Способ и система для диагностики теплообменника отработавших газов - RU2017133286A
Код документа: RU2017133286A
Формула
1. Способ, содержащий шаги, на которых:
индицируют ухудшение характеристик теплообменной системы, отводящей отработавшие газы через отводной клапан из области ниже по потоку от каталитического нейтрализатора отработавших газов в теплообменник в перепускном канале отработавших газов, при этом ухудшение характеристик индицируют по результатам оценок первой температуры отработавших газов и давления отработавших газов выше по потоку от теплообменника, результату оценки второй температуры отработавших газов ниже по потоку от теплообменника и температуре охлаждающей жидкости, циркулирующей через теплообменник.
2. Способ по п. 1, в котором дополнительно, в ответ на индикацию ухудшения характеристик, блокируют отведение отработавших газов через теплообменник в перепускном канале отработавших газов; и разрешают поток отработавших газов непосредственно в выхлопную трубу по основному выпускному каналу, в обход теплообменника.
3. Способ по п. 1, в котором индицирование дополнительно зависит от соотношения фактического положения отводного клапана и заданного командой положения, при этом фактическое положение оценивают посредством датчика положения, соединенного с отводным клапаном, при этом заданное командой положение зависит от потребности в нагреве двигателя, при этом отводной клапан соединен с местом соединения выхода перепускного канала отработавших газов и основного выпускного канала.
4. Способ по п. 3, в котором теплообменная система также содержит магистраль рециркуляции отработавших газов (РОГ) для рециркуляции отработавших газов из перепускного канала отработавших газов, ниже по потоку от теплообменника, во впускной коллектор двигателя через клапан РОГ, причем индицирование дополнительно зависит от фактического положения клапана РОГ.
5. Способ по п. 4, в котором дополнительно:
эксплуатируют теплообменную систему в первом режиме рекуперации тепла путем установки клапана РОГ в закрытое положение и установки отводного клапана в первое положение для пропускания потока отработавших газов в выхлопную трубу через теплообменник;
эксплуатируют теплообменную систему во втором режиме РОГ путем установки клапана РОГ в открытое положение и установки отводного клапана во второе положение для пропускания потока отработавших газов во впускной коллектор двигателя через теплообменник; и
эксплуатируют теплообменную систему в третьем обходном режиме путем установки клапана РОГ в закрытое положение и установки отводного клапана во второе положение для пропускания потока отработавших газов непосредственно в выхлопную трубу, в обход теплообменника, причем указанное индицирование выполняют в первом, во втором и в третьем режимах.
6. Способ по п. 5, в котором индицирование включает в себя:
при работе теплообменной системы в первом режиме или во втором режиме, индицирование ухудшения характеристик теплообменника на основании того, что вторая температура отработавших газов ниже ожидаемой второй температуры отработавших газов и результат оценки давления отработавших газов выше ожидаемого давления отработавших газов;
при работе теплообменной системы в первом режиме или во втором режиме, индицирование ухудшения характеристик системы охлаждения, по которой охлаждающая жидкость циркулирует через теплообменник, на основании того, что результат оценки температуры охлаждающей жидкости ниже ожидаемой температуры охлаждающей жидкости; и
при работе теплообменной системы в первом, втором или третьем режиме, индицирование ухудшения характеристик отводного клапана на основании того, что фактическое положение отводного клапана отлично от ожидаемого.
7. Способ по п. 6, в котором ожидаемую вторую температуру отработавших газов моделируют в зависимости от нагрузки двигателя, и/или температуры двигателя, и/или частоты вращения двигателя, и/или расхода отработавших газов, и/или расхода охлаждающей жидкости через теплообменник, причем ожидаемое давление отработавших газов моделируют в зависимости от нагрузки двигателя, и/или температуры двигателя, и/или частоты вращения двигателя, и/или расхода отработавших газов, причем ожидаемую температуру охлаждающей жидкости моделируют в зависимости от температуры отработавших газов, и/или расхода отработавших газов, и/или расхода охлаждающей жидкости.
8. Способ по п. 6, в котором ожидаемое положение отводного клапана представляет собой первое положение в первом режиме и второе положение во втором и в третьем режимах, при этом первое положение разрешает поток отработавших газов из области ниже по потоку от каталитического нейтрализатора в выхлопную трубу по перепускному каналу отработавших газов, а второе положение блокирует поток отработавших газов из области ниже по потоку от каталитического нейтрализатора в выхлопную трубу по перепускному каналу отработавших газов.
9. Способ по п. 6, в котором первую температуру отработавших газов оценивают посредством первого датчика температуры, соединенного с перепускным каналом отработавших газов выше по потоку от теплообменника, причем вторую температуру отработавших газов оценивают посредством второго датчика температуры, соединенного с перепускным каналом отработавших газов ниже по потоку от теплообменника, причем давление отработавших газов оценивают посредством датчика давления, соединенного с перепускным каналом отработавших газов выше по потоку от теплообменника, причем температуру охлаждающей жидкости оценивают посредством третьего датчика температуры, соединенного с линией охлаждающей жидкости системы охлаждения.
10. Способ по п. 9, в котором индицирование дополнительно включает в себя: во время работы в третьем режиме,
индицирование ухудшения характеристик датчика давления на основании того, что разность результата оценки давления отработавших газов и атмосферного давления выше пороговой;
индицирование ухудшения характеристик по меньшей мере одного из первого и второго датчиков температуры на основании того, что разность первой и второй температур отработавших газов выше пороговой; и
индицирование ухудшения характеристик третьего датчика температуры на основании того, что результат оценки температуры охлаждающей жидкости выше ожидаемой температуры охлаждающей жидкости.
11. Способ по п. 6, в котором индицирование ухудшения характеристик теплообменника включает в себя индицирование того, что теплообменник закупорен, причем индицирование ухудшения характеристик системы охлаждения включает в себя индицирование того, что одна или несколько линий охлаждающей жидкости закупорены, причем индицирование ухудшения характеристик отводного клапана включает в себя индицирование того, что отводной клапан заклинен в открытом положении, или в закрытом положении, или в частично открытом положении.
12. Способ, содержащий шаги, на которых:
во время эксплуатации теплообменной системы для направления всего объема отработавших газов из области ниже по потоку от каталитического нейтрализатора отработавших газов в выхлопную трубу по перепускному каналу отработавших газов, вмещающему теплообменник,
индицируют ухудшение характеристик теплообменника на основании того, что результат измерения давления отработавших газов выше по потоку от теплообменника выше первого порогового давления, или разность между первым результатом измерения температуры отработавших газов выше по потоку от теплообменника и вторым результатом измерения температуры отработавших газов ниже по потоку от теплообменника выше первой пороговой разности;
индицируют ухудшение характеристик системы охлаждения, по которой охлаждающая жидкость циркулирует через теплообменник, на основании того, что результат измерения температуры охлаждающей жидкости на выходящей линии системы охлаждения ниже первой пороговой температуры охлаждающей жидкости; и
индицируют, что отводной клапан, присоединенный в месте соединения перепускного канала отработавших газов и основного выпускного канала, заклинен в закрытом или частично открытом положении, на основании того, что фактическое положение отводного клапана отлично от полностью открытого положения.
13. Способ по п. 12, в котором дополнительно:
в зависимости от потребности в РОГ, осуществляют рециркуляцию части отработавших газов из области ниже по потоку от теплообменника во впускной коллектор двигателя через клапан рециркуляции отработавших газов (РОГ); и
во время рециркуляции, когда отсутствует ухудшение характеристик клапана РОГ,
индицируют ухудшение характеристик теплообменника на основании того, что результат измерения давления отработавших газов выше по потоку от теплообменника превышает второе пороговое давление, и разность между первым результатом измерения температуры отработавших газов выше по потоку от теплообменника и вторым результатом измерения температуры отработавших газов ниже по потоку от теплообменника превышает вторую пороговую разность;
индицируют ухудшение характеристик системы охлаждения на основании того, что результат измерения температуры охлаждающей жидкости на выходящей линии системы охлаждения ниже второй пороговой температуры охлаждающей жидкости; и
индицируют, что отводной клапан заклинен в открытом или частично открытом положении, на основании того, что фактическое положение отводного клапана отлично от полностью закрытого положения.
14. Способ по п. 12, в котором дополнительно:
во время эксплуатации теплообменной системы для направления отработавших газов из области ниже по потоку от каталитического нейтрализатора отработавших газов в выхлопную трубу по основному выпускному каналу в обход теплообменника,
индицируют ухудшение характеристик первого датчика температуры, соединенного с перепускным каналом выше по потоку от теплообменника, или второго датчика температуры, соединенного с перепускным каналом ниже по потоку от теплообменника, на основании того, что разность между первым результатом измерения температуры отработавших газов выше по потоку от теплообменника и вторым результатом измерения температуры отработавших газов ниже по потоку от теплообменника превышает третью пороговую разность;
индицируют ухудшение характеристик датчика давления, соединенного с перепускным каналом выше по потоку от теплообменника, на основании того, что разность давления отработавших газов и атмосферного давления выше пороговой разности давлений;
индицируют ухудшение характеристик третьего датчика температуры, соединенного с линией охлаждающей жидкости, на основании того, что результат измерения температуры охлаждающей жидкости на выходящей линии системы охлаждения ниже третьей пороговой температуры охлаждающей жидкости; и
индицируют, что отводной клапан заклинен в открытом или частично открытом положении, на основании того, что фактическое положение отводного клапана отлично от полностью закрытого положения.
15. Способ по п. 14, в котором первое пороговое давление отработавших газов выше второго порогового давления отработавших газов, первая пороговая разность температур выше второй пороговой разности температур, вторая пороговая разность температур выше третьей пороговой разности температур, первая пороговая температура охлаждающей жидкости по существу равна второй пороговой температуре охлаждающей жидкости и третьей пороговой температуре охлаждающей жидкости.
16. Способ по п. 13, в котором полностью открытое положение отводного клапана разрешает поток отработавших газов из перепускного канала отработавших газов в основной выпускной канал, а полностью закрытое положение отводного клапана блокирует поток отработавших газов из перепускного канала отработавших газов в основной выпускной канал.
17. Способ по п. 13, в котором дополнительно, в ответ на индикацию ухудшения характеристик теплообменника и/или системы охлаждения, переводят отводной клапан в полностью закрытое положение и закрывают клапан РОГ для блокирования потока отработавших газов по перепускному каналу отработавших газов.
18. Система двигателя, содержащая:
впускной коллектор двигателя;
выпускную систему двигателя с выпускным каналом и перепускным каналом, при этом выпускной канал содержит один или несколько каталитических нейтрализаторов отработавших газов и глушитель, при этом перепускной канал соединен с выпускным каналом от области ниже по потоку от одного или нескольких каталитических нейтрализаторов отработавших газов до области выше по потоку от глушителя, при этом перепускной канал содержит теплообменник;
первый датчик температуры, соединенный с перепускным каналом выше по потоку от теплообменника, для оценки первой температуры отработавших газов;
второй датчик температуры, соединенный с перепускным каналом ниже по потоку от теплообменника, для оценки второй температуры отработавших газов;
датчик давления, соединенный с перепускным каналом выше по потоку от теплообменника, для оценки давления отработавших газов;
систему охлаждения с входящей линией охлаждающей жидкости и выходящей линией охлаждающей жидкости для циркуляции охлаждающей жидкости через теплообменник, при этом система охлаждения также соединена с блоком цилиндров двигателя и сердцевиной отопителя, при этом выходящая линия охлаждающей жидкости содержит датчик температуры охлаждающей жидкости для оценки температуры охлаждающей жидкости;
отводной клапан, соединяющий выход перепускного канала с выпускным каналом;
датчик положения, соединенный с отводным клапаном, для оценки положения отводного клапана;
магистраль рециркуляции отработавших газов (РОГ) с клапаном рециркуляции отработавших газов (РОГ) для рециркуляции отработавших газов из перепускного канала, ниже по потоку от теплообменника, во впускной коллектор; и
контроллер с машиночитаемыми инструкциями, сохраненными в долговременной памяти, для:
перевода отводного клапана в первое положение и закрытия клапана рециркуляции отработавших газов (РОГ) для эксплуатации выпускной системы в первом режиме с возможностью протекания отработавших газов из области ниже по потоку от каталитического нейтрализатора отработавших газов в область выше по потоку от глушителя по перепускному каналу;
перевода отводного клапана во второе положение и открытия клапана рециркуляции отработавших газов (РОГ) для эксплуатации выпускной системы во втором режиме с возможностью протекания отработавших газов из перепускного канала во впускной коллектор двигателя через магистраль рециркуляции отработавших газов (РОГ);
перевода отводного клапана во второе положение и закрытия клапана рециркуляции отработавших газов (РОГ) для эксплуатации выпускной системы в третьем режиме с возможностью протекания отработавших газов непосредственно из области ниже по потоку от каталитического нейтрализатора отработавших газов в область выше по потоку от глушителя в обход теплообменника; и
во время работы в первом режиме или во втором режиме,
индицирования ухудшения характеристик теплообменника на основании того, что разность первой и второй температур выше пороговой разности, или вторая температура ниже пороговой температуры; и
в ответ на индикацию ухудшения характеристик, перехода в третий режим.
19. Система по п. 18, в которой контроллер содержит дополнительные инструкции для:
индицирования ухудшения характеристик отводного клапана на основании того, что оценочное положение отводного клапана представляет собой второе положение или положение между первым и вторым положениями во время работы в первом режиме; и
индицирования ухудшения характеристик отводного клапана на основании того, что оценочное положение отводного клапана представляет собой первое положение или положение между первым и вторым положениями во втором режиме или в третьем режиме.
20. Система по п. 18, в которой контроллер содержит дополнительные инструкции для:
во время работы в третьем режиме,
индицирования ухудшения характеристик по меньшей мере одного из первого и второго датчиков температуры на основании того, что абсолютная разность первой и второй температур выше пороговой разности температур;
индицирования ухудшения характеристик датчика давления на основании того, что абсолютная разность результата оценки давления отработавших газов и атмосферного давления выше пороговой разности давлений; и
индицирования ухудшения характеристик датчика температуры охлаждающей жидкости на основании того, что температура охлаждающей жидкости выше пороговой.
