用于控制具有涡轮增压器的发动机的系统技术方案

用于控制具有涡轮增压器的发动机的系统包括：排气通道，废气经配置从所述发动机(202)流动通过所述排气通道；以及涡轮增压器(210，16)，所述涡轮增压器具有设置在所述排气通道中的涡轮机(212，218)。所述发动机系统进一步包括废气处理系统(240)，所述废气处理系统设置在所述排气通道中，位于所述涡轮机(212，218)的上游，所述废气处理系统包括至少一个废气处理装置(242，244)和带有旁通阀(248)的旁路(246)，所述旁通阀配置用于响应于瞬间发动机运行状态进行调整，以减少通过所述废气处理装置(242，244)的废气流。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
在本说明书中所公开的主题的实施例涉及用于一种带有废气处理装置的发动机的系统和方法。
技术介绍
在操作过程中，内燃机产生在废气流中从发动机排放的各种燃烧副产物。因此，可以利用各种方法以便减少常规排放。在一些实例中，通过采用废气再循环(EGR)、在具有米勒循环的发动机中进行燃烧和/或在发动机的排气通道中包括具有如NOx捕集器(trap)的装置的废气处理系统，可以减少氮氧化物(NOx)排放。在其他实例中，本专利技术人在本说明书中已经认识到：所述废气处理系统可以包括如柴油氧化催化剂(DOC)和微粒氧化催化剂(POC)的装置来减少微粒物排放。然而，当包括DOC和POC的废气处理系统设置在涡轮增压器的下游时，可能增大比燃料消耗率，从而导致减小的燃料效率。另一方面，当包括DOC和POC的废气处理系统设置在涡轮增压器的上游时，因为在废气流到达涡轮增压器之前由废气处理系统吸收了一部分废气热能，所以在发动机负载过程中发动机的瞬间响应时间可能增加。
技术实现思路
根据本专利技术的一个方面，提供一种用于发动机的系统，其包括：排气通道，废气经配置从所述发动机流动通过所述排气通道；涡轮增压器，其带有设置在所述排气通道中的涡轮机；以及废气处理系统，其设置在所述排气通道中，位于所述涡轮机的上游，所述废气处理系统包括至少一个废气处理装置和带有旁通阀的旁路，所述旁通阀配置用 于响应瞬间发动机运行状态而经调整以减少通过所述废气处理系统的废气流。通过在所述废气处理装置的周围包括有阀的旁路，在瞬间状态过程中通过打开所述阀可以减少通过所述废气处理装置的废气流。因此，所述废气流可以绕过所述废气处理装置，从而造成由所述废气处理装置所吸收的热能减少，并且造成可供用于所述涡轮增压器的热能增加。以这种方式，所述涡轮增压器可以产生更大量的升压，这可以造成瞬间响应时间的减少。另外，因为所述废气处理装置设置在所述涡轮增压器的上游，所以可以维持比燃料消耗率。应了解：提供以上简述以便以简化形式来介绍在具体实施方式中进一步描述的精选的概念。这并不意味着确定所提出权利要求的主题的关键或必要特征，所提出权利要求的主题的范围唯一由具体实施方式之后的权利要求书来限定。此外，所提出权利要求的主题并不限于解决以上或本专利技术的任何部分中指出的任何缺点的实现方式。附图说明参考附图阅读以下非限定性实施例的描述将会更好地理解本专利技术，在附图中：图1示出根据本专利技术的实施例具有带有有阀的旁路的废气处理系统的轨道车辆的示例性实施例。图2示出具有带有有阀的旁路的废气处理系统的发动机系统的示例性实施例。图3示出图示了关于废气处理系统的位置的比燃料消耗率的图表。图4示出图示了一种用于具有带有有阀的旁路的废气处理系统的发动机系统的方法的流程图。图5示出图示了各种发动机系统的示例性扭矩曲线的图表。图6示出图示了一种用于具有带有有阀的旁路的废气处理系统的发动机系统的方法的流程图。具体实施方式以下说明涉及用于控制来自发动机的排放的方法和系统的各种实施例。在一个示例性实施例中，一种用于发动机的系统包括：排气通道，废气从所述发动机流动通过所述排气通道；涡轮增压器，其带有设置在所述排气通道中的涡轮机；和废气处理系统，其在所述排气通道中设置在所述涡轮增压器的上游，所述废气处理系统包括柴油氧化催化剂和微粒氧化催化剂以及带有旁通阀的旁路。所述系统进一步包括控制器，其配置用于识别或检测瞬间发动机运行状态，并且响应所述瞬间发动机运行状态而调整所述旁通阀，以减少通过所述废气处理系统的废气流。在一个实例中，在瞬间状态过程中通过打开所述阀，可以减少通过所述废气处理装置的废气流。因此，所述废气流可以绕过所述废气处理装置，从而造成由所述废气处理装置所吸收的热能减少，并且造成可供用于所述涡轮增压器的热能增加。以这种方式，所述涡轮增压器可以产生更大量的升压，这可以造成瞬间响应时间的降低。此外，通过在瞬间状态过程中打开所述阀，可以在瞬间状态过程中实质上减少所述废气处理装置中的微粒物负载。本说明书中所描述的方法可以用于各种发动机类型和各种发动机驱动的系统。这些系统中的一些可以是固定的，而其他系统可以是在半移动式平台或移动式平台上。可以在工作周期之间对半移动式平台进行重新设置，如安装在平板拖车上。移动式平台包括自行推进的车辆。此类车辆可以包括采矿设备、船舶、道路运输车辆、非公路车辆（OHV）和轨道车辆。出于说明的清晰度，提供机车作为支撑结合有本专利技术的实施例的系统的示例性移动式平台。在进一步讨论废气处理系统旁路方法之前，公开连接至平台上的车辆系统的实例，其中所述废气处理系统可以配置用于如轨道车辆的车辆中的发动机。例如，图1示出车辆系统100（例如，机车系统）的示例性实施例的方框图，在本说明书中，将所述车辆系统描绘为轨道车辆106，其配置用于经由连接至平台上的多个轮子112在轨道102 上运行。如所描绘的，轨道车辆106包括带有如内燃机的发动机104的发动机系统110。在其他非限制性实施例中，发动机104可以是如在电厂应用中的固定发动机，或船舶或OHV推进系统中的发动机。发动机104从进气通道114接收用于燃烧的进气。进气通道114从过滤来自轨道车辆106的外部的空气的空气过滤器（未示出）接收环境空气。将从发动机104中的燃烧所得的废气供应至排气通道116。废气流动通过排气通道116，并且离开轨道车辆106的排气管。在一个实例中，发动机104是通过压缩点火来燃烧空气和柴油的柴油机。在其他非限制性实施例中，发动机104可以通过压缩点火（和/或火花点火）来燃烧包括以下各项的燃料：汽油、煤油、生物柴油或具有类似密度的其他石油馏出物。发动机104可以是V-6、V-8、V-10、V-12、V-16、I-4、I-6、I-8、对置式4或另一种发动机类型。发动机系统110包括安排在进气通道114与排气通道116之间的涡轮增压器120。涡轮增压器120增大吸进至进气通道114中的环境空气的空气充入，以便在燃烧过程中提供更大的充入密度以增大功率输出和/或发动机工作效率。涡轮增压器120可以包括至少部分地由涡轮机（图1中未示出）驱动的压缩机（图1中未示出）。虽然在这种情况下包括单个涡轮增压器，但是所述系统可以包括多个涡轮机级和/或压缩机级，如图2中所描绘的包括二级涡轮增压器的发动机系统200。此外，在一些实施例中，可以提供允许废气绕过涡轮增压器120的废气门（未示出）。可以将废气门打开以便例如使废气流转向远离涡轮机。以这种方式，在稳定状态条件过程中可以调节压缩机的转动速度，并且因此可以调节由涡轮增压器120向发动机104提供的升压。发动机系统110进一步包括在排气通道中设置在涡轮增压器120的涡轮机上游的废气处理系统130。如下文将会进行更详细地描述，废气处理系统130可以包括一个或多个部件。在一个示例性实施例中，废气处理装置132可以包括柴油氧化催化剂（DOC）和微粒氧化催化剂（POC），其中DOC在废气处理系统中设置在POC的上游。在其 他实施例中，废气处理装置132可以另外或替代本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于发动机的系统，其包括：排气通道，废气经配置从所述发动机流动通过所述排气通道；涡轮增压器，其带有设置在所述排气通道中的涡轮机；其特征是：废气处理系统，其设置在所述排气通道中，位于所述涡轮机的上游，所述废气处理系统包括至少一个废气处理装置和带有旁通阀的旁路，所述旁通阀配置用于响应于瞬间发动机运行状态进行调整，以减少通过所述废气处理系统的废气流。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.06.03 US 13/1523611.一种用于发动机的系统，其包括：
排气通道，废气经配置从所述发动机流动通过所述排气通道；
涡轮增压器，其带有设置在所述排气通道中的涡轮机；其特征是：
废气处理系统，其设置在所述排气通道中，位于所述涡轮机的上游，所述废气处理系统包括至少一个废气处理装置和带有旁通阀的旁路，所述旁通阀配置用于响应于瞬间发动机运行状态进行调整，以减少通过所述废气处理系统的废气流。
2.如权利要求1所述的系统，其中所述至少一个废气处理装置包括柴油氧化催化剂和微粒氧化催化剂。
3.如权利要求1所述的系统，其进一步包括联接在所述排气通道与所述发动机的进气通道之间的废气再循环系统，所述废气再循环系统包括废气再循环通道和废气再循环阀，并且其中所述废气再循环系统的入口设置在所述废气处理系统的上游。
4.如权利要求3所述的系统，其中所述废气再循环系统配置用于在所述瞬间发动机运行状态过程中关闭所述废气再循环阀。
5.如权利要求1所述的系统，其进一步包括控制单元，所述控制单元用于调整所述旁通阀以减少通过所述废气处理系统的废气流，其中所述控制单元配置用于将所述旁通阀控制到打开位置。
6.如权利要求1所述的系统，其进一步包括分档位的节流阀，所述分档位的节流阀具有多个档位，每个档位与所述发动机的不同功率 设置对应，其中所述瞬间发动机运行状态通过所述分档位的节流阀从一个档位切换到另一个档位来启动。
7.如权利要求1所述的系统，其中所述发动机是柴油机，并且所述发动机设置在轨道车辆、船舶或非公路车辆中。
8.如权利要求1所述的系统，其进一步包括用于调整所述旁通阀的控制单元，其中所述控制单元配置用于响应于环境温度超过阈值而打开所述旁通阀。
9.一种用于发动机的系统，其特征是：
控制模块，其配置用于接收与瞬间发动机运行状态有关的第一信号并且响应于所述第一信号产生控制信号；并且
其中所述控制信号配置用于控制旁路控制元件，以调整经过和绕过设置在发动机系统涡轮增压器的涡轮机上游的废气处理系统的废气量。
10.如权利要求9所述的系统，其中：
所述控制模块配置用于在所述第一信号指示所述瞬间发动机运行状态不存在时产生所述控制信号，以将所述旁路控制元件控制到关闭位置；并且
所述控制模块配置用...

【专利技术属性】
技术研发人员：M戈克哈勒，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：新型
国别省市：美国;US