增壓內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的渦輪機(jī)清洗的制作方法
【專利摘要】通過(guò)限制排氣處理裝置接觸由清洗系統(tǒng)提供的清洗介質(zhì)可以減少對(duì)排氣處理裝置的影響。一種清洗系統(tǒng)（50）可包括流體流控制系統(tǒng)（38）和配置成在清洗系統(tǒng)（50）的ON模式期間向渦輪機(jī)（TH）供給清洗介質(zhì)的清洗裝置（52）。流體流控制系統(tǒng)（38）可配置成在清洗系統(tǒng)（50）的OFF模式期間引導(dǎo)排氣穿過(guò)至少一個(gè)排氣處理裝置（41），并且在清洗系統(tǒng)（50）的ON模式期間限制離開(kāi)渦輪機(jī)（TH）的排氣和清洗介質(zhì)的混合物被引導(dǎo)穿過(guò)所述至少一個(gè)排氣處理裝置（41）。
【專利說(shuō)明】可通過(guò)排氣處理裝置處理排氣。可以實(shí)施的策略。30？是將例如氨、尿素或尿素溶液勺過(guò)程。還原劑與排氣中的氮氧化物反應(yīng)以程度的量的尿素引入到排氣中。所需的還:范圍內(nèi)是有效的。通過(guò)提供30？催化劑形執(zhí)行，尤其是在較低溫度下。這樣，重要的I面的適合的催化材料。
熱時(shí)產(chǎn)生氨氣的氨或任何還原劑的過(guò)行30？的可商購(gòu)的所有還原劑。
(冊(cè)0)應(yīng)用中的渦輪增壓器的渦輪機(jī)，可能侖機(jī)的排氣可包含污染物，如熔融灰、煤渣、:渦輪機(jī)葉輪的表面上，因此，可能會(huì)干擾渦機(jī)的效率、增加渦輪機(jī)的溫度，并導(dǎo)致整個(gè)于燃燒過(guò)程的充入空氣增壓的壓縮機(jī)。通
【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]根據(jù)本發(fā)明的一方面，一種用于清洗排氣系統(tǒng)的渦輪機(jī)的清洗系統(tǒng)，該系統(tǒng)可具有設(shè)置于內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的渦輪機(jī)的下游的至少一個(gè)排氣處理裝置，該系統(tǒng)可包括配置成在清洗系統(tǒng)的模式期間向渦輪機(jī)供給清洗介質(zhì)的清洗裝置，以及流體流控制系統(tǒng)，該流體流控制系統(tǒng)配置成在清洗系統(tǒng)的0？？模式期間引導(dǎo)排氣/廢氣穿過(guò)至少一個(gè)排氣處理裝置，并在清洗系統(tǒng)的咖模式期間改變離開(kāi)渦輪機(jī)的排氣和清洗介質(zhì)的混合物的方向，使得離開(kāi)渦輪機(jī)的排氣和清洗介質(zhì)的混合物可以被限制引導(dǎo)穿過(guò)所述至少一個(gè)排氣處理裝置。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，一種用于控制用于清洗內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣系統(tǒng)的渦輪機(jī)的清洗系統(tǒng)的方法，其中，所述排氣系統(tǒng)可包括設(shè)置于渦輪機(jī)的下游的至少一個(gè)排氣處理裝置，所述方法可包括在發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力模式期間利用排氣驅(qū)動(dòng)渦輪機(jī)，并利用至少一個(gè)排氣處理裝置在渦輪機(jī)下游凈化排氣，以及，在渦輪機(jī)清洗模式期間，向渦輪機(jī)供給清洗介質(zhì)以清洗渦輪機(jī)，和改變離開(kāi)渦輪機(jī)的排氣和清洗介質(zhì)的混合物的方向，使得離開(kāi)渦輪機(jī)的排氣和清洗介質(zhì)的混合物可以被限制凈化。
[0013]本發(fā)明的其它特征和方面將從下面的描述和附圖中顯而易見(jiàn)。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1是具有兩級(jí)渦輪增壓系統(tǒng)的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的示意性俯視圖；以及
[0015]圖2是具有兩級(jí)渦輪增壓系統(tǒng)的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的示意性透視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面詳細(xì)描述本發(fā)明的示例性實(shí)施例。本文描述和附圖示出的示例性實(shí)施例意在教導(dǎo)本發(fā)明的原理，使本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠在不同環(huán)境中以及為多個(gè)不同應(yīng)用實(shí)施和使用本發(fā)明。因此，本示例性實(shí)施例并不意在、也不應(yīng)該被認(rèn)為是對(duì)專利保護(hù)的范圍的限制性描述。相反，專利保護(hù)的范圍由所附的權(quán)利要求來(lái)限定。
[0017]在渦輪機(jī)的清洗程序中，可能期望提供用于限制排氣處理裝置接觸由清洗系統(tǒng)供給的清洗介質(zhì)的布置結(jié)構(gòu)，因?yàn)榘蛛x的沉積物和排氣的清洗介質(zhì)可能阻塞并因此可能損壞排氣處理裝置。
[0018]本發(fā)明可部分地基于以下發(fā)現(xiàn):重定向供給至兩級(jí)渦輪增壓系統(tǒng)的渦輪機(jī)的清洗介質(zhì)使其不穿過(guò)排氣處理裝置，則可以降低排氣處理裝置的阻塞，例如，由清洗介質(zhì)中包含的從渦輪機(jī)分離的沉積物造成的阻塞。此外，在一些實(shí)施例中，這可允許排氣處理設(shè)備正常運(yùn)行，并且可以提高渦輪增壓器的效率。
[0019]下面參見(jiàn)圖1和圖2描述具有提供清洗系統(tǒng)的排氣系統(tǒng)的兩級(jí)渦輪增壓內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的示例性實(shí)施例。
[0020]內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)1，例如直列6缸發(fā)動(dòng)機(jī)，可包括發(fā)動(dòng)機(jī)缸體10、兩級(jí)渦輪增壓系統(tǒng)12、燃料箱(未示出?、可設(shè)有至少一個(gè)排氣處理裝置40的排氣系統(tǒng)2、清洗系統(tǒng)50和發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元13。發(fā)動(dòng)機(jī)缸體10可包括曲軸箱，曲軸14被支承于曲軸箱內(nèi)。曲軸14由圖1中的虛線所示。曲軸14可連接至活塞(未示出),在內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)1運(yùn)行期間所述活塞在相應(yīng)的氣缸16八至16？?jī)?nèi)可移動(dòng)。發(fā)動(dòng)機(jī)1的排氣的熱和壓力來(lái)驅(qū)動(dòng)用于壓，穿過(guò)渦輪增壓器26、28的渦輪機(jī)IV、18的渦輪增壓器26、28的壓縮機(jī)匕、藉由共以由渦輪機(jī)IV、I驅(qū)動(dòng)。
卷增壓器26可以例如直接地或與其它部件1缸體10。低壓級(jí)渦輪增壓器26可包括藉0
卷增壓器28可以例如直接地或與其它部件1缸體10。高壓級(jí)渦輪增壓器28可包括藉
條過(guò)程的充入空氣。通常，壓縮機(jī)匕的出口I連接。例如，壓縮機(jī)匕的出口可藉由第一I 的出口可藉由第二冷卻器32與構(gòu)造成！2連接。
〕可形成第一單元，該單元本身可安裝到發(fā)有出口的渦輪機(jī)IV可排放排氣，例如，排放動(dòng)機(jī)1持續(xù)運(yùn)行。
和可通過(guò)渦輪機(jī)IV和以受控的方式管24和渦輪連接部35的閥連接部36中的青況下，排氣系統(tǒng)2也可以處于運(yùn)行模式。
，在中速大型內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的情況下，渦輪連色連接部35可以是具有零點(diǎn)幾米的內(nèi)徑的增壓內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的活塞的內(nèi)徑的約0.5至；發(fā)動(dòng)機(jī)，渦輪連接部的內(nèi)徑可在約0.加至咖或者更大。對(duì)于中速內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，渦輪連
),具體是催化劑區(qū)段，其包括排氣處理裝置化劑。在排氣處理區(qū)段40的上游，可設(shè)置3 801？的還原劑的尿素)的噴射入口 42。噴3分。在噴射入口 42和排氣處理區(qū)段40之產(chǎn)渦輪機(jī)10的上游的清洗裝置入口 54。清管24供給清洗介質(zhì)。清洗裝置入口 54可1的排氣歧管24內(nèi)。
馬輪機(jī)的清洗過(guò)程。在一些實(shí)施例中，清洗
I置入口 54可以連接至安置于渦輪機(jī)10的4可配置成經(jīng)由清洗裝置入口 54向渦輪機(jī)連接部35噴射還原劑，這分別取決于清洗
泛置在渦輪機(jī)18處以直接向渦輪機(jī)18供給
獲物可沉積于渦輪機(jī)I的渦輪機(jī)葉輪的表埃給的清洗介質(zhì)可用于清洗渦輪機(jī)I，由此,丁0之后，排氣和清洗介質(zhì)的混合物可包含4接部35內(nèi)。
I的沉積物的混合物可對(duì)排氣處理裝置41模式期間，流體流控制系統(tǒng)38可以重定向排氣、清洗介質(zhì)和從渦輪機(jī)分離的沉積物的混合物，使得排氣、清洗介質(zhì)和從渦輪機(jī)I分離的沉積物的混合物可以被限制穿過(guò)排氣處理區(qū)段40。
[0053]如圖1所示，流體流控制系統(tǒng)38可包括設(shè)置于旁路60中的第一閥裝置V1、設(shè)置于渦輪連接部35中位于旁路入口 62?和噴射入口 42之間的第二閥裝置V〗、以及可選地，設(shè)置于渦輪連接部35中位于排氣處理區(qū)段40和旁路出口 62[之間的第三閥裝置乂3。在一些實(shí)施例中，第二閥裝置％也可以設(shè)置于噴射入口 42和排氣處理區(qū)段40之間。
[0054]第一閥裝置VI可配置成控制排出渦輪機(jī)的流經(jīng)旁路60的排氣、清洗介質(zhì)和分離的沉積物的混合物的量，而第二閥裝置％可配置成控制流經(jīng)排氣處理區(qū)段40的排氣的量。第三閥裝置％可以在排氣、清洗介質(zhì)和分離的沉積物的混合物重新進(jìn)入反應(yīng)劑渦輪連接部35時(shí)保護(hù)排氣處理裝置41免受該混合物的影響。如圖1所示，第一閥裝置V1、第二閥裝置V〗和丨或第三閥裝置V〗可以是0^/0？？(開(kāi)/關(guān))閥。
[0055]在一些實(shí)施例中，第二閥裝置乂2或第三閥裝置乂3可以被省略。在這種情況下，當(dāng)剩余的閥裝置在清洗系統(tǒng)50的.模式期間關(guān)閉時(shí)，由排氣處理區(qū)段40內(nèi)的排氣產(chǎn)生的壓力可限制排氣、清洗介質(zhì)和從渦輪機(jī)I分離的沉積物的混合物流入排氣處理區(qū)段40。
[0056]流體流控制系統(tǒng)38也可以由任何類型的流體流控制系統(tǒng)如節(jié)流閥構(gòu)成。在一些實(shí)施例中，流體流控制系統(tǒng)38可通過(guò)設(shè)置于渦輪連接部35和旁路60的相交處的偏轉(zhuǎn)器構(gòu)成。在這種實(shí)施例中，偏轉(zhuǎn)器配置成引導(dǎo)流體流進(jìn)入排氣處理區(qū)段40或者進(jìn)入旁路60，這取決于清洗系統(tǒng)50在.或0？？模式下。
[0057]此外，流體流控制系統(tǒng)38可以通過(guò)例如發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元13進(jìn)行電控制。在一些實(shí)施例中，包括計(jì)算機(jī)程序代碼裝置的計(jì)算機(jī)程序可配置成用于執(zhí)行清洗程序。然而，流體流控制系統(tǒng)38也可以機(jī)械地控制，例如手動(dòng)控制。
[0058]為了進(jìn)一步說(shuō)明，圖2示出包括低壓渦輪增壓器26八和高壓渦輪增壓器28八的發(fā)動(dòng)機(jī)1八，低壓渦輪增壓器26八和高壓渦輪增壓器28八中的每一個(gè)分別與冷卻器30八和32八形成結(jié)構(gòu)單元。該單元可以固定地連接至發(fā)動(dòng)機(jī)缸體10八的端側(cè)18[和18??！。
[0059]沿著長(zhǎng)側(cè)208，排氣歧管24 (在圖1中示出)可流體連接至每個(gè)氣缸(示出于渦輪增壓器26八和28八之間)和進(jìn)氣歧管(在圖2中未示出)可以相似地流體連接至氣缸。
[0060]壓縮機(jī)連接區(qū)段34八可在發(fā)動(dòng)機(jī)缸體10八的端側(cè)181和18?之間沿發(fā)動(dòng)機(jī)缸體10八的長(zhǎng)側(cè)208延伸。具體地，壓縮機(jī)連接區(qū)段34八可以從第一冷卻器304的出口延伸到高壓渦輪增壓器28八的壓縮機(jī)的入口。壓縮機(jī)連接區(qū)段34八可以是用于例如向預(yù)壓縮的充入空氣增加添加劑(例如水)的管狀導(dǎo)管。
[0061]渦輪連接部35八可在發(fā)動(dòng)機(jī)缸體104的端側(cè)181和18?之間沿發(fā)動(dòng)機(jī)缸體10八的長(zhǎng)側(cè)208延伸。具體地，渦輪連接部35八可從高壓渦輪增壓器28八的渦輪機(jī)I的出口延伸至低壓渦輪增壓器26八的渦輪機(jī)IV的入口。渦輪連接部35八可包括線性管狀段，其可用作具有至少一個(gè)排氣處理裝置41八，例如30？催化劑、氧化催化劑等的排氣處理區(qū)段40八，在圖2中示意性地示出。
[0062]旁路604可以在發(fā)動(dòng)機(jī)缸體104的端側(cè)181和18?之間沿發(fā)動(dòng)機(jī)缸體104的長(zhǎng)側(cè)208延伸。具體地，旁路60八可在高壓渦輪增壓器28八和26八的渦輪機(jī)I和之間延伸，例如平行于渦輪連接部351旁路60八可以是管狀的導(dǎo)管，并且可以用于例如重定向排氣、清洗介質(zhì)和從渦輪機(jī)I分離的沉積物的混合物以繞開(kāi)排氣處理區(qū)段40八。
[0063]反應(yīng)劑噴射器(在圖2中未明確地示出)可以安置在渦輪連接部35八的催化劑區(qū)段40八的上游(圖2中的箭頭表示操作過(guò)程中的流體流的方向
[0064]清洗裝置52 (在圖2中未明確地示出)可以安置在高壓渦輪增壓器28八的上游或直接安置于其上，并且可配置成經(jīng)由清洗裝置入口 54 (在圖2中未明確地示出)向渦輪機(jī)
供給清洗介質(zhì)。
[0065]在圖2中，排氣處理裝置41八可以是至少一個(gè)30？催化劑或至少一個(gè)氧化催化劑。在一些實(shí)施例中，可提供30？催化劑以及氧化催化劑。[0066]在圖2中，示出排氣再循環(huán)(￡(?)系統(tǒng)45?！??可用于減少燃燒過(guò)程中產(chǎn)生的顯-并且在某些情況下可以在運(yùn)行期間與30？ —起使用或替代30？使用。例如，在發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)可以使用￡(?，而對(duì)于已預(yù)熱的發(fā)動(dòng)機(jī)，可以使用％尺。
[0067]在一些實(shí)施例中，可以不設(shè)置圖2所示的￡(?系統(tǒng)45。
[0068]在又一實(shí)施例中，內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)1可設(shè)有單級(jí)渦輪增壓器系統(tǒng)。在該實(shí)施例中，為燃燒過(guò)程提供的充入空氣可以在被引入到發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸之前使用單級(jí)渦輪增壓系統(tǒng)加壓一次。
[0069]在一些實(shí)施例中，進(jìn)氣歧管和排氣歧管248可與例如發(fā)動(dòng)機(jī)缸體10八的曲軸箱一體地鑄造。
[0070]在一些實(shí)施例中，上文公開(kāi)的兩級(jí)渦輪增壓系統(tǒng)可應(yīng)用于包括例如兩個(gè)氣缸列的V型發(fā)動(dòng)機(jī)，每個(gè)氣缸列都對(duì)應(yīng)于圖1和圖2的單個(gè)氣缸列，氣缸列之一相對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)缸體的包括其曲軸的豎直中心平面成鏡像。在這些實(shí)施例中，進(jìn)氣歧管可位于例如氣缸列之間且各氣缸列可設(shè)有單獨(dú)的排氣歧管。
[0071]工業(yè)實(shí)用性
[0072]下文示出例如圖1中所示的排氣系統(tǒng)2的運(yùn)行。
[0073]有兩種模式，其中排氣系統(tǒng)2可運(yùn)行于:清洗系統(tǒng)50的0？？模式和清洗系統(tǒng)50的08模式。
[0074]在清洗系統(tǒng)50的0？？模式期間，內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)1可運(yùn)行以產(chǎn)生機(jī)械動(dòng)力(發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力模式),例如，驅(qū)動(dòng)車輛或發(fā)電機(jī)。由此，可通過(guò)燃燒燃料產(chǎn)生排氣。燃燒后，排氣可以被釋放到排氣歧管24內(nèi)。氣缸16八至16？中的每一個(gè)可設(shè)有至少一個(gè)排氣閥(未示出),其配置成打開(kāi)和關(guān)閉各氣缸16八至16？的工作腔室與排氣歧管24之間的流體連接。
[0075]隨后，排氣可用于驅(qū)動(dòng)高壓渦輪增壓器28的渦輪機(jī)I。流經(jīng)高壓渦輪增壓器28之后，排氣可以被釋放到渦輪連接部35內(nèi)。流體流控制系統(tǒng)38可引導(dǎo)排氣穿過(guò)排氣處理區(qū)段40，排氣可在其中通過(guò)排氣處理裝置41例如30？催化劑、氧化催化劑等進(jìn)行處理。
[0076]參見(jiàn)圖1的實(shí)施例，排氣可以通過(guò)關(guān)閉第一閥裝置VI和同時(shí)打開(kāi)第二與第三閥裝置乂2和73被引導(dǎo)到排氣處理區(qū)段40內(nèi)。此外，發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元13還可以控制噴射系統(tǒng)44以經(jīng)由噴射入口 42將還原劑噴入排氣中。
[0077]流過(guò)渦輪連接部35之后，排氣也可用于驅(qū)動(dòng)渦輪增壓器26的渦輪機(jī)然后，排氣可以被排放到例如二次排氣過(guò)濾系統(tǒng)或直接排入環(huán)境。
[0078]在發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力模式期間，排氣可能污染渦輪機(jī)和IV。污染物可能通過(guò)例如降低渦輪增壓器28和26的效率并可能增加渦輪機(jī)I和IV的溫度而導(dǎo)致兩級(jí)渦輪增壓系統(tǒng)12運(yùn)行不正常。[0079]因此，例如，在內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)1的預(yù)定運(yùn)行時(shí)間之后，控制單元13可將清洗系統(tǒng)50切換成模式，由此起動(dòng)渦輪機(jī)的清洗程序。在清洗系統(tǒng)50的模式期間，內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)1可以在低負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)下工作。在低負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)期間，內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)1可空轉(zhuǎn)；對(duì)于這種情況它可能會(huì)在介于500至100011)111的范圍內(nèi)空轉(zhuǎn)。清洗系統(tǒng)50的清洗裝置52可經(jīng)由清洗裝置入口 54向渦輪機(jī)供給清洗介質(zhì)，清洗介質(zhì)在熱的排氣中至少部分地汽化。
[0080]已清洗渦輪機(jī)I之后，排氣、清洗介質(zhì)和從渦輪機(jī)I分離的沉積物的混合物可被釋放到渦輪連接部35。此時(shí)，流體流控制系統(tǒng)38可以重定向排氣、清洗介質(zhì)和分離的沉積物的混合物，使所述混合物可以被限制穿過(guò)排氣處理區(qū)段40。
[0081]參見(jiàn)圖1的實(shí)施例，所述混合物的重定向可以通過(guò)打開(kāi)第一閥裝置VI并同時(shí)關(guān)閉第二和第三閥裝置V〗和V〗來(lái)實(shí)現(xiàn)。然后，排氣、清洗介質(zhì)和分離的沉積物的混合物可以流經(jīng)平行于排氣處理區(qū)段40的旁路60，并經(jīng)由旁路出口 621再次進(jìn)入排氣處理區(qū)段40的下游的渦輪連接部35。
[0082]于是，渦輪機(jī)IV也可被清洗，因此，可清除沉積物。然后，排氣、清洗介質(zhì)和分離的沉積物的混合物可被排放到環(huán)境中。
[0083]在一些實(shí)施例中，排氣、清洗介質(zhì)和分離的沉積物的混合物可在清洗渦輪機(jī)IV之后被排出排氣系統(tǒng)。在又一實(shí)施例中，排氣、清洗介質(zhì)和從渦輪機(jī)分離的沉積物的混合物可直接排出渦輪機(jī)I。
[0084]對(duì)于清洗系統(tǒng)50的模式基于時(shí)間的啟動(dòng)可附加地或替代地，在一些實(shí)施例中，對(duì)清洗程序的需求也可以通過(guò)感測(cè)渦輪機(jī)葉輪的污染程度而檢測(cè)。這可以通過(guò)測(cè)量例如渦輪機(jī)葉輪的離心力來(lái)實(shí)現(xiàn)。如果離心力超過(guò)預(yù)定閾值，則啟動(dòng)清洗過(guò)程。然而，另外有數(shù)個(gè)內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)1的其它性能參數(shù)可以指示用于啟動(dòng)渦輪機(jī)的清洗程序，例如渦輪增壓器28的效率。
[0085]如上所述，第一、第二和第三閥裝置V1、72和乂3可以是電控制的。然而，第一、第二和第三閥裝置V1、V〗和V〗也可以是機(jī)械控制的，例如手動(dòng)控制。
[0086]應(yīng)指出，本描述涉及本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。然而，改型是可能的。
[0087]例如，內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)1可以僅具有單級(jí)渦輪增壓系統(tǒng)。在本實(shí)施例中，低壓渦輪增壓器26可以被省略，從而使渦輪機(jī)IV的清洗程序是不必要的。在這種實(shí)施例中，旁路出口62[可以流體連接至如上所述位于至少一個(gè)排氣處理裝置41的下游的排氣系統(tǒng)2。在一些實(shí)施例中，排氣、清洗介質(zhì)和從渦輪機(jī)分離的沉積物的混合物可以被排出而不重定向回到排氣系統(tǒng)2內(nèi)。
[0088]在一些實(shí)施例中，排氣處理裝置41、例如3(?單元可以由以已知方式如并聯(lián)或串聯(lián)方式布置的多于一個(gè)排氣處理裝置41構(gòu)造而成。
[0089]在此，術(shù)語(yǔ)“內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)”指的是可被用作諸如用于產(chǎn)生熱和/或電的動(dòng)力設(shè)備的固定動(dòng)力提供系統(tǒng)以及諸如游輪、貨船、集裝箱船和油輪的船舶/船只中的主發(fā)動(dòng)機(jī)或輔助發(fā)動(dòng)機(jī)的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī) 。用于內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料可包括柴油、船用柴油、重質(zhì)燃油、替代燃料或它們的混合物、和天然氣。
[0090]此外，如文中所用的術(shù)語(yǔ)“內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)”并未具體受限并且包括任何發(fā)動(dòng)機(jī)，其中使用氧化劑發(fā)生燃料的燃燒以產(chǎn)生高溫和高壓氣體，所述氣體被直接施加至發(fā)動(dòng)機(jī)的可動(dòng)部件，諸如活塞或渦輪葉片，并使其移過(guò)一定距離，由此產(chǎn)生機(jī)械能。因而，如文中所用，術(shù)語(yǔ)“內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)”包括活塞發(fā)動(dòng)機(jī)和渦輪機(jī)。
[0091]用于本文公開(kāi)的兩級(jí)渦輪增壓系統(tǒng)的構(gòu)型的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的示例包括中速內(nèi)燃柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，比如由Caterpillar Motoren GmbH and Co.KG,Kiel,Germany(位于德國(guó)基爾的卡特彼勒發(fā)動(dòng)機(jī)有限及兩合公司)制造的120、125、132、143系列的直列和V型發(fā)動(dòng)機(jī)。
[0092]中速內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)可以是可向發(fā)動(dòng)機(jī)缸體的端側(cè)提供合理的接近的大型獨(dú)立發(fā)動(dòng)機(jī)。
[0093]所公開(kāi)的排氣系統(tǒng)可以在各種機(jī)器和機(jī)動(dòng)車輛中特別有用，用于清潔渦輪增壓器的渦輪機(jī)和用于限制排氣處理裝置、例如30？催化劑在清洗系統(tǒng)的模式期間被所供給的清洗介質(zhì)阻塞和/或損壞。
[0094]盡管文中已描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，但在不脫離所附權(quán)利要求的范圍的情況下可并入各種改進(jìn)和變型。
【權(quán)利要求】
1.一種清洗系統(tǒng)(50),該清洗系統(tǒng)用于清洗設(shè)有至少一個(gè)排氣處理裝置(41)的排氣系統(tǒng)(2)的渦輪機(jī)(1),所述排氣處理裝置(41)設(shè)置于內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)(1)的所述渦輪機(jī)(1)的下游，所述清洗系統(tǒng)(50)包括: 清洗裝置(52),其配置成在清洗系統(tǒng)(50)的模式期間向所述渦輪機(jī)(1)供給清洗介質(zhì)；和 流體流控制系統(tǒng)(38),其配置成在清洗系統(tǒng)(50)的0？？模式期間引導(dǎo)排氣穿過(guò)所述至少一個(gè)排氣處理裝置(41),和在清洗系統(tǒng)(50)的咖模式期間重定向離開(kāi)所述渦輪機(jī)(1)的排氣和清洗介質(zhì)的混合物，使得離開(kāi)所述渦輪機(jī)(1)的排氣和清洗介質(zhì)的混合物被限制弓丨導(dǎo)穿過(guò)所述至少一個(gè)排氣處理裝置(41)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的清洗系統(tǒng)(50),還包括配置成當(dāng)通過(guò)清洗裝置(52)供給清洗介質(zhì)時(shí)將所述流體流控制系統(tǒng)(38)切換到模式的控制單元(口)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的清洗系統(tǒng)(50),還包括用于繞過(guò)所述至少一個(gè)排氣處理裝置(41)的旁路(60),該旁路(60)包括在所述至少一個(gè)排氣處理裝置(41)的上游與排氣系統(tǒng)(2)流體連通的旁路入口(6210,以及在所述至少一個(gè)排氣處理裝置(41)的下游與排氣系統(tǒng)(2)流體連通的旁路出口(621), 其中，所述流體流控制系統(tǒng)(38)進(jìn)一步配置成在清洗系統(tǒng)(50)的咖模式期間引導(dǎo)離開(kāi)所述渦輪機(jī)(1)的排氣和清洗介質(zhì)的混合物穿過(guò)所述旁路(60).
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的清洗系統(tǒng)(50),其中，所述流體流控制系統(tǒng)(38)配置成將離開(kāi)所述渦輪機(jī)(1)的排氣和清洗介質(zhì)的混合物引導(dǎo)到環(huán)境中。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的清洗系統(tǒng)(50),其中，所述流體流控制系統(tǒng)(38)包括: 設(shè)置于旁路(60)中的第一閥裝置^1)； 設(shè)置于排氣系統(tǒng)(2)中、位于所述至少一個(gè)排氣處理裝置(41)的上游的第二閥裝置 ；和 設(shè)置于排氣系統(tǒng)(2)中、位于所述至少一個(gè)排氣處理裝置(41)的下游的第三閥裝置⑵)； 其中，所述流體流控制系統(tǒng)(38)配置成在清洗系統(tǒng)(50)的0？？模式期間關(guān)閉所述第一閥裝置^1)并打開(kāi)所述第二閥裝置(72)和所述第三閥裝置(73),從而使排氣被引導(dǎo)穿過(guò)所述至少一個(gè)排氣處理裝置(41),和在清洗系統(tǒng)(50)的模式期間打開(kāi)所述第一閥裝置^1)并關(guān)閉所述第二閥裝置(72)和所述第三閥裝置(73),從而使得離開(kāi)所述渦輪機(jī)(1)的排氣和清洗介質(zhì)的混合物被引導(dǎo)穿過(guò)所述旁路(60 )。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的清洗系統(tǒng)(50),其中，所述第一閥裝置”0、第二閥裝置(^2)和第三閥裝置(73)是0^/0？？閥。
7.根據(jù)權(quán)利要求3至6中任一項(xiàng)所述的清洗系統(tǒng)(50),還包括設(shè)置于所述旁路出口(62?)的下游的另一渦輪機(jī)(1), 其中，所述流體流控制系統(tǒng)(38)進(jìn)一步配置成在清洗系統(tǒng)(50)的0？？模式期間將排氣引導(dǎo)至所述另一渦輪機(jī)(1,),并在清洗系統(tǒng)(50)的咖模式期間引導(dǎo)離開(kāi)所述渦輪機(jī)(1)的排氣和清洗介質(zhì)的混合物經(jīng)過(guò)所述旁路(60)到達(dá)所述另一渦輪機(jī)(丁。)。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的清洗系統(tǒng)(50),其中，所述至少一個(gè)排氣處理裝置(41)是30？單元。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的清洗系統(tǒng)(50),其中，所述內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)(1)在清洗系統(tǒng)(50)的模式期間至少處于低負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)。
10.一種用于控制內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)(1)的排氣系統(tǒng)(2)的方法，其中，所述排氣系統(tǒng)(2)包括渦輪機(jī)(1)和設(shè)置于所述渦輪機(jī)(1)的下游的至少一個(gè)排氣處理裝置(41),所述方法包括以下步驟: 在發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力模式期間，利用排氣驅(qū)動(dòng)所述渦輪機(jī)(1),并利用所述至少一個(gè)排氣處理裝置(41)在所述渦輪機(jī)(1)的下游凈化排氣；以及 在渦輪機(jī)清洗模式期間，向所述渦輪機(jī)(1)供給用于清洗渦輪機(jī)(1)的清洗介質(zhì)，和重定向離開(kāi)所述渦輪機(jī)(1)的排氣和清洗介質(zhì)的混合物，使得離開(kāi)所述渦輪機(jī)(1)的排氣和清洗介質(zhì)的混合物被限制凈化。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，還包括: 在重定向離開(kāi)所述渦輪機(jī)(1)的排氣和清洗介質(zhì)的混合物之后，重定向離開(kāi)所述渦輪機(jī)(1)的排氣和清洗介質(zhì)的混合物返回到排氣系統(tǒng)(2)內(nèi)。
12.根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的方法，還包括: 在發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力模式期間，在凈化排氣之后利用排氣驅(qū)動(dòng)另一渦輪機(jī)(1)，以及 在渦輪機(jī)清洗模式期 間，將重定向的離開(kāi)所述渦輪機(jī)(1)的排氣和清洗介質(zhì)的混合物供給至所述另一渦輪機(jī)(丁,)。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，還包括在穿過(guò)所述渦輪機(jī)(1)之后將離開(kāi)所述渦輪機(jī)(I)的排氣和清洗介質(zhì)的混合物排出排氣系統(tǒng)(2 )。
14.根據(jù)權(quán)利要求10至13中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)(1)在渦輪機(jī)清洗模式期間處于低負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)。
15.一種計(jì)算機(jī)程序，包括: 計(jì)算機(jī)程序代碼裝置，其配置成當(dāng)所述程序在計(jì)算機(jī)上運(yùn)行時(shí)執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求10至14中任一項(xiàng)所述的步驟。
【文檔編號(hào)】F01N3/20GK103842622SQ201280048210
【公開(kāi)日】2014年6月4日 申請(qǐng)日期:2012年9月14日 優(yōu)先權(quán)日:2011年9月29日
【發(fā)明者】M·克呂格爾 申請(qǐng)人:卡特彼勒發(fā)動(dòng)機(jī)有限及兩合公司