BRPI1003163A2 - sistema usando compressor suplementar para recirculação de gás de descarga (rgd) - Google Patents

sistema usando compressor suplementar para recirculação de gás de descarga (rgd) Download PDF

Info

Publication number
BRPI1003163A2
BRPI1003163A2 BRPI1003163-4A BRPI1003163A BRPI1003163A2 BR PI1003163 A2 BRPI1003163 A2 BR PI1003163A2 BR PI1003163 A BRPI1003163 A BR PI1003163A BR PI1003163 A2 BRPI1003163 A2 BR PI1003163A2
Authority
BR
Brazil
Prior art keywords
compressor
outlet
rgd
supplementary
manifold
Prior art date
Application number
BRPI1003163-4A
Other languages
English (en)
Inventor
Luis Carlos Cattani
Martin R Zierlke
Bashar Y Melhem
Paul Gottemoller
Original Assignee
Int Engine Intellectual Prop
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Int Engine Intellectual Prop filed Critical Int Engine Intellectual Prop
Publication of BRPI1003163A2 publication Critical patent/BRPI1003163A2/pt

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B37/00—Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
    • F02B37/005—Exhaust driven pumps being combined with an exhaust driven auxiliary apparatus, e.g. a ventilator
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N5/00—Exhaust or silencing apparatus combined or associated with devices profiting by exhaust energy
    • F01N5/04—Exhaust or silencing apparatus combined or associated with devices profiting by exhaust energy the devices using kinetic energy
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/02—EGR systems specially adapted for supercharged engines
    • F02M26/04—EGR systems specially adapted for supercharged engines with a single turbocharger
    • F02M26/07—Mixed pressure loops, i.e. wherein recirculated exhaust gas is either taken out upstream of the turbine and reintroduced upstream of the compressor, or is taken out downstream of the turbine and reintroduced downstream of the compressor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/13—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories
    • F02M26/14—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories in relation to the exhaust system
    • F02M26/16—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories in relation to the exhaust system with EGR valves located at or near the connection to the exhaust system
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/13—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories
    • F02M26/22—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories with coolers in the recirculation passage
    • F02M26/23—Layout, e.g. schematics
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/13—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories
    • F02M26/34—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories with compressors, turbines or the like in the recirculation passage
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/51—EGR valves combined with other devices, e.g. with intake valves or compressors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M35/00—Combustion-air cleaners, air intakes, intake silencers, or induction systems specially adapted for, or arranged on, internal-combustion engines
    • F02M35/10—Air intakes; Induction systems
    • F02M35/10209—Fluid connections to the air intake system; their arrangement of pipes, valves or the like
    • F02M35/10222—Exhaust gas recirculation [EGR]; Positive crankcase ventilation [PCV]; Additional air admission, lubricant or fuel vapour admission
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B29/00—Engines characterised by provision for charging or scavenging not provided for in groups F02B25/00, F02B27/00 or F02B33/00 - F02B39/00; Details thereof
    • F02B29/04—Cooling of air intake supply
    • F02B29/0406—Layout of the intake air cooling or coolant circuit
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M35/00—Combustion-air cleaners, air intakes, intake silencers, or induction systems specially adapted for, or arranged on, internal-combustion engines
    • F02M35/10—Air intakes; Induction systems
    • F02M35/104—Intake manifolds
    • F02M35/116—Intake manifolds for engines with cylinders in V-arrangement or arranged oppositely relative to the main shaft
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Supercharger (AREA)
  • Exhaust-Gas Circulating Devices (AREA)

Abstract

SISTEMA USANDO COMPRESSOR SUPLEMENTAR PARA RECIRCULAçãO DE GáS DE DESCARGA (RGD). A presente invenção refere-se a um sistema para acionar um fluxo de RGD para um motor inclui uma turbina de gás de descarga, um compressor principal e um compressor RGD suplementar. A turbina aciona o compressor principal para pressurizar ar de admissão e aciona o compressor RGD suplementar para pressurizar um fluxo de gás de saida RGD a ser introduzido no sistema de ar de admissão. Um compressor RGD suplementar tira a sucção a jusante do gás de descarga, a partir da turbina. A válvula de três vias proporciona gás de descarga entre o conduto de descarga do gás de saida e a sucção do compressor RGD suplementar. A turbina aciona o eixo e o compressor principal e o compressor RGD suplementar são acionados tendo rodas do compressor correspondentes, fixadas no eixo comum.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "SISTEMA USANDO COMPRESSOR SUPLEMENTAR PARA RECIRCULAÇÃO DE GÁS DE DESCARGA (RGD)".
A presente invenção refere-se a motores de combustão interna, particularmente um motor a diesel de caminhão que tem recirculação de gás de descarga.
ANTECEDENTES DA INVENÇÃO
Os motores a diesel são usados em muitos caminhões atual- mente fabricados na América do Norte. Tipicamente, os motores a diesel são equipados com turbocom-
pressores de dois estágios, ou de estágio único. Um turbocompressor de dois estágios compreende turbinas de pressão elevada e de baixa pressão em uma relação de fluxo em série no sistema de descarga que opera com- pressores de elevada e baixa pressão em relação de fluxo em série no sis- tema de admissão para desenvolver carga de reforço é um exemplo de tur- bocompressor. Um turbocompressor de estágio, contendo dois estágios tem uma só turbina e um só compressor.
A combustão de motor a diesel precisa ser controlada com pre- cisão para minimizar as emissões. Dentre os fatores para a determinação de níveis de emissão está a presença de excesso de oxigênio no processo de combustão. A recirculação de gás de descarga (RGD)é o processo de recir- culação de uma parte da saída do motor de volta para os cilindros do motor e tem sido usada para reduzir as temperaturas de combustão de pico, os níveis menores de oxigênio em excesso e as emissões de NOx. Regulamentos mais rígidos referentes à emissão requerem ta-
xas maiores de fluxo RGD para evitar o uso de tecnologias caras após o tra- tamento.
Os pedidos das patentes US 2008/0078176 e US 6.973.786 descrevem sistemas de controle de motor para motores diesel turbocarrega- dos. Esses documentos descrevem a estratégia para controlar os turbocom- pressores e as válvulas RGD.
Esses são os métodos diferentes, conhecidos para "acionar" RGD, isto é, para garantir que uma taxa de fluxo RGD suficiente seja manti- da com relação à taxa de fluxo de ar fresco no tubo coletor de admissão. Pelo fato de o fluxo de gás de RGD precisar será acionado através do resfri- ador de RGD e condutos, as quedas de pressão podem reduzir a taxa de fluxo máxima de gás de RGD dada a pressão disponível no tubo coletor de saída. Alguns métodos usados isoladamente, ou em combinação, são:
a. o uso de válvula de estrangulamento; ar de admissão restrito usando a válvula de estrangulamento pode ser usado para acionar o RGD; porém, ao custo de consumo mais elevado de combustível. b. O uso de uma válvula RGD lateral (isto é, pneumática, hidráu-
lica ou elétrica)ou uma válvula de registro, tal como uma válvula Reed. Es- ses tipos de válvulas usadas no orifício de saída de gás RGD deixam o fluxo de gás RGD fluir para o RGD/misturador de ar e impede que a pressão de reforço de ar carregado (quando é mais elevada do que a pressão RGD)volte para o fluxo RGD.
c. Uso de tubos coletores de saída de pulsação. A pressão dos gases de descarga varia com uma forma sinusoidal (pulsos com picos e saí- da). Quando a pressão de gás de saída estiver no pico do pulso (valor mais elevado), esta é usada para superar a pressão de reforço de ar carregado, criando a mistura de ar fresco carregado com gases RGD. Para poder usar os pulsos de cada cilindro, os tubos coletores de saída são projetados de um modo que permita a conexão de pistas de descarga com ondas de pressão que estão em fase. Esse tipo de design comumente denominado "tubos co- letores divididos" são usados em combinação com tubos laterais de RGD quentes (de tubos coletores de saída para RGD), feixes divididos no núcleo do resfriador RGD e tubos frios de RGD dividido (de RGD para o RGD/misturador de ar).
Os presentes inventores reconhecem que seria desejável prover um sistema de acionamento de RGD de fabricação econômica e que tenha uma operação eficaz e confiável. SUMÁRIO DA INVENÇÃO
As modalidades exemplificativas da invenção proveem um sis- tema, aparelho e método para prover uma corrente de RGD para um motor. Particularmente, o método para acionar uma taxa de fluxo de gás RGD de uma descarga de motor para uma admissão de gás de motor inclui as eta- pas de:
dispor um turbocompressor em um motor, o turbocompressor
tendo uma turbina de gás de saída que aciona, mecanicamente, um com- pressor principal;
direcionar uma primeira taxa de fluxo de gás de saída na turbina de gás para acionar a turbina de gás de saída que aciona o compressor principal; usar o compressor principal, comprimir o ar e direcionar o ar com- primido para a admissão de ar de motor;
dispor um compressor suplementar para ser acionado pela turbi- na a gás; direcionar uma segunda taxa de fluxo de gás de saída para o compressor suplementar; comprimir a segunda taxa de fluxo de gás de saí- da;
direcionar a taxa de fluxo de gás de descarga para a admissão de ar do motor.
De acordo com um aspecto do método, a primeira taxa de fluxo de gás de saída pode ser uma soma da segunda taxa de fluxo de gás de saída e uma terceira taxa de fluxo de gás de saída, em que a terceira taxa de fluxo de gás em excesso é descarregada através da descarga de gás de descarga.
O método também pode incluir as etapas de controlar a propor- ção da segunda e terceira taxas de fluxo. O método também pode prover a etapa de fechar, seletivamen-
te, o compressor suplementar para o fluxo de gás de saída.
As modalidades exemplificativas da invenção provêem um sis- tema RGD e um sistema de turbocompressor para um motor, o motor tendo um tubo coletor de ar de admissão, um tubo coletor de saída, o tubo coletor de gás de saída direcionando gás de saída no turbocompressor e o turbo- compressor direcionando ar comprimido para o tubo coletor de ar de admis- são. O sistema inclui uma turbina de gás de saída tendo um aloja- mento de turbina e uma roda de turbina dentro do alojamento de turbina montado, de forma fixa, no eixo, o alojamento da turbina tendo uma admis- são em comunicação fluida com o tubo coletor de gás de saída e uma saída em comunicação fluida com um conduto de descarga de gás de saída.
O sistema inclui um compressor de ar de admissão principal tendo um alojamento principal de compressor e uma roda compressora prin- cipal dentro do alojamento do compressor montado, de forma fixa, no eixo, o alojamento do compressor principal tendo uma admissão em comunicação fluida com o ar de admissão e uma saída em comunicação fluida com o tubo coletor de ar de admissão.
O sistema inclui um compressor suplementar tendo um aloja- mento compressor suplementar e uma roda de compressor suplementar dentro do alojamento do compressor suplementar montado, de modo fixo, no eixo, o alojamento do compressor suplementar tendo uma admissão em co- municação fluida com o tubo coletor de gás de saída e uma saída em comu- nicação fluida com o tubo coletor de ar de admissão.
A roda da turbina é configurada para ser girada pelo fluxo de gás de saída através do alojamento de turbina. A rotação da roda da turbina gira o eixo e aí gira a roda do compressor principal e a roda do compressor su- plementar. A rotação da roda do compressor comprime o ar de admissão e distribui ar de admissão comprimido para o tubo coletor de ar de admissão. A rotação da roda do compressor suplementar comprime o gás de saída e distribui gás de saída comprimido para o tubo coletor de ar de admissão. A roda da turbina pode ser disposta ao longo do eixo, entre a ro-
da do compressor principal e a roda do compressor suplementar.
O sistema pode incluir uma válvula em comunicação fluida entre a saída do alojamento da turbina do gás de saída e a admissão do alojamen- to do compressor suplementar. A válvula pode ser controlável para dar pro- porção à taxa de fluxo do gás de saída comprimido pelo compressor suple- mentar e a taxa de fluxo do gás de saída para o conduto de descarga de gás de saída. O sistema pode incluir uma válvula de estrangulamento para fe- char, pelo menos parcialmente, a saída do alojamento do compressor su- plementar para o fluxo de gás de saída. A roda do compressor suplementar pode ser uma roda de compressor centrífuga e a válvula de estrangulamento pode ser uma luva cilíndrica circular movida para cobrir, seletivamente, ou expor as saídas entre as palhetas da roda do compressor centrífugo.
O sistema pode incluir um resfriador RGD disposto em comuni- cação fluida entre o alojamento do compressor suplementar e o tubo coletor do ar de admissão. O sistema pode incluir um misturador de ar/RGD dispos- to em comunicação fluida entre o resfriador RGD e o tubo coletor do ar de admissão.
Várias outras vantagens e características da presente invenção ficarão mais claras a partir da descrição detalhada da invenção e suas mo- dalidades, a partir das reivindicações e dos desenhos em anexo. BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS
A figura 1 é um diagrama esquemático geral de um sistema de motor incluindo um compressor RGD suplementar; e
a figura 2 é um diagrama esquemático, ampliado, de uma dispo- sição de válvula de estrangulamento alternada no compressor RGD Suple- mentar.
DESCRIÇÃO DETALHADA DA MODALIDADE PREFERIDA
Enquanto a presente invenção é suscetível de modalidade em várias formas diferentes, essas são mostradas nos desenhos e serão aqui descritas em suas modalidades específicas em detalhes, para deixar claro que a presente apresentação será considerada como uma exemplificação dos princípios da invenção e não pretende limitar a invenção às modalidades específicas ilustradas.
A descrição a seguir descreve um aparelho para um método vol- tado para o aumento de fluxo do gás de saída de um sistema de saída de um motor a diesel turbocarregado em um resfriador RGD. O motor diesel pode ter um dispositivo de estrangulamento de admissão e pode, adicional- mente, ter um ou mais turbocompressores. Um motor a diesel típico 100 é mostrado na figura 1. O motor 100 tem um virabrequim 101 que inclui uma pluralidade de cilindros no vira- brequim 101 que são conectados, de forma fluida, em um sistema de admis- são 103 e a um sistema de saída 105. Um turbocompressor 107 inclui uma turbina 109 tendo uma admissão de turbina 113 conectada ao sistema de saída 105 e acionando um compressor de ar de admissão principal 111 co- nectado ao sistema de admissão 103. A turbina 109 inclui um alojamento de turbina 109 a e uma roda de turbina 109b dentro do alojamento 109b e mon- tado, de forma fixa, em um eixo 110. O compressor principal 111 inclui um alojamento de compressor principal 111 a e uma roda de compressor princi- pal dentro do alojamento e também montada, de forma fixa, no eixo 110. Um limpador de ar 115 é conectado a uma admissão do compressor principal 111. Uma saída 117 do compressor principal 111 é conectado a uma admis- são 119 de um resfriador de ar de carga 121 através de uma passagem de ar quente 123. Uma saída 125 do resfriador de ar de carga 121 é conectado a um estrangulador de admissão 127 através de uma passagem de ar frio 129.
Um compressor RGD suplementar 130 inclui um alojamento de compressor suplementar 130 a e uma roda de compressor suplementar den- tro do alojamento 130 a e também montada, de modo fixo, ao eixo 110. O compressor RGD suplementar inclui uma admissão 132 e uma saída 133. A saída 133 é conectada, de modo fluido, a uma válvula de estrangulamento RGD 134. A válvula 134 é conectada, de forma fluida, a um resfriador RGD via um primeiro conduto 138. O termo "conduto" através do presente pedido deve ser entendido no sentido de incluir tubos, passagens ou qualquer tipo de canal para direcionar fluido, tal como um gás ou líquido. O termo "eixo" também compreende um conjunto feito para separar as peças do eixo e a- coplado ou conectado junto. O resfriador RGD 136 é conectado, de forma fluida, a um misturador de ar de admissão/RGD 137 via um segundo condu- to 139. Tais misturadores são descritos nas patentes US N- 7.028.680 e 7.032.578, aqui incorporado como referência. Uma saída 142 do misturador 137 é conectado ao sistema de admissão ou tubo coletor de admissão 103. A admissão 132 do compressor RGD suplementar 130 é conec- tada a um conduto de admissão 150 que é conectado a uma saída 154 a de uma válvula de três vias 154. A válvula 154 tem uma admissão 154b conec- tada a uma saída da turbina 109 c via um conduto de saída de turbina 158. o eixo 110 penetra, em modo de vedação, através das paredes dos condutos 150, 158.
Durante a operação normal do motor, o ar de admissão compri- mido, resfriado, entre no misturador 137 através da válvula 127. Dependen- do da posição da válvula de três vias 154, o gás de saída RGD é levado pa- ra a admissão 132 do compressor RGD suplementar 130 via o conduto 150. A válvula de estrangulamento do compressor suplementar 134 seria aberta e o gás RGD passaria através do primeiro conduto 138, o resfriador 136, o segundo conduto 139 e dentro do misturador 137. O ar de admissão resfria- do, comprimido, mistura com o gás de saída RGD no misturador 137. Uma mistura de gás de saída e ar sai do misturador 137, a partir da saída 142 e entra no sistema de admissão 103.
Quando o motor 100 opera na, ou quase na condição intermedi- ária, quando a velocidade do motor é baixa e tem pouco torque, ou nenhuma carga de torque no motor, a válvula de estrangulamento de admissão 127 pode ser quase completamente fechada, enquanto a válvula de estrangula- mento 134 pode ser aberta para permitir um fluxo de gás de saída do com- pressor suplementar 130 para passar através do resfriador 137 precisa ser adequado para manter uma velocidade de motor intermediária do motor 100.
Quando o motor 100 opera acima de uma condição intermediá- ria, a válvula de estrangulamento de admissão 127 pode ser aberta substan- cialmente, ou 5%. O ar de admissão resfriado que sai do resfriador do ar de carga 121 entra no misturador 137 e mistura com o gas de saída que sai do compressor suplementar 130. A mistura de ar e gás de saída sai do mistura- dor 137 e entra no sistema de admissão 103 do motor 100. A válvula 134 se abre quando o fluxo de RGD é necessário e fe-
cha quando o fluxo de RGD não é necessário para proteger contra sobreten- são/choque do turbo quando as taxas de fluxo RGD estão baixas. A válvula de três vias 154 é posicionada para selecionar a quan- tidade de gás RGD necessária para as condições de operação. O gás de saída restante que passa através da válvula 154 é direcionado para um con- duto de descarga de saída 166. Esse gás é tipicamente tratado antes de ser liberado para a atmosfera.
A figura 2 ilustra uma válvula de estrangulamento da modalidade alternada 134 usada em um compressor suplementar alternado 130. Em vez de uma válvula de estrangulamento localizada em uma saída 133, uma luva de estrangulamento 170 pode ser disposta dentro do alojamento 130 a de um compressor suplementar alternado. 130. A luva de estrangulamento 170, em forma de um anel cilíndrico circular, é posicionável por um ativador 174 para bloquear ou expor a vários graus, passagens de fluxo entre as palhetas de uma roda do compressor do tipo centrifugo 130b. Nesse sentido, o ativa- dor move a luva em uma direção axial do eixo 110. O ativador pode ser um ativador pneumático, um ativador elétrico, tal como solenóide, ou outro tipo de ativador.
A luva de estrangulamento 170 se abre quando o fluxo RGD é ne- cessário e fecha quando o fluxo RGD não é necessário para proteger contra choque/sobretensão do turbo quando as taxas de fluxo RGD estão baixas. Um controle de sistema 200 recebe o feedback da posição da
válvula para as válvulas 127, 134, ou 134'e 154. As estratégias de controle para posicionar as válvulas podem ser incorporadas em um ou mais proces- sadores de um sistema de controle de motor como algoritmos para os dados de processamento, tal como descrito no pedido de patente US 2008/0078176, aqui incorporado por referência. O turbocompressor e/ou a estratégia de controle RGD básica poderiam, alternativamente, ser descritas nas patentes US 7.353.648; 6.973.382 ou 6.401.700, todas aqui incorpora- das por referência.
A partir da descrição acima, será observado que muitas varia- ções e modificações poderão ser feitas, sem que se afastem do espírito e escopo da invenção. Deve-se compreender que nenhuma limitação com re- lação ao aparelho específico aqui ilustrado pretende, ou deve ser inferido.

Claims (17)

1. Método para acionar uma taxa de fluxo de gás RGD de uma descarga de motor para uma admissão de ar de motor, compreendendo as etapas de: dispor um turbocompressor em um motor, o turbocompressor tendo uma turbina de gás de saída que aciona, mecanicamente, um com- pressor principal; direcionar uma primeira taxa de fluxo de gás de saída na turbina de gás para acionar a turbina de gás de saída que aciona o compressor principal; usar o compressor principal, comprimir o ar e direcionar o ar com- primido para a admissão de ar de motor; dispor um compressor suplementar para ser acionado pela turbi- na a gás; direcionar uma segunda taxa de fluxo de gás de saída para o compressor suplementar; comprimir a segunda taxa de fluxo de gás de saí- da; direcionar a taxa de fluxo de gás de descarga para a admissão de ar do motor.
2. Método, de acordo com a reivindicação 1, em que a primeira taxa de fluxo de gás de saída é uma soma da segunda taxa de fluxo de gás de saída e uma terceira taxa de fluxo de gás de saída, em que a terceira ta- xa de fluxo de gás em excesso é descarregada através da descarga de gás de descarga.
3. Método, de acordo com a reivindicação 2, compreendendo a etapa posterior de controlar a proporção da segunda e terceira taxas de flu- xo.
4. Método, de acordo com a reivindicação 3, compreendendo a etapa posterior de fechar, seletivamente, o compressor suplementar para o fluxo de gás de saída.
5. Sistema RGD para um motor, o motor tendo um tubo coletor de ar de admissão, um tubo coletor de saída, um turbocompressor com uma turbina de gás de saída que aciona um compressor de ar de admissão, o tubo coletor de gás de saída direcionando gás de saída para a turbina de gás de saída e o compressor de ar de admissão direcionando ar comprimido para o tubo coletor de ar de admissão, compreendendo: um compressor su- plementar, conectado, mecanicamente, à turbina de gás de saída para ser acionado pela turbina de gás de saída, o compressor suplementar tendo uma admissão de compressor suplementar para receber uma parte da taxa de fluxo de gás de saída direcionada do tubo coletor de gás de saída, o compressor suplementar comprimindo a parte da taxa de fluxo de gás de saída, e o compressor suplementar tendo uma saída de compressor suple- mentar que está em comunicação fluida com o tubo coletor de ar de admis- são.
6. Sistema RGD, de acordo com a reivindicação 5, compreen- dendo, ainda, um resfriador RGD disposto em comunicação fluida entre a saída do compressor suplementar e o tubo coletor de ar de admissão.
7. Sistema RGD, de acordo com a reivindicação 6, compreen- di 5 dendo, ainda, um misturador RGD/misturador de ar disposto em comunica- ção fluida entre o resfriador RGD e o tubo coletor de ar de admissão.
8. Sistema RGD, de acordo com a reivindicação 5, compreen- dendo, ainda, uma válvula em comunicação fluida entre a turbina do gás de descarga e o compressor suplementar, a válvula controlável para selecionar a magnitude da parte da taxa de fluxo de gás de descarga.
9. Sistema RGD, de acordo com a reivindicação 5, compreen- dendo, ainda, uma válvula de estrangulamento para, pelo menos parcial- mente, fechar o compressor suplementar para o gás de descarga.
10. Sistema RGD, de acordo com a reivindicação 9, em que o compressor compreende uma roda de compressor centrífuga e a válvula de estrangulamento compreende uma luva cilíndrica circular para cobrir, seleti- vamente, ou expor as saídas entre as palhetas da roda do compressor cen- trífuga.
11. Sistema turbocompressor para um motor, o motor tendo um tubo coletor de ar de admissão, um tubo coletor de saída, o tubo coletor de gás de saída direcionando gás de saída para o turbocompressor e o turbo- compressor direcionando ar comprimido para o tubo coletor de ar de admis- são, compreendendo: turbina de gás de saída tendo um alojamento de turbi- na e uma roda de turbina dentro do alojamento da turbina montado, de forma fixa, em um eixo, o alojamento da turbina tendo uma admissão em comuni- cação fluida com o coletor de gás de saída e uma saída em comunicação fluida com o conduto de descarga do gás de saída; um compressor de ar de admissão principal tendo um alojamento de compressor principal e uma roda do compressor principal dentro do alojamento do compressor principal mon- tado, de forma fixa no eixo, o alojamento do compressor principal tendo uma admissão em comunicação fluida com o ar de admissão e uma saída em comunicação fluida com o tubo coletor de ar de admissão; e um compressor suplementar tendo um alojamento de compressor suplementar e uma roda de compressor suplementar dentro do alojamento do compressor suplemen- tar montado, de forma fixa, no eixo, o alojamento do compressor suplemen- tar tendo uma admissão em comunicação fluida com o tubo coletor de gás de saída e uma saída em comunicação fluida com o tubo coletor de ar de admissão; a roda da turbina configurada para ser girada pelo fluxo de gás de saída através do alojamento da turbina, a rotação da roda da turbina gira o eixo e, daí, gira a roda do compressor principal e a roda do compressor su- plementar, a rotação da roda do compressor principal comprime o ar de ad- missão e distribui o ar de admissão comprimido para o tubo coletor de ar de admissão, a rotação da roda do compressor suplementar comprime o gás de saída e distribui gás de saída comprimido para o tubo coletor de ar de ad- missão.
12. Sistema de turbocompressor, de acordo com a reivindicação 11, em que a roda da turbina é disposta ao longo do eixo entre a roda do compressor e a roda do compressor suplementar.
13. Sistema de turbocompressor, de acordo com a reivindicação 11, compreendendo, ainda: uma válvula em comunicação fluida entre a saí- da do alojamento da turbina de gás de saída e a admissão do alojamento do compressor suplementar, a válvula controlável para dar proporção à taxa de fluxo do gás de saída comprimido pelo compressor suplementar e a taxa de fluxo do gás de saída para o conduto de descarga do gás de saída.
14. Sistema de turbocompressor, de acordo com a reivindicação 11, compreendendo, ainda, uam válvula de estrangulamento para fechar, pelo menos parcialmente, a saída do alojamento do compressor suplementar para o fluxo de gás de saída.
15. Sistema de turbocompressor, de acordo com a reivindicação 14, em que a roda suplementar compreende uma roda de compressor centrí- fuga e a válvula de estrangulamento compreende uma luva cilíndrica, circu- lar, para cobrir, seletivamente, ou expor saídas entre as palhetas da roda do compressor centrífuga.
16. Sistema de turbocompressor, de acordo com a reivindicação 11, compreendendo, ainda, um resfriador disposto em comunicação fluida entre a saída do alojamento do compressor suplementar e o tubo coletor de ar de admissão.
17. Sistema de turbocompressor, de acordo com a reivindicação compreendendo, ainda, um RGD/misturador de ar disposto em comunicação fluida entre o resfriador RGD e o tubo coletor de ar de admissão.
BRPI1003163-4A 2009-08-04 2010-08-04 sistema usando compressor suplementar para recirculação de gás de descarga (rgd) BRPI1003163A2 (pt)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US12/534,977 US8307646B2 (en) 2009-08-04 2009-08-04 System using supplemental compressor for EGR

Publications (1)

Publication Number Publication Date
BRPI1003163A2 true BRPI1003163A2 (pt) 2012-12-18

Family

ID=43127752

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
BRPI1003163-4A BRPI1003163A2 (pt) 2009-08-04 2010-08-04 sistema usando compressor suplementar para recirculação de gás de descarga (rgd)

Country Status (7)

Country Link
US (1) US8307646B2 (pt)
EP (1) EP2295779A1 (pt)
JP (1) JP2011033033A (pt)
KR (1) KR20110014122A (pt)
CN (1) CN101994605B (pt)
BR (1) BRPI1003163A2 (pt)
MX (1) MX2010007754A (pt)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8448626B2 (en) * 2008-08-13 2013-05-28 International Engine Intellectual Property Company, Llc Exhaust system for engine braking
US8479510B2 (en) * 2011-06-09 2013-07-09 Ford Global Technologies, Llc Exhaust gas recirculation system
US20130294887A1 (en) * 2012-05-01 2013-11-07 General Electric Company Gas turbine air processing system
US9964056B2 (en) 2012-10-19 2018-05-08 General Electric Company System and method for controlling exhaust emissions and specific fuel consumption of an engine
US9140179B2 (en) * 2012-10-19 2015-09-22 General Electric Company System and method for controlling exhaust emissions and specific fuel consumption of an engine
JP2014098324A (ja) * 2012-11-13 2014-05-29 Hks Co Ltd エンジンの過給装置
US10190509B2 (en) 2013-12-23 2019-01-29 Ge Global Sourcing Llc System and method for controlling a dual fuel engine
DE102015211228A1 (de) * 2015-06-18 2016-12-22 Ford Global Technologies, Llc Abgasturboaufgeladene Brennkraftmaschine mit Teilabschaltung und Zusatzverdichter und Verfahren zum Betreiben einer derartigen Brennkraftmaschine
EP3651344A4 (en) 2017-07-07 2021-03-31 Mechano Transformer Corporation DISPLACEMENT ENLARGEMENT MECHANISM, POLISHING DEVICE, ACTUATOR, DISPENSER AND AIR VALVE

Family Cites Families (39)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4405290A (en) * 1980-11-24 1983-09-20 United Technologies Corporation Pneumatic supply system having variable geometry compressor
US5207559A (en) * 1991-07-25 1993-05-04 Allied-Signal Inc. Variable geometry diffuser assembly
US5618160A (en) * 1994-05-23 1997-04-08 Ebara Corporation Turbomachinery with variable angle fluid guiding devices
US5533487A (en) * 1994-06-23 1996-07-09 Navistar International Transportation Corp. Dynamic enhancement of EGR flow in an internal combustion engine
DE69526840T2 (de) * 1994-12-28 2003-01-23 Ebara Corp Turbomaschine mit Strömungsleiteinrichtungen mit variablem Winkel
US5730580A (en) * 1995-03-24 1998-03-24 Concepts Eti, Inc. Turbomachines having rogue vanes
US5947680A (en) * 1995-09-08 1999-09-07 Ebara Corporation Turbomachinery with variable-angle fluid guiding vanes
DE19819699B4 (de) * 1998-05-02 2005-05-19 Daimlerchrysler Ag Abgasturbolader
US6178748B1 (en) * 1998-07-24 2001-01-30 Navistar International Transportation Corp. Altitude compensating wastegate control system for a turbocharger
US6205785B1 (en) * 1999-07-21 2001-03-27 Caterpillar Inc. Exhaust gas recirculation system
US6301888B1 (en) * 1999-07-22 2001-10-16 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The Environmental Protection Agency Low emission, diesel-cycle engine
US6351946B1 (en) * 1999-09-27 2002-03-05 Caterpillar Inc. Exhaust gas recirculation system in an internal combustion engine
DE60029474T2 (de) * 1999-12-09 2007-02-15 International Engine Intellectual Property Company, LLC., Warrenville Ergeignis-Überwachungssystem in einem Abgas-Rückführungs-System eines Verbrennungsmotors
US6418719B2 (en) * 2000-01-25 2002-07-16 International Engine Intellectual Property Company, L.L.C. Control of a variable geometry turbocharger by sensing exhaust pressure
US6427445B1 (en) * 2000-02-10 2002-08-06 International Engine Intellectual Property Company, L.L.C. Variable nozzle turbine control strategy
US6430921B1 (en) * 2001-04-12 2002-08-13 International Truck Intellectual Property Company, L.L.C. System moisture absorber
US6434938B1 (en) * 2001-07-16 2002-08-20 International Engine Intellectual Property Company, L.L.C. Control strategy for turbocharged engine having variable valve actuation apparatus
US7047741B2 (en) * 2002-08-08 2006-05-23 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The Environmental Protection Agency Methods for low emission, controlled temperature combustion in engines which utilize late direct cylinder injection of fuel
US6872050B2 (en) * 2002-12-06 2005-03-29 York International Corporation Variable geometry diffuser mechanism
JP2005076502A (ja) * 2003-08-29 2005-03-24 Toyota Motor Corp 内燃機関
US6948314B2 (en) * 2003-09-12 2005-09-27 Honeywell International, Inc. High response, compact turbocharger
DE102004011251A1 (de) * 2004-03-09 2005-10-13 Daimlerchrysler Ag Verdichter, Brennkraftmaschine mit einem Verdichter und Verfahren zum Betrieb einer Brennkraftmaschine
US6973382B2 (en) * 2004-03-25 2005-12-06 International Engine Intellectual Property Company, Llc Controlling an engine operating parameter during transients in a control data input by selection of the time interval for calculating the derivative of the control data input
JP4108061B2 (ja) * 2004-04-16 2008-06-25 三菱重工業株式会社 ターボ過給エンジンのｅｇｒシステム
US7043915B2 (en) * 2004-05-24 2006-05-16 Internetional Engine Intellectual Property Company, Llc Turbocharger mounting system
US7028680B2 (en) * 2004-09-21 2006-04-18 International Engine Intellectual Property Company, Llc Two stage mixing system for exhaust gas recirculation (EGR)
US7032578B2 (en) * 2004-09-21 2006-04-25 International Engine Intellectual Property Company, Llc Venturi mixing system for exhaust gas recirculation (EGR)
US6973786B1 (en) * 2004-10-12 2005-12-13 International Engine Intellectual Property Company, Llc Emission reduction in a diesel engine by selective use of high-and low-pressure EGR loops
US7353648B2 (en) * 2004-12-14 2008-04-08 International Engine Intellectual Property Company, Llc Robust EGR control for counteracting exhaust back-pressure fluctuation attributable to soot accumulation in a diesel particulate filter
DE102005017905A1 (de) * 2005-04-18 2006-10-19 Behr Gmbh & Co. Kg Vorrichtung zur gekühlten Rückführung von Abgas einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeuges
US7257950B2 (en) * 2005-09-14 2007-08-21 International Engine Intellectual Property Company, Llc Diesel engine charge air cooler bypass passage and method
DE102005048329A1 (de) * 2005-10-08 2007-04-12 Daimlerchrysler Ag Brennkraftmaschine mit einem Abgasturbolader
US7311090B2 (en) * 2006-01-31 2007-12-25 International Engine Intellectual Property Company, Llc Engine exhaust gas passage flow orifice and method
WO2007098133A1 (en) * 2006-02-21 2007-08-30 Borgwarner Inc. Turbocharger compressor housing with integrated throttle valve and recirculation-bypass system
US7490462B2 (en) * 2006-02-21 2009-02-17 Caterpillar Inc. Turbocharged exhaust gas recirculation system
US7308788B1 (en) * 2006-09-29 2007-12-18 International Engine Intellectual Property Company, Llc Engine and method for counteracting face plugging of a diesel oxidation catalyst
US20080078176A1 (en) 2006-10-02 2008-04-03 International Engine Intellectual Property Company Strategy for control of recirculated exhaust gas to null turbocharger boost error
US7389173B1 (en) * 2007-03-27 2008-06-17 Southwest Research Institute Control system for an internal combustion engine operating with multiple combustion modes
FR2934645B1 (fr) * 2008-07-29 2010-08-13 Renault Sas Moteur a combustion interne suralimente equipe d'un circuit de recirculation de gaz d'echappement flexible et procede de mise en action du moteur

Also Published As

Publication number Publication date
MX2010007754A (es) 2011-02-21
US8307646B2 (en) 2012-11-13
CN101994605A (zh) 2011-03-30
EP2295779A1 (en) 2011-03-16
CN101994605B (zh) 2013-04-10
KR20110014122A (ko) 2011-02-10
JP2011033033A (ja) 2011-02-17
US20110030371A1 (en) 2011-02-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
BRPI1003163A2 (pt) sistema usando compressor suplementar para recirculação de gás de descarga (rgd)
EP1191216B1 (en) Turbocharger with exhaust gas recirculation and method of operation
US6701710B1 (en) Turbocharged engine with turbocharger compressor recirculation valve
US6324847B1 (en) Dual flow turbine housing for a turbocharger in a divided manifold exhaust system having E.G.R. flow
US6484500B1 (en) Two turbocharger engine emission control system
EP2009271B1 (en) Internal combustion engine having compressor with first and second tributary inlets
US10273908B2 (en) Engine system
US20090178407A1 (en) Enhanced engine air breathing system with after treatment device before the turbocharger
KR101695581B1 (ko) 부스터를 포함하는 내연기관
JP2019519719A (ja) 過給内燃機関の吸気口において空気と排気ガスの噴射を制御するための装置及び方法
US10184484B2 (en) Single inlet/outlet connection for turbocharger compressor
JP2013234668A (ja) 燃焼機関
EP2749757A1 (en) Method and apparatus for controlling a twin scroll turbocharger with variable geometry depending on the exhaust gas recirculation
JP4511845B2 (ja) 過給機付内燃機関
US20130047604A1 (en) Internal combustion engine and method for operating internal combustion engine
CN209838527U (zh) 用于内燃机增压的压缩机
US10890142B2 (en) Device for controlling the amount of fluid fed to the intake of a supercharged internal-combustion engine equipped with an exhaust gas recirculation circuit and method using same
CN114207287A (zh) 鼓风机
EP2825761B1 (en) Turbo pump
JP2005188359A (ja) 過給機付内燃機関
GB2564689A (en) Turbine mounted pump for EGR
JP2004019589A (ja) 過給ディーゼルエンジンの排気ガス再循環装置
EP3001022B1 (en) A low pressure exhaust gas recirculation system for a combustion engine

Legal Events

Date Code Title Description
B03A Publication of an application: publication of a patent application or of a certificate of addition of invention
B08F Application fees: dismissal - article 86 of industrial property law

Free format text: REFERENTE A 5A ANUIDADE.

B08K Lapse as no evidence of payment of the annual fee has been furnished to inpi (acc. art. 87)

Free format text: EM VIRTUDE DO ARQUIVAMENTO PUBLICADO NA RPI 2317 DE 02-06-2015 E CONSIDERANDO AUSENCIA DE MANIFESTACAO DENTRO DOS PRAZOS LEGAIS, INFORMO QUE CABE SER MANTIDO O ARQUIVAMENTO DO PEDIDO DE PATENTE, CONFORME O DISPOSTO NO ARTIGO 12, DA RESOLUCAO 113/2013.

B15K Others concerning applications: alteration of classification

Ipc: F02B 37/00 (2006.01), F01N 5/04 (2006.01), F02M 26