RU2421625C2 - Система двигателя с турбонаддувом и способ ее эксплуатации - Google Patents

Система двигателя с турбонаддувом и способ ее эксплуатации Download PDF

Info

Publication number
RU2421625C2
RU2421625C2 RU2008126213/06A RU2008126213A RU2421625C2 RU 2421625 C2 RU2421625 C2 RU 2421625C2 RU 2008126213/06 A RU2008126213/06 A RU 2008126213/06A RU 2008126213 A RU2008126213 A RU 2008126213A RU 2421625 C2 RU2421625 C2 RU 2421625C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
high pressure
low pressure
exhaust gas
exhaust
internal combustion
Prior art date
Application number
RU2008126213/06A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2008126213A (ru
Inventor
Ченна Кришна Рао БОЯПАТИ (IN)
Ченна Кришна Рао БОЯПАТИ
Кришнамуртхи ВАЙДЬЯНАТХАН (IN)
Кришнамуртхи ВАЙДЬЯНАТХАН
Original Assignee
ДЖЕНЕРАЛ ЭЛЕКТРИК КОМПАНИ (э Нью-Йорк Корпорэйшн)
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 ДЖЕНЕРАЛ ЭЛЕКТРИК КОМПАНИ (э Нью-Йорк Корпорэйшн) filed Critical ДЖЕНЕРАЛ ЭЛЕКТРИК КОМПАНИ (э Нью-Йорк Корпорэйшн)
Publication of RU2008126213A publication Critical patent/RU2008126213A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2421625C2 publication Critical patent/RU2421625C2/ru

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
    • F02B37/007—Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust with exhaust-driven pumps arranged in parallel, e.g. at least one pump supplying alternatively
    • 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
    • F01N3/02—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
    • F01N3/021—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters
    • 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
    • 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
    • F02B37/24—Control of the pumps by using pumps or turbines with adjustable guide vanes
    • 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
    • F02M26/08—EGR systems specially adapted for supercharged engines for engines having two or more intake charge compressors or exhaust gas turbines, e.g. a turbocharger combined with an additional 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
    • F02M26/22—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
    • F02M26/13—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories
    • F02M26/42—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories having two or more EGR passages; EGR systems specially adapted for engines having two or more cylinders
    • 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)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)

Abstract

Изобретение относится к двигателям внутреннего сгорания с турбонаддувом. Система включает в себя двигатель внутреннего сгорания, имеющий впускной коллектор и выпускной коллектор, турбокомпрессор высокого давления, имеющий турбину высокого давления с изменяемой геометрией, присоединенную с возможностью привода к компрессору высокого давления, при этом турбина высокого давления с изменяемой геометрией выполнена с возможностью приведения в действие первой частью выхлопных газов из выпускного коллектора, причем компрессор высокого давления выполнен с возможностью сжатия всасываемого воздуха и подачи сжатого всасываемого воздуха во впускной коллектор. Система также включает в себя турбокомпрессор низкого давления, имеющий турбину низкого давления с изменяемой геометрией, присоединенную с возможностью привода к компрессору низкого давления, при этом турбина низкого давления с изменяемой геометрией выполнена с возможностью приведения в действие второй частью выхлопных газов из выпускного коллектора, причем компрессор низкого давления выполнен с возможностью сжатия третьей части выхлопных газов из выпускного коллектора и подачи сжатой третьей части во впускной коллектор, при этом первая и вторая части выхлопных газов отличаются друг от друга. Рассмотрен способ эксплуатации системы двигателя, а также способ сокращения загрязняющих выбросов в двигателе внутреннего сгорания. Изобретение обеспечивает сокращение выбросов для разных условий эксплуатации двигателя. 3 н. и 23 з.п. ф-лы, 8 ил.

Description

Уровень техники
Изобретение относится, в целом, к системам двигателя и, в частности, - к способу сокращения загрязняющих выбросов, например, выбросов оксида азота (NOx), в двигателях внутреннего сгорания с турбонаддувом.
Различные типы двигателей внутреннего сгорания используются в качестве силовых агрегатов транспортных средств, например локомотивов, пассажирских автомобилей и другого оборудования. Двигатель внутреннего сгорания может включать в себя один или более турбокомпрессоров для сжатия всасываемой смеси (например, атмосферного воздуха), которая поступает в одну или более камер сгорания в двигателе. Каждый турбокомпрессор включает в себя турбину, приводимую в действие выхлопными газами из двигателя, и компрессор, приводимый в действие турбиной. Кроме того, компрессор принимает атмосферный воздух, подлежащий сжатию, и подает сжатый воздух в камеры сгорания.
Обычно, при работе двигателя внутреннего сгорания с турбонаддувом, давление во впускном коллекторе выше давления в выпускном коллекторе двигателя. В некоторых традиционных системах рециркуляция выхлопных газов (EGR) применяется для сокращения нежелательных выбросов NOx в ходе эксплуатации двигателей. К сожалению, трудно управлять рециркуляцией выхлопных газов и, одновременно, в значительной степени преодолевать перепад давления впускным и выпускным коллекторами. Кроме того, такие методы оказывают существенное влияние на удельный расход топлива (SFC) и выбросы твердых частиц (РМ) и не обеспечивают эффективного управления циркуляцией выхлопных газов во всем диапазоне положений регулятора, применяемых к рабочему циклу при эксплуатации локомотива, и на больших высотах.
Соответственно, существует необходимость в создании системы двигателя с турбонаддувом, которая имеет существенно сниженные выбросы NOx для разных условий эксплуатации двигателя при достижении нужного удельного расхода топлива (SFC) для двигателя.
Сущность изобретения
Согласно одному варианту настоящего изобретения предложена система, содержащая двигатель внутреннего сгорания, имеющий впускной коллектор и выпускной коллектор, турбокомпрессор высокого давления, имеющий турбину высокого давления с изменяемой геометрией, присоединенную с возможностью привода к компрессору высокого давления, при этом турбина высокого давления с изменяемой геометрией выполнена с возможностью приведения в действие первой частью выхлопных газов из выпускного коллектора, причем компрессор высокого давления выполнен с возможностью сжатия всасываемого воздуха и подачи сжатого всасываемого воздуха во впускной коллектор, и турбокомпрессор низкого давления, имеющий турбину низкого давления с изменяемой геометрией, присоединенную с возможностью привода к компрессору низкого давления, при этом турбина низкого давления с изменяемой геометрией выполнена с возможностью приведения в действие второй частью выхлопных газов из выпускного коллектора, причем компрессор низкого давления выполнен с возможностью сжатия третьей части выхлопных газов из выпускного коллектора и подачи сжатой третьей части во впускной коллектор, при этом первая и вторая части выхлопных газов отличаются друг от друга.
Двигатель внутреннего сгорания предпочтительно представляет собой двигатель с воспламенением от сжатия.
Двигатель с воспламенением от сжатия предпочтительно представляет собой дизельный двигатель.
Система предпочтительно дополнительно содержит охладитель, расположенный после компрессора низкого давления и выполненный с возможностью охлаждения третьей части выхлопных газов до ввода во впускной коллектор.
Система предпочтительно дополнительно содержит охладитель воздуха, расположенный после компрессора высокого давления и выполненный с возможностью охлаждения сжатого всасываемого воздуха из компрессора высокого давления.
Система предпочтительно дополнительно содержит клапан рециркуляции выхлопных газов (EGR), выполненный с возможностью управления потоком третьей части выхлопных газов в компрессор низкого давления.
Система предпочтительно дополнительно содержит контроллер, выполненный с возможностью управления потоком через клапан рециркуляции выхлопных газов на основании условий эксплуатации двигателя или производительности турбокомпрессора низкого давления, или производительности турбокомпрессора высокого давления, или их комбинации.
Система предпочтительно дополнительно содержит фильтр частиц, выполненный с возможностью фильтрования твердых частиц из выхлопных газов до ввода выхлопных газов в компрессор низкого давления.
Давление во впускном коллекторе предпочтительно существенно выше давления в выпускном коллекторе.
Третья часть предпочтительно включает в себя, по меньшей мере, часть первой части выхлопных газов, выходящей из турбины высокого давления.
Система предпочтительно дополнительно содержит мотор, выполненный с возможностью приведения в действие турбокомпрессора низкого давления при выбранных условиях эксплуатации двигателя внутреннего сгорания.
Двигатель внутреннего сгорания предпочтительно содержит множество цилиндров, размещенных в виде левого и правого рядов цилиндров двигателя.
Первая и вторая части выхлопных газов предпочтительно содержат выхлопные газы из левого и правого рядов цилиндров двигателя.
Система предпочтительно содержит автомобиль или локомотив, или судно, или промышленную установку.
Согласно другому варианту настоящего изобретения предложен способ эксплуатации системы двигателя, включающий направление первой части выхлопных газов из двигателя внутреннего сгорания для приведения в действие турбины высокого давления с изменяемой геометрией турбокомпрессора высокого давления, направление второй части выхлопных газов для приведения в действие турбины низкого давления с изменяемой геометрией турбокомпрессора низкого давления, и направление третьей части выхлопных газов в компрессор низкого давления турбокомпрессора низкого давления для сжатия третьей части выхлопных газов для нагнетания в двигатель внутреннего сгорания, при этом первая и вторая части выхлопных газов отличаются друг от друга.
Способ предпочтительно дополнительно включает приведение в действие компрессора высокого давления турбокомпрессора высокого давления посредством турбины высокого давления для подачи сжатого всасываемого воздуха в двигатель внутреннего сгорания.
Способ предпочтительно дополнительно включает охлаждение сжатого всасываемого воздуха из компрессора высокого давления посредством охладителя воздуха, расположенного после компрессора высокого давления.
Способ предпочтительно дополнительно включает приведение в действие компрессора низкого давления турбокомпрессора низкого давления посредством турбины низкого давления.
Способ предпочтительно дополнительно включает охлаждение выхлопных газов из компрессора низкого давления до нагнетания в двигатель внутреннего сгорания.
Способ предпочтительно дополнительно включает управление потоком третьей части выхлопных газов в компрессор низкого давления через клапан рециркуляции выхлопных газов на основании условий эксплуатации двигателя или производительности турбокомпрессора низкого давления, или производительности турбокомпрессора высокого давления, или их комбинации.
Способ предпочтительно дополнительно включает фильтрование твердых частиц из выхлопных газов до ввода выхлопных газов в компрессор низкого давления.
Согласно еще одному варианту настоящего изобретения предложен способ сокращения загрязняющих выбросов в двигателе внутреннего сгорания, включающий присоединение турбокомпрессора высокого давления, имеющего компрессор высокого давления и турбину высокого давления с изменяемой геометрией, к двигателю внутреннего сгорания, соединение турбокомпрессора низкого давления, имеющего компрессор низкого давления и турбину низкого давления с изменяемой геометрией, в, по существу, параллельной конфигурации потоков с турбокомпрессором высокого давления, при этом, по существу, параллельная конфигурация потоков включает в себя первую часть выхлопных газов из двигателя внутреннего сгорания в турбину высокого давления с изменяемой геометрией и вторую часть выхлопных газов из двигателя внутреннего сгорания в турбину низкого давления с изменяемой геометрией.
Предпочтительно по существу параллельная конфигурация потоков содержит третью часть выхлопных газов из двигателя внутреннего сгорания в компрессор низкого давления.
Способ предпочтительно дополнительно включает присоединение клапана рециркуляции выхлопных газов для управления потоком третьей части выхлопных газов в компрессор низкого давления.
Способ предпочтительно включает направление части выхлопных газов из турбины высокого давления в компрессор низкого давления с последующим вводом сжатых выхлопных газов во впускной коллектор двигателя внутреннего сгорания.
Способ предпочтительно дополнительно включает присоединение мотора, выполненного с возможностью приведения в действие компрессора низкого давления турбокомпрессора низкого давления.
Краткое описание чертежей
Эти и другие признаки, аспекты и преимущества настоящего изобретения будут лучше понятны из нижеследующего подробного описания, приведенного со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых одинаковыми ссылочными позициями обозначены одинаковые элементы:
Фиг.1 представляет собой схему системы двигателя внутреннего сгорания с турбонаддувом с рециркуляцией выхлопных газов, согласно вариантам осуществления настоящего изобретения.
Фиг.2 представляет собой схему системы двигателя внутреннего сгорания с турбонаддувом, имеющей другой иллюстративный механизм рециркуляции выхлопных газов для сокращения загрязняющих выбросов из системы, согласно вариантам осуществления настоящего изобретения.
Фиг.3 представляет собой схему системы двигателя внутреннего сгорания с турбонаддувом, имеющей иллюстративный механизм рециркуляции выхлопных газов, присоединенный к левому и правому рядам цилиндров двигателя, согласно вариантам осуществления настоящего изобретения.
Фиг.4 представляет собой схему системы двигателя внутреннего сгорания с турбонаддувом, имеющей иллюстративный механизм рециркуляции выхлопных газов для двигателя с раздельными впускными и выпускными коллекторами для левого и правого рядов цилиндров двигателя, согласно вариантам осуществления настоящего изобретения.
Фиг.5 представляет собой схему системы двигателя внутреннего сгорания с турбонаддувом, имеющей иллюстративный механизм рециркуляции выхлопных газов для двигателя с левым и правым рядами цилиндров двигателя с общим впускным коллектором, согласно вариантам осуществления настоящего изобретения.
Фиг.6 представляет собой схему системы двигателя внутреннего сгорания с турбонаддувом, имеющей иллюстративный механизм рециркуляции выхлопных газов для двигателя с раздельными турбокомпрессорами, присоединенными к левому и правому рядам цилиндров двигателя, согласно вариантам осуществления настоящего изобретения.
Фиг.7 представляет собой схему другой системы двигателя внутреннего сгорания с турбонаддувом, имеющей иллюстративный механизм рециркуляции выхлопных газов для двигателя с общим промежуточным охладителем для левого и правого рядов цилиндров двигателя, согласно вариантам осуществления настоящего изобретения.
Фиг.8 представляет собой график 230 выбросов NOx и удельного расхода топлива при испытании двигателя на тормозном стенде (BSFC) при разных температурах охладителя EGR для двигателей внутреннего сгорания с турбонаддувом, показанных на фиг.1-7, согласно вариантам осуществления настоящего изобретения.
Подробное описание изобретения
Ниже подробно рассмотрены варианты осуществления настоящего изобретения, призванные сокращать выбросы в системах двигателя внутреннего сгорания с турбонаддувом, например, реализованных в локомотивах и автомобилях. Например, двигатели внутреннего сгорания могут включать в себя двигатели с искровым воспламенением или двигатели с воспламенением от сжатия, например дизельные двигатели. В частности, настоящее изобретение включает в себя применение избирательной рециркуляции выхлопных газов с всасываемым воздухом в системе двигателя внутреннего сгорания с турбонаддувом для минимизации выбросов, например выбросов NOx, из системы. В частности, смешивание выхлопных газов с всасываемым воздухом снижает пиковую температуру сгорания и температуру адиабатического пламени, тем самым сокращая выбросы из системы.
На чертежах и, прежде всего, на фиг.1 показана система 10 двигателя внутреннего сгорания с турбонаддувом, имеющая иллюстративный механизм 12 рециркуляции выхлопных газов. Примеры системы 10 двигателя внутреннего сгорания с турбонаддувом включают в себя транспортное средство (например, локомотив, автомобиль, самолет, судно (морское), тяжелое оборудование/автомобили и т.д.), систему генерации мощности, промышленную или коммерческую автоматизированную систему, насосы и т.д. В иллюстрируемом варианте осуществления система 10 включает в себя двигатель 14 внутреннего сгорания, имеющий впускной коллектор 16 и выпускной коллектор 18. В этом варианте осуществления давление во впускном коллекторе существенно выше давления в выпускном коллекторе. В некоторых вариантах осуществления двигатель 14 внутреннего сгорания представляет собой двигатель с воспламенением от сжатия, например, дизельный двигатель. Кроме того, система 10 включает в себя турбокомпрессор 20 высокого давления, имеющий турбину 22 высокого давления с изменяемой геометрией, которая присоединена с возможностью привода к компрессору 24 высокого давления через вал 26. Кроме того, система 10 также включает в себя турбокомпрессор 28 низкого давления, имеющий турбину 30 низкого давления с изменяемой геометрией, присоединенную с возможностью привода к компрессору 32 низкого давления через вал 34. В этом варианте осуществления турбокомпрессор 28 низкого давления соединен в, по существу, параллельной конфигурации с турбокомпрессором 20 высокого давления. Иными словами, выхлоп, истекающий из выпускного коллектора 18, разделяется на параллельные или одновременные потоки, поступающие на турбины 22 и 30, а не течет через турбины одну за другой. Кроме того, турбины 22 и 30 высокого давления и низкого давления с изменяемой геометрией способствуют сокращению выбросов во всем диапазоне позиций регулятора, применяемом в системе 10, и, в частности, для работы на больших высотах.
В ходе эксплуатации турбина 22 высокого давления с изменяемой геометрией приводится в действие первой частью 36 выхлопных газов из выпускного коллектора 18, которая направляется на турбину 22 высокого давления через трубопровод 37, который разделяется на трубопровод 38 и другие трубопроводы, как описано ниже. Кроме того, компрессор 24 высокого давления приводится в действие турбиной 22 высокого давления через вал 26 и способен сжимать всасываемый воздух 40. Сжатый воздух 42 из компрессора 24 высокого давления направляется во впускной коллектор 16 через трубопровод 44.
Аналогично, турбина 30 низкого давления с изменяемой геометрией приводится в действие второй частью 46 выхлопных газов из выпускного коллектора 18. В этом варианте осуществления вторая часть 46 выхлопных газов направляется в турбину 32 низкого давления через трубопровод 48, который отходит от трубопровода 37. Снова, компрессор 32 низкого давления приводится в действие турбиной 30 низкого давления через вал 34 и способен сжимать третью часть 50 выхлопных газов из выпускного коллектора 18. Третья часть 50 выхлопных газов из выпускного коллектора 18 направляется на компрессор 32 низкого давления через трубопровод 52, который отходит от трубопровода 37. Сжатая третья часть 54 поступает на впускной коллектор 16 через трубопровод 56. В этом варианте осуществления первая и вторая части 36 и 46 отличаются друг от друга. Кроме того, третья часть 50 отличается от первой и второй частей 36 и 46. Иными словами, первая, вторая и третья части 36, 46, и 50 являются одновременными или параллельными потоками, которые образуют соответствующие доли полного потока выхлопа, исходящего из выпускного коллектора 18 через трубопровод 37. Следует отметить, что соответствующие доли для первой, второй и третьей частей могут зависеть от типа приложения. В одном варианте осуществления % рециркуляции выхлопных газов (EGR) составляет около 12.
Система 10 также включает в себя промежуточный охладитель (IC) или охладитель 58, расположенный после компрессора 32 низкого давления и способный охлаждать третью часть 54 выхлопных газов до ввода во впускной коллектор 16. Кроме того, промежуточный охладитель (IC) или охладитель 60 расположен после компрессора 24 высокого давления и способен охлаждать сжатый всасываемый воздух 42 из компрессора 24 высокого давления. В этом варианте осуществления охладители 58 и 60 способствуют сокращению выбросов и оказывают меньшее влияние на удельный расход топлива (SFC) системы. Кроме того, система 10 также включает в себя клапан 62 рециркуляции выхлопных газов (EGR) для управления потоком третьей части 54 выхлопных газов на компрессор 22 низкого давления. Контроллер 64 присоединен к клапану 62 EGR для управления потоком через клапан 62 EGR на основании условий эксплуатации двигателя, например, положения регулятора, высоты, внешней температуры и других факторов, например площади соплового кольца турбины высокого давления, расхода через турбину 30 низкого давления и температуры охладителя EGR, или производительности турбокомпрессора 28 низкого давления, или производительности турбокомпрессора 20 высокого давления и т.д. Преимущественно, вышеописанная рециркуляция выхлопных газов существенно сокращает загрязняющие выбросы из системы 10. В некоторых вариантах осуществления часть выхлопных газов 66 и 68 из турбин 30 и 22 низкого давления и высокого давления может рециркулировать в системе 10 для сокращения выбросов, что будет описано ниже со ссылкой на фиг.2. В некоторых других вариантах осуществления фильтр частиц (не показан) можно применять для фильтрования любых твердых частиц из выхлопных газов 66 и 68.
На фиг.2 показана схема системы 70 двигателя внутреннего сгорания с турбонаддувом, имеющей другой иллюстративный механизм рециркуляции выхлопных газов для сокращения загрязняющих выбросов из системы 70. В этом варианте осуществления часть 72 выхлопных газов из турбины 30 низкого давления и турбины 22 высокого давления направляется на компрессор 32 низкого давления через трубопровод 74 и сжимается компрессором 32 низкого давления. Кроме того, сжатые газы 54 направляются во впускной коллектор 16. Снова, клапан 62 EGR можно применять для управления потоком выхлопных газов 72 на компрессор 32 низкого давления. В отличие от варианта осуществления, показанного на фиг.1, выхлопные газы 72 получаются после, а не до турбин 22 и 30. Иными словами, поток выхлопных газов 72 течет последовательно, а не параллельно с потоками выхлопных газов 36 и 46. Кроме того, контроллер 64 присоединен к клапану 62 EGR для управления потоком через клапан 62 EGR на основании условий эксплуатации двигателя. В иллюстрируемом варианте осуществления система 70 также включает в себя фильтр 76 частиц, который способен фильтровать твердые частицы из выхлопных газов 66 и 68 из турбин 30 и 32 низкого давления и высокого давления. Кроме того, в некоторых вариантах осуществления, система 70 включает в себя мотор 78, который способен приводить в действие турбокомпрессор 30 низкого давления при выбранных условиях эксплуатации двигателя 14 внутреннего сгорания.
На фиг.3 показана схема системы 80 двигателя внутреннего сгорания с турбонаддувом, имеющей иллюстративный механизм рециркуляции выхлопных газов, присоединенный к левому и правому рядам 82 и 84 цилиндров двигателя. В иллюстрируемом варианте осуществления двигатель 14 включает в себя множество цилиндров (например, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 или более), образующих левый и правый ряды 82 и 84 цилиндров двигателя. Кроме того, часть 86 выхлопных газов из левого ряда 82 цилиндров двигателя направляется в турбину 30 низкого давления через трубопровод 88 для приведения в действие турбины 30, которая, в свою очередь, приводит в действие компрессор 32 низкого давления. Кроме того, часть 90 выхлопных газов из правого ряда 84 цилиндров двигателя направляется на компрессор 32 низкого давления через трубопровод 92 для сжатия. Сжатый газ 54 из компрессора 32 низкого давления затем поступает во впускной коллектор 16 двигателя 14. Снова, потоком выхлопных газов 86 из левого ряда 82 цилиндров двигателя можно управлять с помощью клапана 62 EGR и контроллера 64. Кроме того, как описано выше, турбина 22 высокого давления приводится в действие выхлопными газами 36 из выпускного коллектора 18. Турбина 22 высокого давления приводит в действие компрессор 24 высокого давления для сжатия всасываемого воздуха 40 с последующим вводом сжатого воздуха во впускной коллектор 16. Следует отметить, что выхлопные газы текут через различные турбины и компрессоры параллельно, а не последовательно из разных участков левого и правого рядов 82 и 84 цилиндров.
На фиг.4 показана схема системы 100 двигателя внутреннего сгорания с турбонаддувом, имеющей иллюстративный механизм рециркуляции выхлопных газов для двигателя 102 с раздельными впускными и выпускными коллекторами для левого и правого рядов цилиндров двигателя (например, левого и правого рядов камер сгорания или агрегатов поршень/цилиндр). В иллюстрируемом варианте осуществления двигатель 102 включает в себя левый ряд 104 цилиндров двигателя и правый ряд 106 цилиндров двигателя, которые включают в себя узлы поршень/цилиндр, обозначенные как цил. L1 - цил. L8 и цил. R1 - цил. R8, соответственно. Кроме того, левый ряд 104 цилиндров двигателя включает в себя впускной коллектор 108 и выпускной коллектор 110. Аналогично, правый ряд 106 цилиндров двигателя включает в себя впускной коллектор 112 и выпускной коллектор 114. Система двигателя 100 включает в себя турбокомпрессор 116 высокого давления, имеющий турбину 118 высокого давления с изменяемой геометрией, и компрессор 120 высокого давления. Кроме того, система 100 включает в себя турбокомпрессор 122 низкого давления, имеющий компрессор 124 низкого давления, и турбину 126 низкого давления с изменяемой геометрией. В иллюстрируемом варианте осуществления турбокомпрессор 122 низкого давления располагается в, по существу, параллельной конфигурации с турбокомпрессором 116 высокого давления. Иными словами, выхлопные газы поступают на эти турбокомпрессоры 116 и 122 одновременно или независимо из разных выпускных отверстий выпускных коллекторов 110 и 114, а не проходят последовательно из одного турбокомпрессора в другой. Кроме того, турбина 118 высокого давления присоединена с возможностью привода к компрессору 120 высокого давления через вал 128. Аналогично, турбина 126 низкого давления присоединена с возможностью привода к компрессору 124 низкого давления через вал 130.
Согласно варианту осуществления, показанному на фиг.4, выхлопные газы из левого и правого рядов 104 и 106 цилиндров двигателя рециркулируют в системе 100. В ходе эксплуатации турбина 118 высокого давления приводится в действие частью выхлопных газов 132 и 134 из выпускных коллекторов 110 и 114 левого и правого рядов 104 и 106 цилиндров. Кроме того, компрессор 120 высокого давления приводится в действие турбиной 118 высокого давления и способен сжимать всасываемый воздух 136. Затем сжатый всасываемый воздух направляется во впускные коллекторы 108 и 112 левого и правого рядов 104 и 106 цилиндров, что представлено условными обозначениями 138 и 140. В некоторых вариантах осуществления промежуточные охладители 142 и 144 можно применять для охлаждения сжатого воздуха 138 и 140 до его ввода во впускные коллекторы 108 и 112. Кроме того, выхлопные газы 146 из турбины 118 высокого давления можно фильтровать посредством фильтра 148 частиц и затем выбрасывать в атмосферу, что представлено условным обозначением 150.
Кроме того, турбина 126 низкого давления приводится в действие частью выхлопных газов 152 из выпускного коллектора 110. В этом варианте осуществления клапан 154 EGR применяется для управления потоком выхлопных газов 152. Компрессор 124 низкого давления приводится в действие турбиной 126 низкого давления и принимает часть 156 выхлопных газов из выпускного коллектора 114 правого ряда 106 цилиндров двигателя. В некоторых вариантах осуществления фильтр 158 частиц может располагаться до компрессора 124 низкого давления для фильтрации любых твердых частиц в газах 156. Кроме того, сжатые газы направляются во впускные коллекторы 108 и 112, что представлено условными обозначениями 160 и 162. В некоторых вариантах осуществления охладитель 164 можно применять для охлаждения газов 160 и 162 до их ввода во впускные коллекторы 108 и 112. Кроме того, фильтр частиц (не показан) может располагаться после турбокомпрессора 122 низкого давления для фильтрации твердых частиц в выхлопных газах из турбины 126 низкого давления. В некоторых других вариантах осуществления перепускной клапан 166 компрессора можно применять для направления части несжатых выхлопных газов 156 во впускные коллекторы 108 и 112. Например, перепускной клапан компрессора можно приводить в действие при более низких положениях регулятора для направления части несжатых выхлопных газов 156 во впускные коллекторы 108 и 112.
На фиг.5 показана схема системы 170 двигателя внутреннего сгорания с турбонаддувом, имеющей иллюстративный механизм рециркуляции выхлопных газов для двигателя 172 с левым и правым рядами цилиндров двигателя с общим впускным коллектором. В иллюстрируемом варианте осуществления двигатель 172 включает в себя левый и правый ряды 174 и 176 цилиндров двигателя, имеющие множество цилиндров или узлов цилиндр/поршень, обозначенных цил. L1 - цил. L8 и цил. R1 - цил. R8, соответственно. Кроме того, двигатель 172 включает в себя общий впускной коллектор 180 и выпускные коллекторы 182 и 184, присоединенные к левому и правому рядам 174 и 176 цилиндров двигателя. Показано, что части выхлопных газов 132 и 134 из выпускных коллекторов 182 и 184 используются для приведения в действие турбины 118 высокого давления, которая, в свою очередь, приводит в действие компрессор 120 высокого давления через вал 128. Кроме того, всасываемый воздух 136 поступает в компрессор 120 высокого давления, и потоки сжатого всасываемого воздуха 138 и 140 из компрессора 120 высокого давления направляются в общий впускной коллектор 180 через левый и правый промежуточные охладители 142 и 144, соответственно. Снова, выхлопные газы 146 из турбины 118 высокого давления могут проходить через фильтр 148 частиц до выхода в атмосферу, что указано стрелкой 150. Аналогично, часть 152 выхлопных газов из выпускного коллектора 182 левого ряда 174 цилиндров двигателя направляется для приведения в действие турбины 126 низкого давления, и часть выхлопных газов из выпускного коллектора 184 правого ряда 176 цилиндров двигателя направляется в компрессор 124 низкого давления для дальнейшего сжатия и ввода во впускной коллектор 180. Преимущественно, рециркуляция выхлопных газов в системе 170, как описано ниже, способствует существенному сокращению выбросов из системы 170. Согласно варианту осуществления, показанному на фиг.5, выхлопные газы текут через различные турбины и компрессоры параллельно, а не последовательно. Иными словами, выхлопные газы проходят через различные турбины и компрессоры одновременно и независимо вместо того, чтобы проходить через компрессоры один за другим или турбины - одну за другой.
На фиг.6 показана схема системы 190 двигателя внутреннего сгорания с турбонаддувом, имеющей иллюстративный механизм рециркуляции выхлопных газов для двигателя 172 с раздельными турбокомпрессорами, присоединенными к левому и правому рядам цилиндров двигателя. В иллюстрируемом варианте осуществления система 190 включает в себя первый турбокомпрессор 192 высокого давления и второй турбокомпрессор 194 высокого давления, присоединенные к рядам 174 и 176 цилиндров двигателя. Кроме того, система 190 включает в себя турбокомпрессор 122 низкого давления, соединенный в непоследовательной или, по существу, параллельной и независимой конфигурации с первым и вторым турбокомпрессорами 192 и 194 высокого давления. Первый турбокомпрессор 192 высокого давления включает в себя турбину 196 высокого давления с изменяемой геометрией и компрессор 198 высокого давления. Аналогично, второй турбокомпрессор 194 высокого давления включает в себя турбину 200 высокого давления с изменяемой геометрией и компрессор 202 высокого давления. Кроме того, компрессор 198 высокого давления присоединен с возможностью привода к турбине 196 высокого давления через вал 204. Аналогично, компрессор 202 высокого давления присоединен с возможностью привода к турбине 200 высокого давления через вал 206. В данном варианте осуществления система 190 включает в себя выпускные коллекторы 182 и 184 и общий впускной коллектор 180, как описано выше со ссылкой на фиг.5.
В ходе эксплуатации турбина 196 высокого давления приводится в действие частью выхлопных газов 208 из выпускного коллектора 182 левого ряда 174 цилиндров двигателя. Аналогично, турбина 200 высокого давления приводится в действие частью выхлопных газов 210 из выпускного коллектора 184 правого ряда 176 цилиндров двигателя. Кроме того, компрессоры 198 и 202 высокого давления приводятся в действие турбинами 196 и 200 высокого давления, соответственно. Компрессоры 198 и 202 высокого давления принимают всасываемый воздух 212 и способны сжимать всасываемый воздух 212 для генерации потоков сжатого всасываемого воздуха 214 и 216, которые затем направляются во впускной коллектор 180. В этом варианте осуществления промежуточные охладители 218 и 220 располагаются после компрессоров 198 и 202 высокого давления для охлаждения сжатого всасываемого воздуха 214 и 216 до ввода во впускной коллектор 180. Кроме того, как описано выше со ссылкой на фиг.5, турбина 126 низкого давления приводится в действие выхлопными газами 152 из выпускного коллектора 182. Кроме того, выхлопные газы 156 из выпускного коллектора 184 направляются в компрессор 124 низкого давления и затем рециркулируют во впускной коллектор 180.
На фиг.7 показана схема другой системы 220 двигателя внутреннего сгорания с турбонаддувом, имеющей иллюстративный механизм рециркуляции выхлопных газов для двигателя 172 с общим промежуточным охладителем для левого и правого рядов цилиндров двигателя. Конфигурация для рециркуляции выхлопных газов для этого варианта осуществления аналогична варианту осуществления, показанному на фиг.5. Как описано выше, выхлопные газы 132 и 134 из выпускных коллекторов 182 и 184 используются для приведения в действие турбины 118 высокого давления турбокомпрессора 116 высокого давления. Кроме того, всасываемый воздух 136 сжимается компрессором 120 высокого давления, который приводится в действие турбиной 118 высокого давления. В этом варианте осуществления общий промежуточный охладитель 222 располагается после компрессора 120 высокого давления для охлаждения сжатого всасываемого воздуха 224 из компрессора 120 высокого давления и последующего ввода сжатого всасываемого воздуха 224 во впускной коллектор 180, что представлено условным обозначением 226.
Рециркуляция выхлопных газов, описанная выше со ссылкой на фиг.1-7, способствует существенному сокращению загрязняющих выбросов из системы двигателя с турбонаддувом. На фиг.8 показан график 230 иллюстративных результатов для выбросов NOx и удельного расхода топлива при испытании двигателя на тормозном стенде (BSFC) при разных температурах охладителя EGR для двигателей внутреннего сгорания с турбонаддувом, показанных на фиг.1-7. В иллюстрируемом варианте осуществления по оси 232 абсцисс отложена температура охладителя для рециркуляции выхлопных газов, и по оси 234 ординат отложено изменение % выбросов NOx из двигателей внутреннего сгорания с турбонаддувом, показанных на фиг.1-7. Кроме того, по оси 236 ординат отложено изменение % BSFC системы двигателя внутреннего сгорания с турбонаддувом. Выбросы NOx при разных температурах охладителя EGR представлены профилем 238, и изменение BSFC представлено иллюстративным профилем 240. В этом варианте осуществления разные температуры охладителя EGR указывают разные отношения EGR в системе двигателя внутреннего сгорания с турбонаддувом.
Показано, что выбросы 238 NOx из системы сокращаются, когда температура 232 охладителя EGR снижается в течение периода времени. Таким образом, когда отношение EGR в системе возрастает, выбросы 238 NOx из системы существенно сокращаются. Кроме того, в этом варианте осуществления, как показывает профиль 240, BSFC системы существенно не изменяется при разных температурах охладителя EGR. В иллюстрируемом варианте осуществления EGR в системе обеспечивает выигрыш в % NOx около 42% без существенного роста BSFC.
Различные аспекты вышеописанного способа применяются в различных областях, например двигателях внутреннего сгорания с турбонаддувом, установленных на автомобилях, локомотивах и т.д., как указано выше, избирательная рециркуляция выхлопных газов в системе обеспечивает сокращение выбросов, в частности выбросов NOx из таких систем, что облегчает эксплуатацию двигателя в режиме, благоприятном для окружающей среды. Кроме того, вышеописанный способ способствует существенному сокращению выбросов NOx для разных условий эксплуатации двигателя при достижении нужного удельного расхода топлива (SFC) для двигателя.
Хотя здесь были описаны и проиллюстрированы лишь некоторые признаки изобретения, специалисты в данной области техники могут предложить многочисленные модификации и изменения. Поэтому следует понимать, что прилагаемая формула изобретения призвана охватывать все подобные модификации и изменения, отвечающие истинной сущности изобретения.

Claims (26)

1. Система, содержащая
двигатель внутреннего сгорания, имеющий впускной коллектор и выпускной коллектор,
турбокомпрессор высокого давления, имеющий турбину высокого давления с изменяемой геометрией, присоединенную с возможностью привода к компрессору высокого давления, при этом турбина высокого давления с изменяемой геометрией выполнена с возможностью приведения в действие первой частью выхлопных газов из выпускного коллектора, причем компрессор высокого давления выполнен с возможностью сжатия всасываемого воздуха и подачи сжатого всасываемого воздуха во впускной коллектор, и
турбокомпрессор низкого давления, имеющий турбину низкого давления с изменяемой геометрией, присоединенную с возможностью привода к компрессору низкого давления, при этом турбина низкого давления с изменяемой геометрией выполнена с возможностью приведения в действие второй частью выхлопных газов из выпускного коллектора, причем компрессор низкого давления выполнен с возможностью сжатия третьей части выхлопных газов из выпускного коллектора и подачи сжатой третьей части во впускной коллектор, при этом первая и вторая части выхлопных газов отличаются друг от друга.
2. Система по п.1, в которой двигатель внутреннего сгорания представляет собой двигатель с воспламенением от сжатия.
3. Система по п.2, в которой двигатель с воспламенением от сжатия представляет собой дизельный двигатель.
4. Система по п.1, дополнительно содержащая охладитель, расположенный после компрессора низкого давления и выполненный с возможностью охлаждения третьей части выхлопных газов до ввода во впускной коллектор.
5. Система по п.1, дополнительно содержащая охладитель воздуха, расположенный после компрессора высокого давления и выполненный с возможностью охлаждения сжатого всасываемого воздуха из компрессора высокого давления.
6. Система по п.1, дополнительно содержащая клапан рециркуляции выхлопных газов (EGR), выполненный с возможностью управления потоком третьей части выхлопных газов в компрессор низкого давления.
7. Система по п.6, дополнительно содержащая контроллер, выполненный с возможностью управления потоком через клапан рециркуляции выхлопных газов на основании условий эксплуатации двигателя или производительности турбокомпрессора низкого давления, или производительности турбокомпрессора высокого давления, или их комбинации.
8. Система по п.1, дополнительно содержащая фильтр частиц, выполненный с возможностью фильтрования твердых частиц из выхлопных газов до ввода выхлопных газов в компрессор низкого давления.
9. Система по п.1, в которой давление во впускном коллекторе существенно выше давления в выпускном коллекторе.
10. Система по п.1, в которой третья часть включает в себя, по меньшей мере, часть первой части выхлопных газов, выходящей из турбины высокого давления.
11. Система по п.1, дополнительно содержащая мотор, выполненный с возможностью приведения в действие турбокомпрессора низкого давления при выбранных условиях эксплуатации двигателя внутреннего сгорания.
12. Система по п.1, в которой двигатель внутреннего сгорания содержит множество цилиндров, размещенных в виде левого и правого рядов цилиндров двигателя.
13. Система по п.12, в которой первая и вторая части выхлопных газов содержат выхлопные газы из левого и правого рядов цилиндров двигателя.
14. Система по п.1, в которой система содержит автомобиль или локомотив, или судно, или промышленную установку.
15. Способ эксплуатации системы двигателя, включающий
направление первой части выхлопных газов из двигателя внутреннего сгорания для приведения в действие турбины высокого давления с изменяемой геометрией турбокомпрессора высокого давления,
направление второй части выхлопных газов для приведения в действие турбины низкого давления с изменяемой геометрией турбокомпрессора низкого давления, и
направление третьей части выхлопных газов в компрессор низкого давления турбокомпрессора низкого давления для сжатия третьей части выхлопных газов для нагнетания в двигатель внутреннего сгорания, при этом первая и вторая части выхлопных газов отличаются друг от друга.
16. Способ по п.15, дополнительно включающий приведение в действие компрессора высокого давления турбокомпрессора высокого давления посредством турбины высокого давления для подачи сжатого всасываемого воздуха в двигатель внутреннего сгорания.
17. Способ по п.16, дополнительно включающий охлаждение сжатого всасываемого воздуха из компрессора высокого давления посредством охладителя воздуха, расположенного после компрессора высокого давления.
18. Способ по п.15, дополнительно включающий приведение в действие компрессора низкого давления турбокомпрессора низкого давления посредством турбины низкого давления.
19. Способ по п.15, дополнительно включающий охлаждение выхлопных газов из компрессора низкого давления до нагнетания в двигатель внутреннего сгорания.
20. Способ по п.15, дополнительно включающий управление потоком третьей части выхлопных газов в компрессор низкого давления через клапан рециркуляции выхлопных газов на основании условий эксплуатации двигателя или производительности турбокомпрессора низкого давления, или производительности турбокомпрессора высокого давления, или их комбинации.
21. Способ по п.15, дополнительно включающий фильтрование твердых частиц из выхлопных газов до ввода выхлопных газов в компрессор низкого давления.
22. Способ сокращения загрязняющих выбросов в двигателе внутреннего сгорания, включающий
присоединение турбокомпрессора высокого давления, имеющего компрессор высокого давления и турбину высокого давления с изменяемой геометрией, к двигателю внутреннего сгорания,
соединение турбокомпрессора низкого давления, имеющего компрессор низкого давления и турбину низкого давления с изменяемой геометрией, в, по существу, параллельной конфигурации потоков с турбокомпрессором высокого давления, при этом, по существу, параллельная конфигурация потоков включает в себя первую часть выхлопных газов из двигателя внутреннего сгорания в турбину высокого давления с изменяемой геометрией и вторую часть выхлопных газов из двигателя внутреннего сгорания в турбину низкого давления с изменяемой геометрией.
23. Способ по п.22, в котором, по существу, параллельная конфигурация потоков содержит третью часть выхлопных газов из двигателя внутреннего сгорания в компрессор низкого давления.
24. Способ по п.23, дополнительно включающий присоединение клапана рециркуляции выхлопных газов для управления потоком третьей части выхлопных газов в компрессор низкого давления.
25. Способ по п.22, включающий направление части выхлопных газов из турбины высокого давления в компрессор низкого давления с последующим вводом сжатых выхлопных газов во впускной коллектор двигателя внутреннего сгорания.
26. Способ по п.22, дополнительно включающий присоединение мотора, выполненного с возможностью приведения в действие компрессора низкого давления турбокомпрессора низкого давления.
RU2008126213/06A 2005-11-28 2006-11-27 Система двигателя с турбонаддувом и способ ее эксплуатации RU2421625C2 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US11/287,674 2005-11-28
US11/287,674 US7571608B2 (en) 2005-11-28 2005-11-28 Turbocharged engine system and method of operation

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2008126213A RU2008126213A (ru) 2010-01-10
RU2421625C2 true RU2421625C2 (ru) 2011-06-20

Family

ID=37964874

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2008126213/06A RU2421625C2 (ru) 2005-11-28 2006-11-27 Система двигателя с турбонаддувом и способ ее эксплуатации

Country Status (10)

Country Link
US (1) US7571608B2 (ru)
EP (1) EP1957766B1 (ru)
JP (1) JP2009517584A (ru)
CN (1) CN101316991B (ru)
AU (1) AU2006320804B2 (ru)
BR (1) BRPI0620485A2 (ru)
CA (1) CA2630044A1 (ru)
RU (1) RU2421625C2 (ru)
WO (1) WO2007064573A2 (ru)
ZA (1) ZA200805202B (ru)

Families Citing this family (54)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102006010247B4 (de) * 2006-03-02 2019-12-19 Man Truck & Bus Se Antriebseinheit mit Wärmerückgewinnung
WO2008062254A1 (en) 2006-11-23 2008-05-29 Renault Trucks Internal combustion engine comprising an exhaust gas recirculation system
US20100300088A1 (en) * 2007-05-14 2010-12-02 Borgwarner Inc. Method of controlling a turbocharger
EP2006507A1 (de) * 2007-06-22 2008-12-24 ABB Turbo Systems AG Regelung eines Aufladesystems für Brennkraftmaschinen
EP2006506A1 (de) 2007-06-22 2008-12-24 ABB Turbo Systems AG Aufladesystem für Brennkraftmaschine
US20090173071A1 (en) * 2008-01-07 2009-07-09 Davorin Kapich Diesel engine with exhaust gas recirculation system
US8176736B2 (en) * 2008-03-21 2012-05-15 Cummins Inc. EGR apparatuses, systems, and methods
JP5293941B2 (ja) * 2008-06-11 2013-09-18 株式会社Ｉｈｉ 集塵フィルタの再生方法
US8196403B2 (en) * 2008-07-31 2012-06-12 Caterpillar Inc. Turbocharger having balance valve, wastegate, and common actuator
US8297053B2 (en) * 2008-07-31 2012-10-30 Caterpillar Inc. Exhaust system having parallel asymmetric turbochargers and EGR
US8161747B2 (en) 2008-07-31 2012-04-24 Caterpillar Inc. Exhaust system having series turbochargers and EGR
US8176737B2 (en) * 2008-07-31 2012-05-15 Caterpillar Inc. Exhaust system having 3-way valve
US8096124B2 (en) * 2008-09-30 2012-01-17 Caterpillar Inc. Exhaust system having parallel asymmetric turbochargers and EGR
US8297054B2 (en) * 2008-10-31 2012-10-30 Caterpillar Inc. Exhaust system having turbo-assisted high-pressure EGR
KR20110086617A (ko) * 2008-11-18 2011-07-28 에이비비 터보 시스템즈 아게 배기가스 재순환을 위한 2 단 과급 시스템
US20100146968A1 (en) * 2008-12-12 2010-06-17 Alexander Simpson Emission system, apparatus, and method
US8234864B2 (en) * 2008-12-16 2012-08-07 Caterpillar Inc. Engine system having multi-stage turbocharging and exhaust gas recirculation
WO2010073354A1 (ja) * 2008-12-26 2010-07-01 トヨタ自動車株式会社 過給機付き内燃機関の排気浄化装置
ATE552417T1 (de) * 2009-02-16 2012-04-15 Caterpillar Motoren Gmbh & Co Turbogeladener motor mit abgasrecycling
JP5530117B2 (ja) * 2009-03-31 2014-06-25 川崎重工業株式会社 過給機付内燃機関の排気再循環システム
WO2011017272A1 (en) * 2009-08-01 2011-02-10 Electro-Motive Diesel, Inc. Exhaust gas recirculation system and apparatus for a locomotive two-stroke uniflow scavenged diesel engine
WO2011017270A1 (en) * 2009-08-01 2011-02-10 Electro-Motive Diesel, Inc. Control system for an exhaust gas recirculation system for a locomotive two-stroke uniflow scavenged diesel engine
WO2011017265A1 (en) * 2009-08-01 2011-02-10 Electro-Motive Diesel, Inc. Exhaust gas recirculation system for a locomotive two-stroke uniflow scavenged diesel engine
US20110023811A1 (en) * 2009-08-01 2011-02-03 Heilenbach James W Piston for a two-stroke locomotive diesel engine having an egr system
US8381518B2 (en) * 2009-08-12 2013-02-26 International Engine Intellectual Property Company, Llc Engine exhaust system having filter before turbocharger
US8191354B2 (en) * 2009-10-20 2012-06-05 Ford Global Technologies, Llc Method and aftertreatment configuration to reduce engine cold-start NOx emissions
EP2330287B1 (en) * 2009-12-04 2014-02-26 Caterpillar Motoren GmbH & Co. KG Exhaust gas recirculation method and system
US20120067332A1 (en) * 2010-09-17 2012-03-22 Gm Global Technology Operations, Inc. Integrated exhaust gas recirculation and charge cooling system
JP5701016B2 (ja) * 2010-11-09 2015-04-15 三菱重工業株式会社 エンジン排気ガス浄化装置
US20120222659A1 (en) * 2011-03-03 2012-09-06 General Electric Company Methods and systems for an engine
US10253731B2 (en) 2011-03-03 2019-04-09 Ge Global Sourcing Llc Method and systems for exhaust gas control
DE102011077147A1 (de) * 2011-06-07 2012-12-13 Abb Turbo Systems Ag Abgasführung für Verbrennungsmotor
FI20115705A0 (fi) 2011-07-01 2011-07-01 Waertsilae Finland Oy Polttomoottori ja polttomoottorin syöttökaasukanavajärjestely
US8683974B2 (en) 2011-08-29 2014-04-01 Electro-Motive Diesel, Inc. Piston
CN102418593B (zh) * 2011-11-03 2013-06-19 上海交通大学 单涡双压涡轮增压系统
US8783015B2 (en) * 2011-12-15 2014-07-22 Ecomotors, Inc. Shared EGR system and method for a dual-module engine
US9109514B2 (en) * 2012-01-10 2015-08-18 Hamilton Sundstrand Corporation Air recovery system for precooler heat-exchanger
GB2500193B (en) * 2012-03-12 2014-06-25 Jaguar Land Rover Ltd Combined Turbocharger and EGR Pump Assembly
WO2013151760A1 (en) * 2012-04-05 2013-10-10 The Ohio State University Systems and methods for implementing an open thermodynamic cycle for extracting energy from a gas
US9708974B2 (en) * 2013-01-21 2017-07-18 Ford Global Technologies, Llc Low-pressure EGR control during compressor bypass valve operation
US9726122B2 (en) * 2013-12-09 2017-08-08 Cummins Inc. EGR cylinder operation in an internal combustion engine
EP3137751A1 (en) * 2014-03-13 2017-03-08 Winterthur Gas & Diesel AG A system for exhaust gas recirculation, engine, use of a system for exhaust gas recirculation, method for exhaust gas recirculation and diesel exhaust composition
US9845722B2 (en) * 2014-09-29 2017-12-19 Electro-Motive Diesel, Inc. Engine system for emissions compliance
US9598091B2 (en) 2014-09-29 2017-03-21 Electro-Motive Diesel, Inc. Air intake system for an engine
US9546591B2 (en) * 2014-11-26 2017-01-17 Caterpillar Inc. Exhaust system with exhaust gas recirculation and multiple turbochargers, and method for operating same
GB2533351A (en) * 2014-12-17 2016-06-22 Gm Global Tech Operations Inc Internal combustion engine having a two stage turbocharger
DE102015208684B4 (de) * 2015-05-11 2019-04-18 Ford Global Technologies, Llc Kraftfahrzeug mit einem Abgasrückführungsstrang und zwei Verdichtern
CN106065809B (zh) 2015-04-24 2020-12-25 福特环球技术公司 具有两级增压和排气后处理的发动机及其运行方法
US10208685B2 (en) * 2015-06-22 2019-02-19 Ford Global Technologies, Llc Method for charge pressure control of an internal combustion engine with turbines arranged in parallel, and internal combustion engine for carrying out such a method
US10273965B2 (en) * 2016-08-08 2019-04-30 Borgwarner Inc. Method of extended thermodynamic turbine mapping via compressor inlet throttling
KR101865916B1 (ko) * 2016-09-29 2018-07-13 연세대학교 산학협력단 2단 터보차저와 듀얼 루프 egr 시스템을 구비하는 엔진에서의 egr 제어 장치
CN113286942A (zh) 2018-12-28 2021-08-20 潍柴动力股份有限公司 一种废气再循环系统以及发动机
CN111120154A (zh) * 2019-12-27 2020-05-08 潍柴动力股份有限公司 低压废气再循环系统、发动机
US11319906B2 (en) * 2020-10-06 2022-05-03 Ford Global Technologies, Llc Methods and systems for an exhaust gas recirculation system

Family Cites Families (51)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4505169A (en) * 1975-09-25 1985-03-19 Ganoung David P Apparatus using a continuously variable transmission to improve fuel economy
JPS6041228B2 (ja) * 1977-08-30 1985-09-14 トヨタ自動車株式会社 エンジンの排気ガス再循環制御法及び装置
US4291535A (en) * 1978-09-11 1981-09-29 Caterpillar Tractor Co. Method and apparatus avoiding blowdown losses in compound engines
US4231225A (en) * 1979-02-05 1980-11-04 Aya Kazim K Turbocharged engine with pressurized gas recirculation
JP2526100B2 (ja) * 1988-07-18 1996-08-21 株式会社 いすゞセラミックス研究所 過給機の制御装置
JPH0571426A (ja) * 1991-09-11 1993-03-23 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Ｅｇｒ用排気高圧化装置
US5226401A (en) * 1992-06-01 1993-07-13 Caterpillar Inc. Method and apparatus for exhaust gas recirculation via reverse flow motoring
JPH062553A (ja) * 1992-06-19 1994-01-11 Isuzu Motors Ltd 排気エネルギー回収装置
DE4312462A1 (de) * 1993-04-16 1994-10-20 Mak Maschinenbau Krupp Brennkraftmaschine mit Abgasrückführung
DE4416572C1 (de) * 1994-05-11 1995-04-27 Daimler Benz Ag Aufgeladene Brennkraftmaschine
DE4436732A1 (de) 1994-10-14 1996-04-18 Abb Management Ag Verfahren und Vorrichtung zur hochdruckseitigen Abgasrezirkulation einer aufgeladenen Brennkraftmaschine
SE506125C2 (sv) * 1994-12-08 1997-11-10 Scania Cv Ab Arrangemang för återledning av avgaser i överladdade motorer med parallella turbiner
SE506130C2 (sv) * 1994-12-08 1997-11-10 Scania Cv Ab Arrangemang för återledning av avgaser i överladdade motorer med seriella turbiner
JP3664181B2 (ja) * 1995-04-17 2005-06-22 三菱ふそうトラック・バス株式会社 Ｅｇｒ過給システム
NL1000211C2 (nl) 1995-04-25 1996-10-28 Daf Trucks Nv Zuigverbrandingsmotor voorzien van een systeem voor het recirculeren van uitlaatgassen en systeem voor toepassing in een dergelijke motor.
DE19603472C2 (de) * 1996-01-31 2001-10-25 Siemens Ag Verfahren zur Steuerung einer Abgasrückführvorrichtung einer Brennkraftmaschine
SE9700474L (sv) 1997-02-10 1997-12-22 Scania Cv Ab Överladdad förbränningsmotor, förträdesvis av dieseltyp, försedd med en anordning för avgasåterföring
US6138649A (en) 1997-09-22 2000-10-31 Southwest Research Institute Fast acting exhaust gas recirculation system
JPH11132113A (ja) * 1997-10-30 1999-05-18 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 排気再循環装置付き内燃機関
DE19801395B4 (de) 1998-01-16 2005-12-22 Daimlerchrysler Ag Vorrichtung zur Ladedruckregelung und Abgasrückführungsregelung bei einer Brennkraftmaschine, insbesondere einem Dieselmotor
DE19837978B4 (de) * 1998-04-16 2006-05-18 Borgwarner Turbo Systems Gmbh Turboaufgeladene Brennkraftmaschine
JP2000008963A (ja) * 1998-06-19 2000-01-11 Kanesaka Gijutsu Kenkyusho:Kk 過給エンジンの排気再循環装置
AT3761U1 (de) 1998-09-18 2000-07-25 Avl List Gmbh Brennkraftmaschine, insbesondere diesel-brennkraftmaschine
JP2000110574A (ja) * 1998-09-30 2000-04-18 Mazda Motor Corp ターボ過給機付エンジンの制御装置
US6112729A (en) * 1998-10-02 2000-09-05 Caterpillar Inc. Device for controlling exhaust gas recirculation in an internal combustion engine
DE19851028C2 (de) * 1998-11-05 2001-06-13 Daimler Chrysler Ag Verfahren zum Betreiben einer aufgeladenen Brennkraftmaschine
US6089019A (en) 1999-01-15 2000-07-18 Borgwarner Inc. Turbocharger and EGR system
JP3998861B2 (ja) * 1999-06-16 2007-10-31 株式会社小松製作所 排気還流装置およびその制御方法
US6470866B2 (en) 2000-01-05 2002-10-29 Siemens Canada Limited Diesel engine exhaust gas recirculation (EGR) system and method
US6868824B2 (en) 2000-03-31 2005-03-22 Diesel Engine Retarders, Inc. System and method of gas recirculation in an internal combustion engine
JP2001329879A (ja) * 2000-05-24 2001-11-30 Nissan Diesel Motor Co Ltd 内燃機関の排気還流装置
JP3733281B2 (ja) * 2000-07-31 2006-01-11 株式会社豊田自動織機 内燃機関の過給圧制御装置および過給圧制御方法
JP2002089375A (ja) * 2000-09-11 2002-03-27 Toyota Motor Corp 内燃機関のｅｇｒ装置
US6301889B1 (en) * 2000-09-21 2001-10-16 Caterpillar Inc. Turbocharger with exhaust gas recirculation
US6412278B1 (en) 2000-11-10 2002-07-02 Borgwarner, Inc. Hydraulically powered exhaust gas recirculation system
US7011080B2 (en) 2002-06-21 2006-03-14 Detroit Diesel Corporation Working fluid circuit for a turbocharged engine having exhaust gas recirculation
DE10232337B4 (de) * 2002-07-17 2017-05-11 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Überwachung einer Luftmassenmessvorrichtung
US6651432B1 (en) 2002-08-08 2003-11-25 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The Environmental Protection Agency Controlled temperature combustion engine
JP4278939B2 (ja) * 2002-09-06 2009-06-17 三菱重工業株式会社 内燃機関のｅｇｒ装置
DE10310221B4 (de) * 2003-03-08 2006-11-23 Daimlerchrysler Ag Verfahren zur Begrenzung eines Ladedrucks
US6981375B2 (en) 2003-09-16 2006-01-03 Detroit Diesel Corporation Turbocharged internal combustion engine with EGR flow
JP2005098124A (ja) * 2003-09-22 2005-04-14 Hino Motors Ltd Ｅｇｒ装置
BRPI0416555A (pt) * 2003-11-12 2007-08-21 Mack Trucks detecção de sobrecarga em turbocompressor
US7013879B2 (en) * 2003-11-17 2006-03-21 Honeywell International, Inc. Dual and hybrid EGR systems for use with turbocharged engine
JP2005147030A (ja) * 2003-11-18 2005-06-09 Nissan Diesel Motor Co Ltd 過給機付エンジンの排気還流装置
US6871642B1 (en) 2004-02-27 2005-03-29 Daimlerchrysler Ag Internal combustion engine with an exhaust gas turbocharger and an exhaust gas recirculation device and method of operating same
US6886544B1 (en) * 2004-03-03 2005-05-03 Caterpillar Inc Exhaust gas venturi injector for an exhaust gas recirculation system
JP4057549B2 (ja) 2004-03-31 2008-03-05 株式会社豊田自動織機 内燃機関における排気ガス浄化装置
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
US7165403B2 (en) * 2004-07-28 2007-01-23 Ford Global Technologies, Llc Series/parallel turbochargers and switchable high/low pressure EGR for internal combustion engines
DE102004041767A1 (de) * 2004-08-28 2006-03-02 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine mit Abgasrückführung

Also Published As

Publication number Publication date
ZA200805202B (en) 2009-06-24
EP1957766B1 (en) 2012-10-17
US20070119171A1 (en) 2007-05-31
AU2006320804B2 (en) 2012-05-24
EP1957766A2 (en) 2008-08-20
JP2009517584A (ja) 2009-04-30
CN101316991B (zh) 2012-04-18
AU2006320804A1 (en) 2007-06-07
RU2008126213A (ru) 2010-01-10
CN101316991A (zh) 2008-12-03
BRPI0620485A2 (pt) 2011-11-16
WO2007064573A3 (en) 2007-10-25
CA2630044A1 (en) 2007-06-07
WO2007064573A2 (en) 2007-06-07
US7571608B2 (en) 2009-08-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2421625C2 (ru) Система двигателя с турбонаддувом и способ ее эксплуатации
US6003315A (en) Exhaust gas recirculation system for an internal combustion engine
US6981375B2 (en) Turbocharged internal combustion engine with EGR flow
US6484500B1 (en) Two turbocharger engine emission control system
US6412279B1 (en) Twin turbine exhaust gas re-circulation system having a second stage variable nozzle turbine
US5802846A (en) Exhaust gas recirculation system for an internal combustion engine
CN107654314B (zh) 发动机系统
US5937651A (en) Internal combustion engine with exhaust gas turbocharger
US11396841B2 (en) Air handling in a heavy-duty opposed-piston engine
US7913488B2 (en) Internal combustion engine with secondary air injection system
US6418721B1 (en) Two turbocharger exhaust gas re-circulation system having a first stage variable nozzle turbine
US6516787B1 (en) Use of exhaust gas as sweep flow to enhance air separation membrane performance
GB2416565A (en) Pressure boosted IC engine with exhaust gas recirculation
CN104213998A (zh) 运行内燃发动机的系统和方法
US20090217660A1 (en) Feed circuit for supplying a supercharged engine with at least one fluid and method for supplying such an engine with at least one fluid
US20100146967A1 (en) Emission system, apparatus, and method
US6460519B1 (en) Twin turbine exhaust gas re-circulation system having fixed geometry turbines
KR20170128714A (ko) 배기가스 재순환 시스템
CN101555841A (zh) 内燃机
CN111852697A (zh) 机械增压内燃发动机及其操作方法