RU2011124881A - Способ управления частотой вращения турбонагнетателя поршневого двигателя и система управления для поршневого двигателя с турбонаддувом - Google Patents

Способ управления частотой вращения турбонагнетателя поршневого двигателя и система управления для поршневого двигателя с турбонаддувом Download PDF

Info

Publication number
RU2011124881A
RU2011124881A RU2011124881/06A RU2011124881A RU2011124881A RU 2011124881 A RU2011124881 A RU 2011124881A RU 2011124881/06 A RU2011124881/06 A RU 2011124881/06A RU 2011124881 A RU2011124881 A RU 2011124881A RU 2011124881 A RU2011124881 A RU 2011124881A
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
valve
engine
mode
intake valve
during
Prior art date
Application number
RU2011124881/06A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2511878C2 (ru
Inventor
Арто ЯРВИ
Диего ДЕЛНЕРИ
Микаэль ТРОБЕРГ
Том КААС
Юкка МЯНТЮЛЯ
Фредерик ЭСТМАН
Original Assignee
Вяртсиля Финланд Ой
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
Priority claimed from FI20086102A external-priority patent/FI122559B/fi
Priority claimed from FI20086101A external-priority patent/FI122558B/fi
Application filed by Вяртсиля Финланд Ой filed Critical Вяртсиля Финланд Ой
Publication of RU2011124881A publication Critical patent/RU2011124881A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2511878C2 publication Critical patent/RU2511878C2/ru

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0002—Controlling intake air
    • F02D41/0007—Controlling intake air for control of turbo-charged or super-charged engines
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D13/00—Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing
    • F02D13/02—Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing during engine operation
    • 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
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/24—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by constructional aspects of converting apparatus
    • F01N3/30—Arrangements for supply of additional air
    • F01N3/32—Arrangements for supply of additional air using air pump
    • 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
    • F02B37/12—Control of the pumps
    • F02B37/16—Control of the pumps by bypassing charging air
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D13/00—Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing
    • F02D13/02—Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing during engine operation
    • F02D13/0261—Controlling the valve overlap
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D23/00—Controlling engines characterised by their being supercharged
    • 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
    • F02B37/12—Control of the pumps
    • F02B37/18—Control of the pumps by bypassing exhaust from the inlet to the outlet of turbine or to the atmosphere
    • 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)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
  • Supercharger (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

1. Способ управления частотой вращения турбонагнетателя поршневого двигателя, содержащего по меньшей мере один впускной клапан (35) и по меньшей мере один выпускной клапан (40), систему (45) привода впускного клапана и систему (45) привода выпускного клапана, выполненные с возможностью приведения в действие клапанов (35, 40), и турбонагнетательное устройство, содержащее компрессорную часть, соединенную по потоку со стороной впуска по меньшей мере одного впускного клапана, и турбинную часть, соединенную по потоку со стороной выпуска по меньшей мере одного выпускного клапана, при этом двигатель работает в первом режиме работы, в котором двигатель приводят в действие при заданной нагрузке или ниже нее, а воздух для горения нагнетают с помощью компрессорной части турбонагнетательного устройства, при этом впускным клапаном управляют по первому профилю подъема впускного клапана, и воздух вводится в цилиндр, топливо в двигателе (10) воспламеняется посредством воздуха для горения, а выпускным клапаном управляют по первому профилю подъема выпускного клапана, и выхлопные газы, образованные во время сгорания, перемещаются в турбинную часть турбонагнетательного устройства, отличающийся тем, что двигатель работает во втором режиме работы с нагрузкой, которая выше заданной нагрузки, причем рабочая точка компрессорной части (25.1) на графике компрессора перемещается дальше от линии пульсации, увеличивая воздушный поток между выпуском компрессорной части и впуском турбинной части посредством увеличения перекрытия периода открытия клапанов.2. Способ по п.1, отличающийся тем, что закрытие впускного клапана смещено вперед по сравн�

Claims (17)

1. Способ управления частотой вращения турбонагнетателя поршневого двигателя, содержащего по меньшей мере один впускной клапан (35) и по меньшей мере один выпускной клапан (40), систему (45) привода впускного клапана и систему (45) привода выпускного клапана, выполненные с возможностью приведения в действие клапанов (35, 40), и турбонагнетательное устройство, содержащее компрессорную часть, соединенную по потоку со стороной впуска по меньшей мере одного впускного клапана, и турбинную часть, соединенную по потоку со стороной выпуска по меньшей мере одного выпускного клапана, при этом двигатель работает в первом режиме работы, в котором двигатель приводят в действие при заданной нагрузке или ниже нее, а воздух для горения нагнетают с помощью компрессорной части турбонагнетательного устройства, при этом впускным клапаном управляют по первому профилю подъема впускного клапана, и воздух вводится в цилиндр, топливо в двигателе (10) воспламеняется посредством воздуха для горения, а выпускным клапаном управляют по первому профилю подъема выпускного клапана, и выхлопные газы, образованные во время сгорания, перемещаются в турбинную часть турбонагнетательного устройства, отличающийся тем, что двигатель работает во втором режиме работы с нагрузкой, которая выше заданной нагрузки, причем рабочая точка компрессорной части (25.1) на графике компрессора перемещается дальше от линии пульсации, увеличивая воздушный поток между выпуском компрессорной части и впуском турбинной части посредством увеличения перекрытия периода открытия клапанов.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что закрытие впускного клапана смещено вперед по сравнению с закрытием в первом режиме работы.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что во время второго режима работы закрытием впускного клапана управляют так, чтобы он был закрыт до 1% диаметра цилиндра при угле поворота кривошипа от 35 до 65° перед нижней мертвой точкой.
4. Способ по пп.1, 2 или 3, отличающийся тем, что во время второго режима работы закрытием подъема впускного клапана управляют так, чтобы он был закрыт до 1% диаметра цилиндра при угле поворота кривошипа приблизительно на 20° раньше, чем во время первого режима работы.
5. Способ по п.1, отличающийся тем, что во время второго режима работы воздушный поток между выпуском компрессорной части и впуском турбинной части увеличивают, впуская больше воздуха через перепускной трубопровод (55), обеспеченный в двигателе (10), который продолжается между стороной выпуска компрессорной части и стороной впуска турбинной части.
6. Способ по п.1, отличающийся тем, что топливо воспламеняют посредством внешнего зажигания, и во время первого режима работы закрытие подъема выпускного клапана и открытие подъема впускного клапана перекрываются, образуя область продувки, а во время второго режима работы областью (230) продувки управляют так, чтобы она была на 5-300% больше, чем во время первого режима работы.
7. Способ по п.1, отличающийся тем, что воспламенение от сжатия осуществляют в двигателе, и во время первого режима работы закрытие подъема выпускного клапана и открытие подъема впускного клапана перекрываются, образуя область (230) продувки, а во время второго режима работы областью продувки управляют так, чтобы она была на 5-60% больше, чем во время первого режима работы.
8. Способ по п.1, отличающийся тем, что во время второго режима работы область (230) продувки составляет более 150 градусов.
9. Способ по п.1, отличающийся тем, что впускные клапаны (35) приводят в действие так, чтобы во время открытия клапан (35) находился в положении 1%, а угол поворота кривошипа составлял от 15 до 50° перед верхней мертвой точкой.
10. Способ по п.1, отличающийся тем, что систему (45, 50) привода клапанов приводят в действие так, что область (230) продувки является асимметричной таким образом, что профиль подъема впускного клапана образовывает большую область, чем профиль подъема выпускного клапана относительно верхней мертвой точки.
11. Способ по п.1, отличающийся тем, что момент впрыска топлива во время второго режима работы по меньшей мере на 0-5° смещен вперед относительно первого режима работы.
12. Способ по п.10, отличающийся тем, что заданная нагрузка составляет 70-85% от максимальной нагрузки двигателя.
13. Способ по п.1, отличающийся тем, что двигатель приводят в действие во время второго режима работы с нагрузкой, которая выше заданной нагрузки двигателя, так что при воспламенении топлива посредством воздуха для горения, который нагнетается узлом турбонагнетателя, впускные клапаны двигателя закрываются раньше, чем в первом режиме работы, и давление наддува, получаемое узлом турбонагнетателя, увеличивается, и количество перепускного воздушного потока между стороной выпуска компрессорной части (25.1) и стороной впуска турбинной части увеличивается, увеличивая массовый расход воздуха через компрессорную часть.
14. Способ по п.13, отличающийся тем, что давление наддува увеличивают посредством закрытия перепускного клапана узла турбонагнетателя во время второго режима работы.
15. Система (200) управления для поршневого двигателя с турбонаддувом, имеющего турбонагнетатель с перепускным клапаном, впускные (35) и выпускные клапаны (40), при этом по меньшей мере впускные или выпускные клапаны содержат регулируемую систему (45, 50) привода клапанов, причем система (200) управления содержит блок (202) обработки сигналов, блок (204) передачи управляющих сигналов и блок (206) приема управляющих сигналов, при этом блок передачи сигналов соединен по меньшей мере с одной из систем (45, 50) привода клапанов двигателя, а блок приема сигналов соединен с датчиками двигателя, осуществляющими мониторинг за нагрузкой, частотой вращения двигателя и/или по меньшей мере одной переменной процесса горения, отличающаяся тем, что блок обработки сигналов выполнен с возможностью обработки сигналов, принимаемых блоком приема сигналов, и выдачи сигнала, передаваемого блоком передачи сигналов, для поддержания фактического запаса компрессора по помпажу между нижней и верхней установленной величиной, используя следующие этапы
1) в случае, если фактический запас компрессора по помпажу ниже нижней установленной величины
системой (45, 50) привода клапанов управляют для работы клапанов так, что размер области (230) продувки увеличивается, то есть перекрытие клапана увеличивается вокруг 360° угла поворота кривошипа, и/или
системой (45) привода впускных клапанов управляют для работы впускного клапана так, что момент закрытия откладывается,
2) в случае, если фактический запас компрессора по помпажу выше верхней установленной величины
системой (45, 50) привода клапанов управляют для работы клапанов так, что размер области (230) продувки уменьшается, то есть перекрытие клапана уменьшается вокруг 360° угла поворота кривошипа, и/или
системой (45) привода впускных клапанов управляют для работы впускного клапана так, что момент закрытия смещается вперед.
16. Система (200) управления по п.15, отличающаяся тем, что она используется для четырехтактного поршневого двигателя с турбонаддувом, при этом изменение в состоянии системы привода клапанов инициируется на основании информации от любого из датчиков двигателя, осуществляющих мониторинг за нагрузкой, частотой вращения двигателя и по меньшей мере одной переменной процесса горения.
17. Система (200) управления по п.15, отличающаяся тем, что она используется для четырехтактного поршневого двигателя с турбонаддувом, при этом система управления выполнена с возможностью функционирования так, чтобы при превышении 70-73% нагрузки, система управления устанавливала и/или поддерживала перепускной клапан (25.3) в закрытом состоянии и смещала вперед время закрытия (220') впускного клапана и задерживала закрытие (210') выпускного клапана.
RU2011124881/06A 2008-11-20 2009-11-19 Способ управления частотой вращения турбонагнетателя поршневого двигателя и система управления для поршневого двигателя с турбонаддувом RU2511878C2 (ru)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20086101 2008-11-20
FI20086102A FI122559B (fi) 2008-11-20 2008-11-20 Turboahdetun nelitahtimoottorin ohjausjärjestely
FI20086101A FI122558B (fi) 2008-11-20 2008-11-20 Menetelmä mäntämoottorin käyttämiseksi
FI20086102 2008-11-20
PCT/FI2009/050938 WO2010058082A1 (en) 2008-11-20 2009-11-19 Method of controlling turbocharger speed of a piston engine and a control system for a turbocharged piston engine

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2011124881A true RU2011124881A (ru) 2012-12-27
RU2511878C2 RU2511878C2 (ru) 2014-04-10

Family

ID=41718616

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011124881/06A RU2511878C2 (ru) 2008-11-20 2009-11-19 Способ управления частотой вращения турбонагнетателя поршневого двигателя и система управления для поршневого двигателя с турбонаддувом

Country Status (6)

Country Link
EP (1) EP2347110B1 (ru)
JP (1) JP5393801B2 (ru)
KR (2) KR101657322B1 (ru)
CN (1) CN102216592B (ru)
RU (1) RU2511878C2 (ru)
WO (1) WO2010058082A1 (ru)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SE540370C2 (en) * 2014-04-29 2018-08-21 Scania Cv Ab Förfarande samt system för styrning av ett överladdningssystem vid ett motorfordon
US9551276B2 (en) * 2014-08-14 2017-01-24 Ford Global Technologies, Llc Methods and systems for surge control
SE543456C2 (en) * 2019-10-23 2021-02-23 Scania Cv Ab Four-Stroke Internal Combustion Engine and Method of Controlling Timings of an Exhaust Camshaft and an Intake Camshaft
EP3839226A1 (de) * 2019-12-20 2021-06-23 ABB Schweiz AG Gemischzuführsystem für einen verbrennungsmotor mit quantitativer gemischregelung
DE102020128160A1 (de) 2020-10-27 2022-04-28 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Verfahren zum Betreiben eines Verbrennungsmotors
SE545437C2 (en) * 2020-12-11 2023-09-12 Scania Cv Ab Controlling Valve Actuation of an Internal Combustion Engine

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02248624A (ja) * 1989-03-22 1990-10-04 Tech Res Assoc Highly Reliab Marine Propul Plant 内燃機関における過給機サージング回避装置
JP2966008B2 (ja) * 1989-10-20 1999-10-25 マツダ株式会社 エンジンの過給装置
DE4232044C2 (de) * 1991-09-26 1998-01-29 Mazda Motor Brennkraftmaschine mit Funkenzündung
ZA928107B (en) * 1991-10-23 1993-05-07 Transcom Gas Tech Boost pressure control.
FI101998B1 (fi) 1996-01-26 1998-09-30 Taimo Tapio Stenman Laite polttomoottorin venttiilien toiminnan ohjaamiseksi
DE19608630A1 (de) * 1996-03-06 1997-09-11 Bosch Gmbh Robert Verfahren und Anordnung zum Steuern oder Regeln der Leistung einer aufladbaren Brennkraftmaschine
JP3864541B2 (ja) * 1998-03-12 2007-01-10 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の空燃比制御装置
US6105555A (en) 1999-04-01 2000-08-22 Cummins Engine Company, Inc. Turbocharged internal combustion engine with system and method for enhancing turbocharger power
US6772742B2 (en) * 2002-03-01 2004-08-10 International Engine Intellectual Property Company, Llc Method and apparatus for flexibly regulating internal combustion engine valve flow
US7089738B1 (en) * 2005-04-09 2006-08-15 Cummins, Inc. System for controlling turbocharger compressor surge
FI119117B (fi) * 2005-06-02 2008-07-31 Waertsilae Finland Oy Menetelmä ja järjestely turboahdetun mäntämoottorin yhteydessä
JP4244979B2 (ja) * 2005-09-22 2009-03-25 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の過給圧制御装置
FI124107B (fi) 2006-06-30 2014-03-14 Wärtsilä Finland Oy Mäntämoottorin kaasunvaihtoventtiilin ohjausjärjestely ja menetelmä mäntämoottorin kaasunvaihtoventtiilin ohjaamiseksi
JP4797868B2 (ja) * 2006-08-01 2011-10-19 マツダ株式会社 過給機付きエンジン
JP4253339B2 (ja) * 2006-09-21 2009-04-08 株式会社日立製作所 内燃機関の制御装置
KR101189308B1 (ko) * 2006-12-05 2012-10-09 현대자동차주식회사 가솔린 터보차저 서지 방지 로직
JP4900333B2 (ja) * 2007-11-13 2012-03-21 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN102216592A (zh) 2011-10-12
JP2012509434A (ja) 2012-04-19
CN102216592B (zh) 2015-01-07
KR20150105495A (ko) 2015-09-16
RU2511878C2 (ru) 2014-04-10
KR101638759B1 (ko) 2016-07-11
JP5393801B2 (ja) 2014-01-22
KR20110094286A (ko) 2011-08-23
WO2010058082A1 (en) 2010-05-27
KR101657322B1 (ko) 2016-09-13
EP2347110A1 (en) 2011-07-27
EP2347110B1 (en) 2015-09-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4883221B2 (ja) 内燃機関の制御弁異常判定装置
US8201406B2 (en) Control apparatus for internal combustion engine
US20080011278A1 (en) Control of supercharged engine
JP4375369B2 (ja) 過給機付き内燃機関の制御装置
US8820297B2 (en) Control device for internal combustion engine
JP2009047005A (ja) 過給機付き内燃機関の制御装置
RU2011124881A (ru) Способ управления частотой вращения турбонагнетателя поршневого двигателя и система управления для поршневого двигателя с турбонаддувом
US9470142B2 (en) Control apparatus for supercharged internal combustion engine
JP5822445B2 (ja) ブローバイガス還流装置
JP2006046293A (ja) 内燃機関の吸気制御装置
US9689305B2 (en) Method for operating a spark ignition internal combustion engine with an exhaust gas turbocharger
CN1298981C (zh) 用于具有调节阀致动装置的涡轮增压发动机的控制策略
JP2009103084A (ja) 内燃機関の制御装置
EP2698518A1 (en) Internal combustion engine control apparatus
CN109595085B (zh) 内燃机的控制装置
RU2633298C2 (ru) Способ работы турбонагнетателя (варианты)
JP2012026297A (ja) 過給補助付き過給装置
JP6914591B2 (ja) 内燃機関の制御装置
JP5338709B2 (ja) 内燃機関の制御装置
JP2021143651A (ja) 内燃機関の過給圧制御装置
US20230014159A1 (en) Internal Combustion Engine Air Intake System for Avoiding Turbocharger Surge
JP2012026298A (ja) 過給補助付き過給装置及び放出調節バルブ
US10550771B2 (en) Control device of internal-combustion engine
JP5169895B2 (ja) 内燃機関の制御装置
JP2019074017A (ja) ウェイストゲートバルブの制御装置