способ профилактики работы двигателя автомобиля

Формула изобретения

1. Способ профилактики работы двигателя автомобиля, включающий оценку соответствия топлива по его устойчивости к окислению на основании определения процентного содержания ВНТ в топливе питания двигателя посредством спектроскопии в ближней инфракрасной области с возможностью изменения указанного содержания и уведомление пользователя о качестве топлива на основании результатов вышеуказанного определения.

2. Способ по п.1, в котором дополнительно определяют процентное содержание биотоплива в топливе.

3. Способ по п.2, в котором определение процентного содержания биотоплива осуществляют посредством спектроскопии в ближней инфракрасной области.

4. Способ по одному из пп.1-3, в котором инфракрасную спектроскопию ВНТ осуществляют датчиком в ближней инфракрасной области.

5. Способ по п.4, в котором датчик осуществляет измерения в спектральном диапазоне, составляющем от 6970 см ^-1 до 7250 см^-1, предпочтительно от 7050 см ^-1 до 7220 см^-1.

6. Способ по п.4, в котором датчик размещен в топливной системе двигателя.

7. Способ по п.1, в котором автомобиль содержит смазочную камеру двигателя, при этом дополнительно определяют состояние смазочного материала исходя из состояния процентного содержания ВНТ в топливе.

8. Способ по п.7, согласно которому уведомляют пользователя относительно, по меньшей мере, одного из определений, выбранных из группы, включающей определение несоответствия топлива и определение опорожнения используемой смазки.

9. Способ по п.8, в котором автомобиль дополнительно содержит приборную панель, при этом уведомление представляет собой сигнал на приборной панели.

10. Автомобиль, содержащий:

- топливный бак,

- датчик в ближней инфракрасной области, измеряющий процентное содержание ВНТ в топливе,

- двигатель, питаемый топливом из топливного бака,

- компьютер, содержащий блок памяти, в котором записаны инструкции кода программы, позволяющие осуществить способ по одному из пп.1-9.

11. Автомобиль по п.10, содержащий смазочную камеру, причем компьютер дополнительно определяет состояние смазочного материала исходя из процентного содержания ВНТ в топливе.

Описание изобретения к патенту

Настоящее изобретение имеет приоритет французской заявки № 0854677, поданной 9 июля 2008 года, содержание которой (текст, чертежи и формула изобретения) используется в качестве ссылки.

Настоящее изобретение касается способа профилактики работы двигателя автомобиля.

Европейские коммерческие стандарты топлива изменяются, для того чтобы содержать, в частности, объемную фракцию биодизеля. Такие биодизели представлены в основном в форме метиловых эфиров или этиловых эфиров растительных масел. Задачей некоторых европейских стран является введение 7% по объему биодизеля с января 2008 года до 10% по объему в 2010 году.

Особенностью биодизелей является плохая стабильность при окислении, влияющая на качество топлива. Использование нестабильного топлива может явиться причиной многочисленных нарушений функций в топливной системе двигателя, в частности образование осадка в баке или преждевременное разрушение фильтра дизельного топлива.

Присутствие биодизеля плохого качества в моторном масле может также изменить свойства смазочного материала. В частности, устойчивость смазочного материала к окислению может ухудшиться. Могут также сформироваться отложения вследствие термического разложения биодизеля, содержащегося в смазочном материале.

В настоящее время основной присадкой, используемой для обеспечения стойкости к окислению биодизелей, является ВНТ (бутилированный окситолуол). ВНТ под названием 2,6-ди-трет-бутил-4-метилфенол или 2,6- бис(1,1-диметилэтил)-4-метилфенол или также т-бутилметилфенол имеет следующую химическую формулу:

Таким образом, полезно знать концентрацию ВНТ в топливе, чтобы иметь представление о качестве используемого топлива и предупреждать неисправности в работе двигателя автомобиля.

Документ ЕР-В-0863490 описывает способ расчета и отображения интервалов обслуживания компонентов и/или ресурсов устройств, подвергаемых износу и/или процессам старения, который включает определение параметров, влияющих на износ и/или старение. Способ включает, кроме того, деление определяемых параметров работы так, чтобы оно представляло собой постоянное соотношение с износом и/или старением компонентов и/или ресурсов, и так, чтобы оно являлось дискретным соотношением. Способ включает также определение базовой величины с использованием, по меньшей мере, одного параметра работы, представляющего постоянное соотношение, и квантификацию, по меньшей мере, одного параметра работы в зоне различных эффектов, влияющих на износ и/или старение, и использование вычисленной величины по действительно определенному или производному параметру работы. Способ включает также выборочное определение исчисленного фактора, среднего в интервале заданного времени, и группирование рабочих параметров, определенных в счетном устройстве, при этом количество квантифицированных параметров принимается в расчет факториальным образом с неквантифицированными рабочими параметрами. Способ включает, кроме того, интегрирование величин рабочих параметров, сгруппированных в регулируемых временных интервалах, выборочную весовую обработку общей величины, интегрированной с нелинейной функцией исчисления, и сравнение общей взвешенной выборочно интегрированной величины с заранее заданной пороговой величиной.

Из документа FR-А-2505279 известен способ определения интервалов обслуживания и ревизии автомобильных транспортных средств, в соответствии с которым водитель автомобиля получает инструкцию о выполнении обслуживания или ревизии, когда получаемая в процессе езды автомобиля величина элемента отсчета, рассматриваемая в качестве определяющей для интервала обслуживания, достигает заданной величины, определяющей момент операции обслуживания или ревизии. Величина, определяемая непрерывно и которая является характеризующей состояние элемента отсчета, направляется в вычислительный блок, содержащий память, в которой запоминается величина, характеризующая элемент отсчета, определяющий момент ревизии. Вычислительный блок показывает с помощью индикаторного устройства, когда полученное значение соответствует запомненной величине элемента отсчета, что должна быть выполнена операция ревизии. Вычислительный блок получает другие характеристические значения состояния элемента отсчета, чувствительные к износу, которые сравниваются со значениями, также записанными в памяти компьютера и соответствующими пределам износа функциональных элементов, при этом компьютер предназначен, таким образом, для функциональных элементов в соответствии с условием их износа, даты ревизии, которая определяется элементом отсчета.

В документе FR-A-2883602 описан способ оптимизации работы теплового двигателя, параметры горения которого управляются электронным блоком и, по меньшей мере, картографией двигателя. Способ включает этап анализа состава топлива с помощью, по меньшей мере, одного датчика, встроенного в топливную систему двигателя, включающую систему заполнения, топливный бак, насосы, трубопроводы питания двигателя и возвратную цепь в топливный бак, и этап выбора или модификации упомянутой картографией в зависимости от результатов упомянутого анализа.

Однако ни один из упомянутых документов не определяет процентное содержание ВНТ в топливе.

Таким образом, существует потребность в способе, позволяющем предупредить нарушения в работе двигателя автомобиля, в частности, когда используется биотопливо.

Для этого в изобретении предлагается способ профилактики работы двигателя автомобиля, при этом способ включает определение процентного содержания ВНТ в топливе питания двигателя посредством спектроскопии в ближней инфракрасной области.

Предпочтительно, чтобы в способе предусматривалось определение процентного содержания биотоплива в топливе, и определение осуществлялось посредством спектроскопии в ближней инфракрасной области.

Предпочтительно также, чтобы инфракрасная спектроскопия ВНТ выполнялась датчиком в ближней инфракрасной области, предпочтительно датчиком, осуществляющим измерения в спектральном диапазоне, заключающемся между 6970 см^-1 и 7250 см^-1 , и предпочтительно между 7050 см^-1 и 7220 см ^-1. Датчик предпочтительно расположен в топливной системе двигателя.

Предпочтительно также, чтобы в автомобиле, содержащем смазочную камеру двигателя, определялось состояние смазочного материала, исходя из процентного содержания ВНТ в топливе.

Предпочтительно также, чтобы производилась операция уведомления пользователя, касающегося, по меньшей мере, одного из определений, выбранного из группы, включающей определение несоответствующего топлива и определение слива используемого масла.

Предпочтительно также, чтобы уведомление являлось сигналом на приборной панели.

Объектом изобретения является также топливный бак, датчик в ближней инфракрасной области, измеряющий процентное содержание ВНТ в топливе, двигатель, питаемый топливом из топливного бака, и компьютер для осуществления описанного выше способа.

В варианте автомобиль содержит камеру для смазочного материала, при этом компьютер дополнительно определяет состояние смазочного материала по процентному содержанию ВНТ в смазочном материале.

В дальнейшем изобретение поясняется детальным описанием вариантов его осуществления, проводимых исключительно в качестве примера.

Предложен способ профилактики работы двигателя автомобиля, при этом способ включает определение процентного содержания ВНТ в топливе, питающем двигатель, посредством инфракрасной спектроскопии. Процентное содержание ВНТ в топливе позволяет определить устойчивость топлива к окислению и, таким образом, качество топлива. Зная качество топлива, можно избежать нарушения в работе двигателя. Способ профилактики увеличивает, таким образом, срок службы двигателя, что создает выгоду для клиента.

Способ профилактики может быть осуществлен в автомобиле, который содержит топливный бак. Автомобиль, кроме того, содержит двигатель, питаемый топливом из топливного бака. Автомобиль, кроме того, содержит компьютер, который контролирует различные параметры узлов автомобиля. Компьютер позволяет осуществить способ по изобретению.

Способ включает определение процентного содержания ВНТ в топливе, питающем двигатель, посредством инфракрасной спектроскопии. Использование спектроскопии в ближней инфракрасной области (обозначаемой также английскими акронимами PIR или NIR (ближняя (длинноволновая) ИК-область спектра)) позволяет трассировать и дозировать ВНТ в различных структурных составляющих дизельного топлива, содержащих или не содержащих биодизель. Определение процентного содержания ВНТ в топливе позволяет получить информацию о качестве биодизеля, содержащегося в топливном баке автомобиля. Имея информацию о качестве биодизеля, можно уменьшить число отказов в работе двигателя. Срок службы двигателя также увеличивается.

Инфракрасная спектроскопия ВНТ может быть выполнена инфракрасным датчиком, являющимся частью автомобиля. Датчик может быть расположен в топливной системе двигателя. Датчик позволяет, таким образом, использовать спектр в ближней инфракрасной области топлива, циркулирующего в системе питания двигателя, путем получения полного коэффициента отражения, коэффициента пропускания или коэффициента поглощения. Датчик может быть, например, выполнен из фотодиодов, каждый из которых регистрирует силу света при заданной длине волны. Датчик, предпочтительно, может охлаждаться для улучшения соотношения сигнал/шум при исследовании инфракрасного спектра. Преимущество использования инфракрасного датчика в автомобиле состоит в том, что он является относительно простым для реализации в спектроскопии в области близкой к инфракрасной. Габаритные размеры и масса инфракрасного датчика в целом являются малыми.

Квантификация ВНТ в топливе возможна при анализе в особенности зоны спектра в ближней инфракрасной области, лежащей между 6970 см^-1 и 7250 см^-1. ВНТ имеет поглощение, сильно зависящее от концентрации в этой особой зоне спектра. Зависимость является еще более существенной в зоне спектра, лежащей между 7050 см^-1 и 7220 см^-1. Таким образом, предпочтительно осуществлять квантификацию ВНТ в спектре, лежащем между 7050 см^-1 и 7220 см^-1. Такая квантификация, тем не менее, возможна и в других диапазонах спектра поглощения.

Способ может дополнительно включать определение процентного содержания биотоплива в топливе. Это позволяет располагать более точной информацией о качестве используемого топлива. Более достоверные знания о качестве топлива позволяют лучше предупреждать нарушения в работе двигателя.

Определение процентного содержания биотоплива может, в частности, быть осуществлено путем инфракрасной спектроскопии. Инфракрасную спектроскопию в действительности легко использовать в автомобиле. Может быть, например, использован инфракрасный датчик, описанный выше.

В качестве примера способ профилактики может быть использован для определения несоответствующего топлива. Следует определять несоответствие топлива, так как многие нарушения в работе могут появляться в топливной системе, когда используется несоответствующее топливо. В топливном баке может, например, образовываться осадок. Может также разрушиться раньше времени фильтр дизельного топлива, так как топливная система находится под высоким давлением. Топливная система высокого давления содержит, в частности, насос высокого давления, инжекторы или металлическую сетку.

В некоторых странах регламентируется наличие ВНТ в биотопливе и его отсутствие свидетельствует о несоответствии топлива. Таким образом, исходя из процентного содержания ВНТ, определяемого в топливе, можно сделать вывод о соответствии топлива. Такое определение в особенности может быть осуществлено при заполнении топливного бака для того, чтобы исключить возможность неисправностей, связанных с использованием несоответствующего топлива.

Способ профилактики может также быть использован для определения периода обслуживания смазочной системы двигателя. В качестве смазочного материала используется обычно масло. Жесткость норм загрязнений для дизельных двигателей привела к новым системам последующей обработки, таким, как фильтр частиц (FAP) или ловушка для окислов азота (NOx). Такие системы характеризуются адсорбцией химических загрязняющих веществ, имеющихся в выхлопе (сажа для фильтра частиц, NOx и SOx для ловушки NOx) на матрице, расположенной в линии выхлопных газов двигателя. Для поддержания достаточной эффективности для таких систем полезно осуществлять регенерацию для удаления аккумулированных частиц в форме, приемлемой для атмосферы. Все регенераторы характеризуются осуществлением постинжекции: позднее впрыскивание осуществляется в цикле разрежения после основного сгорания для того, чтобы поддержать газы горячими или достаточно обогащенными. Для фазы очистки от сажи фильтров частиц также используется постинжекция для нагрева выхлопных газов до достаточного уровня температуры, позволяющего получить сжигание угольной сажи, находящейся в фильтре частиц. Для фаз очистки от NOx речь идет об использовании позднего впрыска для того, чтобы вызвать практически полное удаление кислорода из выхлопных газов, которое позволяет обогатить выхлопные газы, проходящие через катализатор, до значения выше 1. Для фаз очистки от SOx уровни постинжекции позволяют одновременно поднять температуру выхлопных газов до высоких значений, обычно превышающих 650°С, и до уровня обогащения, превышающего 1.

Постинжекции, действительно, являются инжекциями топлива после верхней мертвой точки. Следствием этого является разбавление моторного масла, присутствующего в виде пленки в цилиндре двигателя. Действительно, поздние инжекции вызывают введение дизельного топлива в смазывающую пленку либо непосредственным внедрением распыленной инжектором жидкости, либо конденсацией парообразного топлива в процессе постинжекции после прекращения основного горения. Пленка топлива, имеющаяся в цилиндре, частично снимается в топливный бак при каждом цикле двигателя, следствием чего является постепенное повышение процентного соотношения разбавляющего дизельного топлива в смазочном материале при фазах регенерации.

Повышенный уровень разбавляющего топлива в смазочном материале означает для двигателя снижение вязкости смазочного материала. Такое снижение может вызвать всплеск давления смазочного материала с риском заклинивания смазываемого элемента. Кроме того, пленка смазки может уменьшиться, вызывая таким образом предварительный износ смазываемых частей. Также может иметь место окисление смазывающего материала, что ускоряет старение смазки.

Коррозия также оказывает влияние на герметичность системы смазки. Концентрации присадок в смазочном материале уменьшают действие разбавления. Следствием этого может явиться ухудшение смазывающих свойств смазочного материала.

Риски, связанные с разбавлением смазочного материала топливом, усиливаются присутствием биодизеля, и поэтому следует определять состояние смазочного материала, исходя из процентного содержания ВНТ в топливе. Это позволяет убедиться, что свойства смазочного материала, какими являются, например, вязкость, смазывающая способность, окисление, сопротивление касательному напряжению, сохраняются до будущей замены масла. Период обслуживания также может быть адаптирован к состоянию смазочного материала. Это позволяет найти хороший компромисс между очень ранней заменой масла, когда смазочный материал может быть еще эффективным, и очень поздней заменой масла, когда отсутствие эффективности смазки могло бы привести к выходу из строя двигателя. Обслуживание, таким образом, адаптировано к топливу, используемому в двигателе.

Способ может также осуществлять уведомление пользователя, по меньшей мере, об одном из определений, выбранных в группе, содержащей определение несоответствия топлива и определение необходимости замены масла. Это позволяет пользователю не допускать нанесение ущерба автомобилю. Таким образом, исключают нарушение работы двигателя автомобиля, что создает выгоду для клиента.

Автомобиль, кроме того, может содержать приборную панель. Уведомление о нарушениях может, таким образом, являться, в частности, сигналом, передаваемым приборной панелью автомобиля. Такой сигнал, может быть, в частности, визуальным или звуковым. Такие средства уведомления имеют преимущества вследствие относительной простоты реализации.