[发明专利]用于操作柴油发动机系统的方法

说明书

技术领域

本发明通常涉及用于操作柴油发动机系统的方法，特别是涡轮增压的柴油发动机系统。

背景技术

涡轮增压的柴油发动机系统通常包括具有进气歧管和排气歧管的柴油发动机，用于输送来自环境的新鲜空气到进气歧管中的进气管路，用于从排气歧管中释放废气到环境中的排气管路，和涡轮增压器，该涡轮增压器包括位于进气管路中用于压缩在其内流动的气流的压缩机，和位于排气管路内用于驱动所述压缩机的涡轮。

进气管路包括中间冷却器，也表示成增压空气冷却器(Charge AirCooler，即CAC)，其位于涡轮增压器的压缩机的下游，用于在气流到达进气歧管之前冷却气流。

排气管路包括柴油氧化催化剂(DOC)，其位于涡轮增压器的涡轮的下游，用于分解包含在废气中的残余的碳氢化合物(HC)和碳的氧化物(CO)，和柴油机微粒过滤器(DPF)，其位于DOC的下游，用于从废气中捕获和移去柴油机微粒物质(烟灰)。

为了减少污染排放，大部分涡轮增压的柴油发动机系统实际上包括废气再循环(EGR)系统，其提供用于将适当量的废气传送回并与吸入到柴油发动机中的新鲜引入空气相混合。

这种量的废气对减少在柴油发动机内在燃烧过程中产生的氮氧化物(NO_x)的量有影响。

传统的EGR系统包括用于流动连接排气歧管与进气歧管的EGR管道，位于EGR管道内的EGR冷却器，和用于调节通过EGR管道的废气流动速率的阀装置。

因为EGR管道直接连接排气歧管与进气歧管，所以其定义了传送回高温废气的短路线EGR(SRE)。

改进的EGR系统还包括用于流动连接排气管路下游的DPF到进气管路上游的涡轮增压器压缩机的附加的EGR管道，位于附加EGR管道内的附加的EGR冷却器，和用于调节通过附加EGR管道的废气流动速率的附加阀装置。

事实上，这些改进的EGR系统提供有长路线EGR(LRE)，其包括上面提到的附加的EGR管道和在附加的EGR管道和柴油发动机之间的进气管路的部分。

与SRE传送回的废气相比，LRE具有能传送回更低温度废气的功能。

根据这个设计，这些改进的EGR系统被设置用于传送回废气部分通过SRE和部分通过LRE，因此维持在进气歧管中引入空气的温度在任何发动机操作条件下处于最佳中间值。

废气总量和来自LRE的废气比率是由电控单元(ECU)从经验确定的数据集或图中确定的，该数据集或图使EGR的总量和LRE比率与多个发动机操作参数(如发动机速度、发动机载荷和发动机冷却剂温度)相关联。

LRE的效率通常与其单个部件的效率密切相关，该单个部件包括附加的冷却器、附加的阀装置、涡轮增压器的压缩机和增压空气冷却器。

已经发现每个LRE部件的效率通常或多或少快速下降，这依赖于几个条件，如部件老化、部件受到的热应力和流动通过部件的废气的成分。

当设计LRE部件时这些条件被考虑，以便实现在整个LRE寿命过程中，其全局效率期望保持在最小允许值之上。

因为LRE被设置用于获得在DPF下游的废气，其部件通常考虑通过其中的废气包含只是最少量的烟灰的条件而设计。

然而，在DPF过滤性能损失的情况下，例如由于在真实的发动机寿命过程中可能破裂，偶然损坏或破坏，将可能发生出乎意料高的烟灰量包含在DPF下游的废气中，并因此包含在LRE中。

包含在废气中的烟灰通常是热的和潮湿的，所以其易于粘到LRE管道的内壁和LRE部件的机械元件，因此在期望寿命结束前减少其效率到最小允许值之下。

例如，在热交换器(如LRE冷却器或CAC)内的烟灰结垢引起冷却效率和渗透性的早期损失，增加了污染的排放和恶化柴油发动机性能。

关于这个问题，只有以LRE部件效率监控为基础的诊断方法实际上被提出，该方法能探测出LRE部件开始烟灰结垢，但是其不能阻止它。

发明内容

本发明的目的是提供一种策略，用于保护LRE部件防止过度烟灰污染，以便阻止或者至少确实减少上面提到的问题。

本发明实施例的目的是通过在本发明的主要方面中记载的发明特征来获得。本发明的其它方面记载了本发明的更优的和/或特殊的优点。