид транспортного средства, оборудованного устройством для очистки сажевого фильтра, предлагаемом в изобретении;in FIG. 1 is a view of a vehicle equipped with a particulate filter cleaning apparatus of the invention;
на фиг. 2 - вид глушителя с сажевым фильтром в рабочем положении;in FIG. 2 - view of the muffler with the particulate filter in the working position;
на фиг. 3 - вид разобранного глушителя с сажевым фильтром;in FIG. 3 is a view of a disassembled muffler with a particulate filter;
на фиг. 4 - вид глушителя с сажевым фильтром в положении очистки;in FIG. 4 is a view of a muffler with a particulate filter in the cleaning position;
на фиг. 5 - вид глушителя с сажевым фильтром, подсоединенным к отсасывающему средству для извлечения золы;in FIG. 5 is a view of a muffler with a particulate filter connected to a suction means for extracting ash;
на фиг. 6а - схематический вид сечения глушителя фиг. 2;in FIG. 6a is a schematic sectional view of the silencer of FIG. 2;
на фиг. 6б - схематический вид сечения альтернативного глушителя;in FIG. 6b is a schematic sectional view of an alternative silencer;
на фиг. 7 - схематический вид сечения глушителя фиг. 4;in FIG. 7 is a schematic sectional view of the silencer of FIG. four;
на фиг. 8 - схематическая диаграмма изменения скорости вращения двигателя во времени при очистке сажевого фильтра;in FIG. 8 is a schematic diagram of a change in engine speed over time when cleaning a particulate filter;
на фиг. 9 - схематическая диаграмма падения давления через глушитель во времени при очистке сажевого фильтра;in FIG. 9 is a schematic diagram of the pressure drop through the muffler in time when cleaning the particulate filter;
на фиг. 10а - схематический вид двигателя внутреннего сгорания и системы выпуска отработавших газов транспортного средства фиг. 1;in FIG. 10a is a schematic view of an internal combustion engine and an exhaust system of a vehicle of FIG. one;
на фиг. 10б - схематический вид двигателя внутреннего сгорания и альтернативной системы выпуска отработавших газов;in FIG. 10b is a schematic view of an internal combustion engine and an alternative exhaust system;
на фиг. 11 - блок-схема реализации изобретения в компьютерной системе.in FIG. 11 is a block diagram of an embodiment of the invention in a computer system.
Осуществление изобретенияThe implementation of the invention
На фиг. 1 приведен схематический вид коммерческого транспортного средства 1 в форме тяжелого грузовика. Коммерческое транспортное средство 1 имеет шасси 2 и кабину 3 водителя, установленную на шасси. Под кабиной 3 водителя находится двигатель 4 внутреннего сгорания, мощность которого передается на ведущие колеса 6 транспортного средства 1 с помощью трансмиссии 5, в состав которой входит сцепление и коробка передач с ручным или автоматическим управлением. Двигатель 4 внутреннего сгорания содержит систему 7 выпуска отработавших газов с глушителем 8, снабженным системой последующей обработки отработавших газов, и вторым глушителем 9 (см. фиг. 10а), соединенным с выхлопной трубой/трубой глушителя (не показана), через которую отработавшие газы выводятся в атмосферу. Второй глушитель и выхлопная труба могут располагаться с одной стороны шасси, например, или продолжаться вверх за водительскую кабину. Расположение этих компонентов не относится к изобретению и не будет далее детально описываться. Изобретение может также быть использовано и без этих компонентов.In FIG. 1 is a schematic view of a
Первый глушитель 8, который установлен на коммерческом транспортном средстве 1 (фиг. 1) рядом с двигателем 4 внутреннего сгорания на раме шасси 2, может иметь конструкцию, представленную на фиг. 1-5. Глушитель 8 выполнен в форме барабана, имеющего переднюю торцевую стенку 11 и заднюю торцевую стенку 12, причем обе торцевые стенки 11, 12 соединены внешней стенкой, имеющей по меньшей мере частично цилиндрическую форму. Для нормальной работы, в передней торцевой стенке 11 обеспечивается впускной патрубок 13 и выпускной патрубок 14. В пределах объема настоящего изобретения один или оба из впускного и выпускного патрубков могут быть расположены на наружной стенке 10. Глушитель 8 также имеет внутреннюю разделительную стенку, проходящую во внутреннем пространстве глушителя и разделяющую глушитель 8 на две внутренние камеры (объемы) 15, 16. Эти камеры 15, 16 можно видеть на фиг. 6а, на которой приведен вид сечения глушителя 8 с фильтром 18 частиц в его рабочем положении. Как показано на фиг. 6а, первая камера 15 содержит первое средство очистки отработавших газов в форме окислительного нейтрализатора 17, расположенного по потоку ниже впускного патрубка 13 и выше фильтра 18 частиц, которым в данном случае является дизельный сажевый фильтр, имеющий в целом цилиндрическую форму. Вторая камера 16 содержит средство очистки отработавших газов в форме селективного каталитического реактора 20, расположенного по потоку выше выпускного патрубка 14. Первая 15 и вторая 16 камеры соединены каналом 19, имеющим в целом U-образную форму, который проходит от первого отверстия 21 ко второму отверстию 22 в задней торцевой стенке 12.The
На фиг. 6б схематически показан вид в сечении альтернативного варианта выполнения глушителя. В этом альтернативном варианте глушитель включает по существу те же компоненты, что и глушитель по фиг. 6а, с той разницей, что в этом варианте глушитель содержит первый блок 8а глушителя и второй блок 8b глушителя. При этом на фиг. 6б используются те же ссылочные номера, которые использовались для идентичных компонентов на фиг. 6а. Первый блок 8а глушителя содержит такие же компоненты, как первая камера 15 глушителя по фиг. 6а, в то время как второй блок 8b глушителя содержит такие же компоненты, как вторая камера 16 глушителя по фиг. 6а. Первая и вторая камеры 15, 16 окружены первой и второй внешними стенками 10а, 10b, соответственно. Эта компоновка позволяет установить указанные блоки 8а, 8b на удалении друг от друга, соединенными каналом/трубопроводом 19а. Соответственно, первый блок 8а глушителя содержит сажевый фильтр 18, доступный при удалении трубопровода 19а.In FIG. 6b schematically shows a sectional view of an alternative embodiment of a silencer. In this alternative embodiment, the silencer includes substantially the same components as the silencer of FIG. 6a, with the difference that in this embodiment, the silencer comprises a
На фиг. 3 приведен вид разобранной части глушителя 8, с которого снят сажевый фильтр 18 и U-образный канал 19. Как показано на фиг. 3, первое отверстие в задней торцевой стенке 12 содержит трубчатый выпускной патрубок с первым фланцем 23. Первый фланец 23 предназначен для взаимодействия и уплотнения относительно кольцевого фланца 24, расположенного возле заднего, первого конца 25 сажевого фильтра 18. Между фланцами 23, 24 расположено первое уплотнительное кольцо 26 для обеспечения газонепроницаемого уплотнения в процессе нормальной работы. Для этой же цели между кольцевым фланцем 24 и первым фланцем 28 на впускном конце U-образного канала 19 расположено второе уплотнительное кольцо 27. Аналогично, между вторым фланцем 30 на выпускном конце U-образного канала 19 и вторым фланцем 31 на втором отверстии в задней торцевой стенке 12 расположено третье уплотнительное кольцо 29. Для удерживания сажевого фильтра 18 в нужном положении используются первый и второй кольцевые хомуты 32, 33, прижимающие, соответственно, первый и второй фланцы 28, 30 на U-образном канале 19 к первому и второму фланцам 23, 31 на задней торцевой стенке 12. Первый и второй кольцевые хомуты 32, 33 имеют в целом U-образный профиль сечения, обеспечивающий их установку на соответствующие фланцы и затягивание для уплотнения соединения между первой и второй камерами внутри глушителя 8. Первый хомут 32 также используется для прижатия сажевого фильтра 18 к первому фланцу 23 задней торцевой стенки 12, когда фильтр находится в развернутом положении (на 180 градусов). Этот тип хомутов хорошо известен в технике и здесь подробно не описывается. Вышеуказанные уплотнения могут быть неотъемлемыми частями уплотняющих поверхностей и/или могут содержать отдельные съемные уплотнения, такие как уплотнительные кольца.In FIG. 3 shows a disassembled part of the
Кольцевой фланец 24 имеет такую форму, что его внешняя контактная поверхность будет прижиматься с уплотнением к первому фланцу 28 U-образного канала 19 и к первому фланцу 23 задней торцевой стенки 12. Это обеспечивает возможность извлечения сажевого фильтра 18 из его рабочего положения в глушителе 8, как показано на фиг. 3, и его разворота с последующей установкой на первом фланце 23 задней торцевой стенки 12 в положении очистки фильтра, как показано на фиг. 4.The
На фиг. 4 показан глушитель 8 и сажевый фильтр 18 в положении выполнения операции очистки фильтра 18, причем его торцевая сторона (конец) 35 в нормальном положении, обращенная в сторону впускного патрубка 13 на передней торцевой стенке 11, сообщается с атмосферой. Когда U-образный канал 19 удален и сажевый фильтр 18 присоединен к задней торцевой стенке 12, весь поток отработавших газов будет проходить через первую камеру 15, поскольку вторая камера 16 обходится. Это можно видеть на фиг. 7, на которой приведен вид сечения глушителя 8 с сажевым фильтром 18 в положении очистки фильтра. На фиг. 7 видно, что отработавшие газы проходят из впускного патрубка 13, проходят через первую камеру 15 и сажевый фильтр 18 и выходят через отводящий шланг 37.In FIG. 4 shows a
Установка сажевого фильтра 18, как описано в отношении фиг. 6а и 8, также применима к альтернативной конструкции глушителя по фиг. 6б.Installing the
Во время операции очистки, частицы или зола, вытесненные из сажевого фильтра, перемещаются для надежного удаления. В примере, показанном на фиг. 5, это достигается присоединением соединителя 36 шланга к открытому концу 35 сажевого фильтра 18. Соединитель 36 снабжен шлангом 37, подсоединенным к всасывающему средству (не показано) для удаления золы, как показано стрелкой 38. Во время операции очистки, двигатель внутреннего сгорания заводится, тем самым отработавшие газы подаются во входной патрубок 13, проходят через сажевый фильтр 18 для удаления золы и выводятся через шланг 37.During the cleaning operation, particles or ash displaced from the particulate filter are moved for reliable removal. In the example shown in FIG. 5, this is achieved by attaching the
В соответствии с изобретением, сажевый фильтр установлен в рабочее положение внутри глушителя системы выпуска отработавших газов при нормальной работе двигателя. Когда определено, что фильтр забивается и требуется его очистка, выполняются следующие шаги:In accordance with the invention, the particulate filter is installed in the operating position inside the muffler of the exhaust system during normal engine operation. When it is determined that the filter is clogged and needs to be cleaned, the following steps are performed:
- отсоединение и извлечение сажевого фильтра 18 из задней торцевой стенки 12 глушителя 8;- disconnecting and removing the
- переворачивание на обратное направление (разворачивание на 180 градусов) и переустановка фильтра 18 в положение очистки на задней торцевой стенке 12 глушителя 8;- turning in the opposite direction (180 degree rotation) and reinstalling the
- запуск и управление работой двигателя 4 внутреннего сгорания, регулируя его частоту вращения в соответствии с заданным циклом, пока не будет достигнуто заданное состояние;- starting and controlling the operation of the
- остановка двигателя 4 внутреннего сгорания и возращение сажевого фильтра 18 в рабочее положение внутри глушителя 8 системы выпуска отработавших газов.- stopping the
Фиг. 8 показывает, как регулируется частота вращения двигателя так, чтобы сажевый фильтр подвергался чистке пульсирующим потоком отработавших газов из двигателя. Частота вращения двигателя изменяется между верхним и нижним пределами заданное число раз во время по меньшей мере одного цикла С и в конце этого по меньшей мере одного цикла С выполняется измерение величины, представляющей упомянутое заданное состояние. Согласно примеру на фиг. 8, частота вращения двигателя изменяется от нижнего предела приблизительно 900 оборотов в минуту до верхнего предела приблизительно 1700 оборотов в минуту. Во время каждого цикла частота вращения двигателя изменяется между верхним и нижним пределами заданное количество раз, в данном случае 15 раз, за заданный период времени, в данном случае приблизительно 180 с. Общее время, занимаемое полным процессом очистки, может составлять 10-15 минут, в зависимости от степени забивки фильтра.FIG. Figure 8 shows how the engine speed is controlled so that the particulate filter is cleaned by a pulsating exhaust stream from the engine. The engine speed varies between the upper and lower limits a predetermined number of times during at least one cycle C, and at the end of the at least one cycle C, a measurement is made representing the said predetermined state. According to the example of FIG. 8, the engine speed varies from a lower limit of approximately 900 rpm to an upper limit of approximately 1700 rpm. During each cycle, the engine speed changes between the upper and lower limits a predetermined number of times, in this
До начала первого цикла частота оборотов двигателя увеличивается до уровня выше упомянутого верхнего предела, в данном случае 2000 оборотов в минуту, в течение периода времени, достаточного для стабилизации в глушителе температуры отработавших газов. Затем измеряется величина, представляющая упомянутое заданное состояние, в данном случае падение давления через глушитель, и инициируется первый цикл. Результат первого измерения сравнивается с сохраненным значением от предыдущего процесса очистки для определения степени забивки. Если фильтр заменялся во время предыдущего обслуживания, тогда может использоваться эталонное значение для чистого фильтра.Before the start of the first cycle, the engine speed rises to a level above the upper limit, in this case 2,000 rpm, for a period of time sufficient to stabilize the exhaust gas temperature in the muffler. Then, a quantity representing said predetermined state is measured, in this case a pressure drop through the silencer, and a first cycle is initiated. The result of the first measurement is compared with the stored value from the previous cleaning process to determine the degree of clogging. If the filter was replaced during previous maintenance, then the reference value for a clean filter can be used.
В конце каждого цикла частота вращения двигателя увеличивается до упомянутого уровня выше упомянутого верхнего предела в течение предварительно заданного периода времени и величина, представляющая упомянутое заданное состояние, измеряется снова. Как указывалось выше, температуре отработавших газов дают возможность стабилизироваться перед снятием показаний, чтобы получить правильный результат измерений. Упомянутый цикл повторяется, пока упомянутое заданное состояние не будет достигнуто или пока не будет выполнено максимальное количество циклов без достижения заданного состояния. Величина падения давления через сажевый фильтр, которая должна быть достигнута, может основываться на эмпирических значениях и считываться из таблицы, или основываться на сохраненных значениях падения давления от предыдущей операции чистки. На фиг. 8 показана серия из трех последовательных циклов, как описывалось выше.At the end of each cycle, the engine speed is increased to the above level above the upper limit for a predetermined period of time and a value representing said predetermined state is measured again. As indicated above, the temperature of the exhaust gases is allowed to stabilize before taking readings in order to obtain the correct measurement result. Said cycle is repeated until said predetermined state is reached or until the maximum number of cycles is completed without reaching the predetermined state. The amount of pressure drop through the particulate filter to be achieved can be based on empirical values and read from the table, or based on stored pressure drop values from a previous cleaning operation. In FIG. 8 shows a series of three consecutive cycles, as described above.
На фиг. 9 представлена схематическая диаграмма, показывающая падение давления через глушитель во время процесса чистки. Из этой диаграммы можно видеть, как измеренные величины падения давления, показанные как острые выступы на схематической кривой, постоянно падают после каждого цикла. Используя эту кривую, циклы могут быть повторены, пока предварительно заданная величина падения давления не будет достигнута, пока два последовательных измерения покажут отсутствие или приблизительное отсутствие изменения, или пока не достигнуто предварительно заданное проходящее время, когда процесс заканчивается и останавливается.In FIG. 9 is a schematic diagram showing the pressure drop through the silencer during the cleaning process. From this diagram you can see how the measured pressure drop values, shown as sharp protrusions on the schematic curve, constantly fall after each cycle. Using this curve, cycles can be repeated until a predetermined pressure drop is reached, two consecutive measurements show no or approximately no change, or until a predetermined elapsed time is reached when the process ends and stops.
На фиг. 10а показана схематическая компоновка двигателя 4 внутреннего сгорания и системы выпуска отработавших газов по фиг. 1 с использованием тех же ссылочных номеров. Как указывалось выше, система выпуска отработавших газов содержит первый глушитель 8, снабженный системой последующей обработки отработавших газов, и второй глушитель 9, подсоединенный к выхлопной трубе, выпускающей отработавшие газы в атмосферу. Схематически показанный первый глушитель 8 соответствует глушителю, показанному на фиг. 6а. Электронный блок 40 управления соединен с первым и вторым датчиками 41, 42 давления отработавших газов выше и ниже по потоку от глушителя 8, соответственно. Электронный блок 40 управления представляет собой обычный блок управления двигателя, соединенный с двигателем 4 внутреннего сгорания линией 43 управления. В представленном примере двигатель внутреннего сгорания представляет собой обычный дизельный двигатель, снабженный управляемыми топливными инжекторами 44, турбонагнетателем 45 и охладителем 46 забираемого воздуха. Двигатель, сам по себе, не будет далее детально описываться. Электронный блок 40 управления содержит микропроцессор и энергонезависимую память для хранения и предоставления измеренных данных. Представленная система выпуска отработавших газов позволяет устанавливать упомянутые первый и второй глушители 8, 9 на удалении друг от друга, что может быть полезно для компоновочных целей, когда доступное пространство ограничено.In FIG. 10a shows a schematic layout of an
На фиг. 10б представлен схематичный план двигателя внутреннего сгорания и альтернативной системы выпуска отработавших газов. Эта альтернативная система выпуска отработавших газов содержит по существу те же компоненты, что и система по фиг. 10а. Главное отличие между этими двумя системами заключается в том, что глушитель по фиг. 10б содержит единственное устройство глушителя с объединенными первым и вторым глушителями 8а, 9а. Это единственное устройство глушителя содержит оба первый и второй глушители 8, 9, показанные на фиг. 10а. Схематически представленный первый глушитель 8а соответствует глушителю, представленному на фиг. 6а. Эта компоновка показана с первым и вторым глушителями, смонтированными вместе в виде единого блока 8а, 9а глушителя, который может иметь преимущества с точки зрения доступа во время обслуживания системы выпуска отработавших газов.In FIG. 10b is a schematic plan of an internal combustion engine and an alternative exhaust system. This alternative exhaust system contains substantially the same components as the system of FIG. 10a. The main difference between the two systems is that the silencer of FIG. 10b comprises a single silencer device with combined first and
В соответствии с одним примером, способ может осуществляться посредством регулирования частоты вращения двигателя во время процесса очистки с использованием электронного блока управления. Электронный блок управления может быть блоком управления двигателя, как показано на фиг. 10а и 10б, или внешним электронным блоком управления, который подсоединяется к блоку управления двигателя. Электронный блок управления может быть предварительно запрограммированным, в соответствии с чем программное обеспечение, требуемое для запуска программы очистки, сохранено в энергонезависимой памяти или на жестком диске в электронном блоке управления. Альтернативно, необходимое программное обеспечение может храниться на переносном портативном устройстве или энергонезависимом блоке памяти, таком как USB-накопитель или флэш-память, которые могут быть интегрированы в электронный блок управления или блок управления двигателя или подсоединяться к ним. В этом контексте энергонезависимое запоминающее устройство для хранения данных определяется как включающее системы с электрической адресацией, такие как постоянное запоминающее устройство (ПЗУ/ROM), или системы с механической адресацией, такие как жесткие диски, оптические диски, магнитные ленты, запоминающие устройства на голограммах и т.п.According to one example, the method can be carried out by adjusting the engine speed during the cleaning process using an electronic control unit. The electronic control unit may be an engine control unit, as shown in FIG. 10a and 10b, or an external electronic control unit that is connected to the engine control unit. The electronic control unit can be pre-programmed, according to which the software required to run the cleaning program is stored in non-volatile memory or on the hard disk in the electronic control unit. Alternatively, the necessary software can be stored on a portable portable device or non-volatile memory unit, such as a USB stick or flash memory, which can be integrated into or connected to an electronic control unit or engine control unit. In this context, non-volatile memory for storing data is defined as including systems with electrical addressing, such as read-only memory (ROM), or systems with mechanical addressing, such as hard drives, optical disks, magnetic tapes, storage devices on holograms and etc.
Результаты измерений упомянутой величины из предыдущего процесса очистки могут быть сохранены в памяти в указанном блоке управления и использованы для установки заданного состояния. Таким образом возможно сравнивать текущие показания для этой величины с величинами из предыдущих периодов времени, когда фильтр чистился или заменялся. Таким образом может обеспечиваться мониторинг режима или текущего состояния сажевого фильтра и вычисление ожидаемого срока службы. Также возможно хранить результаты измерений по меньшей мере одной величины, относящейся к работе двигателя, со времени предыдущего процесса очистки, в электронном блоке управления для установки заданного состояния. Согласно одному примеру, измеренное падение давления через сажевый фильтр в конце предыдущего процесса очистки может быть принято как целевой параметр для заданного состояния. Дополнительные факторы, которые могут быть приняты во внимание при установке заданного состояния, могут включать проходимое расстояние, время работы двигателя или расход топлива и/или масла со времени предыдущего процесса очистки.The measurement results of the mentioned value from the previous cleaning process can be stored in memory in the specified control unit and used to set a given state. Thus, it is possible to compare the current readings for this value with the values from previous periods of time when the filter was cleaned or replaced. In this way, monitoring of the mode or current state of the particulate filter and the calculation of the expected service life can be ensured. It is also possible to store the measurement results of at least one value related to the operation of the engine since the previous cleaning process in an electronic control unit for setting a predetermined state. According to one example, the measured pressure drop through the particulate filter at the end of the previous cleaning process can be taken as a target parameter for a given state. Additional factors that can be taken into account when setting a preset condition may include the distance traveled, engine runtime, or fuel and / or oil consumption since the previous cleaning process.
Как отмечалось выше, описанный способ, в частности, подходит для компьютерного управления. Поскольку настоящее изобретение также относится к компьютерной программе, компьютерный программный продукт и носитель информации/среда хранения для компьютера должны использоваться с компьютером для осуществления этого способа.As noted above, the described method is particularly suitable for computer control. Since the present invention also relates to a computer program, a computer program product and a storage medium / storage medium for a computer should be used with a computer to implement this method.
На фиг. 11 изобретение показано в приложении с соответствующей компьютерной компоновкой. Изобретение, описываемое ниже, относится к компьютерной программе, содержащей средства программного кодирования для выполнения всех шагов способа, описанных выше, при исполнении указанной программы на компьютере. Изобретение также относится к компьютерному программному продукту, содержащему средства программного кодирования, сохраненные на машиночитаемом носителе/среде, для выполнения всех шагов способа, описанных выше, при исполнении указанного программного продукта на компьютере. И наконец, изобретение относится к компьютерной системе для осуществления способа очистки сажевого фильтра в транспортном средстве, имеющей память (запоминающее устройство) для хранения средств программного кодирования и процессор, способный исполнять код программы для выполнения всех шагов способа, описанных выше.In FIG. 11, the invention is shown in an appendix with an appropriate computer layout. The invention described below relates to a computer program containing software encoding for performing all the steps of the method described above, when the specified program is executed on a computer. The invention also relates to a computer program product containing software encoding means stored on a computer-readable medium / medium for performing all the steps of the method described above when executing said software product on a computer. Finally, the invention relates to a computer system for implementing a method of cleaning a particulate filter in a vehicle having a memory (memory) for storing software encoding means and a processor capable of executing program code to perform all the steps of the method described above.
На фиг. 11 показано устройство 50 по одному из вариантов осуществления изобретения, содержащее энергозависимую память 52, процессор 51 и считываемую и записываемую память 56. Память 52 имеет первую часть 53 памяти, в которой хранится компьютерная программа для управления устройством 50. Эта компьютерная программа в части 53 памяти для управления устройством 50 может представлять собой операционную систему. Устройство 50 может быть заключено, например, в блоке управления, таком как блок 40 управления двигателя, показанный на фиг. 10а. Устройство 51 обработки данных может включать, например, микропроцессор.In FIG. 11 shows a
Память 52 также имеет вторую часть 54 памяти, в которой хранится программа для управления функцией выбора требуемой передачи в соответствии с изобретением. В альтернативном варианте программа для установки упомянутого заданного состояния и управления функцией выполнения процесса очистки сохранена на отдельном энергонезависимом носителе 55 данных, таком как, например, CD-диск или сменная полупроводниковая память. Программа может храниться в исполняемой или сжатой форме.The
Когда говорится, что устройство 51 обработки данных исполняет специфичные функции, следует понимать, что устройство 51 обработки данных исполняет специфичную часть программы, хранящейся в части 54 памяти, или специфичную часть программы, хранящейся на энергонезависимом носителе 55 данных.When it is said that the
Устройство 51 обработки данных приспособлено для установления связи с носителем 55 данных посредством шины 53 передачи данных. Устройство 51 обработки данных также приспособлено для установления связи с памятью 52 посредством шины 57 передачи данных. Кроме того, устройство 51 обработки данных приспособлено для установления связи с памятью 56 посредством шины 58 передачи данных. И далее, устройство 51 обработки данных также приспособлено для установления связи с портом 59 передачи данных посредством шины 60 передачи данных.The
Предлагаемый в изобретении способ может выполняться устройством 51 обработки данных, исполняющим программу, хранящуюся в памяти 54, или программу, хранящуюся на энергонезависимом носителе 55 данных.The inventive method may be performed by a
Изобретение не ограничено выше приведенными примерами и может включать различные изменения в рамках объема приложенной формулы изобретения.The invention is not limited to the above examples and may include various changes within the scope of the appended claims.
Claims (20)
отсоединяют и извлекают сажевый фильтр из первого конца глушителя;
переворачивают на обратное направление и переустанавливают сажевый фильтр в положение чистки на упомянутом первом конце глушителя;
запускают двигатель и управляют его работой, регулируя частоту вращения в соответствии с заданным циклом, пока не будет достигнуто заданное состояние; и
останавливают двигатель и возвращают сажевый фильтр в рабочее положение внутри глушителя системы выпуска отработавших газов.1. The method of cleaning the particulate filter of a vehicle equipped with an internal combustion engine and a particulate filter installed in the working position inside the muffler of the exhaust system during normal engine operation, characterized in that when performing the cleaning process:
the particulate filter is disconnected and removed from the first end of the muffler;
turn in the opposite direction and reset the particulate filter to the cleaning position on the said first end of the muffler;
start the engine and control its operation by adjusting the speed in accordance with a given cycle until a predetermined state is reached; and
they stop the engine and return the particulate filter to its working position inside the muffler of the exhaust system.
сажевый фильтр имеет первую контактную поверхность, обращенную к первому концу глушителя и находящуюся в плотном контакте с соответствующей поверхностью на первом конце глушителя, когда сажевый фильтр находится в его рабочем положении;
сажевый фильтр имеет вторую контактную поверхность, находящуюся в плотном контакте с соответствующей поверхностью на первом конце глушителя, когда сажевый фильтр находится в положении очистки;
сажевый фильтр размещен внутри глушителя в его рабочем положении, и сажевый фильтр перевернут на обратное направление и размещен по меньшей мере частично снаружи первого конца глушителя в положении очистки.15. A system comprising a vehicle silencer and a particulate filter installed in a working position inside this silencer of an exhaust system during normal operation of an engine connected to this silencer, characterized in that:
the particulate filter has a first contact surface facing the first end of the muffler and is in close contact with the corresponding surface at the first end of the muffler when the particulate filter is in its working position;
the particulate filter has a second contact surface in tight contact with the corresponding surface at the first end of the muffler when the particulate filter is in the cleaning position;
the particulate filter is placed inside the muffler in its working position, and the particulate filter is turned upside down and is at least partially located outside the first end of the muffler in the cleaning position.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PCT/EP2012/000011 WO2013102468A1 (en) | 2012-01-03 | 2012-01-03 | Method and arrangement for cleaning a particle filter |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2014131933A RU2014131933A (en) | 2016-02-27 |
RU2588326C2 true RU2588326C2 (en) | 2016-06-27 |
Family
ID=
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU93018061A (en) * | 1993-04-08 | 1996-11-10 | Акционерное общество "ЭкоНАМИ" | Soot filter |
RU2084648C1 (en) * | 1994-03-02 | 1997-07-20 | Сергей Георгиевич Алякринский | Method of regeneration of black filter |
DE10210950A1 (en) * | 2002-03-13 | 2003-09-25 | Opel Adam Ag | Regenerable soot filter is subjected to exhaust gas flow through front and rear sides in alternation |
WO2004079169A1 (en) * | 2003-03-05 | 2004-09-16 | Chris-Invest A/S | A silencer for combustion engine exhaust systems and a method of servicing the exhaust system |
EP1515011A1 (en) * | 2003-09-10 | 2005-03-16 | O-DEN Corporation | Particulate removing apparatus and diesel engine vehicle equipped with same |
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU93018061A (en) * | 1993-04-08 | 1996-11-10 | Акционерное общество "ЭкоНАМИ" | Soot filter |
RU2084648C1 (en) * | 1994-03-02 | 1997-07-20 | Сергей Георгиевич Алякринский | Method of regeneration of black filter |
DE10210950A1 (en) * | 2002-03-13 | 2003-09-25 | Opel Adam Ag | Regenerable soot filter is subjected to exhaust gas flow through front and rear sides in alternation |
WO2004079169A1 (en) * | 2003-03-05 | 2004-09-16 | Chris-Invest A/S | A silencer for combustion engine exhaust systems and a method of servicing the exhaust system |
EP1515011A1 (en) * | 2003-09-10 | 2005-03-16 | O-DEN Corporation | Particulate removing apparatus and diesel engine vehicle equipped with same |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2632071C2 (en) | Gas flow control device for cleaning particulate filter | |
JP5896254B2 (en) | Method and arrangement for cleaning particle filters | |
WO2012153706A1 (en) | Wet exhaust gas purification device | |
US20060191246A1 (en) | Filter service system and method | |
WO2012153705A1 (en) | Wet exhaust gas purification device | |
US20060070360A1 (en) | Filter service system and method | |
CN101089374A (en) | Diesel exhaust system reversible particulate filter | |
EP2500078A2 (en) | Method and apparatus for regenerating used particulate filters | |
CN103703234A (en) | Exhaust gas control apparatus for internal combustion engine, and control method for exhaust gas control apparatus for internal combustion engine | |
US20080006155A1 (en) | Particulate filter cleaning device | |
RU2588326C2 (en) | Method and system for cleaning filter | |
KR101688544B1 (en) | Device and method for cleaning diesel particulate filter | |
JP2013513760A (en) | Recyclable particulate filter | |
KR20170003780A (en) | Dust collector for cleaning automobile engine | |
EP3204625B1 (en) | Gas turbine engine assembly comprising a filter assembly and method of providing said assembly | |
CN214499206U (en) | Particle catcher capable of cleaning ash without disassembly | |
TWM516649U (en) | Carbon deposit cleaning system of diesel vehicle exhaust pipe | |
JP3469175B2 (en) | Cleaning method for exhaust gas purification device | |
CN116335797A (en) | Particle catcher regeneration method, device, storage medium and controller | |
KR20140077291A (en) | Catalyst filter-type particle collecting and exhaust gas clean-up low pressure drop device for the exhaust gas of ship diesel engines | |
KR20030028025A (en) | Catalytic converter using pellet | |
ITPT20120016U1 (en) | TOOL FOR CRYOGENIC SANDBLASTING FOR EXTERNAL INTERIORS | |
KR20070024064A (en) | Apparatus for regenerating diesel particulate filter |