СПОСОБ И СИСТЕМА ДЛЯ НЕЙТРАЛИЗАЦИИ ОТРАБОТАВШИХ ГАЗОВ

1. Способ для двигателя, в котором:
регулируют положение множества клапанов, соединенных с каждой из первой, второй, третьей и четвертой подветвей разветвленной выпускной системы, при этом каждая подветвь расположена параллельно главному выпускному каналу и вмещает отличный от других компонент выпускной системы; и
изменяют порядок течения отработавших газов через указанные отличные друг от друга компоненты выпускной системы в зависимости от температуры.
2. Способ по п. 1, в котором каждый из указанного множества клапанов выполнен с возможностью установки в первое положение, второе положение или третье, промежуточное между первым и вторым, положение.
3. Способ по п. 1, в котором первая и вторая подветви расположены на одной стороне главного выпускного канала, а третья и четвертая подветви расположены на другой, противоположной стороне главного выпускного канала, причем изменение порядка течения отработавших газов включает в себя перенаправление всего потока отработавших газов сначала к первой и второй подветвям в первом условии, когда температура ниже порогового значения и/или частота вращения двигателя выше порогового значения, и перенаправление всего потока отработавших газов сначала к третьей и четвертой подветвям во втором условии, когда температура выше указанного порогового значения и/или частота вращения двигателя ниже порогового значения.
4. Способ по п. 3, в котором указанное изменение также включает в себя:
направление всего потока отработавших газов через первую подветвь, а затем через вторую подветвь, когда температура выше указанного порогового значения;
направление всего потока отработавших газов через вторую подветвь, а затем через вторую ветвь, в обход первой подветви, когда температура ниже указанного порогового значения;
направление всего потока отработавших газов через четвертую подветвь, а затем через третью подветвь, когда скопление оксидов азота в нейтрализаторе избирательного каталитического восстановления (ИКВ) выше порогового значения; и
направление всего потока отработавших газов через третью подветвь, а затем через четвертую подветвь, когда скопление сажи в дизельном фильтре твердых частиц (ДФТЧ) выше порогового значения.
5. Способ по п. 3, в котором первая и вторая ветви отделены друг от друга пятой подветвью, расположенной параллельно первой и второй ветвям так, что поток отработавших газов между первой и второй подветвями течет по пятой подветви, причем третья и четвертая подветви отделены друг от друга шестой подветвью, расположенной параллельной им обеим так, что поток отработавших газов между третьей и четвертой подветвями течет по шестой подветви.
6. Способ по п. 4, в котором первая подветвь вмещает турбину, вторая подветвь вмещает окислительный каталитический нейтрализатор дизельного двигателя (ОКНДД), третья подветвь вмещает ДФТЧ, а четвертая ветвь вмещает каталитический нейтрализатор ИКВ.
7. Способ по п. 6, в котором изменение порядка течения отработавших газов в зависимости от температуры включает в себя регулирование в зависимости от относительной температурной потребности каждого из отличных друг от друга компонентов выпускной системы.
8. Способ по п. 7, в котором указанное изменение включает в себя:
в ответ на ускорение транспортного средства, на основе высокой температурной потребности турбины, направление отработавших газов сначала через турбину перед тем, как они будут направлены через ОКНДД, ДФТЧ и каталитический нейтрализатор ИКВ;
в ответ на холодный пуск двигателя, на основе высокой температурной потребности ОКНДД, направление отработавших газов сначала через ОКНДД перед тем, как они будут направлены через ДФТЧ и каталитический нейтрализатор ИКВ;
в ответ на наличие условий регенерации ДФТЧ, на основе высокой температурной потребности ДФТЧ, направление отработавших газов сначала через ДФТЧ, а затем через каталитический нейтрализатор ИКВ, турбину и ОКНДД; и
в ответ на наличие условий очистки ИКВ, на основе высокой температурной потребности ИКВ, направление отработавших газов сначала через ИКВ, а затем через ДФТЧ, ОКНДД и турбину.
9. Способ по п. 7, в котором указанное изменение включает в себя:
при первом условии регенерации ДФТЧ, когда температура двигателя ниже порогового значения, направление отработавших газов сначала через ОКНДД, затем через ДФТЧ и в последнюю очередь через каталитический нейтрализатор ИКВ, в обход турбины;
при втором условии регенерации ДФТЧ, когда температура двигателя выше указанного порогового значения, и нагрузка двигателя лежит в области средней нагрузки, направление отработавших газов сначала через ОКНДД, затем через турбину, затем через ДФТЧ и в последнюю очередь через каталитический нейтрализатор ИКВ;
при третьем условии регенерации ДФТЧ, когда происходит ускорение транспортного средства, направление отработавших газов сначала через турбину, затем через ОКНДД, затем через ДФТЧ и в последнюю очередь через каталитический нейтрализатор ИКВ; и
при четвертом условии регенерации ДФТЧ, когда температура двигателя выше указанного порогового значения, а нагрузка двигателя выше пороговой нагрузки, направление первой части отработавших газов сначала через турбину, в обход ОКНДД, а второй части отработавших газов сначала через ОКНДД, в обход турбины, а затем направление объединенных указанных первой и второй частей через ДФТЧ и в последнюю очередь через каталитический нейтрализатор ИКВ.
10. Способ по п. 9, в котором указанное изменение также включает в себя:
при первом условии очистки каталитического нейтрализатора ИКВ, когда температура двигателя ниже порогового значения, направление отработавших газов сначала через ОКНДД, затем через каталитический нейтрализатор ИКВ и в последнюю очередь через ДФТЧ, в обход турбины;
при втором условии регенерации ДФТЧ, когда температура двигателя выше указанного порогового значения, и нагрузка двигателя лежит в области средней нагрузки, направление отработавших газов сначала через ОКНДД, затем через турбину, затем через каталитический нейтрализатор ИКВ и в последнюю очередь через ДФТЧ;
при третьем условии очистки каталитического нейтрализатора ИКВ, когда происходит ускорение транспортного средства, направление отработавших газов сначала через турбину, затем через ОКНДД, затем через каталитический нейтрализатор ИКВ и в последнюю очередь через ДФТЧ; и
при четвертом условии очистки каталитического нейтрализатора ИКВ, когда температура двигателя выше указанного порогового значения, а нагрузка двигателя выше пороговой нагрузки, направление первой части отработавших газов сначала через турбину, в обход ОКНДД, а второй части отработавших газов сначала через ОКНДД, в обход турбины, а затем направление объединенных указанных первой и второй частей через каталитический нейтрализатор ИКВ и в последнюю очередь через ДФТЧ.
11. Способ по п. 10, в котором указанное изменение также включает в себя:
при пятом условии регенерации ДФТЧ, когда температура двигателя выше указанного порогового значения, а нагрузка двигателя ниже пороговой нагрузки холостого хода, направление отработавших газов сначала через ДФТЧ, затем через каталитический нейтрализатор ИКВ, затем через турбину и в последнюю очередь через ОКНДД; и
при пятом условии очистки каталитического нейтрализатора ИКВ, когда температура двигателя выше указанного порогового значения, а нагрузка двигателя ниже пороговой нагрузки холостого хода, направление отработавших газов сначала через каталитический нейтрализатор ИКВ, затем через ДФТЧ, затем через турбину и в последнюю очередь через ОКНДД.
12. Способ по п. 11, в котором дополнительно, при первом, втором, третьем и четвертом условиях очистки ИКВ, направляют отработавшие газы через ДФТЧ в первом направлении, а при пятом условии очистки ИКВ направляют отработавшие газы через ДФТЧ во втором направлении, при этом первое направление противоположно второму направлению, причем во время течения отработавших газов через ДФТЧ в первом направлении происходит удаление золы из первой группы ячеек ДФТЧ, а во время течения отработавших газов через ДФТЧ во втором направлении происходит удаление золы из второй, остальной группы ячеек ДФТЧ.
13. Способ по п. 9, в котором соотношение между первой и второй частями отработавших газов зависит от водительского запроса и отклонения величины наддува, при этом по мере роста водительского запроса вторую часть уменьшают, а первую часть -соответственно увеличивают, при этом по мере роста отклонения величины наддува вторую часть увеличивают, а первую часть - соответственно уменьшают, причем отклонение величины наддува представляет собой разность фактического и необходимого давления наддува.
14. Выпускная система, содержащая:
главный выпускной канал;
разветвленный выпускной блок с первой периферийной ветвью и второй периферийной ветвью, ответвляющимися от главного выпускного канала;
первую подветвь, вторую подветвь и пятую центральную подветвь, ответвляющиеся от первой периферийной ветви;
третью подветвь, четвертую подветвь и шестую центральную подветвь, ответвляющиеся от второй периферийной ветви;
причем первая подветвь, вторая подветвь и пятая центральная подветвь расположены на первой стороне главного выпускного канала, а третья подветвь, четвертая подветвь и шестая центральная подветвь расположены на второй стороне главного выпускного канала, при этом первая сторона противоположна второй стороне.
15. Система по п. 14, дополнительно содержащая:
первый четырехходовой клапан, соединенный с главным каналом выше по потоку от первой и второй периферийных ветвей;
второй четырехходовой клапан, соединенный с первой периферийной ветвью выше по потоку от первой подветви, второй подветви и пятой центральной подветви;
третий четырехходовой клапан, соединенный с первой периферийной ветвью ниже по потоку от первой подветви, второй подветви и пятой центральной подветви;
четвертый четырехходовой клапан, соединенный со второй периферийной ветвью выше по потоку от третьей подветви, четвертой подветви и шестой центральной подветви;
и
пятый четырехходовой клапан, соединенный с первой периферийной ветвью ниже по потоку от третьей подветви, четвертой подветви и шестой центральной подветви.
16. Система по п. 15, дополнительно содержащая контроллер с сохраненными в долговременной памяти машиночитаемыми инструкциями для:
приведения в действие первого четырехходового клапана для направления отработавших газов из главного выпускного канала выше по потоку от разветвленного выпускного блока в первую и вторую периферийные ветви, затем в главный выпускной канал ниже по потоку от разветвленного выпускного блока, а затем в выхлопную трубу, при этом порядок направления по первой и второй периферийной ветвям зависит от того, температуру каких компонентов выпускной системы - расположенных в первой или во второй периферийной ветви - нужно обеспечить в первую очередь;
приведения в действие второго четырехходового клапана и третьего четырехходового клапана для направления отработавших газов по первой подветви или/и второй подветви, при этом порядок направления по первой подветви и второй подветвям зависит от того, температуру каких компонентов выпускной системы -расположенных в первой или во второй подветви - нужно обеспечить в первую очередь; и
приведения в действие четвертого четырехходового клапана и пятого четырехходового клапана для направления отработавших газов по третьей подветви или/и четвертой подветви, при этом порядок направления по третьей и четвертой подветвям зависит от того, температуру каких компонентов выпускной системы - расположенных в третьей или в четвертой подветви - нужно обеспечить в первую очередь.
17. Система двигателя, содержащая:
впускной коллектор;
выпускной коллектор;
разветвленный выпускной блок с первой периферийной ветвью, содержащей первую подветвь и вторую подветвь, и второй периферийной ветвью, содержащей третью подветвь и четвертую подветвь;
первый четырехходовой клапан, соединенный с выпускным коллектором выше по потоку от первой периферийной ветви и от второй периферийной ветви;
второй четырехходовой клапан, соединенный с первым концом первой периферийной ветви, и третий четырехходовой клапан, соединенный со вторым концом первой периферийной ветви;
четвертый четырехходовой клапан, соединенный с первым концом второй периферийной ветви, и пятый четырехходовой клапан, соединенный со вторым концом второй периферийной ветви;
турбину, соединенную с первой подветвью;
окислительный каталитический нейтрализатор дизельного двигателя (ОКНДД), соединенный со второй подветвью;
дизельный фильтр твердых частиц (ДФТЧ), соединенный с третьей подветвью;
нейтрализатор избирательного каталитического восстановления (ИКВ), соединенный с четвертой подветвью; и
контроллер с сохраненными в долговременной памяти машиночитаемыми инструкциями
для:
определения температурных потребностей турбины, ОКНДД, ДФТЧ и ИКВ в зависимости от одного или более из следующих параметров: необходимый наддув, температура двигателя, скопление сажи в ДФТЧ и скопление оксидов азота в каталитическом нейтрализаторе ИКВ, и
если температурная потребность турбины выше, чем температурная потребность ОКНДД, установки первого клапана, второго клапана и третьего клапана в положение, в котором отработавшие газы текут сначала через турбину, и если температурная потребность ДФТЧ выше, чем температурная потребность каталитического нейтрализатора ИКВ - установки первого клапана, четвертого клапана и пятого клапана в положение, в котором отработавшие газы текут сначала через ДФТЧ.
18. Система по п. 17, в которой контроллер содержит дополнительные инструкции для:
работы разветвленного выпускного блока в первом режиме с первым заданным положением клапанов для направления отработавших газов сначала через ОКНДД, затем через ДФТЧ и в последнюю очередь через каталитический нейтрализатор ИКВ;
работы во втором режиме со вторым заданным положением клапанов для направления отработавших газов сначала через ОКНДД, затем через каталитический нейтрализатор ИКВ и в последнюю очередь через ДФТЧ;
работы в третьем режиме с третьим заданным положением клапанов для направления отработавших газов сначала через ДФТЧ, затем через каталитический нейтрализатор ИКВ, затем через турбину и в последнюю очередь через ОКНДД;
работы в четвертом режиме с четвертым заданным положением клапанов для направления отработавших газов сначала через каталитический нейтрализатор ИКВ, затем через ДФТЧ, затем через турбину и в последнюю очередь через ОКНДД;
работы в пятом режиме с пятым заданным положением клапанов для направления отработавших газов сначала через ОКНДД, затем через турбину, затем через ДФТЧ и в последнюю очередь через каталитический нейтрализатор ИКВ;
работы в шестом режиме с шестым заданным положением клапанов для направления отработавших газов сначала через ОКНДД, затем через турбину, затем через каталитический нейтрализатор ИКВ и в последнюю очередь через ДФТЧ;
работы в седьмом режиме с седьмым заданным положением клапанов для направления отработавших газов сначала через турбину, затем через ОКНДД, затем через ДФТЧ и в последнюю очередь через каталитический нейтрализатор ИКВ;
работы в восьмом режиме с восьмым заданным положением клапанов для направления отработавших газов сначала через турбину, затем через ОКНДД, затем через каталитический нейтрализатор ИКВ и в последнюю очередь через ДФТЧ;
работы в девятом режиме с девятым заданным положением клапанов для направления первой части отработавших газов через турбину, в обход ОКНДД, с одновременным направлением второй части отработавших газов через ОКНДД, в обход турбины, с последующим направлением указанных указанных первой и второй частей отработавших газов через ДФТЧ и в последнюю очередь через каталитический нейтрализатор ИКВ; и
работы в десятом режиме с десятым заданным положением клапанов для направления первой части отработавших газов через турбину, в обход ОКНДД, с одновременным направлением второй части отработавших газов через ОКНДД, в обход турбины, с последующим направлением указанных первой и второй частей отработавших газов через каталитический нейтрализатор ИКВ и в последнюю очередь через ДФТЧ.
19. Система по п. 18, в которой контроллер содержит дополнительные инструкции для:
выбора первого режима в ответ на то, что температура двигателя ниже пороговой температуры, а скопление сажи в ДФТЧ выше порогового;
выбора второго режима в ответ на то, что температура двигателя ниже пороговой температуры, а скопление оксидов азота в каталитическом нейтрализаторе ИКВ выше порогового;
выбора третьего режима в ответ на то, что двигатель работает в состоянии холостого хода, а скопление сажи в ДФТЧ выше порогового;
выбора четвертого режима в ответ на то, что двигатель работает в состоянии холостого хода, а скопление оксидов азота в каталитическом нейтрализаторе ИКВ выше порогового;
выбора пятого режима в ответ на то, что двигатель находится в состоянии средней нагрузки, а скопление сажи в ДФТЧ выше порогового;
выбора шестого режима в ответ на то, что двигатель находится в состоянии средней нагрузки, а скопление оксидов азота в каталитическом нейтрализаторе ИКВ выше порогового;
выбора седьмого режима в ответ на то, что имеет место событие ускорения транспортного средства, а скопление сажи в ДФТЧ выше порогового;
выбора восьмого режима в ответ на то, что имеет место событие ускорения транспортного средства, а скопление оксидов азота в каталитическом нейтрализаторе ИКВ выше порогового;
выбора девятого режима в ответ на то, что двигатель находится в состоянии высокой нагрузки, а скопление сажи в ДФТЧ выше порогового; и
выбора десятого режима в ответ на то, что двигатель находится в состоянии высокой нагрузки, а скопление оксидов азота в каталитическом нейтрализаторе ИКВ выше порогового.
20. Система по п. 19, дополнительно предусматривающая.
переход из первого во второй режим в ответ на то, что скопление оксидов азота в каталитическом нейтрализаторе ИКВ выше порогового, а скопление твердых частиц в ДФТЧ ниже порогового;
переход из второго в третий режим в ответ на то, что температура двигателя выше пороговой температуры, скопление твердых частиц в ДФТЧ выше порогового, скопление оксидов азота в каталитическом нейтрализаторе ИКВ ниже порогового, и имеет место состояние холостого хода двигателя;
переход из третьего в четвертый режим в ответ на то, что скопление оксидов азота в каталитическом нейтрализаторе ИКВ выше порогового, а скопление твердых частиц в ДФТЧ ниже порогового;
переход из четвертого в пятый режим в ответ на то, что скопление твердых частиц в ДФТЧ выше порогового, скопление оксидов азота в каталитическом нейтрализаторе ИКВ ниже порогового, и имеет место состояние средней нагрузки двигателя;
переход из пятого в шестой режим в ответ на то, что скопление оксидов азота в каталитическом нейтрализаторе ИКВ выше порогового, а скопление твердых частиц в ДФТЧ ниже порогового;
переход из шестого в седьмой режим в ответ на то, что скопление твердых частиц в ДФТЧ выше порогового, скопление оксидов азота в каталитическом нейтрализаторе ИКВ ниже порогового, и имеют место условия ускорения транспортного средства;
переход из седьмого в восьмой режим в ответ на то, что скопление оксидов азота в каталитическом нейтрализаторе ИКВ выше порогового, а скопление твердых частиц в ДФТЧ ниже порогового;
переход из восьмого в девятый режим в ответ на то, что нагрузка двигателя выше пороговой нагрузки, скопление твердых частиц в ДФТЧ выше порогового, и скопление оксидов азота в каталитическом нейтрализаторе ИКВ ниже порогового; и
переход из девятого в десятый режим в ответ на то, что скопление оксидов азота в каталитическом нейтрализаторе ИКВ выше порогового, а скопление твердых частиц в ДФТЧ ниже порогового.