氢基发动机脱碳的系统的利记博彩app

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【专利摘要】一种发动机脱碳系统，包括多个本地发动机脱碳单元，所述发动机脱碳单元与一远程发动机脱碳管理系统通信。每一发动机脱碳单元包括一可连接于一干氢源的氢流调节单元；一用于将干氢引入一发动机的氢输送管线；一发动机排气分析器，该排气分析器用于测量发动机排气成分并确定一组相应的λ值；以及一控制单元，当发动机根据一发动机脱碳工艺参数的初始设置运作时，所述控制单元用于将干氢可控地引入所述发动机，所述发动机脱碳工艺参数的初始设置可以由远程发动机脱碳管理系统提供或确定，所述远程发动机脱碳管理系统是以发动机类型和发动机功率为基础。每一个发动机脱碳单元将干氢速率引入一发动机，以便于确定对应于发动机燃烧状况的λ值接近一目标λ值范围或维持在一目标λ值范围内。
【专利说明】氢基发动机脱碳的系统

【技术领域】
[0001]该公开文本通常涉及利用氢给发动机脱碳的系统及其方法。该公开文本具体针对用于发动机脱碳的自动系统和过程，这是通过由电脑控制进入发动机的进气口通道的，来源于固态氢源或干氢源的氢的流量，以及为了提供对脱碳工艺的反馈，对发动机排气成分和/或参数(例如，空燃比，或λ)进行实时监控而共同实现的。。

【背景技术】
[0002]在燃烧室中有氧化剂的情况下，通过燃烧燃料(例如，石油或烃基燃料)来操作内燃机，导致燃料转化为其他化学物质或燃烧产物，并产生了机械能和热能。在理想化的、具有完全效率的碳氢化合物燃烧的条件下，碳氢燃料将被完全燃烧，燃烧产物将是CO2和η2ο。遗憾的是，内燃机以(相当)有限的效率运行。因此，在燃烧室内产生了不完全燃烧副产品。随着时间的推移，不完全燃烧副产品例如碳、碳基、碳类，或是碳类物质沉积在暴露于燃烧气体的发动机单元的不同内表面上(例如，活塞头、气缸表面、发动机阀门表面、和排气通道表面)，该不完全燃烧副产品将会对发动机效率和/或性能产生不利影响。
[0003]存在多种发动机“脱碳”或“脱炭”技术，都是针对至少部分地移除沉积在发动机内表面上的不完全燃烧副产品。例如，能够结合或加入特定化学物质发动机的燃料或燃油，以便在发动机运作期间，这些所添加的化学物质能够与发动机沉积物发生化学反应，并部分移除(例如，逐步溶解)它们，该特定的化学物质是已知的能与各种碳氢化合物沉积发生化学反应或液化各种碳氢化合物沉积的物质。另一种脱碳方法是，在发动机运作期间有意地将氢引入发动机的燃烧室，该方法更加有效且对环境无害。被引入的氢与发动机内表面上的燃烧副产品发生化学反应，产生与正常的排气流一起排出发动机单元的化学物质。
[0004]现有的氢基脱碳系统利用电解水方式而产生的氢，换言之，就是通过电流将H2O分解为&和02。这样的氢可以被称为“氢氧混合气”或“湿氢”。更具体地说，现有的氢基脱碳系统包括一个水贮存器，电流通过该水贮存器生成氢氧混合气。根据发动机功率，以预定的时间量(例如，20分钟或40分钟)向发动机的进气通道(例如，经由一根常见的排气再循环软管，一根与刹车系统真空口或软管相连接的真空管，或另一条路径)提供氢氧混合气，在这之后发动机就被视为“脱碳” 了。
[0005]尽管传统的脱碳系统和技术提供了一既定程度的发动机效率和/或性能比率，但是关于发动机是否真正地以有效的、几近理想的或所期望的最优的方式脱碳，这样的系统和技术还不能提供足够的信息。存在着对一种对改良后的发动机脱碳系统和技术的需求。


【发明内容】

[0006]与该公开文本一致的各种实施例都针对系统架构、系统、装置、单元、设备、过程和模块(例如，软件或程序指令模块)，用于通过将氢(例如，从至少一个固态氢源提供)引入发动机，在一种或更多类型的内燃机上可控地执行脱碳或脱碳工艺，与脱碳工艺监控和/或反馈控制相结合，例如，该监控和/或反馈控制是实时的、近实时的或周期性的(例如有规律的取样间隔)，该周期性依据以一个或多个排气成分和/或参数(例如，空燃比或λ)的测量为基础。根据该公开文本的实施例可以进行脱碳工艺的发动机，通常适用于几乎任何种类的路基运输车辆例如客运汽车、出租汽车、卡车/货车、或电单车/摩托车/踏板车/全地形车辆，但是还能另外或选择性地适用于几乎任何其他类型的机器(例如，基于活塞的内燃机航空器、割草机、或其他类型的机器)，该机器具有一台发动机，在该发动机中，由于不完全/低效的燃烧，长期沉积了或积累了碳、碳基、碳类或烃基材料或物质。
[0007]根据该公开文本的一个方面，一个用于给发动机脱碳的系统包括一组发动机脱碳单元，每一个发动机脱碳单元包括:一氢流调节单元，该氢流调节单元可连接于干氢源(例如，不同于氢氧混合气的氢源)；一氢输送管线，该氢输送管线连接于该氢流调节单兀并用于将干氢引入一台发动机；一发动机排气分析器，用于测量发动机排气成分，并且确定一组相应的λ值，每一个λ值都对应于该发动机的一个空燃比；以及一控制单元，根据发动机脱碳工艺参数的初始设置，当发动机运行时，该控制单元可控地将干氢引入发动机，其中该发动机脱碳工艺参数的初始设置以发动机类型、发动机功率、发动机里程表读数、和一组对应于该发动机的初步的λ值中的至少某些为基础。
[0008]每一个发动机脱碳单元还可以包括一组温度传感器和一台温度调节设备，该温度调节设备用于控制干氢源的温度。每一个发动机脱碳单元的干氢源包括一组固态氢气容器、固态氢气盒和/或固态氢气匣，或者每一个发动机脱碳单元的干氢源是一组固态氢气容器、固态氢气盒和/或固态氢气匣，其中每一个发动机脱碳单兀还包括一个外壳，该外壳用于移动地接收该组固态氢气容器/固态氢气盒/固态氢气匣，并且将该组固态氢气容器/固态氢气盒/固态氢气匣连接于氢流调节单元。
[0009]每一个发动机脱碳单元都可以额外地或选择性地包括一台显示设备，和/或至少一个数字代码阅读器(例如，该数字代码阅读器包括一台QR代码阅读器，或该数字代码是一台QR代码阅读器)。该系统包括一个脱碳设备计算机系统，该脱碳设备计算机系统具有至少一个数字代码生成单元(例如，该数字代码生成单元包括一个QR代码生成单元，或者该数字代码生成单元是一个QR代码生成单元)。
[0010]该组发动机脱碳单元包括多个发动机脱碳单元，例如，位于第一脱碳设备上的第一组发动机脱碳单元，以及位于第二脱碳设备上的第二组发动机脱碳单元，该第二发动机脱碳设备的位置不同于该第一发动机脱碳设备；该系统包括一远程发动机脱碳管理系统，该远程发动机脱碳管理系统通过计算机网络连接于每一个发动机脱碳单元。该系统另外包括一个连接于该远程发动机脱碳管理系统的数据库，该数据库存储了发动机脱碳的历史信息。该系统还包括一个对应于该第一脱碳设备的第一网关，用于与第一组发动机脱碳单兀和远程发动机脱碳管理系统进行通讯；以及一个对应于该第二脱碳设备的第二网关，用于与第二组发动机脱碳单元和远程发动机脱碳管理系统进行通讯。

【专利附图】

【附图说明】
[0011]图1示出了一张发动机脱碳系统结构的示意图，该发动机脱碳系统结构与本公开文本的一个实施例相一致。
[0012]图2示出了一脱碳系统结构的各部分的示意图，该脱碳系统结构与本公开文本的一个实施例相一致，其中，与脱碳设备、位置或服务站相关联的一个发动机脱碳单元在汽车发动机上执行发动机脱碳工艺。
[0013]图3示出了一展示了本地控制单元的各部分的框图，该本地控制单元用于发动机脱碳单元，该发动机脱碳系统与本公开文本的一个实施例相一致。
[0014]图4A-4B示出了脱碳工艺的图形用户界面(⑶I)的代表性图示，该图形用户界面与本公开文本的一个具体实施例相一致。

【具体实施方式】
[0015]在本公开文本中，在一特定图示或者与描述性材料中，对一特定元件的描述，或对特定元件数量的认定或使用，也包含同样的、相同的或类似的元件或元件数量，该元件或元件数量通过另一图示或与之相关的描述性材料识别。在一图示或相关的文本中“/”的使用应理解为“和/或”的意思，除非另有说明。此处列举的特定数值或数值范围应理解为包括一近似数值或数值范围，或是对一近似数值或数值范围的例举(例如，在+/-20% ,+/-10%、+/-5%、+/_2%，或+/-1% 的范围之内)。
[0016]正如本文所使用的，术语“组”对应于或被界定为非空的有限的元件组织，该元件在数学上表现至少为I (即，此处所界定的一组相当于一个单元、单件或单元素集或一个多元素集)，与已知的数学定义(例如，《数字推理的介绍:数字、组和函数》“第11章:有限集合的特点”(例如，如第140页所述)，彼得.J.艾克尔斯，剑桥大学出版社(1998年))相一致。总之，一组的一个元素可以包括或是一个系统、一台装置、一台设备、一个结构、一个物体、一个过程、一个物理参数、或一个值，该值取决于研究中的组的类型。
[0017]一个典型的发动机脱碳系统架构的各个方面
[0018]图1是一张典型的发动机脱碳或脱碳系统架构10的示意图，该发动机脱碳系统结构与该公开文本的一个实施例相一致。在一个实施例中，该发动机脱碳系统架构10包括至少一个，通常是多个(例如几个或许多)发动机脱碳或脱碳或单元100，每一个都与发动机脱碳或脱碳设备、位置、地点或服务站20a-C有关(例如位于该发动机内或可进入该发动机)。一台脱碳设备20可以在任何给定时间，以发动机30 (例如车辆发动机)预定的数量执行脱碳服务，该时间取决于相关的发动机脱碳单元100的数量，其中每一次脱碳服务都涉及一个脱碳服务程序或步骤，该程序或步骤包括至少一个脱碳工艺或周期，如下文进行的详细描述。每一台脱碳设备20可以包括至少一个脱碳设备计算机系统25(例如，包括一台台式机、笔记本电脑或平板电脑以及一台与设备服务台相连的打印机)，通过该脱碳设备，访问脱碳设备的车辆或机器所有人可以与脱碳设备服务人员进行沟通，以登记、注册并为脱碳工艺付款。
[0019]一发动机脱碳单元100，用于或可用于可控地引入或传递氢，在许多实施例中，该发动机脱碳单元包括干氢，或该发动机脱碳单元是干氢，在发动机脱碳工艺中，该干氢来源于固态氢源或干氢源中的供给、并且被释放到发动机30中，或者来源于固态氢源或干氢源的该干氢被释放到发动机30中，例如，该干氢源是固态氢电池、固态氢容器或固态氢盒。换言之，在各种实施例中，发动机脱碳单元100用于将干氢源，而不是通过电解水方式产生的氢氧混合气，从固态(例如金属氢化物)氢存储单元或设备中引入发动机30。在脱碳工艺中，将干氢，而不是氢氧混合气，可控地引入发动机30便于获得更加可预见的、更可靠的、更可控的、和/或改进后的脱碳工艺结果(例如，相对于既定的脱碳工艺时间，获得一个更可控的和/或更有效的脱碳工艺结果)。每一个脱碳单元100还可以在脱碳工艺之前、期间和/或之后，一次或多次监测、取样、和/或分析发动机排气成分和/或参数(例如，在实时或近实时的基础上)，该脱碳单元可以一次或多次提供脱碳工艺进程或功效和/或发动机燃烧效率的指示(例如，在脱碳工艺中或由于脱碳工艺，指示燃烧效率的改变)。
[0020]在几个实施例中，至少一些发动机脱碳单元100还可以通过一个或多个通讯网络例如互联网，与至少一个远程计算机系统500进行有线和/或无线信息传输、交换、或通讯，其中该远程计算机系统500可用于授权、监测、管理、和/或控制单独的脱碳服务程序和/或进程，由发动机脱碳单元100执行该脱碳服务程序和/或进程。在此后的描述中，为了简化和清晰的目的，这样的一个远程计算机系统500是指远程脱碳管理系统500。在远程脱碳管理系统500和本地脱碳单元100之间的网络通讯或信息交换/传输涉及一个网关系统、装置或设备400，该本地脱碳单元100与特定的脱碳装置20相连，通过该网关系统、装置或设备发生这种网络通讯。该脱碳管理系统500可以包括一组服务器510(例如，一个或多个云计算服务器)，用于确定一组或多组脱碳工艺参数和/或分析脱碳工艺数据或进程，以及至少一个数据库520，在该数据库中存储了与脱碳相关的信息，包括车辆/发动机信息(例如，所有人信息、发动机类型和当前里程表读数)和相关的脱碳工艺结果/历史记录，如下文的详细描述。
[0021]图1中典型的脱碳系统架构10包括多个脱碳设备20，即，至少一个第一脱碳设备、一个第二脱碳设备、和一个第三脱碳设备20a_c，其中每一个这样的设备20中的每一个脱碳单元100都可以用于与远程脱碳管理系统500的网络(互联网)通讯。在其他实施例中，一个或多个脱碳单元100可以独立于远程脱碳管理系统500而运作，并且不需要与该远程脱碳管理系统进行通讯。根据实施例的详细说明，该脱碳系统架构10可以包括较少的或另外的(例如，许多)脱碳设备20，该脱碳设备可以分布在不同的地方(例如，不同城市和/或国家)。
[0022]与该公开文本的一个实施例相一致的脱碳系统架构10可以展现出多种多样的配置。所示的实施例中提供了一个典型的脱碳系统架构20的非限制性阐述，该实施例中，第一脱碳设备20a包括一个第一脱碳设备、一个第二脱碳设备和一个第三脱碳单兀100a-c。该第一发动机脱碳单元10a可以在第一发动机30a上执行脱碳工艺，例如，该第一发动机对应于以第一机器或车辆。同时地或单独地，该第二发动机脱碳单元10b可以在第二发动机30b上执行脱碳工艺，该第二发动机对应于第二车辆；和/或该第三脱碳单元10c可以在第三发动机30c上执行脱碳工艺，该第三发动机对应于第三车辆。类似地，一台第二脱碳设备20b包括一个单独的或第四个发动机脱碳单元100d，该发动机脱碳单元可以在发动机30d上执行脱碳工艺，该发动机对应于第四机器或车辆。此外类似地，第三脱碳设备20c包括一个第k个发动机脱碳单元lOOe-k中的第五发动机脱碳单元，可以在第k发动机30e_k中的第五发动机上相应地执行脱碳工艺，以一种相关领域的普通技术人员能够理解的方式进行。
[0023]典型的发动机脱碳单元的各个方面
[0024]图2是一张展示了脱碳系统结构的各部分的示意图，该脱碳系统结构与该公开文本的一个实施例相一致，其中，既定的发动机脱碳单元100用于或可用于在机器或车辆32，例如汽车的发动机上执行发动机脱碳工艺，该既定的发动机脱碳单元100与特定的脱碳设备、位置或服务站20相关联。在一个实施例中，发动机脱碳单元100包括一个外壳102，该外壳运载了一个本地控制器或控制单兀110，一组氢气容器、氢气盒和/或氢气匣300a_b,一个氢流控制/调节单元150，以及其他元件，该元件有利于发动机脱碳工艺的执行，方法是通过氢流从氢气容器/氢气盒/氢气匣300a-b中控释，并将这种氢气引入发动机30，如下文详细的描述。
[0025]该本地控制单元110用于可控地释放储存在固态氢气容器、固态氢气盒和/或固态氢气匣300a-b中的氢气，以及当发动机30运行时(例如，在怠速、适度高怠速、或高怠速的状态下)，将这种氢气传递到汽车32的发动机30中，该发动机通过氢流控制/调节单元150和氢输送管线或管道152运作。该氢输送管线152可以连接于一条通道，通过该通道可以将气体引入或吸收入汽车的发动机30。这种通道可以包括或是，例如一根刹车系统的真空管道、管线、软管或端口 ；或者一根排气再循环(EGR)管线、软管或端口。氢输送管线152连接发动机进气通道的方式取决于研究中的发动机30和/或车辆32的类型(例如，一台汽油/柴油发动机，与柴油机相对)，在相关领域内的普通技术人员能够很容易地理解这种方式。
[0026]在各种实施例中，本地控制单元110还可以通过一组温度传感器130a_b，检测或感测与一个或多个氢气容器/氢气盒/氢气匣300a_b有关的温度，并且还可以通过一个或多个类型的温度调节元件或设备107a_b控制或调节与氢气罐130a_b相关的温度，以便于从氢气容器、氢气盒和/或氢气匣300a-b中可预见地或可控地释放氢。本地控制单元110也可以通过排气传感器/分析器检测、取样、和/或分析特定发动机排气，该排气传感器/分析器连接于一根具有尖端或尾部122的排气采样管、真空管、软管或管线120，该尖端或尾部可插入发动机的排气通道(例如，车辆的排气管)，通过该排气传感器/分析器可以收集并取样或检测排气。
[0027]该本地控制单元110可以用于采集发动机内表面或内部空间的图片，例如展示发动机燃烧室表面(例如，气缸表面和活塞头)的图片(例如，脱碳工艺之前/之后的图片)，方法是通过一个普通的管道镜/内窥镜或其他类型的图片采集设备160，在相关领域的普通技术人员可以很容易地理解这种方式。最后，该本地控制单元110可以用于与远程脱碳管理系统500的数据通讯，该远程脱碳管理系统通过对应于脱碳设备20的网关400连接于互联网600，该脱碳设备与本地控制单元相连。
[0028]该发动机脱碳单元的外壳102运载了许多用户界面元件、设备、和/或控制器，例如一个接通/断开开关或按钮104 ;还可能有一个数字代码阅读器/机器可读的代码采集设备105，例如一台可以采集快速响应(QR)码和/或其他类型的信息编码图像的照相机；一个紧急断电(ESO)开关或按钮106，和一台显示设备108，通过该显示设备，与脱碳设备20相关的服务人员可以与发动机脱碳单元100互动。在特定的实施例中，该发动机脱碳单元100包括一个或多个额外的或其他用户界面元件、设备或控制器，例如一个键盘。
[0029]图3是一张展示了本地控制单元100的各部分的框图，该本地控制单元用于发动机脱碳单兀100,该发动机脱碳系统与该公开文本的一个实施例相一致。在一个实施例中，该本地控制单元100包括一个用户界面111，该用户界面连接于接通/断开开关104、QR码采集设备105、ESO开关106、显示设备108、以及可能有一个或多个的其他用户界面/控制元件或设备(例如，键盘)；一个数据存储单元112 ;至少一个处理单元115 个网络通讯接口 175，通过网关400该网络通讯接口可以与远程脱碳工艺管理器500进行数据通讯；一个连接于排气传感线120的排气传感器/分析器125 个连接于温度传感器130的温度传感和/或控制接口 135 ;—个连接于氢流控制单元150的氢流控制接口 155 ;以及根据具体情况可能有一个成像接口 165，该成像接口连接于可选的管道镜和/或另一种成像设备160。每一个前述接口都包括常见的电路、电子设备、和/或便于信号或数据传输、交换、通讯的端口，在相关领域内的普通技术人员能够很容易地理解这种方式。
[0030]该本地控制单元110还包括一个用于存储数据和软件模块或程序指令组的存储器200，该程序指令组可由处理单元115执行，用于管理、检测、控制或执行发动机脱碳服务程序和/或进程的各个方面。在一个实施例中，该存储器200包括一个操作系统202 ;—个本地发动机脱碳单元授权代码或标识符(ID)存储器204，用于存储本地授权代码或ID; —个本地脱碳进程存储器206，用于存储关于脱碳服务程序和/或脱碳进程的信号和/或数据，或是在这一过程中生成的信号和/或数据；一组脱碳工艺的图形用户界面(GUI)模块220 个初始化模块222 ;—个选择性成像模块224，和一个本地脱碳工艺控制模块230，该本地脱碳工艺控制模块用于启动、管理、指导、和/或控制脱碳工艺的本地方面，通过远程脱碳系统500，该脱碳工艺与脱碳工艺的远程启动、管理或控制相关联。在一个实施例中，本地脱碳工艺控制模块230包括一个通讯模块和数据/事件记录232，一个排气检测模块
234个温度检测和/或控制模块236 ;和一个氢流管理/调节模块238。本地控制单元110的每一个元件都连接于一组信号或数据传输通道195，例如一组信号和/或数据传输总线。
[0031]发动机脱碳单元的典型实施例的各个方面
[0032]每一个氢气容器、氢气盒和/或氢气匣300a_b可以包括一个用于存储固体氢气的市售容器、盒或匣，或者每一个氢气容器、氢气盒和/或氢气匣300a_b是一个用于存储固体氢气的市售容器、盒或匣，例如，一个用于存储约70克氢气的氢气罐，可向浩运(北京)材料科技有限公司(中华人民共和国北京市海淀区学院路30号方兴大厦405室，邮编100083)购买。每一个氢气容器/氢气盒/氢气匣300a-b通常都包括一个常见的或标准的快速连接/断开接口，该接口利于快速且可靠地与流量控制单元150进行连接和断开连接，在相关领域内的普通技术人员能够很容易地理解这种方式。该组温度传感器130a-b可以包括常见的热电偶，该热电偶靠近氢气容器/氢气盒/氢气匣300a-b摆放，例如适当地放置在一个或多个内含氢气容器/氢气盒/氢气匣300a_b的隔室之中。温度控制设备140a_b可以包括一组常见的加热/冷却元件或金属板，和/或一组常见的气温加热/冷却元件或单元。流量控制/调节单元150包括一组常见的可自动调节的(例如，螺线管)阀门，当氢气从氢气容器/氢气盒/氢气匣300a_b中释放出来时，该阀门能够控制和/或调整氢气的流量。氢气输送管线152可以由一种或多种不会与氢气(H2)发生反应的材料(例如，Viton?和丁腈橡胶)制成。
[0033]排气传感器/分析器125可以包括一个传统认证的可用于汽车的排气传感器(例如，空燃比、或λ、传感器)。在详细的实施例中，排气传感器/分析器125包括一个排气分析器，该排气分析器用于确定在发动机排出气流中一个或多个O2, CO, CO2, NOx和碳氢化合物(HC)的水平。在一个典型的实施中，该排气传感器/分析器125包括一个汽车微工作台II (AMBII)传感器，或者该排气传感器/分析器125是一个汽车微工作台II (AMBII)传感器，可以向传感器有限公司(美国密歇根州盐湖市传感器有限公司)购买该汽车微工作台传感器。在这样一种实施中，发动机脱碳单元100包括一个参考或校正用气瓶(没有显示)，该气瓶便于排气传感器/分析器的校正或归零，并且发动机脱碳单元的存储器200包括一个排气传感器/分析器校正模块(没有显示)，以便于能够自动(重新)校正该排气传感器/分析器，在相关领域内的普通技术人员能够很容易地理解这种方式。
[0034]本地控制单元110包括至少一个微处理器或微控制器，例如将一个Intel? Atom?系列微处理器(美国加利福尼亚州圣克拉拉市英特尔公司)作为它的处理单元115，还可以包括一个或多个千兆字节的存储器200，该存储器可以包括一种或多种随机存取存储器(RAM)和只读存储器(ROM)。数据存储单元112包括一个基于固态存储器(例如闪存)的数据存储设备，和/或一个磁盘驱动器，取决于实施例细节。网络通讯接口 175包括一个无线以太网接口。最后，显示设备108包括一个触摸屏显示器，或者该显示设备108是一个触摸屏显示器，用于呈现脱碳工艺GUI，该CTI使脱碳服务人员能够以特定的方式与发动机脱碳单元100互动，并且观察或监控发动机脱碳进程的各个方面。在特定的实施中，处理单元115，至少存储器200的各部分，以及显示设备108可由市售的人机界面(HMI)单元，例如Intel?AHM-6087B 提供。
[0035]典型的脱碳设备服务台登记程序的各个方面
[0036]在许多实施例中，当车主将他们的车32带到一个脱碳设备20中时，一个或多个脱碳设备服务人员利用脱碳设备计算机系统25进行登记程序，在进行该登记程序期间，他们输入、记录或采集标识符，例如车辆识别码(VIN)和/或车牌号，以及车辆的里程表读数。这样的信息被传送到远程脱碳管理系统500，该信息确定了在其数据库520中是否存在这辆汽车32的记录，该记录表明了这辆汽车32已经预先在这台或相应的/相关的/等效的脱碳设备20上进行了脱碳工艺，该脱碳设备连接于远程脱碳管理系统500。如果在数据库520中不存在这辆汽车32的先前记录，那么远程脱碳管理系统500向脱碳设备计算机系统25表明这种情况，然后脱碳设备服务人员利用脱碳设备计算机系统25输入、采集或获得有关车辆32的其他信息。这样的信息包括车辆制造商、车辆型号、生产年份、发动机类型(例如，汽油/石油/火花点火式，或柴油机)、发动机功率(例如，1600cc, 2000, 2500cc等)，以及其他相关信息例如，车主姓名、地址和电话号码。该服务人员然后将这些信息传送给远程脱碳管理系统500，创建对应于车辆32的数据记录。
[0037]如果在数据库中存在车辆32的先前记录，或曾经为车辆32创建过数据记录，那么远程脱碳管理系统500会为车辆发动机30确定一组脱碳工艺参数，在许多实施例中，该组参数包括一组脱碳工艺参数的初始或默认设置，或者该组参数是一组脱碳工艺参数的初始或默认设置。脱碳工艺参数的初始设置可以以一个或多个车辆发动机类型、发动机功率和里程表读数为基础。
[0038]远程脱碳管理系统500、脱碳设备计算机系统25、和/或脱碳设备服务人员可以将一个发动机脱碳单元100分配到研究中的发动机30或车辆32中。在一些实施例中，脱碳工艺参数的初始设置可以额外或选择性地以一个或多个初步的λ值为基础，该λ值是当发动机运作时为了发动机30而生成、测量或获得的。例如，一组初步的λ值可以是一组由发动机脱碳单元生成的预脱碳λ值，在干氢气被引入发动机30之前，通过监测发动机排气成分，将该发动机脱碳单元分配给或连接于发动机30/车辆32中。为了确定脱碳工艺参数的初始设置，发动机脱碳单元100可以将该组初步的λ值传送给远程脱碳管理系统500。例如，远程脱碳管理系统500可以确定一个或多个初步的λ值是否在预脱碳工艺初步的λ值的范围内。
[0039]鉴于前述事项，远程脱碳管理系统500可以在一个或多个车辆发动机类型、发动机功率、里程表读数和初步λ值的基础上，为发动机30确定发动机脱碳工艺参数的初始设置。该发动机脱碳工艺参数的初始或默认设置可以包括、指明一初始或默认的氢气流速、压力和/或体积，或者该发动机脱碳工艺参数的初始或默认设置是一初始或默认的氢气流速、压力和/或体积。例如，该发动机脱碳工艺参数的初始设置可以指明一个预定的或恒定的初始氢气流速或压力；以及一个初始的或默认的氢气流量期间、间隔和/或体积，例如，一个预定的分钟数。在许多实施例中，该远程脱碳管理系统的数据库520存储了数据(例如，以统计表格的形式)，该数据将不同的发动机类型、发动机功率、里程表读数或里程表读数类别、和/或初步的λ值或初步的λ值范围与详细的初始或默认发动机脱碳工艺参数相结合。根据从该脱碳设备计算机系统25所接收到的信息和/或发动机脱碳单元100指派给研究中的发动机30/车辆32的信息，远程脱碳管理系统500可以生成、检索或查看脱碳工艺参数的合适的初始设置。
[0040]该远程脱碳管理系统500随后将这组发动机脱碳工艺参数(例如，初始/默认的脱碳工艺参数)传送给脱碳设备计算机系统25，和/或发动机脱碳单元100，脱碳设备计算机系统25已分配该发动机脱碳单元执行在车辆发动机30上的脱碳工艺。
[0041]在一些实施例中，脱碳设备计算机系统25包括一个数字代码生成单元例如，快速响应(QR)代码生成单元，该数字代码生成单元生成一个机器可读的代码，例如，QR代码，该机器可读的代码为车辆发动机30包括或指明了这组脱碳参数(例如，初始/默认的脱碳工艺参数)。该QR代码可以与一个服务指令(例如，在一份服务指令形式上)相关联，或作为服务指令的一部分而打印出来，将该QR代码交给一个或多个脱碳服务人员，该脱碳服务人员负责启动或检测这一车辆的脱碳工艺。一个发动机脱碳单元的QR代码采集设备105可以扫描在这种服务指令上的QR代码，以便于该发动机脱碳单元100可以开始一个脱碳工艺，该脱碳工艺适合于该在研究中的车辆发动机30，该研究给定了车辆的发动机类型、发动机功率和当前里程表读数。
[0042]典型的发动机脱碳单元运作的各个方面
[0043]在几个实施例中，一旦打开了发动机脱碳单元100，该发动机脱碳单元就经过一次初始化程序，该发动机脱碳单元包括一个证明或授权验证程序，在该程序中，该发动机脱碳单元100与它所对应的网关400和/或远程脱碳管理系统500进行通讯，以便于该远程脱碳管理系统500可以核实本地发动机脱碳单元或存储在存储器200中的ID是有效的。在一些实施例中，发动机脱碳单元100在执行每一个脱碳服务程序之前执行这一证明/授权程序，例如，在扫描QR代码之后并在氢气从氢气罐300a-b释放到发动机30中之前。如果该授权代码或存储在它的本地存储器200中ID是有效的，那么远程脱碳管理系统500授权、允许或许可该发动机脱碳单元100执行发动机脱碳工艺；否则，将会忽略或禁止发动机脱碳单元100和网关400和/或远程脱碳管理系统500之间的后续通讯，限于发动机脱碳单元100可以执行脱碳程序或防止发动机脱碳单元100执行脱碳程序的程度。在特定的实施例中，如果该授权代码或ID是无效的，该远程脱碳管理系统500可以禁用该发动机脱碳单元100。
[0044]发动机脱碳单元100与初始化程序相结合，或在启动氢气流之前与一个发动机脱碳程序相结合，可以确定对应于氢容器组300a_b的当前温度，并且可以确定这一温度是否在预期的或可接收的温度范围内(例如，大约30摄氏度，或在20-35或20-40摄氏度之间)，以便于在脱碳工艺中，将氢从氢容器组300a-b中可预见的和/或可控地释放或传输。否则，发动机脱碳单元100可以通过酌情加热或冷却容器300a-b (例如，加热或冷却容器300a-b所在的环境)的方式调整氢容器300a_b的温度，以将氢气容器300a_b建立和/或维持在一个预期的或目标温度上或者在目标或合适的温度范围内。
[0045]发动机脱碳单元100还可以在初始化程序期间，为发动机脱碳程序启动氢气流之前，在发动机脱碳工艺期间，和/或在发动机脱碳程序之后，确定氢压和/或保留在一个或多个氢容器300a_b中的氢的标准或体积，并且能够向服务人员提供是否需要关注或更换一个或多个这样的氢容器300a-b的指示。在许多实施例中，发动机脱碳单元100包括多种氢容器300a_b，以便于氢气就可以从一个氢容器300a，b中排出，而另一个氢容器300b，a是空的，以及可能便于一个氢容器300a，b被取代或换出(例如，热调换)的同时，该另一个氢容器300b，a正被用于最小化发动机脱碳单元的停工期。
[0046]该发动机脱碳单元100还可以在显示屏108上呈现当前的氢容器温度和氢容器压力/水平/体积(例如，通过一个或多个视觉或图形图标)，作为脱碳⑶I的一部分。在一些实施例中，该发动机脱碳单元100还可以通过一个或多个湿度传感器(未显示)，确定对应于氢容器300a-b的当前湿度水平，例如，该湿度水平是氢容器300a_b所在的隔室中的湿度水平。
[0047]该发动机脱碳单兀100可以一次或多次将每一个氢容器300a_b中对应于氢容器温度的氢压力或水平/体积传送给远程脱碳管理系统500，以便于通过远程脱碳管理系统500实施的使用监测/追踪。在特定的实施例中，发动机脱碳单元100可以一次或多次地将与氢容器相关的湿度信息相应地传送给远程脱碳管理系统500。
[0048]发动机脱碳工艺的典型方面
[0049]在脱碳工艺的初始阶段，在收到远程脱碳管理系统500所提供或生成的初始/默认的脱碳工艺参数之后，并且有可能在执行了任何所需的证明或授权查验程序之后，发动机脱碳单元100可以启动将氢气从氢气容器300a-b中排放或释放到发动机30中的过程，该远程脱碳管理系统500向该发动机30提供初始/默认脱碳工艺参数。该脱碳工艺初始阶段可以包括以预定的或恒定/固定流速和/或压力以预定的时间段向发动机30提供氢气，该预定的或恒定/固定流速和/或压力例如，每分钟约2.0,2.5,3.0公升(SLPM)，该预定的时间段例如约5.0分钟(或者约7.5或10分钟)。可以在发动机类型、发动机功率、车辆里程表读数和/或一组初步的λ值的基础上选择氢气流速、压力、和/或体积，该氢气流速、压力、和/或体积为发动机脱碳工艺的初始阶段而选择的，例如，通过存储在远程脱碳管理系统的数据库520中的查找表进行选择。
[0050]在许多实施例中，脱碳工艺期间，发动机脱碳单元100抽样检测或测量特定排气成分的水平(例如，包括02，CO，C02，NOx和HC的水平)，并且确定或计算发动机的空燃比值或入值，在相关领域内的普通技术人员能够很容易地理解这种方式。本地控制单元110还可以在脱碳工艺期间，在脱碳GUI上显示λ值和/或一种或多种排气成分的采样水平。
[0051]本地控制单元110将至少一些采样的λ值(例如，一个平均的λ值，该λ值对应于每η个第二间隔)，以及至少一些采样的排气成分水平(例如，为了研究中的每一种排气成分，一个平均的λ值，该λ值对应于每q个第二间隔)，传送给远程脱碳管理系统500，该本地控制单元110可以分析λ值和排气成分水平，该λ值和排气成分水平是在脱碳工艺期间从发动机脱碳单元100接收到的。
[0052]在发动机脱碳工艺的初始阶段期间，远程脱碳管理系统500可以分析发动机燃烧状况，并且描述或定义一组初始的或非最终的发动机燃烧状况。在几个实施例中，在发动机脱碳工艺的初始阶段结束之前，根据(a) λ距离目标值或最佳值(例如100)有多远，或者λ在一目标范围或最佳范围(例如，1.00+/- 0.05，或者1.0+/- 0.03)之外多远，以及可能(b)在发动机脱碳工艺的初始阶段期间，所计算的λ值的一个或多个改变速率，远程脱碳管理系统500确定了(i)发动机30燃料是否充足或在足够优化的条件下运行，和/或(ii)一个或多个发动机脱碳程序参数的额外或更新后的设置，每一个该设置都指明了一个氢气流速、压力、和/或体积，该设置可以是调整后的或是更新后的流速、压力、和/或体积，分别与预先确定的流速、压力和/或体积相关。远程脱碳管理系统500在发动机脱碳工艺的第二阶段，将发动机脱碳工艺参数的每一个额外设置都传送给发动机脱碳单元100，该远程脱碳管理系统可以在预定的时间段一5-30分钟(10-20分钟)内持续，取决于发动机类型、发动机功率、里程表读数和/或一个或多个λ值，该λ值是在脱碳工艺的初始阶段确定的。
[0053]为了响应接收到的每一组额外的发动机脱碳工艺参数，发动机脱碳单元100通过氢流控制单兀150调整了氢气流量,该氢气是由氢气容器300a-b输出的，与额外组的发动机脱碳参数所显示或指明的一样。一特定的调整后的或更新后的氢气流速适用于向发动机30提供增加或减少的氢气流量，以改变或建立发动机燃烧状况，以便于计算后的λ值至少接近目标的或最佳的λ值或范围(例如，以加速的方式)，或落入或维持在该目标或最佳的范围内。例如，如果当前的和/或最近计算的λ值表明，发动机30运行燃料充足或贫乏，那么氢气流速可以增加(例如，增加10%-50%);然而如果λ值表明，已经获得了近于最佳的或最佳的燃烧状况，那么氢气流速可以降低(例如，降低10%-50%)。
[0054]在脱碳工艺的第二阶段结束之前，远程脱碳管理系统500确定是否需要一个可选的第三或最终脱碳阶段，该第三或最终脱碳阶段可以包括在可变的时间量内，例如，额外的2.5-15分钟(例如，额外的5-10分钟)内，向发动机30提供预定的(例如，恒定的)氢气流(例如，以约2.0或2.5SLPM的流量)，取决于各种因素，如发动机类型、发动机功率、里程表读数、经过的时间和/或运行里程、发动机年龄、和/或一个或多个λ值，该运行里程是从最近一次的发动机脱碳工艺执行后计算的，该λ值是在当前和/或先前发动机脱碳工艺期间所确定的。如果将要执行该可选的第三或最终脱碳阶段，远程脱碳管理系统500将最后一组脱碳工艺参数传送给发动机脱碳单元100，该远程脱碳管理系统500根据该最后一组脱碳工艺参数调整氢气流量，并且在脱碳工艺的最后阶段，维持或大致维持这一氢气流量。
[0055]远程脱碳服务管理系统的典型方面
[0056]除了(a)验证单独的发动机脱碳单元100有权执行脱碳工艺，该发动机脱碳单元与每一个脱碳设备20相关联，(b)维护数据库520，在该数据库中，存储了在既定的发动机30或车辆32上所进行的每一次脱碳工艺的历史记录，以及(c)为每一次脱碳工艺确定脱碳工艺参数，在被带入脱碳设备20的每一台发动机30/车辆32上执行该脱碳工艺，并且将这种脱碳工艺参数传送给脱碳设备20中的合适的发动机脱碳单元100 (例如，通过生成一个QR代码)，该远程脱碳管理系统500可以额外生成或检索数据，该数据可用于提供或生成一份综合报告，该综合报告对应于在车辆32上执行的最近一次和/或一个或多个历史的发动机脱碳工艺，并且可以将这样的数据传送给一台脱碳设备的计算机系统25，以便于为车主生成脱碳结果总结/报告。在一些实施例中，该远程脱碳管理系统500提供一个以互联网为基础的车主界面(例如，可通过网页浏览的方式访问)，通过该界面车主可以有选择地获得、检索或下载对应于车辆32的脱碳工艺历史记录和/或数据。
[0057]此外，该远程脱碳管理系统500可以追踪或监控每一个发动机脱碳单元100的使用，该发动机脱碳单元穿过多个脱碳设备100，并且该远程脱碳管理系统500可以基于这种追踪或监控而生成脱碳单元的使用统计/报告。这种使用追踪或监控可以促进有效率的氢气供应链后勤管理，以及周期性的发动机脱碳单元检修计划。
[0058]随着时间的推移，该远程脱碳管理系统的数据库520可以存储脱碳信息，该脱碳信息对应于上千(例如，几千或数千)台不同的机器或车辆32。在许多实施例中，该远程脱碳管理系统500可以分析存储在它的数据库520中的信息，用于获得、检索，或确定/生成历史的发动机脱碳信息(例如，历史数据和/或统计资料)，该发动机脱碳信息对应于不同类型的发动机30、不同类型的车辆32、不同的车辆制造商、和各种里程表读数范围。在许多实施例中，该远程脱碳管理系统500提供了一个基于互联网的车辆制造商界面(例如，可通过网页浏览的方式访问)，通过该界面车辆制造商可以有选择地获得、检索或下载脱碳工艺的历史记录和/或数据，该历史记录和/或数据对应于他们所生产的车辆32，和/或他们和/或其他制造商已经生产的任何种类的车辆32。
[0059]尽管前述细节描述针对的是在具有内燃机30的车辆32上所执行的脱碳工艺，但是在相关领域的一名普通技术人员知道在几乎任何具有内燃机30的机器上都可以执行脱碳工艺。对于没有里程表的机器32来说，表明发动机年龄和/或距离在发动机30进行的最近一次脱碳工艺的时间量的信息可以用来促进脱碳工艺参数的初始/默认设置的确定。
[0060]图4A和4B是展现脱碳图形用户界面(⑶I)400各部分的代表性阐述，该脱碳⑶I与该公开文本的一个实施例相一致。该脱碳GUI400包括多种屏幕，可以通过该屏幕向脱碳设备服务人员和/或车主呈现或提供与脱碳相关的信息。每一块屏幕都包括许多在显示设备108上呈现的视觉或图形物体，在相关领域内的普通技术人员能够很容易地理解这种方式。依赖于在研究中的显示屏，通过与发动机脱碳工艺进程和/或结果有关的方式，或者通过表明了动机脱碳工艺进程和/或结果的方式，可以更新至少一些这种视觉的或图形的物体。
[0061]例如，在图4A所述的典型实施例中，该脱碳⑶1400包括一块第一屏幕401a，该第一屏幕包括一个车辆识别符402，；一个时间/数据识别符404 ;—个图形的氢容器压力图标406和一个相应的氢压读出器408，该氢压读出器对应于一个活跃的或当前选择的氢气容器300a ;—个图形的氢容器温度图标410和一个相应的氢温度读出器412,该氢温度读出器对应于氢气容器300a_b ;对应于氢气容器300a_b的图形氢气容器图标414a_b,该图形氢气容器图标生动地表明了保留在氢气容器300a_b中的预估的氢气水平或数量；一个剩余脱碳工艺/时间读出器430和一个相应的图形脱碳工艺指示器432 个当前/近期采样的HC水平值读出器434和对应的图形HC水平显示窗436 个当前/近期采样的CO水平值读出器434和对应的图形CO水平显示窗436 个当前/近期采样的CO2水平值读出器434和对应的图形CO2水平显示窗436 个当前/近期采样的O2水平值读出器434和对应的图形O2水平显示窗436;以及一个当前/近期计算的λ值读出器450和一对应的图形(例如，滑动型)当前λ值，该λ值与目标λ值的图标相对应。最后，该第一屏幕401a包括一个下一屏幕选择按钮490，以及一个关闭/停止按钮402。
[0062]如图4B所示，典型的脱碳⑶1400还可以包括一个第二屏幕401b，该第二屏幕包括在第一屏幕401中显示的特定元件，以及一个“之前”窗口 460，在该窗口中，显示了或可以显示一幅内窥镜图像，该图像展示了在发动机30进行脱碳工艺之前的发动机30的燃烧室表面；一个“之后”窗口 462，在该窗口中，显示了或可以显示一幅内窥镜图像，该图像展示了在发动机30进行脱碳工艺之后的发动机30的燃烧室表面；以及一张“结果”表格470，该表格表明了特定排气成分的水平(例如，平均采样值、最小采样值和最大采样值)，以及在发动机脱碳工艺的开始和结束时所计算出的λ值，以及相应的开始与结束相比的差值，该差值对应于这种排气成分水平和计算后的λ值(例如，以完全的和/或相关的/百分率为基础)。
[0063]在本公开文本的特定实施例中的各个方面解决了至少一个与现有发动机脱碳系统或技术有关的方面、问题、限度和/或缺陷。尽管在本公开文本中描述了与特定实施例相关的特征、方面、和/或优点，其他实施例也可能展示这种特征、方面、和/或优点，并且不是所有实施例都有必要展示这种特征、方面、和/或优点，以符合该公开文本的保护范围。在该领域的普通技术人员应当理解，上述公开的系统、元件、工艺、或其替代选择可以与其他不同的系统、元件、工艺、和/或应用程序相结合。此外，在该公开文本的范围内，可以向对该领域的普通技术人员公开的各种实施例做出各种修改、改变、和/或改进。
【权利要求】
1.一用于氢基发动机脱碳的系统，包括: 一发动机脱碳单元组，每一发动机脱碳单元包括: 一可连接于一干氢源的氢流调节单元； 一氢输送管线，所述氢输送管线连接于所述氢流调节单元，并且用于将干氢引入一发动机； 一发动机排气分析器，用于测量发动机排气成分并确定一组相应的λ值，每一 λ值都对应于所述发动机的一空燃比；以及 一控制单元，当发动机根据一发动机脱碳工艺参数的初始设置运作时，所述控制单元用于将干氢可控地引入所述发动机，其特征在于，所述发动机脱碳工艺参数的初始设置是建立在发动机类型、发动机功率、发动机里程表读数和一组初步的λ值中至少一些的基础上的，所述初步的λ值对应于所述发动机。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，每一发动机脱碳单元还包括一组温度传感器和一温度调节设备，所述温度调节设备用于控制所述干氢源的温度。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述用于每一发动机脱碳单元的干氢源包括一固态氢气容器、固态氢气盒或固态氢气匣组，并且其中，每一发动机脱碳单元还包括一外壳，所述外壳用于移动地接收所述固态氢气容器、固态氢气盒或固态氢气匣组，并且将所述组固态氢气容器和/固态氢气盒组连接于氢流调节单元。
4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，每一发动机脱碳单元还包括一显示设备。
5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，每一发动机脱碳单元还包括一数字代码阅读器。
6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述数字代码阅读器包括一QR代码阅读器。
7.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述系统还包括一脱碳设备计算机系统，所述脱碳设备计算机系统具有一数字代码生成单元。
8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述数字代码生成单元包括一QR代码生成单元。
9.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述组发动机脱碳单元包括大量发动机脱碳单元，并且其中，所述系统还包括一远程发动机脱碳管理系统，所述远程发动机脱碳管理系统通过一计算机网关连接于每一发动机脱碳单元。
10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述组发动机脱碳单元包括一组第一发动机脱碳单元，所述一组第一发动机脱碳单元位于一第一脱碳设备上，以及一组第二组发动机脱碳单元，所述一组第二组发动机脱碳单元位于一第二脱碳设备上，所述第二脱碳设备与所述第一脱碳设备的位置不同。
11.根据权利要求10所述的系统，其特征在于，所述系统还包括: 一第一网关，所述第一网关对应于所述第一脱碳设备，并且用于与所述第一组发动机脱碳单元和所述远程发动机脱碳管理系统的通讯；以及 一第二网关，所述第二网关对应于所述第二脱碳设备，并且用于与所述第二组发动机脱碳单元和所述远程发动机脱碳管理系统的通讯。
12.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述系统还包括一连接于所述发动机脱碳管理系统的数据库，所述数据库存储了发动机脱碳的历史信息。
【文档编号】F02B77/04GK204082335SQ201420253983
【公开日】2015年1月7日 申请日期:2014年5月16日 优先权日:2013年11月5日
【发明者】罗仁理 申请人:中微子工程有限公司