內燃機的預熱方法和預熱系統的製作方法
2023-08-09 13:26:36 3
專利名稱：內燃機的預熱方法和預熱系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及配備有CO2吸收和釋放劑的內燃機的預熱方法和預熱系統。
背景技術：
在大約500℃的溫度範圍內吸收CO2，並在高於前述溫度範圍的溫度範圍內釋放所吸收的CO2的CO2吸收和釋放劑是眾所周知的，其公開於題為TOSHIBA REVIEW(第56卷，第8冊(2001)，11-14頁)的出版物中。相似的技術也公開於JP-A-11-262631中。
CO2吸收和釋放劑被加熱達到基本上等於或高於500℃的高溫範圍，在高溫時釋放CO2。使用如此高溫的CO2用於內燃機的預熱尚未被考慮。
發明內容
本發明的一個目的是提供一種用於內燃機的預熱方法和預熱系統，使用由CO2吸收和釋放劑釋放的CO2來促進內燃機的預熱。
該內燃機預熱方法設置有CO2吸收和釋放劑，以便能夠在第一溫度範圍內吸收包括在廢氣中的CO2，並且在高於第一溫度範圍的第二溫度範圍內釋放所吸收的CO2。在該預熱方法中，提高CO2吸收和釋放劑的溫度以進入第二溫度範圍，以便將從CO2吸收和釋放劑釋放的CO2提供到內燃機的元件。
在上述用於內燃機的預熱方法中，由CO2吸收和釋放劑釋放的高溫CO2可被提供到內燃機的元件中，以便快速預熱。
在該預熱方法中，用於淨化從內燃機中排出的廢氣的廢氣淨化催化劑，或內燃機的進氣歧管和氣缸的至少一個可被設定為需要被預熱的元件。當廢氣淨化催化劑在等於或高於催化活化溫度的條件下執行其淨化功能時，該廢氣淨化催化劑必須被儘可能快地加熱至催化活化溫度或更高。由於進氣歧管或氣缸在冷起動時處於冷態，它們必須被儘可能快地預熱。高溫CO2可被提供到前述元件以便被快速地預熱。這使得有可能抑制廢氣排放的惡化或提高內燃機的起動性能。
在該預熱方法中，在發出使內燃機停止的指令後，CO2吸收和釋放劑的溫度可被提高到第一溫度範圍內，並且在發出起動內燃機的指令後，CO2吸收和釋放劑的溫度可被進一步提高到第二溫度範圍內。由於CO2在上述時刻可被CO2吸收和釋放劑吸收，在下一起動中它可被可靠地提供到需要預熱的元件。在發出起動內燃機的指令後，CO2從CO2吸收和釋放劑中釋放出來。通過預熱進氣歧管，燃燒室和類似物使得有可能提高發動機的起動性能。用於將CO2吸收和釋放劑的溫度提高到第二溫度範圍內的時刻並不局限於上面的描述。如果從內燃機釋放的廢氣溫度較低，例如在怠速狀態下持續很長的一段時間，那麼廢氣淨化催化劑的溫度可能降低至低於催化活化溫度。在前述時刻時將CO2吸收和釋放劑的溫度提高到第二溫度範圍內以便預熱廢氣催化劑是可能的。
用於內燃機的預熱系統設置有CO2吸收和釋放劑以便其能夠在第一溫度範圍內吸收包括在廢氣中的CO2，並且在高於第一溫度範圍的第二溫度範圍內釋放所吸收的CO2，CO2吸收和釋放劑將由其釋放的CO2提供到內燃機的元件。預熱系統設置有一加熱單元，其用於提高CO2吸收和釋放劑的溫度，和一溫度控制單元，其控制加熱單元的操作以便CO2吸收和釋放劑的溫度可被提高到第二溫度範圍內。
在上述用於內燃機的預熱系統中，提供CO2吸收和釋放劑能夠將CO2提供到內燃機的元件，並且加熱單元將CO2吸收和釋放劑的溫度提高到第二溫度範圍內。提供給內燃機的元件的CO2可允許內燃機被儘可能快地預熱。
預熱系統可使用電加熱器作為加熱單元。通過將電加熱器設置在CO2吸收和釋放劑內，根據本發明的預熱系統可形成一個緊湊體。
預熱系統設置有EGR通道，其連接內燃機的排氣通道和進氣通道，和EGR閥，其在EGR通道的連接和斷開之間選擇操作。在該預熱系統中，CO2吸收和釋放劑設置在EGR通道和排氣通道之間的連接部分上遊的排氣通道中，作為需要被預熱的元件的廢氣淨化催化劑設置在該連接部分的下遊，並且溫度控制單元控制EGR閥的操作，以便當CO2吸收和釋放劑的溫度被提高到第二溫度範圍內時，EGR通道被斷開連接。如前述那樣阻塞EGR通道以阻止由CO2吸收和釋放劑釋放的CO2流入到進氣通道。這使得有可能增加提供到廢氣淨化催化劑的CO2的量，促進廢氣淨化催化劑的預熱。
預熱系統設置有渦輪增壓機，它具有一位於排氣渦輪中的可變噴嘴。在該預熱系統中，CO2吸收和釋放劑設置在渦輪增壓機上遊的排氣通道中，作為需要預熱的元件的廢氣淨化催化劑設置在渦輪增壓機的下遊，並且當CO2吸收和釋放劑的溫度被提高到第二溫度範圍內時，溫度控制單元可開啟可變噴嘴。噴嘴的打開可減小CO2吸收和釋放劑以及廢氣淨化催化劑之間的壓力損失。相應地，提供到廢氣淨化催化劑的CO2的量增加了，從而促進了廢氣淨化催化劑的預熱。
預熱系統設置有渦輪增壓機，其具有一位於排氣渦輪中的可變噴嘴。在該預熱系統中，CO2吸收和釋放劑設置在渦輪增壓機下遊的排氣通道中，作為需要預熱的元件的排氣淨化催化劑設置在渦輪增壓機的下遊，並且當CO2吸收和釋放劑的溫度被提高到第二溫度範圍內時，溫度控制單元可關閉該可變噴嘴。在CO2吸收和釋放劑設置在渦輪增壓機的下遊的情況下，噴嘴關閉以阻止所釋放的CO2流入到渦輪增壓機的上遊。這使得有可能增加將要被提供到渦輪增壓機下遊的廢氣淨化催化劑的釋放的CO2的量，從而促進廢氣淨化催化劑的預熱。
該預熱系統設置有EGR通道，其連接內燃機的排氣通道和進氣通道，和EGR閥，其在EGR通道的連接和斷開之間選擇操作。在該預熱系統中，CO2吸收和釋放劑設置在EGR通道和排氣通道的連接部分上遊的排氣通道中，內燃機進氣歧管和氣缸的至少一個用作需要預熱的元件，並且溫度控制單元可控制EGR閥的操作，以便當CO2吸收和釋放劑的溫度被提高到第二溫度範圍內時，EGR通道被連接。EGR通道被連接以便允許所釋放的CO2通過EGR通道進入到進氣通道。因此，CO2可從EGR通道提供到進氣歧管或氣缸中以促進預熱。
該預熱系統設置有渦輪增壓機，其具有一位於排氣渦輪中的可變噴嘴。在該預熱系統中，當CO2吸收和釋放劑的溫度被提高到第二溫度範圍內時，控制單元可關閉該可變噴嘴。如前述那樣通過關閉噴嘴可阻止CO2流入到渦輪增壓機下遊的排氣通道。因此，更多的CO2被允許通過EGR通道進入到進氣通道，從而促進進氣歧管或氣缸的預熱。
在該預熱系統中，內燃機設置有節氣門。根據本發明，當CO2吸收和釋放劑的溫度被提高到第二溫度範圍內時，溫度控制單元可關閉節氣門。溫度低於釋放的CO2溫度的外部空氣可流經已被打開的節氣門，於是可中斷CO2的預熱功能。節氣門被關閉以阻止外部空氣的引入。
在該預熱系統中，溫度控制單元可在發出使內燃機停止的指令後控制加熱單元以便將CO2吸收和釋放劑的溫度提高到第一溫度範圍內，並且在發出起動內燃機的指令後，進一步將CO2吸收和釋放劑的溫度提高到第二溫度範圍內。在內燃機一起動時通過調節CO2吸收和釋放劑的溫度，可通過將CO2提供到進氣歧管或氣缸而提高內燃機的起動性能。可通過快速預熱廢氣淨化催化劑並使其達到催化活化溫度以及更高的溫度而抑制廢氣排放的惡化。
如上所述，本發明可通過將由CO2吸收和釋放劑釋放的高溫CO2提供到進氣歧管或氣缸來提高內燃機的起動性能。由於CO2被提供到廢氣淨化催化劑以便快速預熱該催化劑而使其達到催化活化溫度以及更高的溫度，可抑制廢氣排放的惡化。
通過下述參照附圖的優選實施例的描述，本發明的前述和進一步目的，特徵和優點將變得明顯，其中相同的數字用於指代相同的元件，其中圖1是使用本發明預熱系統的內燃機示例的示意圖；圖2是示於圖1的CO2吸收和釋放劑的放大圖；圖3是用於加熱要被預熱的進氣歧管控制程序的流程圖；圖4是一加熱器的控制程序的流程圖，用於加熱廢氣淨化催化劑以便預熱該廢氣淨化催化劑；圖5是一加熱器的控制程序的流程圖，用於加熱能吸收CO2的CO2吸收和釋放劑；圖6是計算吸收在CO2吸收和釋放劑中的CO2總量的程序；圖7是使用本發明預熱系統的內燃機的另一實施例；和圖8是一加熱器的控制程序的流程圖，用於加熱要被預熱的廢氣淨化催化劑，該控制程序由示於圖7的ECU執行。
具體實施例方式
圖1示出了使用根據本發明的預熱系統的內燃機的一個例子。內燃機1包括多個氣缸2，一進氣通道3，它將吸入的空氣引入到形成於各自氣缸2中的燃燒室2a，一排氣通道4，廢氣通過該排氣通道從燃燒室2a流到廢氣排放的某一點處，以及一進氣閥5和一排氣閥6，它們被操作以使燃燒室2a與通道3、4連接或斷開。進氣通道3設置有一渦輪增壓機7的壓縮機7a，一用於冷卻新近引入空氣的中間冷卻器8，和一用於調節吸入空氣量的節氣門9。排氣通道4設置有一渦輪增壓機7的排氣渦輪7b，和一改變流入到排氣渦輪7b的廢氣流速的可變噴嘴7c。可變噴嘴7c的開度通過直流電機11來調節。排氣通道4通過EGR通道14並經由EGR冷卻器12和EGR閥13連接到進氣通道3，以用於將部分廢氣循環至進氣通道3中。
排氣通道4設置有可吸收包括在廢氣中的CO2的CO2吸收和釋放劑15。圖2是CO2吸收和釋放劑15的放大示意圖。如圖2所示，例如，CO2吸收和釋放劑15為具有一封閉端部的管形，一電加熱器16設置於其中。CO2吸收和釋放劑15的構造並不限於管形，只要它能夠吸收包括在廢氣中的CO2，並可由電加熱器16加熱以提高其溫度即可。電加熱器16的開/關狀態可通過操作開關17進行選擇。已知的產品可用作電加熱器16，例如，主要由鋰的複合氧化物，如鋯酸鋰(Li2ZrO3)，它的功能是在第一溫度範圍內，例如在400℃和580℃之間吸收CO2，並在第二溫度範圍內，例如在630℃和700℃之間釋放CO2。在下文中，第一溫度範圍和第二溫度範圍有時被分別稱作吸收溫度範圍和釋放溫度範圍。
電加熱器16的開關17的操作通過發動機控制單元(ECU)18控制，該發動機控制單元(ECU)形成為已知的計算機以控制內燃機1的運行狀態。該ECU18通過執行圖3至5所示的流程圖的控制程序來執行溫度控制。ECU18還控制節氣門9或直流電機11的操作，以調整內燃機1的吸入空氣量，或控制EGR閥13的操作以調整將被循環到進氣通道3中的廢氣量。由於上述具體的控制方法已廣為人知，此處忽略對其的詳細描述。
ECU18執行圖3所示的流程圖中的控制程序，以便CO2吸收和釋放劑15釋放CO2以用於加熱進氣通道3的進氣歧管3a和氣缸2。圖3所示的控制程序在ECU18啟動後便立刻開始執行，並且在內燃機1的操作過程中以預定的時間間隔重複執行。
在圖3的流程圖所示的控制程序中，在步驟S11中判定內燃機1的起動是否得到了指令。該判定根據例如點火開關的操作狀態做出。如果判定點火開關的操作狀態處於開的狀態，則可判定內燃機1的起動已得到了指令。如果判定內燃機1的起動還沒有得到指令，則終止當前循環的控制程序。此時如果判定內燃機1的起動已經得到了指令，程序進行至步驟S12。在步驟S12中，通過ECU18判定是否將進氣歧管3a的加熱列為優先。該判定根據例如在內燃機1起動時外部空氣的溫度作出。如果判定內燃機1的起動性能由於較低的外部空氣溫度而惡化，則作出將進氣歧管3a的加熱列為優先的判定。如果判定進氣歧管3a的加熱不必列為優先，則終止當前循環的控制程序。此時如果判定進氣歧管3a的加熱必須列為優先，程序進行至步驟S13。在步驟S13中，直流電機11通過ECU18而啟動，以便完全關閉可變噴嘴7c，並且完全打開EGR閥13和節氣門9。
隨後在步驟S14中，開關17通過ECU18而處於開啟狀態，以便啟動加熱器16以用於增加CO2吸收和釋放劑15的溫度。在步驟S15中，通過ECU18判定加熱器的停止條件是否已經建立。當通過加熱器16加熱CO2吸收和釋放劑15一預定時間後，可判定加熱器停止條件的建立。該預定的時間被設定為CO2吸收和釋放劑15能夠吸收的CO2量的上限值除以CO2吸收和釋放劑15釋放CO2的速度得到的數值。該預定的時間可被設定為CO2吸收和釋放劑15的溫度維持在第二溫度範圍內所持續時間的上限值。上述預定時間的設定使得可能防止對CO2吸收和釋放劑15的多餘加熱。當判定內燃機起動已執行時，可判定加熱器停止條件的建立。即使在內燃機1起動後，如果作為惰性氣體的CO2持續不斷地供給至進氣通道3，那麼此時的燃燒將惡化。因此加熱器16在內燃機1起動後被停止工作，以抑制燃燒的惡化。如果判定加熱器的停止條件尚未被建立，則當前循環的控制程序結束。如果判定加熱器停止條件已經建立了，程序進行至步驟S16，此時開關17置於關的狀態以便關閉加熱器16。隨後控制程序終止。
圖3所示的控制程序的執行可將由CO2吸收和釋放劑15釋放出的高溫CO2引入到進氣歧管3a以促進進氣歧管3a和氣缸2的預熱。在圖3的控制程序中，步驟S13和S14的執行順序可以顛倒。
ECU18執行示於圖4的流程圖中的控制程序以便釋放來自CO2吸收和釋放劑15的CO2，並且預熱廢氣淨化催化劑10。圖4所示的控制程序在ECU18啟動後便立即開始執行，並且在內燃機1的操作過程中以預定的時間間隔重複執行。在圖4的流程圖與圖3的流程圖中，相同的步驟被指代以相同的附圖標記，因而對其的描述將被忽略。
參照圖4的控制程序，在步驟S11中判定內燃機1的起動是否得到了指令。如果判定內燃機1的起動未得到指令，則終止當前循環中的控制程序。此時如果判定內燃機1的起動已得到了指令，程序進行至步驟S21。在步驟S21中，通過ECU18判定催化劑10的溫度是否等於或低於催化劑的活化溫度。廢氣淨化催化劑10的溫度可通過設置在催化劑10中的溫度傳感器來檢測，或者根據供給到內燃機1的燃料量所估計的廢氣溫度而獲得。如果判定催化劑10的溫度高於催化劑的活化溫度，則終止當前循環的控制程序。此時如果判定催化劑10的溫度等於或低於催化劑的活化溫度，程序進行至步驟S22。在步驟S22中，通過ECU18使可變噴嘴7c完全打開，並且使節氣門9完全關閉。隨後，執行與示於圖3的相同的步驟，並且終止當前循環的控制程序。
圖4的控制程序的執行將由CO2吸收和釋放劑15釋放的CO2引入到廢氣淨化催化劑10中以促使其升溫，即將廢氣淨化催化劑10加熱至達到等於或高於催化劑活化溫度的溫度。在圖4的控制程序中，步驟S22和步驟S14的執行順序可以顛倒。
圖3所示的控制程序和圖4所示的控制程序可獨立地執行或結合在一起執行。在控制程序結合在一起執行的情況下，可根據優先順序或並行執行各自的控制程序。在內燃機1進入操作狀態之前，廢氣淨化催化劑10可被加熱至等於或高於催化劑活化溫度的溫度。當內燃機1的起動性能的改進被列為優先時，示於圖3的控制程序可先於示於圖4的控制程序執行。
ECU18執行示於圖5的流程圖中的控制程序，以便CO2吸收和釋放劑15為了釋放足夠量的CO2的目的而吸收CO2。基於內燃機1的停止指令例如點燃開關的操作置於關的狀態可執行示於圖5的控制程序，並且以預定的時間間隔重複執行。
在圖5所示的控制程序中，在步驟S31中，ECU18判定CO2吸收和釋放劑吸收的CO2的總量相對於CO2吸收和釋放劑15吸收的CO2的量的上限值是否等於或低於標準比F％。該標準比F％被設定為表示了足以用於加熱進氣歧管3a或廢氣淨化催化劑10的CO2量相對於在CO2吸收和釋放劑15中能夠吸收的CO2量的上限值的比的數值。所吸收的CO2的總量通過圖6的流程圖所示的程序計算出，這將在稍後作出描述。如果判定在CO2吸收和釋放劑15中吸收的CO2量等於或低於標準比率％，則程序進行至步驟S32。在步驟S32中，ECU18判定CO2吸收和釋放劑15的溫度是否等於或低於吸收溫度範圍的下限值。CO2吸收和釋放劑15的溫度可通過為CO2吸收和釋放劑15而設置的溫度傳感器來檢測，或參照根據供給至內燃機1的燃料量所估計的廢氣溫度來獲得。如果判定CO2吸收和釋放劑15的溫度等於或低於吸收溫度範圍的下限值時，則程序進行至步驟S33，在此處開關17被置於開的狀態以便通過ECU18來啟動加熱器16，從而將CO2吸收和釋放劑15加熱到吸收溫度範圍。控制程序隨後終止。如果在步驟S31中判定CO2吸收和釋放劑15中吸收的CO2的量不等於或不低於標準比率F％，並且CO2吸收和釋放劑15的溫度不等於或不低於吸收溫度範圍的下限值，則程序進行至步驟S34。在S34中，加熱器16由ECU18停止，並且該控制程序終止。
示於圖5的控制程序的執行允許CO2吸收和釋放劑15吸收足量的CO2並且在隨後根據內燃機1起動而釋放出來。ECU18執行控制來連續地操作內燃機1，直到CO2吸收和釋放劑15吸收了用於隨後的內燃機1起動的足量的CO2為止，即對於停止內燃機執行延長時間的控制。這可允許CO2吸收和釋放劑15吸收足量的CO2。尤其當廢氣中的CO2濃度較高並且廢氣量小時，CO2吸收和釋放劑15的CO2吸收效率得到了提高。因此，啟動加熱器16以允許CO2吸收和釋放劑15在內燃機1以高負荷和低轉速運行的過程中吸收CO2，以便使廢氣達到上述狀態。與內燃機1的其它操作狀態相比，在相同能耗的情況下該CO2吸收和釋放劑15可允許吸收更大量的CO2。在發出停止內燃機1的指令後，由CO2吸收和釋放劑15吸收的CO2的量減小了，以便減少由加熱器16消耗的能量。
示於圖6的流程圖描繪了由ECU18執行的程序，它用於計算吸收在CO2吸收和釋放劑15中的CO2的總量。示於圖6的程序在內燃機的操作過程中以預定的時間間隔重複執行。
在圖6所示的程序中，ECU18在步驟S41判定CO2吸收和釋放劑15的溫度是否處於吸收溫度範圍內。如果判定CO2吸收和釋放劑15的溫度處於吸收溫度範圍內，程序進行至步驟S42，在那裡通過ECU18計算CO2吸收和釋放劑15所吸收的CO2量，即ΔCO2add。ΔCO2add的數值根據參數，例如CO2濃度和廢氣流量來獲得，該數值依據所述參數變化。在步驟S43中，ECU 18將ΔCO2add的數值加入到所吸收的CO2的總量中，即加入到在示於圖6的程序的前一循環中已被計算出的CO2strgi-1中，以便獲得所吸收的CO2的總量，即CO2strgi。隨後終止當前循環的控制程序。
如果判定CO2吸收和釋放劑15的溫度不處於吸收溫度範圍內，則程序進行至步驟S44，在那裡ECU18判定CO2吸收和釋放劑15的溫度是否處於釋放溫度範圍內。如果判定CO2吸收和釋放劑15的溫度處於釋放溫度範圍內，則程序進行至步驟S45，在那裡ECU18計算由CO2吸收和釋放劑15釋放的CO2量，即ΔCO2sub。ΔCO2sub的值根據參數例如CO2濃度和廢氣流量來計算，該數值根據參數變化。在步驟S46中，ECU18從在示於圖6的程序的前一循環中已經計算出來的值CO2strgi-1中減去值ΔCO2sub，以獲得所吸收的CO2的總量，即CO2strgi。隨後終止當前循環的控制程序。
如果判定CO2吸收和釋放劑15的溫度不處於釋放溫度範圍內，則程序進行至步驟S47，在那裡ECU18將示於圖6的程序的前一循環中已經計算出來的值CO2strgi-1替代值CO2strgi。隨後終止當前循環的控制程序。
執行圖6所示的程序以便通過對由CO2吸收和釋放劑15吸收或釋放的CO2的量進行加或減而計算所吸收的CO2的總量。吸收的CO2的總量的計算值被儲存於ECU18的RAM中，以便作為執行示於圖6的程序中接下來的循環或控制示於圖5的程序的參考。
圖7示出了使用根據本發明的預熱系統的另一類型的內燃機1。示於圖7的與示於圖1的相同元件以相同的附圖標記指代。除了CO2吸收和釋放劑15設置在渦輪機7b的下遊以及廢氣淨化催化劑10的上遊外，示於圖7的內燃機1大體上與示於圖1的內燃機相同。在CO2吸收和釋放劑15設置在上述位置的情況下，廢氣淨化催化劑10的預熱可通過ECU18執行圖8的流程圖所示的控制程序而得到促進。示於圖8的控制程序在ECU18啟動後便立即開始執行，並以預定的時間間隔重複執行。圖8中的那些與圖4相同的步驟以相同的附圖標記來指代，因此其描述將被省略。
在示於圖8的控制程序中，在步驟S21以前，程序與示於圖4的程序都是相同的。如果判定廢氣淨化催化劑10的溫度等於或低於催化劑活化溫度，則程序將進行至步驟S51，在那裡可變噴嘴7c被ECU18完全關閉。該程序以與圖4所示的控制程序相同的方式被執行，隨後終止當前循環的控制程序。
在CO2吸收和釋放劑15置於如圖7所示的位置時的情況下，可變噴嘴7c被完全關閉以阻塞CO2流向渦輪機7的上遊。流入到廢氣淨化催化劑10的CO2的量隨後增加，以促進廢氣淨化催化劑10的預熱。在圖8所示的控制程序中，步驟S51和S14的執行順序可以顛倒。
本發明可被構造成任何形式而不局限於上述實施例。CO2吸收和釋放劑放置的位置不局限於廢氣通道，只要其能夠吸收包括在廢氣中的CO2即可。CO2吸收和釋放劑可置於EGR通道中。可任意確定使用CO2吸收和釋放劑的數量和其位置。可在需要被加熱的多個元件周圍設置多個CO2吸收和釋放劑，以便高溫CO2可直接提供到這些元件。加熱單元不局限於電加熱器。燃燒式的加熱器可被用於加熱CO2吸收和釋放劑。
內燃機中需要被預熱的元件不局限於廢氣淨化催化劑，進氣歧管，和氣缸。為了防止由於高粘度的潤滑油導致的內燃機起動性能的惡化，可設置潤滑油箱使得在所釋放的CO2和潤滑油之間可進行熱交換，以用於在內燃機起動時平穩地增加潤滑油的溫度。內燃機的預熱可通過將由CO2吸收和釋放劑釋放的CO2的熱量提供到需要預熱的各種元件而得到促進。
權利要求
1.一種內燃機(1)的預熱方法，該內燃機設置有CO2吸收和釋放劑(15)，以便能夠在第一溫度範圍內吸收包括在廢氣中的CO2，並且在高於第一溫度範圍的第二溫度範圍內釋放所吸收的CO2，該預熱方法的特徵在於，CO2吸收和釋放劑(15)的溫度升高至第二溫度範圍內，以便將由CO2吸收和釋放劑(15)釋放的CO2提供到內燃機(1)的元件中。
2.根據權利要求1的預熱方法，其特徵在於，所述元件包括廢氣淨化催化劑(10)，其用於淨化由內燃機(1)排放的廢氣。
3.根據權利要求1或2的預熱方法，其特徵在於，所述元件包括內燃機(1)的進氣歧管(3a)和氣缸(2)的至少一個。
4.根據權利要求1至3中任意一項的預熱方法，其特徵在於，在發出停止內燃機(1)的指令後，CO2吸收和釋放劑(15)的溫度被升高到第一溫度範圍內，並且在發出起動內燃機(1)的指令後，CO2吸收和釋放劑(15)的溫度被進一步升高到第二溫度範圍內。
5.一種內燃機的預熱系統，該內燃機設置有CO2吸收和釋放劑(15)，以便能夠在第一溫度範圍內吸收包括在廢氣中的CO2，並且在高於第一溫度範圍的第二溫度範圍內釋放所吸收的CO2，該CO2吸收和釋放劑(15)設置以便將從其釋放的CO2提供到內燃機(1)的元件，該預熱系統的特徵在於，包括加熱單元，用於增加CO2吸收和釋放劑(15)的溫度；和溫度控制單元(18)，用於控制加熱單元的操作，使CO2吸收和釋放劑(15)的溫度被增加到第二溫度範圍內。
6.根據權利要求5的預熱系統，其特徵在於，所述加熱單元包括電加熱器(16)。
7.根據權利要求5或6的預熱系統，其特徵在於，進一步包括EGR通道(14)，用於連接內燃機(1)的排氣通道(4)和進氣通道(3)，和EGR閥(13)，其在EGR通道的連接和斷開連接之間選擇操作，其特徵在於所述CO2吸收和釋放劑(15)設置在EGR通道和排氣通道之間的連接部分上遊的排氣通道中；所述元件包括設置在連接部分下遊的廢氣淨化催化劑(10)；以及所述溫度控制單元(18)控制所述EGR閥(13)的操作，以便當CO2吸收和釋放劑(15)的溫度被升高到第二溫度範圍內時斷開所述EGR通道。
8.根據權利要求5或6的預熱系統，其特徵在於，包括渦輪增壓機(7)，該增壓機在排氣渦輪(7b)中具有可變噴嘴(7c)，其特徵在於所述CO2吸收和釋放劑(15)設置在所述渦輪增壓機上遊的排氣通道中；所述元件包括設置在所述渦輪增壓機下遊的廢氣淨化催化劑(10)；並且當CO2吸收和釋放劑(15)的溫度被升高到第二溫度範圍內時，所述溫度控制單元(18)開啟可變噴嘴(7c)。
9.根據權利要求5或6的預熱系統，其特徵在於，包括渦輪增壓機(7)，該增壓機在排氣渦輪(7b)中具有可變噴嘴(7c)，其特徵在於所述CO2吸收和釋放劑(15)設置在所述渦輪增壓機下遊的排氣通道中；所述元件包括設置在所述渦輪增壓機下遊的廢氣淨化催化劑(10)；並且當所述CO2吸收和釋放劑(15)的溫度被升高到第二溫度範圍內時，所述溫度控制單元(18)關閉所述可變噴嘴(7c)。
10.根據權利要求5或6的預熱系統，其特徵在於，包括EGR通道(14)，其連接內燃機(1)的排氣通道(4)和進氣通道(3)，和EGR閥(13)，其在EGR通道的連接和斷開之間選擇操作，其特徵在於所述CO2吸收和釋放劑(15)設置在所述EGR通道和所述排氣通道之間的連接部分上遊的排氣通道中；所述元件包括內燃機(1)的進氣歧管(3a)和氣缸(2)的至少一個；並且所述溫度控制單元(18)控制所述EGR閥(13)的操作，以便當CO2吸收和釋放劑(15)的溫度被升高到第二溫度範圍內時，所述EGR通道被連接。
11.根據權利要求10的預熱系統，其特徵在於，包括渦輪增壓機(7)，該增壓機在排氣渦輪(7b)中具有可變噴嘴(7c)，其特徵在於，當CO2吸收和釋放劑(15)的溫度被升高到第二溫度範圍內時，所述溫度控制單元(18)關閉所述可變噴嘴(7c)。
12.根據權利要求5至11中任意一項的預熱系統，其特徵在於所述內燃機(1)設置有節氣門(9)；並且當所述CO2吸收和釋放劑(15)的溫度被升高到第二溫度範圍內時，所述溫度控制單元(18)關閉所述節氣門。
13.根據權利要求5至12中任意一項的預熱系統，其特徵在於，所述溫度控制單元(18)控制所述加熱單元，使得在發出停止內燃機(1)的指令後將CO2吸收和釋放劑(15)的溫度增加到第一溫度範圍內，並且在發出起動內燃機(1)的指令後，進一步將CO2吸收和釋放劑(15)的溫度增加到第二溫度範圍內。
全文摘要
一種內燃機(1)的預熱系統，裝備有CO
文檔編號F02B37/24GK1806100SQ200580000439
公開日2006年7月19日 申請日期2005年2月28日 優先權日2004年3月19日
發明者福間隆雄 申請人:豐田自動車株式會社