JP2016148333A - 内燃機関、該内燃機関を作動するための方法および該方法を実施するための制御デバイス - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明は、シリンダ11と、高圧タービン13aと高圧コンプレッサ16aとを備える第1の排ガスターボチャージャ14aと、低圧タービン13bと低圧コンプレッサ16bとを備える第2の排ガスターボチャージャ14bと、タービン13a,13b間に配置された排ガス後処理用のSCR触媒コンバータ17と、を備える内燃機関10に関し、高圧タービンを離れた排ガスはSCR触媒コンバータを介して低圧タービンに導入され、低圧コンプレッサ16bはパワーテイクイン21を割り当てられ、SCR触媒コンバータでの排ガス温度降下の結果、所望量の給気を内燃機関のシリンダに供給するのに必要な量のエネルギーを低圧タービン13bを介して提供できない場合に低圧コンプレッサをパワーテイクイン21を介して駆動できる。
【選択図】図1
Description
11 シリンダ
12 排ガス
13a 高圧タービン
13b 低圧タービン
14a 排ガスターボチャージャ
14b 排ガスターボチャージャ
15 給気
16a 高圧コンプレッサ
16b 低圧コンプレッサ
17 SCR触媒コンバータ
18 温度センサ
19 温度センサ
20 制御デバイス
21 パワーテイクイン
22 ウェイストゲート
23 バイパス
24 パワーテイクアウト
25 エネルギー蓄積ユニット
Claims (10)
- 複数のシリンダ(11)と、
高圧タービン(13a)と高圧コンプレッサ(16a)とを備える第1の排ガスターボチャージャ(14a)と、
低圧タービン(13b)と低圧コンプレッサ(16b)とを備える第2の排ガスターボチャージャ(14b)と、
例えば粒子フィルタ、CO酸化、CH2O酸化またはCH4酸化触媒コンバータあるいはSCR触媒コンバータ(17)などの、前記高圧タービン(13a)と前記低圧タービン(13b)との間に配置された排ガス後処理のための少なくとも1つのデバイスと、
を備える内燃機関(10)であって、
前記高圧タービン(13a)を離れた排ガスは、前記少なくとも1つのデバイスを介して前記低圧タービン(13b)の上流に導入され、
前記低圧コンプレッサ(16b)はパワーテイクイン(21)を割り当てられており、
前記SCR触媒コンバータ(17)における相対的に大きな排ガス温度降下の結果として、所望量の給気を前記内燃機関の前記シリンダ(11)に供給するために必要な適切な量のエネルギーを前記低圧タービン(13b)を介して提供できない場合に、前記低圧コンプレッサ(16b)は前記パワーテイクイン(21)を介して駆動可能であることを特徴とする内燃機関。 - 前記高圧タービン(13a)の下流かつ例えば粒子フィルタ、CO酸化、CH2O酸化またはCH4酸化触媒コンバータあるいは前記SCR触媒コンバータ(17)などの前記排ガス後処理のための前記デバイスの上流には、第1の温度センサ(18)が配置され、
前記SCR触媒コンバータ(17)の下流かつ前記低圧タービン(13b)の上流には第2の温度センサ(19)が配置され、
制御デバイス(20)が、前記第1の温度センサ(18)で測定された排ガス温度と前記第2の温度センサ(19)で測定された排ガス温度との間の温度差に応じて、前記低圧コンプレッサ(16b)を駆動するために前記パワーテイクイン(21)に提供すべきエネルギーの量を自動で特定しかつ自動で調節することを特徴とする請求項1に記載の内燃機関。 - 前記高圧タービン(13a)はパワーテイクアウト(24)を割り当てられており、前記パワーテイクアウト(24)を介して、前記低圧コンプレッサ(16b)を駆動するために前記高圧タービン(13a)でエネルギーを抽出できることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の内燃機関。
- 前記パワーテイクイン(21)は電気モータによって提供されていることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の内燃機関。
- 前記パワーテイクアウト(24)は、特に前記高圧タービン(13a)が前記高圧コンプレッサ(16a)の作動に必要なエネルギーよりも大きなエネルギーを提供する場合に発電モードで過剰なエネルギーを電気エネルギーに変換する発電機によって提供され、
前記電気エネルギーは、特に前記内燃機関の前記シリンダ(11)に所望量の給気を供給するために前記低圧タービン(13b)を介して適切な量のエネルギーを提供できない場合に、前記パワーテイクイン(21)ひいては前記低圧コンプレッサ(16b)を駆動するために直接利用でき、かつ、
前記電気エネルギーは、特に前記低圧タービン(13b)を介して前記内燃機関の前記シリンダ(11)に所望量の給気を供給するために適切な量のエネルギーを提供できる場合には、電気エネルギー蓄積ユニットを充電するためかつ後で前記パワーテイクイン(21)ひいては前記低圧コンプレッサ(16b)を駆動するために利用でき、かつ/または前記パワーテイクインに割り当てられていない別の消費要素を作動させるために使用されることを特徴とする請求項3および請求項4に記載の内燃機関。 - 前記パワーテイクアウト(24)は前記パワーテイクイン(21)に機械的に連結されていることを特徴とする請求項3または請求項4に記載の内燃機関。
- 複数のシリンダ(11)と、
高圧タービン(13a)と高圧コンプレッサ(16a)とを備える第1の排ガスターボチャージャ(14a)と、
低圧タービン(13b)と低圧コンプレッサ(16b)とを備える第2の排ガスターボチャージャ(14b)と、
例えば粒子フィルタ、CO酸化、CH2O酸化またはCH4酸化触媒コンバータあるいはSCR触媒コンバータ(17)などの、前記高圧タービン(13a)と前記低圧タービン(13b)との間に配置された排ガス後処理のためのデバイスであって、前記高圧タービン(13a)を離れた排ガスは前記デバイスを介して前記低圧タービン(13b)の上流に導入される、デバイスと、
を備える内燃機関(10)を作動するための方法であって、
前記低圧コンプレッサ(16b)はパワーテイクイン(21)を割り当てられており、
特に前記SCR触媒コンバータ(17)における相対的に大きな排ガス温度降下の結果として、所望量の給気を前記内燃機関の前記シリンダ(11)に供給するために必要な適切な量のエネルギーを前記低圧タービン(13b)を介して提供できない場合、前記低圧コンプレッサ(16b)は前記パワーテイクイン(21)を介して駆動されることを特徴とする方法。 - 前記高圧タービン(13a)の下流かつ前記排ガス後処理のためのデバイス(17)の上流に配置された第1の温度センサ(18)と、前記SCR触媒コンバータ(17)の下流かつ前記低圧タービン(13b)の上流に配置された第2の温度センサ(19)と、を用いて排ガス温度が特定され、かつ、
前記第1の温度センサ(18)における排ガス温度と前記第2の温度センサ(19)における排ガス温度との間の温度差に応じて、前記低圧コンプレッサ(16b)を駆動するために前記パワーテイクイン(21)に提供すべきエネルギー量を自動で特定しかつ自動で調整することを特徴とする請求項7に記載の方法。 - 前記高圧タービン(13a)において、前記パワーテイクイン(21)を駆動するためのエネルギーがパワーテイクアウト(24)を介して抽出されることを特徴とする請求項7または請求項8に記載の方法。
- 請求項7から請求項9のいずれか一項に記載の方法を実施するための手段によって特徴付けられる、内燃機関(10)の制御デバイス(20)。
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