RU2543109C2 - Двигатель внутреннего сгорания с наддувом - Google Patents

Двигатель внутреннего сгорания с наддувом Download PDF

Info

Publication number
RU2543109C2
RU2543109C2 RU2012138713/06A RU2012138713A RU2543109C2 RU 2543109 C2 RU2543109 C2 RU 2543109C2 RU 2012138713/06 A RU2012138713/06 A RU 2012138713/06A RU 2012138713 A RU2012138713 A RU 2012138713A RU 2543109 C2 RU2543109 C2 RU 2543109C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
compressor
pressure
bypass valve
boost
turbine
Prior art date
Application number
RU2012138713/06A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2012138713A (ru
Inventor
Андреас ФЛОР
Original Assignee
Мту Фридрихсхафен Гмбх
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 Мту Фридрихсхафен Гмбх filed Critical Мту Фридрихсхафен Гмбх
Publication of RU2012138713A publication Critical patent/RU2012138713A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2543109C2 publication Critical patent/RU2543109C2/ru

Links

Images

Classifications

    • 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
    • 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
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B33/00—Engines characterised by provision of pumps for charging or scavenging
    • F02B33/32—Engines with pumps other than of reciprocating-piston type
    • F02B33/34—Engines with pumps other than of reciprocating-piston type with rotary pumps
    • F02B33/40—Engines with pumps other than of reciprocating-piston type with rotary pumps of non-positive-displacement type
    • 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
    • F02B37/001—Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust using exhaust drives arranged in parallel
    • 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
    • F02B37/004—Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust with exhaust drives arranged in series
    • 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
    • F02B37/013—Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust with exhaust-driven pumps arranged in series
    • 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
    • F02B37/04—Engines with exhaust drive and other drive of pumps, e.g. with exhaust-driven pump and mechanically-driven second 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
    • 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
    • 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
    • F02B39/00—Component parts, details, or accessories relating to, driven charging or scavenging pumps, not provided for in groups F02B33/00 - F02B37/00
    • F02B39/02—Drives of pumps; Varying pump drive gear ratio
    • F02B39/04—Mechanical drives; Variable-gear-ratio drives
    • 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
    • F02B39/00—Component parts, details, or accessories relating to, driven charging or scavenging pumps, not provided for in groups F02B33/00 - F02B37/00
    • F02B39/02—Drives of pumps; Varying pump drive gear ratio
    • F02B39/08—Non-mechanical drives, e.g. fluid drives having variable gear ratio
    • F02B39/10—Non-mechanical drives, e.g. fluid drives having variable gear ratio electric
    • 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)
  • Control Of Turbines (AREA)
  • Control Of Positive-Displacement Air Blowers (AREA)

Abstract

Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания с наддувом. Способ управления и регулирования двигателя (1) внутреннего сгорания с наддувом заключается в том, что в области высоких мощностей наддувочный воздух подают с предварительным сжатием в двигатель внутреннего сгорания за счет двухступенчатого наддува из ступени (ND) низкого давления, а также ступени (HD) высокого давления. В области низких мощностей предварительно сжатый за счет двухступенчатого наддува наддувочный воздух подают с дополнительным сжатием в двигатель (1) внутреннего сгорания посредством компрессора в качестве третьей ступени наддува. Раскрыты варианты выполнения узла наддува для осуществления способа. Технический результат заключается в сохранении мощности независимо от геодезической высоты. 3 н. и 7 з.п. ф-лы, 4 ил.

Description

Изобретение относится к способу управления и регулирования двигателя внутреннего сгорания с наддувом, в котором в области высоких мощностей наддувочный воздух подается в двигатель внутреннего сгорания с предварительным сжатием путем двухступенчатого наддува из ступени низкого давления, а также ступени высокого давления и в котором в области низких мощностей предварительно сжатый путем двухступенчатого наддува наддувочный воздух подается с дополнительным сжатием в двигатель внутреннего сгорания посредством компрессора в качестве третьей ступени наддува. Кроме того, изобретение относится к соответственно адаптированному узлу наддува.
Из DE 19905112 A1 известен двигатель внутреннего сгорания с турбокомпрессором, работающим на ОГ, в котором для улучшения характеристик срабатывания предварительно уплотненный воздух дополнительно сжимается посредством компрессора, например нагнетателя Рутса. Параллельно компрессору устанавливается байпасный клапан, который при малых оборотах двигателя закрывается, а при достаточной мощности турбокомпрессора, работающего на ОГ, открывается. В зависимости от системы с помощью этого наддува достигается лишь незначительная мощность системы, которая в случае, например, гусеничной машины, является недостаточной. Кроме того, при одноступенчатом наддуве, рассчитанном в точке номинальной мощности двигателя внутреннего сгорания, по физическим причинам возникает проблема увеличения числа оборотов турбокомпрессора, работающего на ОГ, с увеличением геодезической высоты. Поэтому при большой геодезической высоте мощность двигателя внутреннего сгорания должна сильно сокращаться, как это предлагается, например, в DE 10 2006 008356 A1. То, что при меньшей геодезической высоте одноступенчатый наддув устанавливается на более низкое давление наддува, с другой стороны, в отношении мощности двигателя является нежелательным.
Поэтому в основу изобретения положена задача создания двигателя внутреннего сгорания с наддувом, который давал бы большую мощность независимо от геодезической высоты.
Эта задача решается с помощью способа управления и регулирования с признаками пункта 1 формулы изобретения и соответственно адаптированного узла наддува с признаками пункта 7 формулы изобретения. В зависимых пунктах формулы изобретения приведены варианты выполнения.
В способе управления и регулирования в области высоких мощностей наддувочный воздух подается в двигатель внутреннего сгорания с предварительным уплотнением путем двухступенчатого наддува из ступени низкого давления и ступени высокого давления. В области низких давлений предварительно сжатый за счет двухступенчатого наддува наддувочный воздух компрессором в качестве третьей ступени наддува подается с дополнительным уплотнением (сжатием) в двигатель. При этом в области низких мощностей давление наддува регулируется за счет того, что отклонение регулируемой величины (от заданной величины) рассчитывается по заданному, а также по фактическому давлению наддува, турбинный байпасный клапан в обход турбины высокого давления закрывается, а компрессорный байпасный клапан для обхода компрессора управляется в зависимости от отклонения регулируемой величины. Таким образом, в области низких мощностей происходит регулируемый трехступенчатый наддув. В области высоких мощностей давление наддува регулируется за счет того, что компрессорный байпасный клапан открывается, а турбинный байпасный клапан для обхода турбины высокого давления управляется в зависимости от отклонения регулируемой величины. Это соответствует двухступенчатому регулируемому наддуву. Определяется область низких мощностей числом холостых оборотов двигателя внутреннего сгорания, а также предельным числом оборотов компрессора, в то время как область высоких давлений определяется предельным числом оборотов, а также максимальным числом оборотов двигателя внутреннего сгорания.
При двухступенчатом регулируемом наддуве работающий на ОГ (ОГ=отработавшие газы) турбокомпрессор низкой и высокой ступеней давления рассчитывается таким образом, чтобы при номинальной мощности обе ступени активно участвовали в создании давления наддува. Загрузка компонентов и уровень числа оборотов сильно падают, вследствие чего возможность предоставления очень высоких мощностей двигателя даже на больших геодезических высотах обеспечивается без падения мощности. Расчет работающего на ОГ турбокомпрессора ступеней низкого и высокого давлений действует вышеописанным образом, так что имеющий место крутящий момент на малых оборотах явно уменьшен. Тогда здесь в качестве третьей последовательно включенной ступени наддува активизируется компрессор, благодаря чему падение мощности прекращается. Преимуществом наряду с большой пиковой мощностью, а также высоким средним давлением является то, что уже при малых оборотах двигателя происходит быстрое создание наддува и как раз прекращается падение мощности с увеличением геодезической высоты.
На фигурах изображен предпочтительный пример выполнения. При этом:
фиг.1 изображает схему системы,
фиг.2 - характеристику двигателя,
фиг.3 - контур регулирования и
фиг.4 - блок-схему программы.
На фиг.1 изображена схема системы двигателя 1 внутреннего сгорания с узлом наддува. Узел наддува содержит ступень ND низкого давления, ступень HD высокого давления и компрессор 2. Ступень ND низкого давления соответствует первой ступени наддува. Ступень HD высокого давления соответствует второй ступени наддува, а компрессор 2 в этом случае соответствует третьей ступени наддува. Ступень ND низкого давления содержит по меньшей мере один турбокомпрессор, работающий на ОГ. В изображенном примере выполнения ступень ND низкого давления содержит первый турбокомпрессор 3, работающий на ОГ, и второй турбокомпрессор 3, работающий на ОГ, в то время как ступень HD высокого давления содержит только один турбокомпрессор 5, работающий на ОГ. Каждый турбокомпрессор, работающий на ОГ, состоит из нагнетателя для подачи наддувочного воздуха и турбины, нагружаемой отработавшими газами, например из нагнетателя 6 и турбины 7 высокого давления ступени HD высокого давления. Параллельно турбине 7 высокого давления ступени HD высокого давления установлен электроуправляемый турбинный байпасный клапан 8. «Параллельно» означает, что один частичный поток отработавших газов может протекать через турбину 7 высокого давления, и один частичный поток отработавших газов - через турбинный байпасный клапан 8. Параллельно компрессору 2 установлен электроуправляемый компрессорный байпасный клапан 9. Компрессор 2 приводится в действие двигателем 1 внутреннего сгорания посредством передачи 10, например шестеренной ступени со сцеплением.
Двигатель 1 внутреннего сгорания и узел наддува управляются устройством 11 (ECU) управления двигателя, содержащим обычные компоненты микрокомпьютерной системы, например микропроцессор, модуль ввода-вывода, буфер и модули памяти (EEPROM, RAM). В модулях памяти на поля характеристик и кривые характеристики наложены рабочие данные, релевантные для работы двигателя 1 внутреннего сгорания и узла наддува. С их помощью устройство 11 управления по входным параметрам вычисляет выходные параметры. На фиг.1 в качестве входных параметров устройства 11 управления для примера изображены число nMOT оборотов двигателя, давление pLL наддува и параметр EIN (вход). Параметр EIN замещает другие входные сигналы, например топливо или температуру топлива. Степень OKBP открытия компрессорного байпасного клапана 9 и степень ОТВР открытия турбинного байпасного клапана 8 являются опционными входными параметрами устройства 11 управления двигателя, если оба байпасных клапана должны контролироваться. Изображенными выходными параметрами электронного устройства 11 управления двигателя являются сигнал КВР управления компрессорным байпасным клапаном 9, сигнал ТВР управления турбинным байпасным клапаном 8 и сигнал AUS (выход). Сигнал AUS замещает другие устанавливающие сигналы управления и регулирования двигателя 1 внутреннего сгорания, например начала/длительности впрыскивания инжекторов или сигнал управления дросселем всасывания в Common-Railsystem.
Посредством ступени ND низкого давления окружающий воздух UL в первой ступени наддува сжимается до первого уровня давления, например в диапазоне 1,8-2,9 бара. Этот наддувочный воздух протекает затем через первый охладитель 12 наддувочного воздуха и сжимается в ступени HD высокого давления до второго уровня давления, например в диапазоне 3-4 бара. После этого наддувочный воздух еще раз охлаждается во втором охладителе 13 наддувочного воздуха. При закрытом компрессорном байпасном клапане 9 наддувочный воздух затем сжимается в третьей ступени наддува посредством компрессора 2 (pLL>4 бар) и по обоим наддувочным воздуховодам 14, 15 подается в двигатель 1 внутреннего сгорания. После процесса сгорания отработавшие газы по выпускному трубопроводу 16 подаются из цилиндров двигателя 1 внутреннего сгорания в турбину 7 высокого давления ступени HD высокого давления. При закрытом турбинном байпасном клапане 8 весь объемный поток отработавших газов протекает через турбину 7 высокого давления. После этого отработавшие газы с уменьшенным давлением параллельно подаются на обе турбины ступени ND низкого давления.
Таким образом, изобретение предусматривает, чтобы в области низких мощностей наддувочный воздух предварительно сжимался за счет ступени ND низкого давления, а также в ступени HD высокого давления и предварительно уплотненный (сжатый) воздух затем дополнительно сжимался в компрессоре 2 в качестве третьей ступени наддува. Это соответствует трехступенчатому наддуву. В области низких мощностей давление pLL наддува регулируется за счет того, что отклонение регулируемой величины рассчитывается по заданному, а также по фактическому давлению наддува, турбинный байпасный клапан 8 в обход турбины 7 высокого давления полностью закрывается, а компрессорный байпасный клапан 9 управляется в зависимости от регулируемой величины отклонения.
В области высоких мощностей давление pLL наддува регулируется за счет того, что компрессорный байпасный клапан 9 полностью открывается, а турбинный байпасный клапан 8 в обход турбины 7 высокого давления управляется в зависимости от отклонения регулируемой величины. Это соответствует двухступенчато регулируемому наддуву.
На фиг.2 изображено поле характеристик двигателя с числом nMOT оборотов двигателя по оси абсцисс и моментом Md двигателя по оси ординат. Момент Md двигателя ограничен DBR-кривой 17, характеризующей максимально допустимое среднее давление двигателя 1 внутреннего сгорания. В поле характеристик двигателя область NLB низких мощностей изображена заштрихованной. В области NLB низких мощностей из ступеней низкого и высокого давлений и компрессора активирован трехступенчатый наддув. Область NLB низких мощностей начинается при числе nLL холостых оборотов двигателя 1 внутреннего сгорания, обычно nLL = 700 1/мин, и заканчивается при предельном числе nGW оборотов, например при nGW=250 1/мин. Предельное число nGW оборотов получается из максимально допустимого числа оборотов компрессора, т.е. из его предельного числа оборотов, и из (повышающего) передаточного отношения передачи. В области низких мощностей турбинный байпасный клапан полностью закрыт, в то время как компрессорный байпасный клапан регулируется в зависимости от отклонения регулируемой величины. Выше (кривой) характеристики 18 переключения, т.е. в направлении увеличения числа nMOT оборотов двигателя, начинается область HLB высоких мощностей. Область HLB высоких мощностей простирается до максимального числа nMAX оборотов. В области HLB высоких мощностей из ступеней низкого и высокого давлений активизирован двухступенчатый наддув. Компрессор в качестве третьей ступени наддува не активизирован, поскольку компрессорный байпасный клапан полностью открыт. В области HLB высоких мощностей давление наддува регулируется турбинным байпасным клапаном в зависимости от отклонения регулируемой величины давления наддува. В одной опции предусмотрено, чтобы характеристика 18 переключения для реагирования на изменение условий окружающей среды была окружена полосой допуска. На фигуре полоса допуска обозначена пунктирными линиями.
На фиг.3 изображен контур регулирования для регулирования давления pLL наддува. Входным, т.е. задающим, параметром является заданное давление pLL(SL) наддува. Выходным параметром контура регулирования являются грубые значения давления pLL наддува. Последнее регистрируется в воздуховоде наддувочного воздуха (фиг.1:15) с помощью датчика, отфильтровывается в программном фильтре и устанавливается в качестве фактического давления pl(IST) наддува. Затем в точке А суммирования по отклонению фактического давления наддува от заданного вычисляется отклонение ер регулируемой величины. По отклонению ер регулируемой величины регулятор 19 давления наддува по крайней мере с PI-характеристикой определяет управляющий параметр SG. Управляющий параметр SG по первой сигнальной цепи 20 подается на ограничитель 22, а по второй сигнальной цепи 21 - на функциональный блок 23. По первой сигнальной цепи 20 ограничивается управляющий параметр SG, а сигналом ТВР управления управляется турбинный байпасный клапан 8. По второй сигнальной цепи 21 в функциональном блоке 23 происходит дальнейшая обработка управляющего параметра, в ограничителе 24 он ограничивается, а компрессорный байпасный клапан 9 управляется сигналом КВР управления. С помощью функционального блока 23 добиваются того, чтобы регулятор 19 давления наддува обращался к компрессорному байпасному клапану 9 лишь тогда, когда турбинный байпасный клапан 8 полностью закрыт. Как отчетливо видно из изображения на фиг.3, регулирование давления наддува при трехступенчатом наддуве может быть интегрировано в имеющийся контур регулирования давления наддува. Поэтому предпочтительным является простая реализация в рамках программного обеспечения двигателя.
На фиг.4 изображена блок-схема программы для способа в качестве подпрограммы UP. При S1 считывается заданное давление pLL(SL) наддува, которое обычно вычисляется с помощью поля характеристик/кривой характеристик по крайней мере в зависимости от желательной мощности. После этого при S2 по грубым значениям вычисляется фактическое давление pLL(IST) наддува, а при S3 производится его сравнение с заданным давлением pLL(SL) наддува. Это соответствует отклонению ер регулируемой величины. При S4 регулятор давления наддува на основе отклонения ер определяет свой управляющий параметр SG. Затем проверяется, больше ли управляющий параметр SG, чем предельное значение, например угол открытия 90°, или равен ему. Если управляющий параметр SG меньше предельного значения, результат опроса при S5: отрицательный, то при S6 третья ступень наддува дезактивируется компрессором за счет того, что компрессорный байпасный клапан по сигналу КВР управления полностью открывается. Тогда предварительно сжатый наддувочный воздух после ступени высокого давления в обход компрессора подается непосредственно в двигатель внутреннего сгорания. В этом случае при S7 турбинный байпасный клапан регулируется по сигналу ТВР управления в зависимости от отклонения ер регулируемой величины. Это соответствует области HLB высоких мощностей с двухступенчато регулируемым наддувом. После этого сигнальная цепь заканчивается и осуществляется возврат к основной программе.
Если при S5 установлено, наоборот, что управляющий параметр больше предельного значения или равен ему, результат опроса S5: положительный, то при S8 турбинный байпасный клапан по сигналу ТВР управления полностью закрывается, а при S9 компрессорный байпасный клапан регулируется по сигналу ТВР управления в зависимости от отклонения ер регулируемой величины. Это соответствует области NLB низких мощностей с трехступенчато регулируемым наддувом. После этого осуществляется возврат к основной программе.
Изобретение может варьироваться без изменения сущности изобретения по следующим пунктам:
- компрессор вместо двигателя внутреннего сгорания может приводиться в действие электродвигателем. Мощность компрессора и тем самым уровень давления pLL наддувочного воздуха в этом случае устанавливаются с помощью числа оборотов электродвигателя. Компрессорный байпасный клапан в этом случае выполняет только байпасную функцию в области высоких мощностей. Управляется электродвигатель устройством управления двигателя по сигналу PWM;
- компрессор может быть частью турбокомпрессора, работающего на ОГ, т.е. механический или электрический привод отпадают;
- вместо уровня давления pLL наддувочного воздуха в качестве регулируемой величины могут быть использованы воздушная масса или коэффициент избытка воздуха в цилиндре, причем воздушная масса в этом случае детектируется в том же месте, что и уровень давления pLL наддувочного воздуха, а коэффициент избытка воздуха в цилиндре измеряется вниз по течению от турбины ступени низкого давления;
- управление обоими байпасными клапанами может осуществляться посредством пневматических управляющих давлений.
Перечень позиций
1 - двигатель внутреннего сгорания
2 - компрессор
3 - первый турбокомпрессор, работающий на ОГ (ступень ND низкого давления)
4 - второй турбокомпрессор, работающий на ОГ (ступень HD высокого давления)
5 - турбокомпрессор, работающий на ОГ (ступень HD)
6 - нагнетатель
7 - турбина высокого давления
8 - турбинный байпасный клапан
9 - компрессорный байпасный клапан
10 - передача
11 - устройство управления двигателя
12 - первый охладитель наддувочного воздуха
13 - второй охладитель наддувочного воздуха
14 - воздуховод наддувочного воздуха
15 - воздуховод наддувочного воздуха
16 - выпускной трубопровод
17 - DBR-кривая
18 - характеристика переключения
19 - регулятор давления наддува
20 - первая сигнальная цепь
21 - вторая сигнальная цепь
22 - ограничитель
23 - функциональный блок
24 - ограничитель

Claims (10)

1. Способ управления и регулирования двигателя (1) внутреннего сгорания с наддувом, в котором в области (HLB) высоких мощностей наддувочный воздух подают с предварительным сжатием в двигатель внутреннего сгорания за счет двухступенчатого наддува из ступени (ND) низкого давления, а также ступени (HD) высокого давления и в котором в области (NLD) низких мощностей предварительно сжатый за счет двухступенчатого наддува наддувочный воздух подают с дополнительным сжатием в двигатель (1) внутреннего сгорания посредством компрессора в качестве третьей ступени наддува.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в области (NLB) низких мощностей давление (pLL) наддува регулируют за счет того, что по заданному давлению (pLL(SL)) наддува, а также по фактическому давлению (pLL(IST)) наддува вычисляют отклонение (ер) регулируемой величины, турбинный байпасный клапан (8) в обход турбины (7) высокого давления закрывают, а компрессорным байпасным клапаном (9) для обхода компрессора (2) управляют в зависимости от отклонения (ер) регулируемой величины.
3. Способ по п.2, отличающийся тем, что в области (NHB) высоких мощностей давление (pLL) наддува регулируют за счет того, что компрессорный байпасный клапан (9) открывают, а турбинным байпасным клапаном (8) для обхода турбины (7) высокого давления управляют в зависимости от отклонения (ер) регулируемого давления.
4. Способ по п.3, отличающийся тем, что область (NLB) низких мощностей задают числом (nLL) холостых оборотов двигателя (1) внутреннего сгорания, а также предельным числом оборотов компрессора (2), а область (HLB) высоких мощностей определяется предельным числом оборотов, а также максимальным числом (nMAX) оборотов двигателя (1) внутреннего сгорания.
5. Способ по п.1, отличающийся тем, что в области (NLB) низких мощностей давление (pLL) наддува регулируют за счет того, что по заданному давлению (pLL(SL)) наддува, а также по фактическому давлению (pLL(IST)) наддува вычисляют отклонение (ер) регулируемой величины, турбинный байпасный клапан (8) для обхода турбины (7) высокого давления закрывают, а число оборотов компрессора (2) регулируют в зависимости от отклонения (ер) регулируемой величины.
6. Способ по одному из пп.1-5, отличающийся тем, что степень (ОТВР) открытия турбинного байпасного клапана (8) и степень (ОКВР) открытия компрессорного байпасного клапана (9) в качестве квитированных параметров контролируют электронным устройством (11) управления двигателя.
7. Узел наддува для осуществления способа по п.1, отличающийся тем, что двигатель (10) внутреннего сгорания механически приводит в действие компрессор (2), параллельно компрессору (2) установлен компрессорный байпасный клапан (9) для обхода компрессора (2), а параллельно турбине (7) высокого давления установлен турбинный байпасный клапан (8) для обхода турбины (7) высокого давления.
8. Узел наддува по п.7, отличающийся тем, что в области (NLB) низких мощностей турбинный байпасный клапан (8) закрыт, а отклонение (ер) регулируемой величины давления наддува устанавливает степень открытия компрессорного байпасного клапана (9).
9. Узел наддува по п.8, отличающийся тем, что в области (HLB) высоких мощностей компрессорный байпасный клапан (9) полностью открыт, а отклонение (ер) регулируемой величины давления наддува устанавливает степень открытия турбинного байпасного клапана (8).
10. Узел наддува для осуществления способа по п.1, отличающийся тем, что электродвигатель приводит в действие компрессор (2), а отклонение (ер) регулируемой величины давления наддува определяет число оборотов в электродвигателе.
RU2012138713/06A 2010-02-11 2011-02-11 Двигатель внутреннего сгорания с наддувом RU2543109C2 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102010007601A DE102010007601A1 (de) 2010-02-11 2010-02-11 Aufgeladene Brennkraftmaschine
DE102010007601.5 2010-02-11
PCT/EP2011/000662 WO2011098292A1 (de) 2010-02-11 2011-02-11 Aufgeladene brennkraftmaschine

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2012138713A RU2012138713A (ru) 2014-03-20
RU2543109C2 true RU2543109C2 (ru) 2015-02-27

Family

ID=44063962

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012138713/06A RU2543109C2 (ru) 2010-02-11 2011-02-11 Двигатель внутреннего сгорания с наддувом

Country Status (7)

Country Link
US (1) US9200578B2 (ru)
EP (1) EP2534353B1 (ru)
KR (1) KR101776591B1 (ru)
CN (1) CN102822480B (ru)
DE (1) DE102010007601A1 (ru)
RU (1) RU2543109C2 (ru)
WO (1) WO2011098292A1 (ru)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2673028C2 (ru) * 2016-05-20 2018-11-21 Форд Глобал Текнолоджиз, Ллк Способ (варианты) управления давлением наддува в двигателе и система двигателя
RU2684858C2 (ru) * 2016-05-20 2019-04-15 Форд Глобал Текнолоджиз, Ллк Способ и система для контроля давления наддува

Families Citing this family (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2985544A3 (fr) * 2012-01-11 2013-07-12 Renault Sa Procede de pilotage d'une suralimentation a deux etages de turbocompresseurs a geometrie fixe
US9228488B2 (en) * 2013-01-07 2016-01-05 General Electric Company High pressure turbine inlet duct and engine
DE102014201549A1 (de) * 2013-02-13 2014-08-14 Volkswagen Aktiengesellschaft Brennkraftmaschine mit Booster
US10087825B2 (en) * 2013-03-05 2018-10-02 Wärtsilä Finland Oy Digital waste gate valve arrangement and method of operating a digital waste gate valve arrangement in an internal combustion engine
US9010117B2 (en) * 2013-03-15 2015-04-21 Cummins Inc. Multi-stage turbocharger system with intercooling and aftercooling
FR3015578B1 (fr) * 2013-12-19 2016-01-29 Valeo Sys Controle Moteur Sas Systeme d'admission d'air pour moteur thermique
DE102014201215B4 (de) * 2014-01-23 2022-09-29 Ford Global Technologies, Llc Aufgeladene Brennkraftmaschine mit Teilabschaltungund Verfahren zum Betreiben einer derartigen Brennkraftmaschine
JP6269330B2 (ja) * 2014-06-06 2018-01-31 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御装置
DE102015103353A1 (de) * 2015-03-06 2016-09-08 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Aufladevorrichtung für eine Brennkraftmaschine
DE102015205559B4 (de) * 2015-03-26 2017-08-17 Volkswagen Aktiengesellschaft Verfahren und Steuerung zum Steuern eines Zusatzverdichters einer Antriebsvorrichtung eines Fahrzeugs
DE202015004831U1 (de) * 2015-07-07 2016-10-10 GM Global Technology Operations LLC (n. d. Ges. d. Staates Delaware) Antriebsvorrichtung für ein Fahrzeug, Fahrzeug mit einer derartigen Antriebsvorrichtung sowie Computerprogrammprodukt zur Ansteuerung der Antriebsvorrichtung
IL241683B (en) 2015-09-17 2020-09-30 Israel Aerospace Ind Ltd Multi-serial charger
WO2017100097A1 (en) * 2015-12-07 2017-06-15 Achates Power, Inc. Air handling in a heavy-duty opposed-piston engine
CN108699949B (zh) * 2016-03-07 2021-02-09 三菱重工发动机和增压器株式会社 发动机系统、发动机系统的控制装置、发动机系统的控制方法及非暂时性记录介质
CN105626237A (zh) * 2016-03-11 2016-06-01 东风商用车有限公司 一种电动辅助增压系统及其使用方法
DE102016003752B4 (de) 2016-03-26 2022-06-09 Audi Ag Verfahren zum Betreiben einer Antriebseinrichtung eines Kraftfahrzeugs sowie entsprechende Antriebseinrichtung
JP6344438B2 (ja) * 2016-08-05 2018-06-20 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御装置
US10054069B2 (en) * 2016-08-22 2018-08-21 GM Global Technology Operations LLC Method and apparatus for model based control of electrical boosting system
US10557424B2 (en) * 2017-05-23 2020-02-11 GM Global Technology Operations LLC Method and system of air charging for an internal combustion engine
BR102017014513B1 (pt) * 2017-07-05 2020-04-22 Duo Engenharia Criativa Ltda Epp disposição construtiva em turbocompressor de baixa temperatura para motor de combustão interna
US10487757B2 (en) * 2017-10-23 2019-11-26 Ford Global Technologies, Llc Method and system for air flow through an engine having compressors
DE102017221747B3 (de) 2017-12-04 2019-02-28 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Verbrennungsmotor, Kraftfahrzeug mit einem solchen sowie Verfahren zum Betreiben eines Verbrennungsmotors
DE102018207829A1 (de) * 2018-05-18 2019-12-05 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Brennkraftmaschine
DE102020124094B4 (de) 2020-09-16 2022-07-07 Audi Aktiengesellschaft System für einen Verbrennungsmotor

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6112523A (en) * 1998-04-30 2000-09-05 Fuji Jukogyo Kabushiki Kaisha Multistage supercharging system for a reciprocating engine
RU2273744C1 (ru) * 2003-08-05 2006-04-10 Ман Нутцфарцойге Эстеррайх Аг Двигатель внутреннего сгорания с 2-ступенчатым газотурбинным нагнетателем и охлаждением наддувочного воздуха между компрессором низкого давления и компрессором высокого давления

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR1397178A (fr) * 1963-11-14 1965-04-30 Nordberg Manufacturing Co Moteur à combustion interne à forte suralimentation
GB1102085A (en) * 1966-03-11 1968-02-07 Armstrong W G Whitworth & Co Improved turbocharged internal combustion engine
JPS55109727A (en) 1979-02-17 1980-08-23 Kawasaki Heavy Ind Ltd Two-stage supercharging type diesel engine equipped with auxiliary blower
US4502283A (en) * 1982-09-24 1985-03-05 General Motors Corporation Turbocharged engine driven positive displacement blower having a bypass passage
US4730457A (en) * 1985-10-29 1988-03-15 Fuji Jukogyo Kabushiki Kaisha Supercharging system for automotive engines
JPH0192525A (ja) * 1987-09-30 1989-04-11 Aisin Seiki Co Ltd エンジンの複合過給装置
DE4210070C2 (de) * 1992-03-27 1996-10-17 Daimler Benz Ag Brennkraftmaschine mit kombinierter Aufladung
SE502158C2 (sv) * 1993-12-08 1995-09-04 Saab Scania Ab Anordning vid - och förfarande vid start av förbränningsmotor
US5551236A (en) * 1994-05-02 1996-09-03 Dresser Industries, Inc. Turbocharger control management system
DE19905112A1 (de) 1999-02-09 2000-08-10 Fev Motorentech Gmbh Verfahren zum Betreiben einer Kolbenbrennkraftmaschine mit Vorverdichtung der Verbrennungsluft und Kolbenbrennkraftmaschine zur Durchführung des Verfahrens
US6205786B1 (en) * 1999-06-16 2001-03-27 Caterpillar Inc. Engine having increased boost at low engine speeds
DE10023022A1 (de) * 2000-05-11 2001-11-22 Borgwarner Inc Aufgeladene Brennkraftmaschine
GB0320986D0 (en) * 2003-09-08 2003-10-08 Ricardo Uk Ltd Automotive turbo charger systems
EP1745200B1 (en) * 2004-05-07 2007-11-28 Honeywell International, Inc. Method of operating an electrically assisted turbocharger and a boosting device
US7958730B2 (en) 2005-12-30 2011-06-14 Honeywell International Inc. Control of dual stage turbocharging
GB0601315D0 (en) * 2006-01-23 2006-03-01 Ricardo Uk Ltd Supercharged diesel engines
DE102006008356B4 (de) 2006-02-21 2007-11-29 Mtu Friedrichshafen Gmbh Verfahren zur Leistungsbegrenzung einer Brennkraftmaschine
US7640745B2 (en) 2007-01-15 2010-01-05 Concepts Eti, Inc. High-pressure fluid compression system utilizing cascading effluent energy recovery
JP4877200B2 (ja) * 2007-11-06 2012-02-15 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御装置
FI121800B (fi) 2008-01-10 2011-04-15 Waertsilae Finland Oy Mäntämoottorin ahdinjärjestely
JP2009191667A (ja) * 2008-02-13 2009-08-27 Toyota Central R&D Labs Inc 過給装置及び過給エンジンシステム
AT505836B1 (de) * 2009-01-19 2011-05-15 Avl List Gmbh Verfahren zum betreiben einer brennkraftmaschine
DE102010037368A1 (de) * 2010-09-07 2012-03-08 Ford Global Technologies, Llc. Verfahren zur Steuerung einer Turboladeranordnung eines Verbrennungsmotors sowie Turboladeranordnung

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6112523A (en) * 1998-04-30 2000-09-05 Fuji Jukogyo Kabushiki Kaisha Multistage supercharging system for a reciprocating engine
RU2273744C1 (ru) * 2003-08-05 2006-04-10 Ман Нутцфарцойге Эстеррайх Аг Двигатель внутреннего сгорания с 2-ступенчатым газотурбинным нагнетателем и охлаждением наддувочного воздуха между компрессором низкого давления и компрессором высокого давления

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2673028C2 (ru) * 2016-05-20 2018-11-21 Форд Глобал Текнолоджиз, Ллк Способ (варианты) управления давлением наддува в двигателе и система двигателя
RU2684858C2 (ru) * 2016-05-20 2019-04-15 Форд Глобал Текнолоджиз, Ллк Способ и система для контроля давления наддува

Also Published As

Publication number Publication date
KR20120126100A (ko) 2012-11-20
CN102822480B (zh) 2016-06-29
CN102822480A (zh) 2012-12-12
US9200578B2 (en) 2015-12-01
RU2012138713A (ru) 2014-03-20
EP2534353A1 (de) 2012-12-19
WO2011098292A1 (de) 2011-08-18
EP2534353B1 (de) 2019-07-24
KR101776591B1 (ko) 2017-09-08
US20130008161A1 (en) 2013-01-10
DE102010007601A1 (de) 2011-08-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2543109C2 (ru) Двигатель внутреннего сгорания с наддувом
EP2628918B1 (en) Method for operating an internal combustion engine with a turbocharger arrangement and control unit for an engine with a turbocharger arrangement
US6922996B2 (en) Method for controlling an electrically driven compressor
US10428748B2 (en) Control device for supercharging system
US8640459B2 (en) Turbocharger control systems and methods for improved transient performance
US20110016862A1 (en) System and method for controlling a two-stage series sequential turbocharger using bypass valve leakage control
US6295816B1 (en) Turbo-charged engine combustion chamber pressure protection apparatus and method
RU2612542C2 (ru) Система двигателя, способ для системы турбонагнетателя и способ для двигателя с турбонаддувом с первым и вторым компрессором
US20080053091A1 (en) Turbocharging Device and Control Method for Controlling the Turbocharging Device
DE102017217796A1 (de) Steuereinrichtung und Steuerverfahren für einen Auflader-ausgestatteten Verbrennungsmotor
US20100300087A1 (en) System and method for mode transition for a two-stage series sequential turbocharger
CN106481444B (zh) 调节内燃发动机充气压力的方法及内燃发动机
JP5031250B2 (ja) エンジンの三段過給システム
KR20080037563A (ko) 연속 과급 장치
US20100287932A1 (en) Internal-combustion-engine control apparatus
JP2015129488A (ja) 内燃機関の制御装置
CN105370424B (zh) 用于运行具有废气再循环装置的内燃机的方法和装置
EP2602451A1 (en) Control device for internal combustion engine
CN109209620B (zh) 内燃机的控制装置
CN104595011A (zh) 发动机进气系统及汽车
EP2439391A1 (en) Turbosupercharged internal combustion engine control method
US20210285365A1 (en) Supercharging pressure control device of internal combustion engine
US11391228B2 (en) Method and device for operating an internal combustion engine including an electrically supported exhaust gas-driven supercharging device
US20210285366A1 (en) Supercharging pressure control device for internal combustion engine
CN114060154A (zh) 用于运行具有电动支持的废气驱动式增压装置的内燃机的方法和设备