СПОСОБ И СИСТЕМА ДЛЯ СНИЖЕНИЯ ВЫБРОСОВ

1. Способ, в котором
во время холодного пуска направляют отработавшие газы сначала через трехкомпонентный каталитический нейтрализатор, затем через нейтрализатор на днище кузова, затем через перепускной канал отработавших газов с теплообменником, а затем через турбину;
осуществляют передачу тепла от отработавших газов к охлаждающей жидкости, циркулирующей через теплообменник; и
осуществляют нагрев цилиндра и поршня двигателя за счет тепла отработавших газов, рекуперированного в теплообменнике.
2. Способ по п. 1, в котором дополнительно после активации трехкомпонентного каталитического нейтрализатора, отработавшие газы направляют сначала через турбину, затем через нейтрализатор на днище кузова, а затем через трехкомпонентный каталитический нейтрализатор; и
во время работы с нагрузкой выше пороговой направляют первую часть отработавших газов сначала через теплообменник, затем через турбину, нейтрализатор на днище кузова, и в последнюю очередь - через трехкомпонентный каталитический нейтрализатор, и одновременно направляют вторую часть отработавших газов сначала через турбину, затем через нейтрализатор на днище кузова, и в последнюю очередь - через трехкомпонентный каталитический нейтрализатор, в обход теплообменника.
3. Способ по п. 2, в котором соотношение первой и второй частей регулируют в зависимости от водительского запроса и погрешности наддува, при этом регулирование включает в себя уменьшение первой части с соответствующим увеличением второй части по мере роста водительского запроса и увеличение первой части с соответствующим уменьшением второй части по мере роста погрешности наддува, при этом погрешность наддува представляет собой разность фактического и необходимого наддува.
4. Способ по п. 1, в котором турбина расположена в первой ветви, нейтрализатор на днище кузова расположен во второй ветви, а трехкомпонентный каталитический нейтрализатор расположен в третьей ветви узла разветвленной выпускной системы, при этом первая ветвь, вторая ветвь и третья ветвь соединены друг с другом по текучей среде посредством первого четырехходового клапана и второго четырехходового клапана.
5. Способ по п. 4, в котором перепускной канал отработавших газов соединен с первой ветвью выше по потоку от турбины посредством отводного клапана, а теплообменник расположен в перепускном канале отработавших газов.
6. Способ по п. 5, в котором первый четырехходовой клапан соединен с первым концом первой ветви, первым концом второй ветви и первым концом третьей ветви, второй четырехходовой клапан соединен со вторым концом первой ветви, вторым концом второй ветви и вторым концом третьей ветви, а отводной клапан соединен с первой ветвью в месте соединения с перепускным каналом отработавших газов.
7. Способ по п. 2, в котором направление отработавших газов во время холодного пуска включает в себя направление отработавших газов сначала через трехкомпонентный каталитический нейтрализатор в первом направлении, затем направление отработавших газов через нейтрализатор на днище кузова во втором направлении, а затем направление отработавших газов через теплообменник в первом направлении, и направление отработавших газов через турбину в первом направлении, при этом второе направление противоположно первому направлению;
причем направление отработавших газов после активации трехкомпонентного каталитического нейтрализатора включает в себя направление отработавших газов сначала через турбину в первом направлении, затем через нейтрализатор на днище кузова во втором направлении, а затем через трехкомпонентный каталитический нейтрализатор в первом направлении; и
причем направление отработавших газов в состояниях с нагрузкой выше пороговой включает в себя направление первой части отработавших газов сначала через теплообменник в первом направлении, затем через турбину в первом направлении, затем через нейтрализатор на днище кузова во втором направлении, а затем через трехкомпонентный каталитический нейтрализатор в первом направлении, и одновременное направление второй части отработавших газов через турбину в первом направлении, затем через нейтрализатор на днище кузова во втором направлении, а затем через трехкомпонентный каталитический нейтрализатор в первом направлении в обход теплообменника.
8. Способ по п. 5, в котором направление отработавших газов во время холодного пуска также включает в себя установку первого четырехходового клапана в первое положение, второго четырехходового клапана в первое положение и отводного клапана в открытое положение, причем направление отработавших газов после активации трехкомпонентного каталитического нейтрализатора также включает в себя установку первого клапана во второе положение, второго клапана во второе положение и отводного клапана в закрытое положение, причем направление отработавших газов во время работы с нагрузкой выше пороговой также включает в себя установку первого клапана во второе положение, второго клапана во второе положение и отводного клапана в частично открытое положение.
9. Способ для двигателя, в котором
в первом режиме,
направляют отработавшие газы сначала через трехкомпонентный каталитический нейтрализатор, расположенный в третьей ветви, затем через нейтрализатор на днище кузова, расположенный во второй ветви, затем через первый выпускной канал, канал отработавших газов, второй выпускной канал, а затем через турбину, расположенную в первой ветви разветвленной выпускной системы;
осуществляют передачу тепла от отработавших газов, текущих по каналу отработавших газов, к охлаждающей жидкости, циркулирующей по концентрическому каналу охлаждающей жидкости; и
осуществляют нагрев цилиндра и поршня двигателя теплом отработавших газов, рекуперированным охлаждающей жидкостью.
10. Способ по п. 9, в котором дополнительно: во втором режиме направляют отработавшие газы сначала через турбину, затем через нейтрализатор на днище кузова, а затем через трехкомпонентный каталитический нейтрализатор; и
в третьем режиме направляют отработавшие газы сначала через турбину, затем через нейтрализатор на днище кузова, а затем через трехкомпонентный каталитический нейтрализатор, и впрыскивают охлаждающую текучую среду в отработавшие газы выше по потоку от турбины.
11. Способ по п. 10, в котором работа в первом режиме включает в себя перемещение первого четырехходового клапана, соединенного с первыми концами первой ветви, второй ветви и третьей ветви, в первое положение, перемещение второго четырехходового клапана, соединенного со вторыми концами первой ветви, второй ветви и третьей ветви, в первое положение, перемещение первого трехходового клапана, соединенного с местом соединения первой ветви и первого выпускного канала, в первое положение, и перемещение второго трехходового клапана, соединенного с местом соединения второго выпускного канала и канала отработавших газов, в первое положение, а работа во втором режиме и в третьем режиме включает в себя перемещение первого четырехходового клапана во второе положение, перемещение второго четырехходового клапана во второе положение, перемещение первого трехходового клапана во второе положение и перемещение второго трехходового клапана во второе положение.
12. Способ по п. 10, в котором дополнительно: выбирают первый режим, когда температура двигателя ниже пороговой, выбирают второй режим, когда температура двигателя выше пороговой и нагрузка двигателя ниже пороговой, при этом пороговая температура зависит от температуры активации трехкомпонентного каталитического нейтрализатора, и выбирают третий режим, когда нагрузка двигателя выше пороговой.
13. Способ по п. 10, в котором впрыск охлаждающей текучей среды включает в себя впрыск охлаждающей текучей среды в отработавшие газы выше по потоку от турбины посредством форсунки, при этом количество впрыскиваемой охлаждающей текучей среды регулируют в зависимости от водительского запроса и погрешности наддува.
14. Способ по п. 13, в котором охлаждающая текучая среда представляет собой воду, причем указанное регулирование включает в себя уменьшение количества впрыскиваемой охлаждающей текучей среды при возрастании водительского запроса и увеличение указанного количества при возрастании погрешности наддува, при этом погрешность наддува представляет собой разность фактического и необходимого наддува.
15. Способ по п. 10, в котором первый режим, второй режим и третий режим включают в себя направление отработавших газов по первой ветви в первом направлении, направление отработавших газов по второй ветви во втором направлении, и направление отработавших газов по третьей ветви в первом направлении, при этом первое направление противоположно второму направлению.
16. Способ по п. 10, в котором дополнительно: переходят из первого режима во второй режим в связи с активацией трехкомпонентного каталитического нейтрализатора, переходят из второго режима в третий режим в связи с ростом запрошенного крутящего момента и переходят из третьего режима в первый режим в связи с запросом останова двигателя.
17. Система двигателя, содержащая
двигатель, содержащий выпускной коллектор;
датчик положения педали;
узел разветвленной выпускной системы с первой ветвью, второй ветвью, третьей ветвью, перепускным каналом, первым клапаном, вторым клапаном и третьим клапаном;
турбонагнетатель с турбиной, соединенной с первой ветвью узла разветвленной выпускной системы, при этом турбина соединена с компрессором;
нейтрализатор на днище кузова, соединенный со второй ветвью узла выпускной системы;
трехкомпонентный каталитический нейтрализатор, соединенный с третьей ветвью узла выпускной системы;
теплообменник, соединенный с перепускным каналом, при этом теплообменник соединен по текучей среде с системой охлаждения двигателя;
датчик температуры охлаждающей жидкости двигателя, соединенный с системой охлаждения двигателя; и
контроллер с машиночитаемыми инструкциями, хранимыми в долговременной памяти, для:
оценки температуры двигателя и нагрузки двигателя посредством датчика температуры охлаждающей жидкости двигателя и/или датчика положения педали;
выбора порядка направления отработавших газов через турбину, нейтрализатор на днище кузова и трехкомпонентный каталитический нейтрализатор, в зависимости от результатов оценки температуры двигателя и нагрузки двигателя; и
приведения в действие первого клапана, второго клапана и третьего клапана для направления отработавших газов через турбину, нейтрализатор на днище кузова и трехкомпонентный каталитический нейтрализатор по первой ветви, второй ветви и третьей ветви согласно выбранному порядку направления отработавших газов.
18. Система по п. 17, отличающаяся тем, что указанный выбор включает в себя: в первом состоянии, в котором температура двигателя ниже пороговой, установку первого клапана в первое положение, второго клапана в первое положение и третьего клапана в открытое положение для направления отработавших газов сначала по третьей ветви с трехкомпонентным каталитическим нейтрализатором, затем по второй ветви с нейтрализатором на днище кузова, затем по перепускному каналу с теплообменником, а затем по первой ветви с турбиной;
во втором состоянии, в котором температура двигателя выше пороговой и нагрузка двигателя ниже пороговой, установку первого клапана во второе положение, второго клапана во второе положение и третьего клапана в закрытое положение для направления отработавших газов сначала по первой ветви с турбиной, затем по второй ветви с нейтрализатором на днище кузова, а затем по третьей ветви с трехкомпонентным каталитическим нейтрализатором; и
в третьем состоянии, в котором температура двигателя выше пороговой и нагрузка двигателя выше пороговой, установку первого клапана во второе положение, второго клапана во второе положение и третьего клапана в частично открытое положение для направления первой части отработавших газов сначала по перепускному каналу с теплообменником, затем по первой ветви с турбиной, затем по второй ветви с нейтрализатором на днище кузова, а затем по третьей ветви с трехкомпонентным каталитическим нейтрализатором, и направление второй части отработавших газов сначала по первой ветви с турбиной, затем по второй ветви с нейтрализатором на днище кузова, а затем по третьей ветви с трехкомпонентным каталитическим нейтрализатором, в обход теплообменника.
19. Система по п. 18, отличающаяся тем, что контроллер содержит дополнительные инструкции для: в первом состоянии - осуществления циркуляции охлаждающей жидкости через теплообменник с передачей тепла от отработавших газов, текущих через теплообменник, циркулирующей охлаждающей жидкости, затем осуществления циркуляции нагретой охлаждающей жидкости по трубкам, концентрически расположенным вокруг множества цилиндров двигателя, и осуществления передачи тепла от охлаждающей жидкости цилиндрам двигателя.
20. Система по п. 19, отличающаяся тем, что контроллер содержит дополнительные инструкции для: в первом состоянии - осуществления передачи тепла от отработавших газов, текущих по линии отработавших газов, множеству линий охлаждающей жидкости, а затем осуществления передачи тепла от множества линий охлаждающей жидкости цилиндрам двигателя, причем линии отработавших газов расположены концентрически вокруг множества линий охлаждающей жидкости, при этом каждая из линий охлаждающей жидкости расположена концентрически вокруг наружной поверхности цилиндра двигателя.