RU2600842C2 - Турбокомпаундная двигательная установка с наддувом - Google Patents

Турбокомпаундная двигательная установка с наддувом Download PDF

Info

Publication number
RU2600842C2
RU2600842C2 RU2013158304/06A RU2013158304A RU2600842C2 RU 2600842 C2 RU2600842 C2 RU 2600842C2 RU 2013158304/06 A RU2013158304/06 A RU 2013158304/06A RU 2013158304 A RU2013158304 A RU 2013158304A RU 2600842 C2 RU2600842 C2 RU 2600842C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
engine
high pressure
pressure compressor
low pressure
bypass mechanism
Prior art date
Application number
RU2013158304/06A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2013158304A (ru
Inventor
Кристиан МАЙЕР
Original Assignee
Фпт Моторенфоршунг Аг
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 Фпт Моторенфоршунг Аг filed Critical Фпт Моторенфоршунг Аг
Publication of RU2013158304A publication Critical patent/RU2013158304A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2600842C2 publication Critical patent/RU2600842C2/ru

Links

Images

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
    • F02B37/004—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
    • 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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L1/00—Supplying electric power to auxiliary equipment of vehicles
    • B60L1/003—Supplying electric power to auxiliary equipment of vehicles to auxiliary motors, e.g. for pumps, compressors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L15/00—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles
    • B60L15/20—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles for control of the vehicle or its driving motor to achieve a desired performance, e.g. speed, torque, programmed variation of speed
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L15/00—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles
    • B60L15/20—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles for control of the vehicle or its driving motor to achieve a desired performance, e.g. speed, torque, programmed variation of speed
    • B60L15/2009—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles for control of the vehicle or its driving motor to achieve a desired performance, e.g. speed, torque, programmed variation of speed for braking
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L50/00—Electric propulsion with power supplied within the vehicle
    • B60L50/10—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by engine-driven generators, e.g. generators driven by combustion engines
    • B60L50/16—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by engine-driven generators, e.g. generators driven by combustion engines with provision for separate direct mechanical propulsion
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L50/00—Electric propulsion with power supplied within the vehicle
    • B60L50/50—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells
    • B60L50/60—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells using power supplied by batteries
    • B60L50/61—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells using power supplied by batteries by batteries charged by engine-driven generators, e.g. series hybrid electric vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L7/00—Electrodynamic brake systems for vehicles in general
    • B60L7/10—Dynamic electric regenerative braking
    • B60L7/14—Dynamic electric regenerative braking for vehicles propelled by ac motors
    • 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
    • F02B37/10—Engines with exhaust drive and other drive of pumps, e.g. with exhaust-driven pump and mechanically-driven second pump at least one pump being alternatively or simultaneously driven by exhaust and other drive, e.g. by pressurised fluid from a reservoir or an engine-driven 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
    • F02B37/14—Control of the alternation between or the operation of exhaust drive and other drive of a pump, e.g. dependent on speed
    • 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
    • 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
    • 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
    • F02B41/00—Engines characterised by special means for improving conversion of heat or pressure energy into mechanical power
    • F02B41/02—Engines with prolonged expansion
    • F02B41/10—Engines with prolonged expansion in exhaust turbines
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D28/00—Programme-control of engines
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/10—Vehicle control parameters
    • B60L2240/36—Temperature of vehicle components or parts
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/40—Drive Train control parameters
    • B60L2240/42—Drive Train control parameters related to electric machines
    • B60L2240/421—Speed
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/40—Drive Train control parameters
    • B60L2240/42—Drive Train control parameters related to electric machines
    • B60L2240/423—Torque
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/40—Drive Train control parameters
    • B60L2240/44—Drive Train control parameters related to combustion engines
    • B60L2240/441—Speed
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/40—Drive Train control parameters
    • B60L2240/44—Drive Train control parameters related to combustion engines
    • B60L2240/443—Torque
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2270/00—Problem solutions or means not otherwise provided for
    • B60L2270/10—Emission reduction
    • B60L2270/12—Emission reduction of exhaust
    • 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
    • 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
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/62—Hybrid vehicles
    • 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
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/64—Electric machine technologies in electromobility
    • 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
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
    • 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
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/7072—Electromobility specific charging systems or methods for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors
    • 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
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/72—Electric energy management in electromobility

Abstract

Изобретение может быть использовано в турбокомпаундных двигательных установках с наддувом. Способ управления предназначен для турбокомпаундной двигательной установки, содержащей двигатель (1) внутреннего сгорания (ДВС), имеющий впускную линию (2) и выпускную линию (20), компрессор (11) низкого давления и компрессор (5) высокого давления, установленные в упомянутой впускной линии (2) по ходу потока воздуха, турбину (6) высокого давления и турбину (7) низкого давления, установленные в выпускной линии по ходу потока газов. Турбина (6) высокого давления соединена с валом компрессора (11) низкого давления, турбина (7) низкого давления соединена с компрессором (5) высокого давления. Турбина (7) низкого давления и компрессор (5) высокого давления соединены с коленчатым валом двигателя. Турбокомпаундная двигательная установка включает в себя первый перепускной механизм (3, 4) для обхода компрессора (5) высокого давления, первый измерительный преобразователь для измерения температуры отработанных газов, второй измерительный преобразователь для определения значения лямбда, средство для измерения давления ниже и выше по потоку упомянутого компрессора низкого давления, средство торможения двигателя и датчик частоты вращения двигателя. Способ включает в себя этап деактивации первого перепускного механизма, если выполняется по меньшей мере одно из следующих условий - температура ОГ превышает заданное значение, величина лямбда ниже заданного значения, перепад давления во впускной линии (2) превышает по меньшей мере значение помпажа компрессора (11) низкого давления, активировано средство торможения двигателя, частота вращения двигателя ниже заданного значения. Величина лямбда определяется как AFR/AFRстехиометрическое, где AFR (air-fuel ratio) определяется как масса воздуха, деленная на массу топлива, a AFRстехиометрическое равно 14,545 для дизельных двигателей. Раскрыта турбокомпаундная двигательная установка. Технический результат заключается в улучшении рекуперации тепловых потерь. 2 н. и 9 з.п. ф-лы, 5 ил.

Description

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к турбокомпаундной двигательной установке с наддувом прежде всего для промышленных транспортных средств и к способу управления такой установкой. Изобретение может найти применение также в области судовых двигателей, транспортных средств и в сельском хозяйстве независимо от типа используемого топлива, будь то бензин, дизельное топливо, газ или водород.
Уровень техники
Двухступенчатый наддув с помощью турбокомпрессора был предложен в качестве средства обеспечения высокого кпд двигателей, прежде всего дизельных двигателей, работающих при больших нагрузках, таких как двигатели промышленных транспортных средств или судовые двигатели. Два турбокомпрессора, установленных последовательно во впускной линии двигателя, приводятся в действие турбинами, установленными в выпускной линии двигателя также последовательно или в иной конфигурации.
Турбокомпаундное решение предусматривает две турбины, установленные последовательно в выпускной линии, причем турбина низкого давления (ТНД) соединена с коленчатым валом дизельного двигателя посредством понижающей передачи. Вследствие этого такая вторая турбина обеспечивает дополнительный крутящий момент двигателя.
Двойная турбокомпаундная схема раскрыта в патенте ЕР 2042705. В нем описаны турбина высокого давления (ТВД) и ТНД, установленные в выпускной линии. Такие турбины могут быть соединены параллельно или последовательно друг с другом посредством соответствующих соединений и редукционных клапанов, особенно необходимых при параллельной конфигурации турбин из-за различия в их характеристиках.
ТВД механически соединена с компрессором высокого давления (КВД).
ТНД соединена с коленчатым валом посредством механической передачи. Передача содержит средство уменьшения изменений скорости, расположенное между второй турбиной и коленчатым валом, как и в обычных турбокомпаундных двигателях. Кроме того, такая механическая передача также соединяет КНД, расположенный во впускной линии выше КВД по потоку, причем последний непосредственно соединен с впускным отверстием двигателя внутреннего сгорания (ДВС).
Ведомый компрессор и силовая турбина соединены с двигателем посредством гидродинамической муфты и редуктора. Функцией гидродинамической муфты является уменьшение передачи колебаний крутящего момента от коленчатого вала к приводам турбин. Дополнительной функцией муфты согласно публикации ЕР 042705 является подключение и отключение от двигателя ведомого компрессора и силовой турбины. Эта функция позволяет системе работать в режиме свободно вращающегося КНД с некоторыми дополнительными потерями на трение в приводе.
В публикации WO 2010066452 описан процесс регулировки скольжения гидродинамической муфты наддува с целью управления противодавлением отработавших газов (ОГ) и их рециркуляцией.
Посредством такой линии КНД получает механическую энергию от двигателя или также от ТНД.
В публикации DE 102005003714 описана двухступенчатая компаундная система. В силу такой схемы ведомый КНД нуждается в большом количестве энергии для осуществления наддува. Однако при механическом приводе трудно добиться управляемости КНД.
Классическая турбокомпаундная схема может обеспечить снижение расхода топлива в пределах от 5 до 10% и повышенную удельную мощность в пределах от 100 до 110% по сравнению с ДВС с изменяемой геометрией турбины VTG (от англ. variable turbine geometry).
Удельная мощность или так называемый удельный выход определяется как мощность в [кВт], деленная на объем двигателя в литрах [л]. Такой удельный выход у современных дизельных систем с электронным управлением VTG, работающих под большой нагрузкой, составляет от 30 до 34 кВт/л. В двухступенчатых и двухступенчатых компаундных системах выход может достигать 50 кВт/л.
В отличие от этого классическая схема с двухступенчатым турбонаддувом по сравнению с VTG схемой способна обеспечить меньшее снижение расхода топлива, составляющее от 0% до 5%, но большую удельную мощность, составляющую от 115 до 130%.
В данном документе термин турбонагнетатель является синонимом нагнетателя или компрессора.
Известна также так называемая «электрическая турбокомпаундная схема», содержащая КВД, аксиально соединенный с ТВД, и ТНД, аксиально соединенную с электрическим генератором, вырабатывающим электроэнергию. Имеющийся электродвигатель также соединен с коленчатым валом ДВС. Первый инвертор преобразует энергию, вырабатываемую электрогенератором, в постоянный ток, подаваемый в шину постоянного тока, а второй инвертор, соединенный с указанной шиной постоянного тока, обеспечивает питание электродвигателя, создающего дополнительный крутящий момент ДВС.
Краткое изложение сущности изобретения
В основу настоящего изобретения положена задача предложить способ управления двигательной установкой, который позволяет уменьшить расход топлива и увеличить удельную мощность. В рамках этой задачи первой целью настоящего изобретения является предложить способ управления двигательной установкой, который позволяет увеличить эффективную мощность двигателя и улучшить стратегию рекуперации.
Эта основная задача и подзадачи решаются с помощью способа управления двигательной установкой согласно п.1 формулы изобретения. Как указано ниже, посредством настоящего изобретения могут быть обеспечены многие преимущества. Во-первых, в предлагаемой схеме двигательной установки объединены преимущества одиночной и двойной турбокомпаундных систем с двухступенчатым турбонаддувом. Во-вторых, с использованием предлагаемого в изобретении способа управления можно увеличить эффективную мощность двигателя и улучшить стратегию рекуперации. С учетом соединений между турбинами и компрессорами двигательной установки, схему, предлагаемую в настоящем изобретении, также называют «турбокомпаундный двигатель с инверсным двухступенчатым турбонаддувом».
В частности, схема двигательной установки включает в себя:
а) КНД, приводимый в действие ТВД посредством вала,
б) ТВД и ТНД, установленные последовательно в выпускной линии,
в) КНД и КВД, установленные последовательно во впускной линии.
Указанная схема двигательной установки допускает множество различных рабочих конфигураций, каждая из которых влечет за собой соответствующий возможный режим работы. В одной из возможных конфигураций двигательная установка позволяет, например, увеличить эффективную мощность двигателя, в то время как в другой конфигурации двигательная установка может быть использована, например, для регулирования вмешательства системы рециркуляции ОГ. Настоящее изобретение позволяет снизить потребление топлива, увеличить удельную мощность, улучшить переходную характеристику, увеличить эффективную мощность двигателя и улучшить стратегию рекуперации.
В зависимых пунктах формулы изобретения, являющихся неотъемлемой составной частью настоящего изобретения, раскрываются предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения.
Краткое описание чертежей
Настоящее изобретение будет понятным из последующего детального описания предпочтительных вариантов его осуществления, приведенных в качестве иллюстративного, но не ограничивающего примера, со ссылкой на прилагаемые к описанию чертежи, на которых показано:
на Фиг.1 - один из вариантов выполнения предлагаемой в изобретении двигательной установки,
на Фиг.2 - сравнительная диаграмма характеристик известных из уровня техники установок и предлагаемой в настоящем изобретении установки,
на Фиг.3-5 - сравнительные диаграммы характеристик нескольких систем наддува применительно к одному и тому же граничному условию двигателя.
Одинаковые ссылочные позиции (номера и буквы) на чертежах обозначают одинаковые или функционально эквивалентные элементы.
Осуществление изобретения
На Фиг.1 представлен схематичный вид предлагаемой в изобретении двигательной установки. Двигательная установка, используемая, например, на промышленных транспортных средствах, на судах или для других целей, содержит ДВС 1, который предпочтительно может быть дизельным двигателем. Установка имеет впускную линию 2 ДВС 1 и выпускную линию 20. Начиная от впуска свежего воздуха в упомянутой впускной линии 2 последовательно по потоку свежего воздуха установлены:
- компрессор 11 низкого давления (КНД 11),
- промежуточный охладитель 12 наддувочного воздуха низкого давления (ПОНД 12),
- компрессор 5 высокого давления (КВД 5),
- охладитель 13 наддувочного воздуха высокого давления (ОНВВД 13). Впускная линия 2 содержит первый перепускной механизм 3, 4 для обхода КВД 5. Более подробно, такой перепускной механизм представляет собой перепускную линию 3 и клапан 4. Первый и второй концы перепускной линии 3 подсоединены по потоку соответственно выше и ниже КВД 5. Что касается выпускной линии 20, то начиная от ДВС 1 в ней по потоку ОГ последовательно установлены ТВД 6 и ТНД 7.
Специалисту в данной области понятно, что означают термины турбина «низкого давления» или турбина «высокого давления», равно как и нагнетатель «низкого давления» и нагнетатель «высокого давления» с точки зрения массового расхода, давления и энтальпии с учетом последовательного соединения таких компонентов. Следовательно, также понятно, что «высокий» или «низкий» четко определяют особенности нагнетателя или турбины в данном контексте. В связи с этим в последующем описании под терминами «компрессор» и «нагнетатель» понимают одно и то же. Показанные на Фиг.1 ПОНД 12 и ОНВВД 13 являются необязательными опциями.
Согласно изобретению КНД 11 непосредственно и функционально соединен с ТВД 6. Точнее, КНД 11 приводится в действие ТВД 6 посредством осевого вала 61. Кроме того, ТВД 6 предпочтительно связана с ДВС 1 двойной связью (сдвоенным вводом). Такое решение позволяет обеспечить лучшую переходную характеристику при низкой скорости, извлекая выгоду из пульсации давления в выпускном коллекторе рядного двигателя. В этой связи прямое соединение с двигателем редко находится под постоянным давлением ОГ. В дизельных двигателях с импульсным турбонаддувом сдвоенный ввод в турбину позволяет оптимизировать пульсации ОГ, так как более высокий перепад давления в турбине достигается за более короткое время. Таким образом, посредством увеличения перепада давления принудительно нагнетается поток при уменьшении крайне важного временного интервала, когда массовый расход с высокой плотностью проходит через турбины. В результате такого улучшенного использования энергии ОГ улучшаются характеристики давления наддува двигателя и, следовательно, динамика крутящего момента, прежде всего при низких оборотах двигателя.
Как показано на Фиг.1, в целях предотвращения взаимных помех от различных цилиндров во время циклов их перезарядки, половина цилиндров соединена с одним коллектором 20 ОГ, который формирует «выход» указанного ДВС 1. Таким образом, сдвоенный ввод в ТВД 6 позволяет раздельно подавать поток ОГ через турбину.
В первом основном варианте осуществления изобретения КВД 5 вращательно связан с ТНД 7 посредством соединительной коробки 10. Последняя предпочтительно содержит не показанный на Фиг.1 «комплект шестерен первой ступени», посредством которого вращательное движение передается от вала 8 ТНД 7 к КВД 5. Комплект шестерен первой ступени имеет надлежащее передаточное отношение между валом 8 ТНД 7 и КВД 5. Упомянутая соединительная коробка 10 также содержит гидродинамическую муфту, посредством которой ТНД 7 и КВД 5 могут быть соединены механически и вращательно с коленчатым валом ДВС 1. В частности, такое механическое соединение (ТНД 7 и КВД 5 с ДВС 1) обеспечивается, когда гидродинамическая муфта «активирована». И наоборот, если гидравлическая муфта «деактивирована», то КВД соединен только с ТНД 7 (см. ниже). Соединительная коробка 10 также включает в себя «комплект шестерен второй ступени», выполненный таким образом, чтобы обеспечивать надлежащее передаточное отношение между коленчатым валом ДВС 1 и ТНД 7 и КВД 5.
Таким образом, согласно настоящему изобретению КВД 5 непосредственно и постоянно соединен с соединительной коробкой 10. Это означает, что КВД 5 постоянно соединен с ТНД 7, а если гидродинамическая муфта активирована, то и с коленчатым валом двигателя. В любом случае, согласно настоящему изобретению работа КВД 5 контролируется упомянутым выше перепускным механизмом 3, 4. Боле подробно, когда первый перепускной механизм 3, 4 активирован/задействован (т.е. когда клапан 4 открыт), воздушный поток, поступающий от КНД 11, проходит через перепускную линию 3, и КВД 5 не создает перепада давления. В таких условиях (первый перепускной механизм 3, 4 активирован/открыт) по существу весь воздушный поток проходит через перепускную линию 3, а рабочее колесо ТВД 5 продолжает вращаться, т.к. оно соединено с ТНД 7 и (или) с двигателем. Однако при этом не происходит сжатия массового расхода воздуха. Другими словами, работа КВД 5 сводится к механическим потерям. Более подробно, в отношении массового расхода воздуха, циркулирующего через перепускную линию с выхода КВД 5 на его вход (обратный поток), КВД 5 осуществляет только подачу объемного расхода, не производя работу сжатия.
Следовательно, работа сжатия, выполняемая КВД 5, зависит от активации/деактивации первого перепускного механизма 3, 4. Поэтому принцип работы КВД 5 преимущественно несколько сложнее, но значительно надежнее. Это важно прежде всего для промышленного применения.
В одном из предпочтительных вариантов осуществления изобретения двигательная установка имеет второй перепускной механизм 21, 23 (содержащий вторую перепускную линию 21 и второй клапан 23) для обхода ТВД 6 и третий перепускной механизм 25, 26 (содержащий третью перепускную линию 25 и третий клапан 26) для обхода ТНД 7.
Когда второй перепускной механизм 21, 23 активирован, ОГ, поступающие с выхода ДВС 1, не проходят через ТВД 6. При этом ТВД 6 не приводит в действие КНД 11. Второй перепускной механизм преимущественно активируется для защиты КНД от скорости вращения, выше нормальной, когда гидродинамическая муфта соединительной коробки 10 разъединена/деактивирована. В самом деле, в таких условиях ТНД 7 (на своем холостом ходу) не создает высокого противодавления, достаточного, чтобы тормозить ТВД 6. Вместо этого упомянутый перепускной механизм 21, 23 позволяет контролировать скорость вращения ТВД 6 и, соответственно, скорость вращения соединенного таким образом КНД 11.
Когда активирован третий перепускной механизм 25, 26, поступающие от ТВД 6 ОГ не попадают в ТНД 7. В частности, третий перепускной механизм 25, 26 активируется в режиме торможения двигателя. При этом гидродинамическая муфта активирована, и при активации третьего перепускного механизма 25, 26 ТРД 7 не выдает энергию на эту гидродинамическую муфту и, соответственно, на двигатель. В такой ситуации при деактивации первого перепускного механизма (клапан 4 закрыт) двигатель вынужденно приводит в действие КВД 5. Такая потеря мощности двигателем из-за приведения в действие КВД 5 желательна в режиме торможения двигателя.
Предлагаемая в настоящем изобретении двигательная установка 1, описанная выше, может преимущественно эксплуатироваться по меньшей мере в следующих рабочих конфигурациях:
- в первой конфигурации, называемой «одноступенчатой конфигурацией», когда КНД 11 и ТВД 6 активированы, а ТНД 7 и КВД 5 деактивированы. В такой конфигурации первый перепускной механизм 3, 4 активирован (т.е. массовый расход воздуха проходит через перепускную линию 3 и клапан 4); в то же время активирован также третий перепускной механизм 25, 26, так что поток ОГ идет в обход ТНД 7;
- во второй конфигурации, когда КНД 11 и ТВД 6 активированы, ТНД 7 деактивирована, а КВД 5 находится в работе; в частности, ТНД 7 деактивирован путем активации третьего перепускного механизма (поток ОГ проходит через перепускную линию 25 и клапан 26); как уже указано выше, в этой второй конфигурации установка работает в режиме торможения двигателя;
- в третьей конфигурации, когда КНД 11 и ТВД 6 деактивированы, а ТНД 7 и КВД 5 активированы; в частности, в такой конфигурации КНД 11 и ТВД 6 деактивированы путем активации второго перепускного механизма (поток ОГ проходит через перепускную линию 21 и открытый клапан 23); такая конфигурация позволяет преимущественно разогревать устройство доочистки ОГ двигательной установки;
- в четвертой конфигурации, когда КНД 11 и ТВД 6 активированы, а КВД 5 и ТНД 7 работают на холостом ходу; в частности, в такой конфигурации гидродинамическая муфта соединительной коробки 10 деактивирована и вследствие этого не происходит передача крутящего момента с ТНД 7 на ДВС 1; поэтому в такой конфигурации первый перепускной механизм 3, 4 деактивирован/закрыт (в частности, он может быть активирован при потребности в большом наддуве и деактивирован при потребности в малом наддуве), в то время как второй перепускной механизм 21, 23 и третий перепускной механизм 26, 25 деактивированы;
- в пятой конфигурации; называемой «двухступенчатой конфигурацией», когда КНД 11 и ТВД 6 активированы, а КВД 5 и ТНД 7 функционально подсоединены к двигателю посредством гидродинамической муфты; более подробно, упомянутая гидродинамическая муфта активируется, чтобы передавать крутящий момент от ТНД 7 на ДВС 1; также в этой пятой конфигурации первый перепускной механизм 3, 4 деактивирован/закрыт, равно как деактивированы второй перепускной механизм 21, 23 и третий перепускной механизм 26, 25.
Предлагаемая в изобретении двигательная установка включает в себя средство управления, содержащее, например, электронный управляющий блок ECU (electronic control unit), который управляет активацией/деактивацией первого перепускного механизма 3, 4, а также предпочтительно активацией/деактивацией второго перепускного механизма 21, 23, третьего перепускного механизма 26, 25 и соединительной коробки 10, т.е. упомянутой выше гидродинамической муфты. Электронный управляющий блок ECU по сути контролирует и управляет двигательной установкой с целью смены рабочих конфигураций установки с одной на другую.
Упомянутая двигательная установка также содержит первый измерительный преобразователь, функционально соединенный с электронным управляющий блоком ECU и предназначенный для измерения температуры ОГ. В частности, такая температура измеряется в упомянутой выпускной линии перед ТВД 6. Двигательная установка также содержит второй измерительный преобразователь упомянутого значения лямбда, функционально связанный с электронным управляющий блоком ECU. Упомянутый второй измерительный преобразователь предпочтительно содержит по меньшей мере один датчик давления и по меньшей мере один датчик температуры, установленные во впускной линии и подсоединенные к вышеупомянутому электронному управляющему блоку ECU для вычисления значения лямбда. Более подробно, электронный управляющий блок ECU вычисляет потребность в топливе и массовый расход воздуха исходя из давления наддува и температуры, измеренных соответственно упомянутым по меньшей мере одним датчиком давления и упомянутым одним датчиком температуры упомянутого второго измерительного преобразователя. Согласно альтернативному решению второй измерительный преобразователь может содержать выделенный лямбда зонд, функционально соединенный с вышеупомянутым электронным управляющий блоком ECU.
Упомянутая двигательная установка предпочтительно содержит также средство торможения двигателя и датчик частоты вращения двигателя, который может быть, например, датчиком, обычно устанавливаемым на маховике ДВС. Кроме того, двигательная установка предпочтительно содержит также по меньшей мере датчик крутящего момента для определения крутящего момента. Датчик крутящего момента также функционально соединен с электронным управляющий блоком ECU. Более того, в электронном управляющем блоке ECU предпочтительно хранится «график расхода топлива». На основе этого графика и данных, поступающих от датчика крутящего момента, электронный управляющий блок ECU активирует средство торможения двигателя.
Следует заметить, что в известных решениях средство управления не имеет связи с датчиком крутящего момента. В частности, в известных решениях при работе крутящий момент берется из «графика расхода топлива», который содержит данные, относящиеся к частоте вращения двигателя, крутящему моменту и расходу топлива. Обычно «график расхода топлива» составляется и проверяется на испытательных стендах. В традиционных решениях, следуя требованиям водителя, средство управления обеспечивает массовый расход топлива на основе графика расхода топлива, но при этом отсутствует какая-либо обратная связь от двигателя в виде крутящего момента. Более того, в традиционных решениях в режиме торможения средство управления не получает обратной связи о расходе топлива, а величина тормозного момента также берется из «графика торможения», содержащего данные о скорости вращения двигателя и тормозном моменте. «График торможения» также составляется и калибруется на испытательных стендах.
В отличие от этого в настоящем изобретении наличие датчика крутящего момента, взаимодействующего с электронным управляющий блоком ECU, позволяет контролировать отклонения двигателя и прежде всего само возникновение таких отклонений. Это позволяет поддерживать отклонения двигателя в очень узком диапазоне и компенсировать старение и износ двигателя в процессе эксплуатации.
При этом если выявлено впрыскивание топлива, то средство торможения двигателя не может быть активировано. С другой стороны, если впрыскивание топлива не осуществляется и если частота вращения двигателя выше предварительно заданного значения (например, 1000 об/мин), то тормозное средство двигателя может быть активировано.
Предлагаемая в изобретении стратегия управления двигательной установкой 1 содержит этап деактивации упомянутого первого перепускного механизма 3, 4, если выполняется по меньшей мере одно из следующих условий:
а) температура ОГ превышает заданное значение (например, 700°С),
б) величина лямбда ниже заданного значения,
в) перепад давления во впускной линии (2) превышает по меньшей мере значение помпажа КНД 11,
г) средство торможения двигателя активировано,
д) частота вращения двигателя ниже заданного значения.
Другими словами, согласно изобретению начиная по существу с упомянутой выше первой рабочей конфигурации («одноступенчатой конфигурации»), если выполняются перечисленные выше условия а)-д), то первый перепускной механизм 3, 4 в основном закрыт, так что массовый расход воздуха проходит через КВД 5, где осуществляется сжатие. В таком случае КВД 5 может активно воздействовать на массовый расход воздуха. Напротив, если первый перепускной механизм 3, 4 активирован, то КВД 5 работает, по существу не производя никакого сжатия воздушного потока. Вышеупомянутые условия а)-д) контролируются средством управления ECU, которое затем воздействует на первый перепускной механизм 3, 4 двигательной установки. Электронный управляющий блок ECU может проверить все условия а)-д), прежде чем воздействовать на первый перепускной механизм 3, 4. Альтернативно электронный управляющий блок ECU может воздействовать на перепускной механизм сразу, как только будет выявлено одно из условий а)-д), независимо от выполнения других условий.
В частности, если выполняется условие, указанное в пункте а), то электронный управляющий блок ECU вмешивается путем деактивации первого перепускного механизма 3, 4 и путем последующей активации КВД 5, чтобы произвести дополнительный наддув воздуха, увеличить значение лямбда и понизить температуру сгорания топлива. Со ссылкой на условие, указанное в п.б), значение лямбда вычисляется электронным управляющим блоком ECU исходя из соотношения количеств воздуха и топлива в соответствии со следующей формулой:
Лямбда=AFR/AFRстехиометрическое
где AFR (air-fuel ratio) определяется как масса воздуха, деленная на массу топлива, a AFRстехиометрическое равно 14,545 для дизельных двигателей. Установлено, что наибольший кпд при наименьшем дымлении достигается, когда лямбда имеет значение в диапазоне от 1,4 до 1,8. Когда значение лямбда, вычисленное электронным управляющим блоком ECU (см. выше) или альтернативно измеренное лямбда зондом, выходит из этого диапазона, то первый перепускной механизм 3, 4 активируется/деактивируется и в зависимости от наступившего случая. В частности, если значение лямбда в КВД 5 ниже 1,4, то первый перепускной механизм 3, 4 деактивирован (клапан 4 закрыт). На практике клапан 4 перепускного механизма закрыт, если значение лямбда слишком мало (менее 1,4). В таких условиях муфта соединительной коробки 10 соединена, чтобы обеспечить требуемое значение лямбда. Если значение лямбда остается слишком низким даже в таких условиях (первый перепускной механизм 3, 4 деактивирован, а муфта активирована), то согласно стратегии управления муфта деактивируется и рабочая конфигурация переключается с первой конфигурации («одноступенчатая конфигурация») на упомянутую выше четвертую конфигурацию двигательной установки, чтобы попытаться достичь требуемого значения лямбда. В частности, в такой четвертой конфигурации первый перепускной механизм 3, 4 деактивирован, а ТНД 7 и КВД 5 вращаются вхолостую как турбонагнетатель с более высокими оборотами без соединения с коленчатым валом ДВС 1. Напротив, когда значение лямбда становится выше 1,8, то первый перепускной механизм 3, 4 активируется (клапан 4 открывается).
При выполнении условия, указанного в пункте в), если двигательная установка находится, например, в упомянутой выше одноступенчатой конфигурации, то при малых оборотах двигателя (т.е. при низком массовом расходе воздуха) перепад давления, создаваемый КНД 11 (т.е. соотношение между давлениями на входе и выходе КНД И), должен быть увеличен с целью повышения крутящего момента двигателя. Это достигается путем деактивации первого перепускного механизма 3, 4.
Рабочая карта КНД 11 четко ограничена границей помпажа при повышении давления. При работе компрессора КНД 11 выше границы помпажа нестационарные импульсы будут разрушать рабочее колесо. Положение границы помпажа на рабочей карте КНД 11 зависит от конструкции компрессора и производителя. Согласно изобретению для увеличения перепада давления при низком массовом расходе воздуха используется КВД 5. Путем распределения перепада давления с одного (КНД) на два компрессора (КНД и КВД) можно добиться более высокого перепада давления, не выходя за границу помпажа КНД 11. Очевидно, что при большем массовом расходе воздуха один компрессор (КНД) может обеспечить заявленный перепад давления без помпажа, так что может быть активирован первый перепускной механизм 3, 4, а КВД 5 деактивирован.
При выполнении условия, указанного в пункте г), во время фазы торможения двигателя транспортного средства первый перепускной механизм 3, 4 деактивирован (КВД 5 активно работает на увеличение массового расхода воздуха), чтобы увеличить мощность торможения двигателя. В частности, при деактивации первого перепускного механизма 3, 4 КВД 5 работает над входящим воздушным потоком с целью преобразования энергии из силовой передачи в механическую энергию ведомого КВД 5. Режим торможения двигателя является результатом требования водителя транспортного средства, который с помощью, например, переключателя или педали тормоза посылает сигнал в электронный управляющий блок ECU, который проверяет рабочие параметры двигателя и активирует режим торможения. В частности, электронный управляющий блок ECU деактивирует первый перепускной механизм 3, 4, как это описано выше.
Двигательная установка 1 предпочтительно содержит также систему рециркуляции ОГ (в дальнейшем система EGR - Exhaust Gas Recirculation) для уменьшения образования оксидов азота при сгорании топлива. Система EGR управляется разностью давления на впуске 27 ДВС, то есть давления, измеренного в непосредственной близости от конца впускной линии 2, и давления на выходе ДВС 1, т.е. давления, измеренного в коллекторе 20, т.е. в начале выпускной линии 20 перед ТВД 6. Если давление на впуске 27 выше, чем давление на выходе 20 (отрицательный наддув), рециркуляция ОГ возможна, и наоборот. Поэтому в соответствии с настоящим изобретением массовый расход системы EGR регулируется путем активации/деактивации первого перепускного механизма. В частности, при активации первого перепускного механизма 3, 4 КВД 5 воздействует на всасываемый массовый расход воздуха, увеличивая давление на впуске 27 и, следовательно, восстанавливая условия для рециркуляции ОГ.
Обобщая вышеизложенное, предлагаемая в изобретении двигательная установка 1 переходит в «двухступенчатую конфигурацию» путем деактивации первого перепускного механизма 3, 4 (т.е. путем приведения в действие КВД 5) с целью:
- увеличения давления наддува и снижения температуры ОГ и улучшения переходной характеристики при малых оборотах двигателя и малом массовом расходе и
- смещения рабочей линии двигателя из области помпажа КНД 11 на рабочей карте, когда требуется большой перепад давления при низком массовом расходе, и
- увеличения эффективной мощности двигателя.
Вследствие этого при использовании настоящего изобретения обеспечивается ряд преимуществ:
- объединение в одной схеме двигательной установки полезных свойств одинарных и сдвоенных турбокомпаундных систем с двухступенчатым турбонаддувом и механических компрессоров высокого давления,
- улучшение переходной характеристики двигателя,
- увеличения эффективной мощности двигателя,
- улучшение стратегии рекуперации.
Для того чтобы лучше объяснить преимущества, получаемые при использовании настоящего изобретения, здесь определены некоторые полезные параметры:
- индикаторное среднее эффективное давление IMEP (от англ. indicated mean effective pressure) - это «среднее давление» в цилиндре двигателя во время рабочего цикла, определяемое по индикаторной диаграмме. «Средним давлением» является давление, создающееся в камере сгорания во время рабочего цикла. Это выражение теоретической, без учета сил трения мощности, известной как номинальная мощность в лошадиных силах. В дополнение к тому, что в этом параметре совершенно не учитываются потери мощности на трение, номинальная мощность в лошадиных силах не содержит никакой информации о том, какая фактическая мощность подается на карданный вал для совершения полезной работы. Тем не менее, этот параметр связан с фактическими давлениями, которые возникают в цилиндре, и может быть использован в качестве меры такого давления. IMEP равно сумме «среднего эффективного давления при испытании на тормозной установке» (далее ВМЕР, от англ. brake mean effective pressure) и «среднего эффективного давления трения» (далее FMEP, от англ. friction mean effective pressure);
- Рвыхода = давление после двигателя (на выходе 20);
- Рвпуска = давление перед двигателем (на впуске 27);
- Рдвигателя = мощность на коленчатом валу;
- Ррекуперации = рекуперированная мощность.
Любой технический процесс производства энергии сопровождается потерями энергии и ростом энтропии. Потери энергии происходят во время транспортировки, преобразования, получения, применение, и это неизбежно. В дополнение к природному закону роста энтропии большое количество энергии в виде тепла теряется впустую. «Системы рекуперации тепла ОГ» утилизируют часть некоторых потерь и тем самым повышают кпд термодинамических циклов;
- энергетический потенциал газообмена EPGE (от англ. energy potential gas exchange) является переданной во время обмена энергией. Если работа на наддув положительна, то двигатель не выполняет никакой работы по заполнению и опорожнению цилиндра рабочей текучей средой. Таким образом, если работа на наддув положительна, то кпд двигателя увеличивается (EPGE+).
Если работа на наддув отрицательна, то двигателю необходимо затратить некоторую энергию на газообмен (EPGE-), следовательно, кпд снижается;
- рекуперированная часть энергии PFRC (от англ. power fraction recuperation) является энергией. Системы с рекуперацией тепловых потерь могут вторично использовать часть некоторых потерь и тем самым повышать кпд термодинамических циклов. PFRC - это процентное отношение мощности двигателя к рекуперированной мощности (от ОГ на коленчатом валу);
- потенциал экономии топлива POFS (от англ. potential of fuel saving) (безразмерный коэффициент); этот параметр может быть описан также с помощью следующих уравнений:
POFS=EPGE+PFRC
POFS=(IMEP/Рвыхода-Рвпуска)+(Рдвигателя/Ррекуперации)
Таким образом, EPGE и PFRC влияют на кпд двигателя.
Системы с рекуперацией ОГ, как правило, имеют более высокое противодавление (давление газов на выходе) и отрицательную работу на наддув.
Стандартные двухступенчатые системы турбонаддува не могут рекуперировать энергию, но они могут обеспечить положительную работу на наддув.
Негативные воздействие EPGE может быть компенсировано путем увеличения PFRC.
На Фиг.3, 4 и 5 сравниваются несколько схем наддува применительно к одному и тому же ДВС (Курсор™):
- с изменяемой геометрией турбины [VTG] (на диаграммах обозначена пустыми ромбами);
- с двухступенчатым турбонаддувом [2Stage] (на диаграммах обозначена пустыми кружками);
- одиночная турбокомпаундная [TCD] схема с одноступенчатым турбонаддувом (на диаграммах обозначена короткими штрихами);
- двойная турбокомпаундная [ТС2] схема, а именно схема двухступенчатого турбонаддува, описанная в публикации ЕР 2042705 (на диаграммах обозначена пустыми треугольниками);
- вариант осуществления настоящего изобретения (iTC) (на диаграммах обозначен пустыми квадратиками).
В частности, диаграммы на Фиг.3-5 приведены для сравнения соответствующих указанных величин: POFS, EPGE, PFRC.
С 800-1500 оборотов в минуту предлагаемая в настоящем изобретении двигательная установка работает как двухступенчатая турбокомпаундная система (КВД и ТНД соединены с коленчатым валом). Начиная с 1500-2200 оборотов в минуту КВД 5 деактивируется первым перепускным механизмом, в то время как ТНД 7 по-прежнему остается активированной.
Из диаграммы, приведенной на Фиг.3, видно, что предлагаемая в настоящем изобретении схема показывает по сравнению с известными схемами удивительное снижение экономии топлива, начиная примерно с 1500 оборотов в минуту коленчатого вала двигателя. В соответствии с этим результатом также диаграмма на Фиг.5 демонстрирует рост PFRC при увеличении частоты вращения двигателя выше 1500 оборотов в минуту. Также диаграмма на Фиг.4 показывает более низкий EPGE, начиная примерно с 1500 оборотов в минуту коленчатого вала двигателя.
Похоже, что общий POFC ниже по сравнению с турбокомпаундной схемой TCD, однако удельная мощность в предлагаемой в настоящем изобретении схеме увеличена с 34 кВт/л в TCD до 38 кВт/л в iTC.
Правильно сравнивать предлагаемую в настоящем изобретении схему iTC с предлагаемой в патенте ЕР 2042705 схемой ТС2, в которых обе системы имеют одинаковую удельную мощность. Отсюда следует, что потенциал экономии топлива POFC явно улучшился.
Согласно настоящему изобретению холостой ход в двухступенчатом режиме, т.е. когда КВД 5 и ТНД 7 деактивированы, может быть использован для получения более положительной работы на наддув в зоне рабочей карты ниже 50% от номинальной мощности. Этот режим работы не показан на Фиг.2-5.
Точка переключения КВД и ТНД не является фиксированной и зависит от характеристик двигателя, целевой мощности, свойств турбин и т.п.
Кроме того, достигается лучшая переходная характеристика по сравнению со схемой, описанной в публикации ЕР 2042705, а также схемой, описанной в публикации DE 102005003714, из-за меньшего объема воздуха на стороне высокого давления схемы высокого давления. Отсюда и более низкие уровни дымления на переходных режимах работы.
Кроме того, по сравнению со стандартной одноступенчатой турбокомпаундной схемой настоящее изобретение характеризуется:
- более низкой эмиссией дыма и более низкой рабочей температурой при низкой частоте вращения двигателя,
- повышенной удельной мощностью, особенно при низкой частоте вращения двигателя.
Следует отметить, что в режиме торможения предлагаемая в настоящем изобретении двигательная установка 1 создает более высокий крутящий момент при более низкой частоте вращения двигателя по причине меньшей турбины высокого давления, т.е. большего наддува по сравнению со схемой, описанной как в публикации ЕР 2042705, так и в публикации DE 102005003714. Оба варианта позволяют снизить потребность в мощности соединенного с двигателем нагнетателя при высокой частоте вращения двигателя, когда целевое значение лямбда достигнуто. Таким образом, расход топлива сильно снижается.
Различные изменения, модификации, вариации и другие варианты использования и применения настоящего изобретения очевидны для специалистов в данной области техники после рассмотрения описания и прилагаемых к нему чертежей, которые раскрывают предпочтительные варианты осуществления изобретения. Все такие изменения, модификации, вариации и другие варианты использования и применения изобретения, не выходящие за пределы сущности и объема изобретения, считаются, охваченными настоящим изобретением.
Дальнейшие подробности реализации изобретения здесь не описываются, так как специалист в данной области техники может реализовать изобретение на основании приведенного выше описания.

Claims (11)

1. Способ управления турбокомпаундной двигательной установкой, содержащей
- двигатель (1) внутреннего сгорания (ДВС), имеющий впускную линию (2) и выпускную линию (20),
- компрессор (11) низкого давления и компрессор (5) высокого давления, установленные в упомянутой впускной линии (2) по ходу потока воздуха,
- турбину (6) высокого давления и турбину (7) низкого давления, установленные в упомянутой выпускной линии по ходу потока газов, при этом турбина (6) высокого давления соединена с валом компрессора (11) низкого давления, а турбина (7) низкого давления соединена с компрессором (5) высокого давления и турбина (7) низкого давления и компрессор (5) высокого давления соединены с коленчатым валом двигателя,
- первый перепускной механизм (3, 4) для обхода упомянутого компрессора (5) высокого давления,
- первый измерительный преобразователь для измерения температуры отработанных газов,
- второй измерительный преобразователь для определения значения лямбда электронным управляющим блоком ECU, исходя из соотношения количеств воздуха и топлива в соответствии со следующей формулой:
лямбда=AFR/AFRстехиометрическое
где AFR (air-fuel ratio) определяется как масса воздуха, деленная на массу топлива, a AFRстехиометрическое равно 14,545 для дизельных двигателей,
- средство для измерения давления ниже и выше по потоку упомянутого компрессора низкого давления,
- средство торможения двигателя,
- датчик частоты вращения двигателя, отличающийся тем, что
включает в себя этап деактивации первого перепускного механизма, если выполняется по меньшей мере одно из следующих условий:
а) температура отработавших газов превышает заданное значение,
б) упомянутая величина лямбда ниже заданного значения,
в) упомянутый перепад давления во впускной линии (2) превышает по меньшей мере значение помпажа упомянутого компрессора (11) низкого давления,
г) активировано средство торможения двигателя,
д) частота вращения упомянутого двигателя ниже заданного значения.
2. Способ управления по п. 1, отличающийся тем, что упомянутая двигательная установка содержит систему рециркуляции отработанных газов (EGR), при этом способ
включает в себя этапы деактивации первого перепускного механизма, когда давление на впуске (27) упомянутого двигателя ниже, чем давление на выпускной линии (20).
3. Способ управления по п. 1, отличающийся тем, что упомянутую температуру отработанных газов измеряют в выпускной линии (20) перед упомянутой турбиной (6) высокого давления.
4. Способ управления по любому из пп. 1-3, отличающийся тем, что упомянутое условие б) выполняется, когда величина лямбда имеет значение ниже приблизительно 1,4, способ включает в себя этап активации упомянутого первого перепускного механизма, если величина лямбда превышает значение, приблизительно равное 1,8.
5. Способ управления по любому из пп. 1-3, отличающийся тем, что двигательная установка содержит перепускной механизм (25, 26) для обхода упомянутой турбины (7) низкого давления, при наступлении упомянутого условия д) активируют перепускной механизм (25, 26) для обхода турбины (8) низкого давления.
6. Турбокомпаундная двигательная установка, содержащая
- двигатель (1) внутреннего сгорания (ДВС), имеющий впускную линию (2) и выпускную линию (20),
- компрессор (11) низкого давления и компрессор (5) высокого давления, установленные в упомянутой впускной линии (2) по ходу потока воздуха,
- турбину (6) высокого давления и турбину (7) низкого давления, установленные в упомянутой выпускной линии по ходу потока газов,
- первый перепускной механизм для обхода упомянутого компрессора (5) высокого давления,
отличающаяся тем, что
упомянутая турбина (6) высокого давления соединена с валом упомянутого компрессора (11) низкого давления, а упомянутый компрессор (5) высокого давления приводится в действие упомянутой турбиной низкого давления и/или упомянутым двигателем, при этом упомянутый перепускной механизм деактивируется при выполнении одного из следующих условий
а) температура отработанных газов превышает заданное значение,
б) величина лямбда, вычисляемая электронным управляющим блоком ECU исходя из соотношения количеств воздуха и топлива в соответствии со следующей формулой:
лямбда=AFR/AFRстехиометрическое
где AFR (air-fuel ratio) определяется как масса воздуха, деленная на массу топлива, a AFRстехиометрическое равно 14,545 для дизельных двигателей, ниже заданного значения
в) упомянутый перепад давления во впускной линии (2) превышает по меньшей мере значение помпажа упомянутого компрессора (11) низкого давления,
г) активировано средство торможения двигателя,
д) частота вращения двигателя ниже заданного значения.
7. Двигательная установка по п. 6, отличающаяся тем, что упомянутая установка дополнительно содержит систему рециркуляции отработанных газов (EGR), причем упомянутый первый перепускной механизм (3, 4) деактивирован, если давление на впуске (27) упомянутого двигателя ниже давления на его выпускной линии (20).
8. Двигательная установка по п. 6 или 7, отличающаяся тем, что упомянутая установка включает в себя средство управления упомянутым первым перепускным механизмом (3, 4).
9. Двигательная установка по любому из пп. 6 или 7, отличающаяся тем, что упомянутая установка включает в себя соединительную коробку (10), посредством которой турбина (7) низкого давления соединена с компрессором (5) высокого давления, при этом соединительная коробка (10) содержит гидродинамическую муфту, которая соединяет/разъединяет турбину (7) низкого давления и компрессор (5) высокого давления с/от двигателя.
10. Двигательная установка по п. 9, отличающаяся тем, что включает в себя второй перепускной механизм (21, 23) для обхода упомянутой турбины (6) высокого давления, активируемый в случае, когда гидродинамическая муфта разъединяет двигатель от турбины (7) низкого давления и (или) компрессора (5) высокого давления.
11. Двигательная установка по п. 10, отличающаяся тем, что включает в себя третий перепускной механизм (25, 26) для обхода турбины (7) низкого давления, активируемый в случае, когда активировано упомянутое средство торможения двигателя.
RU2013158304/06A 2011-05-30 2012-05-30 Турбокомпаундная двигательная установка с наддувом RU2600842C2 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP11168087 2011-05-30
EP11168087.2 2011-05-30
PCT/EP2012/060120 WO2012163956A1 (en) 2011-05-30 2012-05-30 Supercharged turbocompound engine apparatus

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2013158304A RU2013158304A (ru) 2015-07-10
RU2600842C2 true RU2600842C2 (ru) 2016-10-27

Family

ID=44720217

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013158306/06A RU2600839C2 (ru) 2011-05-30 2012-05-30 Гибридная турбокомпаундная двигательная установка с наддувом
RU2013158304/06A RU2600842C2 (ru) 2011-05-30 2012-05-30 Турбокомпаундная двигательная установка с наддувом

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013158306/06A RU2600839C2 (ru) 2011-05-30 2012-05-30 Гибридная турбокомпаундная двигательная установка с наддувом

Country Status (8)

Country Link
US (2) US9341145B2 (ru)
EP (2) EP2715088B1 (ru)
CN (2) CN103562517B (ru)
AU (2) AU2012264788B2 (ru)
BR (2) BR112013030715B1 (ru)
ES (2) ES2570185T3 (ru)
RU (2) RU2600839C2 (ru)
WO (2) WO2012163956A1 (ru)

Families Citing this family (37)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101861754B1 (ko) * 2013-06-14 2018-05-28 카와사키 주코교 카부시키 카이샤 엔진 시스템 및 선박
EP2886824B1 (en) 2013-12-20 2016-07-20 FPT Motorenforschung AG Improved turbocompound scheme, in particular in the field of industrial vehicles
JP6272077B2 (ja) * 2014-02-25 2018-01-31 三菱重工業株式会社 過給機及び船舶
US9869190B2 (en) 2014-05-30 2018-01-16 General Electric Company Variable-pitch rotor with remote counterweights
AT515936B1 (de) * 2014-06-02 2016-01-15 Avl List Gmbh Brennkraftmaschine
DE102014221333B4 (de) * 2014-10-21 2022-07-07 Ford Global Technologies, Llc Zwillingsturbo-System mit elektrisch antreibbaren Verdichtern
US10072510B2 (en) 2014-11-21 2018-09-11 General Electric Company Variable pitch fan for gas turbine engine and method of assembling the same
AT516542B1 (de) * 2014-12-15 2019-12-15 Man Truck & Bus Oesterreich Ag Verfahren zum Steuern einer Motorbremsvorrichtung sowie Motorbremsvorrichtung
GB2533351A (en) * 2014-12-17 2016-06-22 Gm Global Tech Operations Inc Internal combustion engine having a two stage turbocharger
CN104595025B (zh) * 2014-12-24 2018-03-27 深圳智慧能源技术有限公司 活塞发动机发电系统
US11105259B2 (en) 2015-02-03 2021-08-31 Williams International Co., L.L.C. Turbo-electric turbo-compounding method
US11105258B2 (en) 2015-02-03 2021-08-31 Williams International Co., L.L.C. Turbo-electric turbo-compounding system
FR3034138B1 (fr) * 2015-03-26 2019-05-10 Valeo Systemes De Controle Moteur Systeme moteur avec systeme de recuperation d'energie
DE102015207791B4 (de) * 2015-04-28 2018-11-15 Ford Global Technologies, Llc Kraftfahrzeug
US10710738B2 (en) 2015-06-25 2020-07-14 Pratt & Whitney Canada Corp. Auxiliary power unit with intercooler
US10696417B2 (en) 2015-06-25 2020-06-30 Pratt & Whitney Canada Corp. Auxiliary power unit with excess air recovery
US9771165B2 (en) * 2015-06-25 2017-09-26 Pratt & Whitney Canada Corp. Compound engine assembly with direct drive of generator
US10590842B2 (en) 2015-06-25 2020-03-17 Pratt & Whitney Canada Corp. Compound engine assembly with bleed air
US10253687B2 (en) 2015-08-07 2019-04-09 Pratt & Whitney Canada Corp. Auxiliary power unit with electrically driven compressor
US10100653B2 (en) 2015-10-08 2018-10-16 General Electric Company Variable pitch fan blade retention system
CN105569821B (zh) * 2016-03-09 2018-01-30 河南润华通用装备有限公司 内燃机恒压供气装置及具有该装置的内燃机、控制方法
CN105569825B (zh) * 2016-03-15 2018-07-24 哈尔滨工程大学 柴油机柔性增压控制方法
US9981654B2 (en) * 2016-06-02 2018-05-29 Ford Global Technologies, Llc Methods and systems for surge control
AU2016431602B2 (en) * 2016-12-05 2019-08-01 Essity Hygiene And Health Aktiebolag Absorbent product comprising foam material
US10985608B2 (en) 2016-12-13 2021-04-20 General Electric Company Back-up power system for a component and method of assembling same
DE102017110854B4 (de) * 2017-05-18 2020-01-23 Mtu Friedrichshafen Gmbh Brennkraftmaschine mit einem Motor und einer Laderanordnung, Verfahren zum Betrieb einer Brennkraftmaschine
CN106979066A (zh) * 2017-05-26 2017-07-25 福州大学 混合涡轮增压余热利用提高瞬态响应的试验装置及方法
KR102440599B1 (ko) * 2017-11-02 2022-09-05 현대자동차 주식회사 일렉트릭 슈퍼차저 제어 시스템 및 그 제어 방법
US20190153930A1 (en) * 2017-11-21 2019-05-23 GM Global Technology Operations LLC Electrically assisted turbochargers with integrated one-way clutches and engines and vehicles utilizing the same
IT201900003815A1 (it) * 2019-03-15 2020-09-15 Fpt Motorenforschung Ag Metodo e dispositivo per migliorare una procedura di freno motore
US11958622B2 (en) 2020-05-15 2024-04-16 Pratt & Whitney Canada Corp. Protection functions
US11827372B2 (en) 2020-05-15 2023-11-28 Pratt & Whitney Canada Corp. Engine characteristics matching
US11794917B2 (en) 2020-05-15 2023-10-24 Pratt & Whitney Canada Corp. Parallel control loops for hybrid electric aircraft
CN112922688A (zh) * 2021-03-03 2021-06-08 王琰 一种稻田间农业动力机械装置
US11674435B2 (en) 2021-06-29 2023-06-13 General Electric Company Levered counterweight feathering system
US11795964B2 (en) 2021-07-16 2023-10-24 General Electric Company Levered counterweight feathering system
CN113944552B (zh) * 2021-08-31 2023-12-19 东风汽车集团股份有限公司 一种两级增压系统控制方法、装置、设备和介质

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0417732A2 (en) * 1989-09-11 1991-03-20 Isuzu Motors Limited Supercharged engine
DE102005003714A1 (de) * 2005-01-26 2006-08-03 Robert Bosch Gmbh Turbocompound-Aufladesystem mit zuschaltbarem Verdichter
RU2008144635A (ru) * 2007-11-12 2010-05-20 Ман Нутцфарцойге Акциенгезелльшафт (De) Двигатель внутреннего сгорания с работающим на рециркулируемых отработавших газах охладителем
DE102009033519A1 (de) * 2009-07-15 2010-11-11 Voith Patent Gmbh Antriebsstrang mit einer Verbrennungskraftmaschine

Family Cites Families (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH202931A (de) * 1937-03-25 1939-02-15 Maschf Augsburg Nuernberg Ag Brennkraftmaschine mit Spülung und Aufladung, insbesondere für Höhenflug.
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
GB9016480D0 (en) 1990-07-27 1990-09-12 F J Wallace & Associates Ltd Two and four stroke compound diesel engine with cvt drive
SE517844C2 (sv) * 1997-12-03 2002-07-23 Volvo Lastvagnar Ab Arrangemang vid förbränningsmotor samt förfarande för minskning av skadliga utsläpp
US6557337B1 (en) * 1998-09-25 2003-05-06 Alm Development, Inc. Gas turbine engine
US6651421B2 (en) * 2000-10-02 2003-11-25 Richard R. Coleman Coleman regenerative engine with exhaust gas water extraction
IT1320703B1 (it) * 2000-10-06 2003-12-10 Iveco Fiat Motore endotermico turbocompound.
US6658848B1 (en) * 2002-05-14 2003-12-09 Caterpillar Inc Airflow system for engine with series turbochargers
US6938420B2 (en) * 2002-08-20 2005-09-06 Nissan Motor Co., Ltd. Supercharger for internal combustion engine
DE102004055128A1 (de) * 2004-11-16 2006-06-01 Volkswagen Ag Verfahren zur Steuerung eines Betriebs eines Hybridkraftfahrzeugs sowie Hybridfahrzeug
DE102004062492A1 (de) * 2004-12-24 2006-07-13 Daimlerchrysler Ag Verfahren zum Betrieb einer Brennkraftmaschine mit einem Abgasturbolader und einer Nutzturbine
JP2007077899A (ja) * 2005-09-15 2007-03-29 Hino Motors Ltd 二段過給システム
EP1843019B1 (en) * 2006-04-05 2010-09-29 GM Global Technology Operations, Inc. Two-stage turbo-charger engine system
CN101082302B (zh) * 2006-05-30 2012-05-30 卡特彼勒公司 具有串联涡轮增压器的发动机的空气流系统
JP4743045B2 (ja) * 2006-08-28 2011-08-10 マツダ株式会社 エンジンの過給装置
US7735320B2 (en) * 2006-08-29 2010-06-15 Gm Global Technology Operations, Inc. Dual stage turbocharger control system
US20090211260A1 (en) * 2007-05-03 2009-08-27 Brayton Energy, Llc Multi-Spool Intercooled Recuperated Gas Turbine
ES2389222T3 (es) 2007-09-28 2012-10-24 Iveco Motorenforschung Ag Motor turbo hélice sobrealimentado
US8141357B2 (en) * 2007-10-12 2012-03-27 Mazda Motor Corporation Supercharger for an engine
US8082730B2 (en) * 2008-05-20 2011-12-27 Caterpillar Inc. Engine system having particulate reduction device and method
US8302398B2 (en) * 2008-08-29 2012-11-06 Deere & Company Work machine with drive train coupled turbo compounding
DE102008061711B3 (de) 2008-12-12 2010-07-29 Voith Patent Gmbh Verfahren zur Steuerung der Leistungsübertragung in einem Antriebsstrang und Antriebsstrang
FR2943727A1 (fr) * 2009-03-30 2010-10-01 Renault Sas Procede, pour un turbocompresseur de suralimemntation, de determination d'une consigne de position d'un actionneur de by-pass.
WO2010132439A1 (en) * 2009-05-12 2010-11-18 Icr Turbine Engine Corporation Gas turbine energy storage and conversion system
US8096123B2 (en) * 2009-05-29 2012-01-17 GM Global Technology Operations LLC System and method for mode transition for a two-stage series sequential turbocharger
KR20120042851A (ko) 2009-07-24 2012-05-03 베에스하 보쉬 운트 지멘스 하우스게랫테 게엠베하 가스 밸브 유닛의 작동 메커니즘
DE102009034510A1 (de) * 2009-07-24 2011-04-14 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Fahrzeug mit aufgeladenem Verbrennungsmotor sowie Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugs mit aufgeladenem Verbrennungsmotor
GB2472829B (en) * 2009-08-20 2014-04-02 Gm Global Tech Operations Inc Two-stage turbocharged engine system
US8522757B2 (en) * 2009-10-28 2013-09-03 Deere & Company Metering exhaust gas recirculation system for a dual turbocharged engine having a turbogenerator system
US20120000204A1 (en) * 2010-07-02 2012-01-05 Icr Turbine Engine Corporation Multi-spool intercooled recuperated gas turbine
US8943823B2 (en) * 2010-11-18 2015-02-03 Caterpillar Inc. Fluid handling system having dedicated EGR turbo-generator

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0417732A2 (en) * 1989-09-11 1991-03-20 Isuzu Motors Limited Supercharged engine
DE102005003714A1 (de) * 2005-01-26 2006-08-03 Robert Bosch Gmbh Turbocompound-Aufladesystem mit zuschaltbarem Verdichter
RU2008144635A (ru) * 2007-11-12 2010-05-20 Ман Нутцфарцойге Акциенгезелльшафт (De) Двигатель внутреннего сгорания с работающим на рециркулируемых отработавших газах охладителем
DE102009033519A1 (de) * 2009-07-15 2010-11-11 Voith Patent Gmbh Antriebsstrang mit einer Verbrennungskraftmaschine

Also Published As

Publication number Publication date
RU2013158304A (ru) 2015-07-10
CN103562517B (zh) 2016-09-14
BR112013030715A2 (pt) 2016-12-06
BR112013030713A2 (pt) 2016-12-06
CN103582747A (zh) 2014-02-12
US9140216B2 (en) 2015-09-22
EP2715087A1 (en) 2014-04-09
CN103562517A (zh) 2014-02-05
RU2600839C2 (ru) 2016-10-27
CN103582747B (zh) 2017-02-15
US9341145B2 (en) 2016-05-17
AU2012264788B2 (en) 2017-03-30
RU2013158306A (ru) 2015-07-10
BR112013030713B1 (pt) 2021-03-23
AU2012264788A1 (en) 2014-01-16
EP2715088A1 (en) 2014-04-09
WO2012163956A1 (en) 2012-12-06
EP2715087B1 (en) 2016-02-03
US20140190163A1 (en) 2014-07-10
AU2012264789A1 (en) 2014-01-16
EP2715088B1 (en) 2016-04-13
ES2570185T3 (es) 2016-05-17
WO2012163955A1 (en) 2012-12-06
AU2012264789B2 (en) 2017-03-30
BR112013030715B1 (pt) 2021-03-23
US20140195134A1 (en) 2014-07-10
ES2577981T3 (es) 2016-07-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2600842C2 (ru) Турбокомпаундная двигательная установка с наддувом
US8640459B2 (en) Turbocharger control systems and methods for improved transient performance
US9840972B2 (en) Supercharger-based twin charging system for an engine
CN112334645B (zh) 内燃机
US20070074513A1 (en) Turbo charging in a variable displacement engine
JP5155980B2 (ja) ターボコンパウンドシステムおよびその運転方法
EP2341225A1 (en) Method for controlling a turbocompound engine apparatus
CN112081679A (zh) 变海拔柴油机二级可调增压系统与共轨燃油系统优化匹配方法
CA2739358A1 (en) Arrangement for supplying fresh gas to a turbocharged internal combustion engine and method for controlling the arrangement
JP4487838B2 (ja) 電動機付き過給機を有する内燃機関の制御装置
US11846229B2 (en) Internal combustion engine system
US20230014159A1 (en) Internal Combustion Engine Air Intake System for Avoiding Turbocharger Surge
KR101948968B1 (ko) 내연 엔진들의 작동을 제어하는 방법, 및 내연 엔진의 작동을 제어하는 제어 시스템
JP5533562B2 (ja) ディーゼルエンジンの筒内圧制御システム
JP2016125366A (ja) 内燃機関
JP5699539B2 (ja) ディーゼルエンジンの過給圧制御システム
CN114183237A (zh) 基于电动压气机的集成型柴油机两级增压系统及控制方法
Ishikawa et al. OS1-7 A Study on the Applicability of a Mechanical Supercharger to a Diesel Engine for the Commercial Vehicle (OS1: Ultimate thermal efficiency, Organized Session Papers)